新能源汽車動力蓄電池及管理技術 課件 模塊四 電動汽車安全管理認知與故障診斷

新能源汽車動力蓄電池及管理技術模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷情境導入

一輛2019年5月出廠的吉利EV450純電動汽車，儀表絕緣報警亮點亮，這種情況將使車存在嚴重的安全隱患。

如果你是接車的修理技術人員，你應該如何制定修理方案。能力目標●能說出三相交流變壓器埋地的原因；●能說出電動汽車接地保護原理；●能說出電動汽車失火施救方法；●能帶電測量三相交流電，解決簡單缺相故障及接地故障；●能帶電測量單相交流電，解決供電故障及接地故障；●能解決電動汽車交流電接地保護不良故障；●能說出電動汽車高壓安全防護設計有哪些。素養(yǎng)目標●具有良好的團隊協(xié)作精神和較強的組織溝通能力；●正確的操作安全意識；●資料查詢與計劃制定。學習目標知識點01汽車交流充電安全認知一、變壓器中性點埋地模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷如圖4-1所示火力發(fā)電機廠發(fā)出的50Hz三相交流電經(jīng)過升壓變壓器升壓為22KV，再經(jīng)過降壓變壓器降壓為380V，形成三相50Hz交流電，三條火線L1、L2、L3的線間電壓為380V，中性點接出零線N。L和N間為相電壓50Hz、220V單相交流電。為了避免雷擊損壞變壓器和用電器，需要將變壓器的中性點埋地。圖4-1低壓供電系統(tǒng)簡化示意圖知識點01汽車交流充電安全認知二、用電器不漏電的交流電流路徑模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷為了防止雷擊三相交流變壓器的低壓側(cè)變采用了中性點接地措施，優(yōu)點可防止雷擊，缺點是增加了人觸電的可能性。圖4-2正常工作時的電流路徑知識點01汽車交流充電安全認知三、有保護接地漏電的交流電流路徑模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷如圖4-3所示，如果用電器殼體漏電，電流可經(jīng)由第三根地線經(jīng)PE后通過保險盒內(nèi)的接地螺絲將電流導入住宅的等電位粘接軌，不會造成觸電危險。在城市建筑中，諸如電飯煲、冰箱和洗衣機等，在用電器工作時要防止殼體（圖中用電器的虛線框）漏電對體造成電擊，所以在殼體上接保護接地線用于保護接地。保護接地即用用電器殼體和用電器的零線相連，零線和真實土地的地等電位，由于人總是站在真實地上，真實地和用電器殼體等電位，所以不會造成觸電。加之空氣開關中的漏電保護功能在漏電時的自動斷開開關的功能，使得城市的用電保護要比農(nóng)村安全和方便得多。圖4-3有保護接地的漏電時的交流電流路徑知識點01汽車交流充電安全認知四、無保護接地漏電的交流電流路徑模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷在農(nóng)村建筑中，由于沒有地線（PE）回變壓器中性點的保護措施，用電器殼體漏電發(fā)生電擊的情況較多。1.無保護接地，但有漏電保護開關在有漏電保護器開關的情況下，L線向用電器殼體漏電，漏電保護器內(nèi)的L線和N線電流不平衡會促成漏電保護器內(nèi)開關斷開，因此在用電器漏電時有保護作用。但若漏電保護器內(nèi)開關允許的電流平衡差很大，開關不斷開則有一定電擊的危險。圖4-4無保護接地，但有漏電保護開關知識點01汽車交流充電安全認知四、無保護接地漏電的交流電流路徑模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷2.無保護接地，無漏電保護開關

