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高压系统绝缘检测方法的研究
2021-05-28 15:23:13· 来源：海马汽车有限公司 作者：王明林等
1 前言新能源汽车电驱动系统是一个高电压、大电流的系统，相对独立且完全绝缘，与整车低压电气系统相隔离。但是，在异常情况下（如，线缆老化、接插件进水等），
1 前言
新能源汽车电驱动系统是一个高电压、大电流的系统，相对独立且完全绝缘，与整车低压电气系统相隔离。但是，在异常情况下（如，线缆老化、接插件进水等），会出现绝缘降低、车身带电情况，从而危害人身安全。
当高压系统正极对地和负极对地（该处的地是指车身）绝缘同时降低时（如，高压接插件进水），高压系统会通过车身形成导电回路，造成接触点热量累积，严重时会引发火灾。因此，实时监测高压系统的绝缘性能，对车辆及人身安全都具有重要意义。
根据国标GB/T18384.1的相关要求，可以使用两表法进行绝缘电阻的测量，如图1和图2所示，具体计算方法如下：
但是，该检测方法检测周期较，长在进行RO接入或断开时，正负极对地电压变化缓慢，若采样速度较快，易造成计算误差。另外，在系统运行过程中由于逆变器工作，导致系统结构性变化，也会导致计算误差的发生。因此，在实际应用中在信号的处理及算法方面需要进一步的优化。
2 交流侧绝缘检测算法
2.1 静态交流侧绝缘检测
静态是指电机处在非运行状态，此时可以控制相应的开关管通断，并结合上文中标准计算方法进行。
以图3为例（箭头表示电流方向），其中，开关ABC的状态为100(1为导通，0为断开），A'B'C'的状态为000,由公式1得到，Rp'为直流侧主正对地电阻Rp与交流侧各相对地电阻并联后的等效电阻，即，Rp'=RP//RA//RC。
同理，只导通负极某一个开，关如开关ABC的状态为000,A'B'C'为100，由公式1得到，Rn＇为直流侧主负对地电阻Rp与交流侧各相对地电阻并联后的等效电，阻即，Rnz=RN1/RA//RB//RC.
一般化后可以等效为如下公式：
主正对地并联电阻RO（电导为GO)后，得到，
由公式7计算得到的值并非为高压系统主正对地的绝缘电，阻而值是Rp//2RAc的等效的电导值，该值的倒数可以作为衡量主正对地绝缘状态的标准。
3 结束语
上述计算方法为绝缘检测提供理论依据，具体实践过程中有关信号处理和算法优化还需要结合实际场景采取相关措施，如滤波、限值等手段。该方法可以在车辆实际运行过程中监测高压系统的绝缘状态，有效防止触电事故的发生。
新能源汽车电驱动系统是一个高电压、大电流的系统，相对独立且完全绝缘，与整车低压电气系统相隔离。但是，在异常情况下（如，线缆老化、接插件进水等），会出现绝缘降低、车身带电情况，从而危害人身安全。
当高压系统正极对地和负极对地（该处的地是指车身）绝缘同时降低时（如，高压接插件进水），高压系统会通过车身形成导电回路，造成接触点热量累积，严重时会引发火灾。因此，实时监测高压系统的绝缘性能，对车辆及人身安全都具有重要意义。
根据国标GB/T18384.1的相关要求，可以使用两表法进行绝缘电阻的测量，如图1和图2所示，具体计算方法如下：
但是，该检测方法检测周期较，长在进行RO接入或断开时，正负极对地电压变化缓慢，若采样速度较快，易造成计算误差。另外，在系统运行过程中由于逆变器工作，导致系统结构性变化，也会导致计算误差的发生。因此，在实际应用中在信号的处理及算法方面需要进一步的优化。
2 交流侧绝缘检测算法
2.1 静态交流侧绝缘检测
静态是指电机处在非运行状态，此时可以控制相应的开关管通断，并结合上文中标准计算方法进行。
以图3为例（箭头表示电流方向），其中，开关ABC的状态为100(1为导通，0为断开），A'B'C'的状态为000,由公式1得到，Rp'为直流侧主正对地电阻Rp与交流侧各相对地电阻并联后的等效电阻，即，Rp'=RP//RA//RC。
同理，只导通负极某一个开，关如开关ABC的状态为000,A'B'C'为100，由公式1得到，Rn＇为直流侧主负对地电阻Rp与交流侧各相对地电阻并联后的等效电，阻即，Rnz=RN1/RA//RB//RC.
一般化后可以等效为如下公式：
主正对地并联电阻RO（电导为GO)后，得到，
由公式7计算得到的值并非为高压系统主正对地的绝缘电，阻而值是Rp//2RAc的等效的电导值，该值的倒数可以作为衡量主正对地绝缘状态的标准。
3 结束语
上述计算方法为绝缘检测提供理论依据，具体实践过程中有关信号处理和算法优化还需要结合实际场景采取相关措施，如滤波、限值等手段。该方法可以在车辆实际运行过程中监测高压系统的绝缘状态，有效防止触电事故的发生。
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