如圖4-5所示，在廣大農(nóng)村是無保護接地和無漏電保護開關情況下，用電器殼體漏電時，漏電電流全部通過人體，有嚴重電擊的危險。圖4-5無保護接地，無漏電保護開關知識點01汽車交流充電安全認知五、車載充電機的接地保護模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷1.正常充電時的交流電流路徑如圖4-6所示為保護接地正常時的交流充電。汽車上的車載充電機殼體通過充電口和外界的L、N、PE三根線是連接的，因為有PE接地保護，所以充電過程中是安全的。圖4-6保護接地正常時的交流充電樁對充電機的充電知識點01汽車交流充電安全認知模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷2.有保護接地，車載充電機漏電時的交流電流路徑如圖4-7所示，當PE接地正常時，這時L線恰好與充電機殼體相通，一旦人接觸汽車殼體金屬也不會有電擊的危險。一是漏電電流線保護地線形成回路，二是漏電電流大到一定程度時漏電保護開關會起作用。圖4-7有保護接地時的交流漏電路徑五、車載充電機的接地保護知識點01汽車交流充電安全認知模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷3.保護接地意外斷開，車載充電機漏電時的交流電流路徑如圖4-8所示，當PE接地出現(xiàn)故障時（如斷開），而這時L線恰好與充電機殼體相通，一旦人接觸汽車殼體金屬就會有電擊的危險，漏電電流會流經(jīng)人體經(jīng)附近變壓器的埋地點回到中性點。五、車載充電機的接地保護圖4-8保護接地斷開后的漏電交流電流路徑知識點01汽車交流充電安全認知六、接地的雙檢測模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷充電槍口接地線PE的一端要與供電裝置的接地相連，也需要接地檢測。充電槍口接地線PE另一端要與汽車上的車身相連，需要接地檢測。因此交流充電樁要檢查供電裝置上的PE接地是否良好。同時車上的電池管理系統(tǒng)要檢測與車身接地連接是否良好。若PE的接地出現(xiàn)不良情況，供電樁內(nèi)的接觸器（交流繼電器）開關會斷開。知識點02電池失火和爆炸的處理一、電池失火和爆炸的危險性模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷

在電池失火和爆炸的情況下，人若受困于車內(nèi)，如打不開車門或車主失去意識時十分危險。受困人員將吸入電池失火產(chǎn)生的煙氣，導致中毒。若電池爆炸還有再次加重車主失去意識的危險，從而無法自救，任憑車輛燃燒和爆炸。

純電動汽車較大批量銷售是在2012年左右，至2017年全國電動汽車數(shù)量超過170萬輛，在電動汽車作業(yè)中因電擊致傷和致死尚無一例，電池失火和爆炸導致車輛損失的例子較多，車主死亡情況較少。從公開的資料及相關報道統(tǒng)計，2017年上半年國內(nèi)共發(fā)生電動汽車起火事故9起，涉及車輛總數(shù)卻高達98輛。其中，國外高檔純電動汽車車型起火事故1起、涉及車輛1輛，與去年同期持平。從起火原因來看，因充電導致的起火事故共3起，占比38%，成為起火事故的第一誘因；其次是碰撞和自燃各兩起，各占25%。從使用狀態(tài)中起火4起，占比50%；其次是充電狀態(tài)中起火3起，占比37.5%；最后是靜置狀態(tài)，共發(fā)生1起起火事故，但涉及的車輛數(shù)卻是最多的。從而可以看出，從電動汽車的充電、使用到靜置等多個環(huán)節(jié)，均有起火事故的發(fā)生，安全問題已滲入到電動汽車的各個環(huán)節(jié)，必須引起足夠的重視是一方面，另一方面更要強調(diào)沒有證明說明電動汽車比燃油車危險。知識點02電池失火和爆炸的處理二、電池失火和爆炸的處理模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷1.充電過程中失火處理電動汽車在充電過程中失火，應急時斷開汽車的交流充電連接，再用大量的水結合滅火器滅火，或用水基滅火器滅火。警告：不可在未斷開汽車的交流充電連接的情況下用水或水基滅火器滅火，這時可能發(fā)生來自交流電的電擊。2.行駛中或停車中失火處理電動汽車在行駛中或停車中失火時，車主應及時離開車輛，防止爆炸發(fā)生，造成人世不醒，無法自救。消防員也應保持一定距離直接用大量的水結合滅火器滅火，或用水基滅火器滅火。知識點03過防護及錯誤行業(yè)操作糾正一、領域的亂用模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷

錯誤體現(xiàn)在因張冠李戴造成的不同領域電壓等級在電動汽車領域的亂用，以及將工業(yè)高壓網(wǎng)絡和工業(yè)低壓網(wǎng)絡的一些錯誤防護使用在電動汽車領域，出現(xiàn)了大量冒著電動汽車高級技術培訓的晃子在傳播防護過當?shù)牟僮?。由于我國勞動部門對電動汽車的職業(yè)資格仍未建立，現(xiàn)在的職業(yè)資格是以低壓電工操作證作為職業(yè)上崗資格?，F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)很多學校進行電動汽車的安全防護是按工業(yè)/民用電進行防護的，很多照搬是錯誤的。知識點03過防護及錯誤行業(yè)操作糾正二、行業(yè)操作錯誤模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷1.按照交流電無保護接地環(huán)境，放置絕緣墊

在沒有保護接地（農(nóng)村家用供電多為這種情況）的交流低壓（220V/380V)用電器，帶電操作時需要放絕緣墊。需要放絕緣墊的原因是為防止雷擊變壓器副線圈中性點埋地，造成人站在地面上若觸及火線則發(fā)生觸電，站在絕緣墊上操作可避免電擊。在農(nóng)村的用電器沒有保護接地的情況下，可采用放絕緣墊后帶電操作。事實上，在農(nóng)村用的交流用電器也沒有放置絕緣墊操作的習慣，這確實有一定的危險，但在汽車上，一不是交流電，二也不是無保護地環(huán)境。那么穿絕緣鞋是否有絕緣效果，顯然也沒有效果。但在給電動汽車進行交流充電時有保護作用，也就是當交流供電的保護地有斷開的情況，但也屬防護過當。試想駕駛員每次給電動汽車充電若要穿絕緣鞋的話，我想電動汽車是買不出去的。電動汽車的充電危險程度和給一個電飯煲供電一樣，我們能習慣電飯煲供電，為什么不能習慣電動汽車充電，這里有打著防護晃子，或許是也是一種無知的表現(xiàn)。知識點03過防護及錯誤行業(yè)操作糾正二、行業(yè)操作錯誤模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷2.按照高壓交流電環(huán)境，錯誤使用防護工具的過防護

電動汽車只有在與高壓元件上裸露電源正極或負極銅導線的情況下，人員有直接接觸電源正極或負極銅導線的可能情況下才需要配戴1000V級別直流絕緣手套、護目眼鏡、絕緣鞋和絕緣工具是我們在1000伏以上帶電操作中要使用的裝備，并且時刻要保持它們能處于隨時可用的狀態(tài)。交流防護裝備是在低壓（220V/380V)帶電操作時使用的，而低壓（220V/380V)電氣的連接是明顯裸露的，帶絕緣手套也有空間操作。

電動汽車電池箱上的檢修塞一旦取出后，電池箱以外的高壓網(wǎng)絡（在電動汽車上稱為高壓是相對12V電系而言的，與工廠用相比仍然是低壓范圍）處于下電狀態(tài)，因此不必帶絕緣手套操作，但操作前仍要進行必要的驗電操作。知識點03過防護及錯誤行業(yè)操作糾正二、行業(yè)操作錯誤模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷3.汽車充電過程的過防護

電動汽車可采用單相（車載單相交流/直流充電機）16A級別或三相交流（車載三相交流/直流充電機）32A級別充電時，充電槍上有保護接地，不會有觸電危險，一旦有火線向用電器殼體漏電則因火線和零線的電流不平衡而斷開。

因此充電過程中不用防護，試想車主要買車后還要帶一套防護套裝嗎？知識點03過防護及錯誤行業(yè)操作糾正三、高壓系統(tǒng)操作資格模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷1.高壓意識培訓如果員工沒有接受高壓意識培訓，不允許在純電動汽車或混合動力汽車上的高壓網(wǎng)絡上執(zhí)行操作。如果員工在車輛上的“工作”僅限于操作或客戶咨詢，如啟用冬季輪胎的限速或闡述駕駛室管理及數(shù)據(jù)系統(tǒng)，則不必進行高壓意識培訓。此外，只是簡單駕駛車輛時也沒有必要進行高壓意識培訓，如洗車人員將車輛駛向洗車裝置。如果員工在車輛上執(zhí)行操作、闡述或簡單駕駛車輛之外的“工作”，一定要進行高壓意識培訓。甚至開啟發(fā)動機罩，如清洗發(fā)動機或添加車窗風擋玻璃清洗液，也要求進行高壓意識培訓。接受過高壓意識培訓的非電工技術專業(yè)人員可以在高壓系統(tǒng)外執(zhí)行作業(yè)。知識點03過防護及錯誤行業(yè)操作糾正三、高壓系統(tǒng)操作資格模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷2.高壓資格高壓資格指有國家安監(jiān)部門組織培訓并進行考核通過后，拿到低壓電工操作證。這里有個似乎矛盾的地方，電動汽車上的電壓稱為高壓，哪為什么操作資格卻是低壓。這是由于電動汽車的電壓等級在工業(yè)領域就是低壓的，我們稱電動汽車電壓為高壓只是為了區(qū)分直流12V的單線制低壓電系。知識點03過防護及錯誤行業(yè)操作糾正三、高壓系統(tǒng)操作資格模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷3.高壓產(chǎn)品資格高壓產(chǎn)品資格是指在有高壓資格的基礎上，在從事相關高壓產(chǎn)品時也經(jīng)過了相應高壓產(chǎn)品的培訓。比如電動汽車領域有了低壓電工操作證了，還要系統(tǒng)學習過電動汽車的高壓產(chǎn)品，比如電池、電機、變頻器等相關高壓產(chǎn)品的結構和原理。有高壓資格（取得低壓電工操作證），并經(jīng)過高壓產(chǎn)品培訓的汽車技師、電氣技師、機械電子工程師可以在高壓系統(tǒng)上執(zhí)行作業(yè)。如果不具備“高壓資格”和“高壓產(chǎn)品資格”的人員不得在高壓網(wǎng)絡上作業(yè)。不遵守相關注意事項會導致嚴重結果。經(jīng)過高壓操作和高壓產(chǎn)品知識培訓后，使用和維修電動汽車高壓系統(tǒng)還是很容易的。知識點04高壓安全設計措施一、被動安全技術模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷電動汽車的高壓安全措施是十分周密的，以下是主動技術和被動技術，總結起來有下面8項。主動通過設計防護實現(xiàn)安全的技術稱為主動安全技術。以主動避開或遠離高壓危險點為目的技術稱為被動安全技術。1.橙色電纜線為了減少與高壓電（在電動汽車領域指60V以上）的直接接觸，高壓部件上的高壓線路采用橙色作為警示，同時還會在高壓器件附近會有警示性通知。2.防接觸保護高壓電纜，特別是殼體穿孔部位采用多層絕緣，外層為護套起防摩損+絕緣功能，中間為帶金屬編織+包帶的中間層(見圖4-10a)，金屬編織與電纜兩端的高壓元件外殼金屬相連，即與車身相連，導體從外部或內(nèi)部彎曲突出內(nèi)層絕緣時，導體（電纜）與車身金屬相連，形成絕緣檢測回路，會觸發(fā)漏電報警，而普通電纜（見圖4-10b）則沒有此項功能。知識點04高壓安全設計措施一、被動安全技術模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷圖4-10a電動汽車系網(wǎng)絡用電纜

（帶金屬編織+包帶）

圖4-10b

普通電纜（無金屬編織+包帶）知識點04高壓安全設計措施二、主動安全技術模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷2.高壓對地絕緣檢測高壓產(chǎn)品漏電（見圖4-10）可通過電池管理系統(tǒng)內(nèi)的絕緣檢測電路檢測到，比如DC/DC、逆變器(DC/AC)等對殼體高壓漏電絕緣檢測電路都可以檢測到。絕緣檢測電路檢測方法是向高壓電路中注入一個高壓脈沖，以這個脈沖為電源，檢測高壓電路對車身的絕緣電阻，為檢測準確采用了高壓產(chǎn)品外殼與車身相連形成等電位線（圖中粗線條）。圖4-10高壓網(wǎng)絡不共地、絕緣檢測和等電位線知識點04高壓安全設計措施二、主動安全技術模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷3.高壓互鎖防護

主動技術：高壓產(chǎn)品的電纜脫開時，會形成觸電和母線短路引患。為此對整個高壓系統(tǒng)設置一個導通環(huán)，當高壓元件從線束上脫開時會造成“U型”導通環(huán)傳送的信號中斷，控制系統(tǒng)控電池箱內(nèi)的高壓上電繼電器斷開，同時，逆變器內(nèi)的電容器通過電阻自行進行放電。知識點04高壓安全設計措施二、主動安全技術模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷4.高壓接通鎖或檢修塞主動技術：工作人員在診斷輔助系統(tǒng)時，比如斷開空調(diào)壓縮機的供電線時，高壓上電繼電器會斷開來確保電池箱停止對外高壓輸出。但還要防止高壓系統(tǒng)通過“點火開關開啟”重新接通，因此，借助高壓接通鎖（見圖4-11奔馳高壓接通鎖）再次斷開對外輸出，這樣又對高壓系統(tǒng)加了一道防止接通的保險。操作高壓接通鎖進入斷開狀態(tài)，就相當于不設計檢修塞的車拆下了檢修塞。5-11奔馳高壓接通鎖知識點04高壓安全設計措施二、主動安全技術模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷5.在碰撞時切斷高壓系統(tǒng)主動技術：通過來自安全氣囊的碰撞識別觸發(fā)斷開電池箱內(nèi)的上電繼電器，并停止發(fā)電機發(fā)電模式，將母線電容器自動放電至允許的電壓極限以下。6.高壓產(chǎn)品的電隔離主動技術：12V降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器的初級線圈和次級線圈間采用隔離變壓器，防止出現(xiàn)高壓竄入低壓的情況。知識點05絕緣電阻監(jiān)測原理認知一、絕緣電阻大小確定模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷

電動汽車電池、變頻器、電機、車載充電機、直流/直流轉(zhuǎn)換器、電動空調(diào)壓縮機和暖風PTC加熱器等都會涉及高壓電器絕緣問題。這些部件的工作條件比較惡劣，振動、酸堿氣體的腐蝕、溫度及濕度的變化，都有可能造成動力電纜及其他絕緣材料迅速老化甚至絕緣破損，使設備絕緣強度大大降低，危及人身安全，所以有必要在出現(xiàn)絕緣頭問題時急時對高壓電網(wǎng)進行下電操作，保護人員安全。

電動汽車的絕緣狀況以直流正負母線對地的絕緣電阻來衡量。電動汽車的國際標準規(guī)定:絕緣電阻值除以電動汽車直流系統(tǒng)標稱電壓U，結果應大于100Ω/V，才符合安全要求，見公式（1）。標準中推薦的牽引蓄電池絕緣電阻測量方法適用于靜態(tài)測試，而不滿足實時監(jiān)測的要求。知識點05絕緣電阻監(jiān)測原理認知二、絕緣電阻監(jiān)測方法模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷

對電動汽車絕緣電阻的檢測方法有兩種，一種方法是采用外接電阻切換測量，二是采用高壓脈沖信號注入的方法進行測量。由于外接電阻切換測量有缺陷，實車上普遍采用高壓脈沖信號注入法。1.外接電阻切換測量法絕緣電阻監(jiān)測

通過測量電動汽車直流母線與電底盤之間的電壓，計算得到系統(tǒng)的絕緣電阻值。假設電動汽車的直流系統(tǒng)電壓（即車載動力電池總電壓）為U，待測的正、負母線與電底盤之間的絕緣電阻分別為Rx、Ry，為將計算的電阻值。正、負母線與電底盤之間的電壓分別為Ux、Uy，則待測直流系統(tǒng)的等效模型如圖4-12中的虛線框內(nèi)所示。知識點05絕緣電阻監(jiān)測原理認知二、絕緣電阻監(jiān)測方法模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷圖4-12電動汽車絕緣電阻測量原理圖中R1、R2為測量用的已知阻值的標準電阻。工作原理如下:當電子開關T1、T2全部斷開時，測量正、負母線與電底盤之間的電壓分別為UX和UY為已知可測量。由電路定律可以得到公式（1）。當電子開關T1閉合、T2斷開時，則在正母線與電底盤之間加入標準偏置電阻R1，測量正、負母線與電底盤之間的電壓分別為UX、UY，同樣可以得到公式（2），兩方程在絕緣檢測軟件中聯(lián)立方程組。知識點05絕緣電阻監(jiān)測原理認知二、絕緣電阻監(jiān)測方法模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷絕緣檢測軟件通過公式（1）和（2）解出正、負母線與電底盤之間的絕緣電阻分別為RX和RY，要注意到公式（1）中的UX和UY與公式（2）中的UX和UY數(shù)值是可測量，但不是相等的。同樣，絕緣電阻在以下2種情況也可以得到:T1、T2全部斷開和T1斷開、T2閉合；T1閉合、T2斷開和T1斷開、T2閉合。由上述計算公式可知，絕緣電阻RX、RY的具體數(shù)值由4個測量電壓值和已知標準電阻計算得到，最終結果的精度與電壓測量和標準電阻的精度直接相關。另外，開關動作前后，電池電壓隨汽車加、減速的變化對結果的影響也應分析。電動汽車的絕緣電阻一般來講是緩變參數(shù)，而測量過程很快，因此可以認為測量過程中實際待測絕緣電阻阻值保持不變。絕緣電阻監(jiān)測模塊主要完成如下幾方面功能：正、負母線對底盤的電壓UX和UY測量、標準偏置電阻R1或R2的介入控制、絕緣電阻RX和RY計算和判斷、報警方式等。知識點05絕緣電阻監(jiān)測原理認知二、絕緣電阻監(jiān)測方法模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷2.高壓脈沖信號注入法絕緣電阻監(jiān)測在直流母線正負極和車輛底盤之間接入電阻，通過電子開關或高壓繼電器接通電阻和車輛底盤，然后測量這些電阻上的電壓或電流，再計算得到絕緣電阻的大小。這些方法或多或少都有一些缺陷，如工作不可靠，不能響應動力電池內(nèi)部對地短路故障、不能測量正負對稱故障、無法精確測量正負母線雙端對稱接地時的絕緣電阻，系統(tǒng)泄漏電容增大時測量參數(shù)偏差大等問題。通過向高壓回路注入一個可變電流信號，通過檢測接收回路上的電流變化值來檢測系統(tǒng)當前的絕緣電阻值，可徹底解決電池內(nèi)部對地短接或正負對稱接地時無法測量的問題；且不受系統(tǒng)泄漏電容的影響，同時無需改變檢測電路中硬件參數(shù)值就可在全電壓(DC0～800V)范圍內(nèi)檢測系統(tǒng)的絕緣電阻。信號注入的方法是指對電動汽車的電池系統(tǒng)注入一定頻率的直流電壓信號。通過測量反饋的直流信號計算絕緣電阻這種信號對整個電池系統(tǒng)會產(chǎn)生紋波干擾，影響系統(tǒng)的正常工作。而現(xiàn)有的外接電阻切換的絕緣電阻測量方法檢測精度較低，同時因長時間接入測量電阻，所以降低了系統(tǒng)的絕緣性能，增加了電池功耗。知識點05絕緣電阻監(jiān)測原理認知二、絕緣電阻監(jiān)測方法模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷檢測電路原理如圖4-13所示，檢測回路由動力電池系統(tǒng)、高壓正負極回路串聯(lián)電阻Ri、信號源、測量電阻Rm、汽車底盤、回路漏電電阻Rf組成。信號源是一個電流源信號，它通過高壓正負極回路串聯(lián)電阻向動力電池系統(tǒng)注入一個低頻的電流信號。該信號通過高壓正負極回路串聯(lián)電阻、動力電池組、回路漏電電阻Rf、車輛底盤、測量電阻形成一個信號回路。在電流信號注入時，采樣電阻Rm上的電流為知識點05絕緣電阻監(jiān)測原理認知二、絕緣電阻監(jiān)測方法模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷

在測量回路中，來自電動汽車電池管理系統(tǒng)（BMS）的高壓脈沖信號源的注入電壓分別加載到回路的各個電阻上，其總電壓為分回路電壓之和。

由于測量回路的電阻Ri及Rm是己知的，由此可以計算出URi及URm，則回路漏電電阻上所加的電壓值URf值。由(1)和(3)式可得到最終的漏電電阻值為知識點05絕緣電阻監(jiān)測原理認知二、絕緣電阻監(jiān)測方法模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷

微處理器通過對注入信號的改變及R上電壓信號變化，進行運算、分析，最終計算出本系統(tǒng)的漏電電阻。在直流高壓系統(tǒng)單端對地漏電或正負對稱漏電時，由于回路的串并聯(lián)電阻發(fā)生變化，通過對注入信號的極性判斷及采樣點的電壓變化值與參考電壓的變化差，判斷其故障點所在。圖4-13車輛絕緣檢測電路的工作原理知識點05絕緣電阻監(jiān)測原理認知三、高壓產(chǎn)品殼體共地模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷如圖4-14所示為動力電池箱、變頻器和電機等高壓產(chǎn)品通過外殼與車身接地，這樣電池管理系統(tǒng)（BMS）的車身接地線（見圖4-12）中絕緣電阻RX和RY中間與車身之間的車身接地線就可與高壓產(chǎn)品構成實際的檢測回路。圖4-14高壓產(chǎn)品殼體共地示意圖知識點05絕緣電阻監(jiān)測原理認知四、絕緣電阻動態(tài)監(jiān)測模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷一般來講，電動汽車的標稱電壓在90～750V之間，實際偏置電阻因電壓不同而不同，運行過程中電池電壓存在一定的波動范圍，并且待測絕緣電阻也有一定的變化范圍，因此，監(jiān)測系統(tǒng)的電壓測量電路必須保證在全范圍內(nèi)實現(xiàn)等精度的測量，而且正、負母線對地電壓的測量必須同時完成。知識點05絕緣電阻監(jiān)測原理認知五、絕緣檢測無法識別模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷在高壓電操作中，要牢記，千萬不要把自己串入正、負極之間構成導電回路，因為這時絕緣檢測是無法識別的，將會造成嚴重的觸電事故。知識點06高壓絕緣報警的診斷方法一、絕緣電阻表模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷當電動汽車發(fā)生絕緣報警時，需要找到高壓網(wǎng)絡的哪個地方的那個元件發(fā)生了絕緣問題。

如圖4-15所示為用FLUKE絕緣表測量變頻器絕緣電阻的例子，電動汽車的絕緣測量原理是利用機內(nèi)電池作為電源經(jīng)DC/DC變換產(chǎn)生的直流高壓由表筆出經(jīng)被測試品到達另一個筆，從完成運算直接將被測的絕緣電阻值測出來。

為達到能測量不同等級的絕緣產(chǎn)品，絕緣電阻表內(nèi)的兩節(jié)直流干電池（3V）升壓為50V、500V、1000V等不同的直流脈沖電壓以適應不同電壓等級元件的絕緣檢測要求。圖4-15用絕緣表測量變頻器的絕緣值為2.2GΩ知識點06高壓絕緣報警的診斷方法二、高壓線路絕緣檢查原則模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷進行高壓網(wǎng)絡絕緣檢查時，通常先斷開電池箱對外輸出的高壓導線，以電池箱內(nèi)側(cè)和外側(cè)為分界點。先判絕緣下降原因在電池箱內(nèi)部，還是在電池箱外部。如果絕緣下降原因在電池箱外部，可先從高壓元件本身漏電，然后是高壓導線的順序進行。如果絕緣下降原因在電池箱內(nèi)部，可先從電池箱防水能力下降，高壓繼電器、高壓連接支撐處、電池管理系統(tǒng)檢測電壓的信號線（其內(nèi)部為高壓）、電池組本身漏電的順序進行。知識點06高壓絕緣報警的診斷方法三、高壓元件絕緣檢查模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷1.電池箱內(nèi)絕緣檢查（1）電池箱外部進行絕緣檢測確認如圖4-16(a)、(b)所示，斷開電池箱對外輸出的供電電纜，用絕緣電阻表1000V檔分別測量電池箱對外輸出的供電電纜座內(nèi)正、負兩根電纜中的任意一根對車身地(電池箱外殼）的接地電阻，檢測絕緣報警是否發(fā)生在電池箱內(nèi)。圖4-16在電池箱外部進行絕緣測量知識點06高壓絕緣報警的診斷方法三、高壓元件絕緣檢查模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷（2）電池箱內(nèi)進行高壓電纜分段絕緣檢查拆開電池箱，先觀察不可能的高壓電纜絕緣下降段，排除這些電纜段，以免做無用的測量。對可能電電纜段用絕緣電阻表1000V檔分別測量對車身地(電池箱外殼）的接地電阻，電阻若低于正常值，更換電纜。（3）高壓繼電器絕緣檢查如圖4-16(c)、(d)、(e)所示，拆開電池箱，斷開高壓繼電器的高壓導線，用絕緣電阻表1000V檔分別測量電池箱內(nèi)正、負繼電器輸出端子對車身地(電池箱外殼）的接地電阻，電阻若低于正常值，更換繼電器。知識點06高壓絕緣報警的診斷方法三、高壓元件絕緣檢查模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷（4）電池組的絕緣檢查如圖4-16(f)、(g)所示，拆開電池箱，斷開電池上的高壓導線，用絕緣電阻表1000V檔分別測量電池箱內(nèi)電池的正、負極輸出端子對車身地(電池箱外殼）的接地電阻，電阻若低于正常值，再詳細分解各組電池，再次測量對地的絕緣電阻，直到找到相應的電池組，修理方式可更換電池組，也可更換電池箱總成。2.電池箱外絕緣電阻檢查（1）變頻器絕緣檢測如圖4-17所示的(a)、(b)測量點，在斷開直流輸入側(cè)電纜和斷開三相交流輸出側(cè)電纜的變頻器上，用絕緣電阻表400V或1000V檔（修理手冊絕緣檢測電壓為1000V時）檔分別測量輸入側(cè)正、負極對車身地(變頻器外殼）的接地電阻，電阻若低于正常值，更換變頻器。知識點06高壓絕緣報警的診斷方法三、高壓元件絕緣檢查模塊四

電動汽車安全管理認知與故障診斷圖4-17變頻器直流側(cè)絕緣測量如圖4-17(c)、(d)、(e)所示，在斷開直流輸入側(cè)電纜和斷開三相交流輸出側(cè)電纜的變頻器上，用絕緣電阻表1000V檔分別測量變頻器