新能源汽車用高壓電纜的漏電流測試

邢曉飛

摘要：現如今，隨著我國經濟的飛速發展，新能源汽車越來越受到關注。新能源汽車用高壓電纜的使用環境為車內并緊鄰電池組等重要部件。當電纜絕緣層中某一點出現缺陷卻未破損，存在使用安全隱患時，火花電壓檢測會對此出現漏檢現象，屏蔽電纜耐電壓也會出現不擊穿現象，而漏電流（泄漏電流）測試則可檢測出異常。因此，為了提高新能源汽車用高壓電纜的使用安全性，電纜的出廠檢測應增加漏電流測試項目。

關鍵詞：新能源汽車;高壓電纜;漏電流測試

引言

電動汽車的驅動系統不是簡單的高壓直流系統，是一個復雜的交流和直流共存的系統，由動力電池、直流傳輸母線、電力電子設備、電機等構成。電動汽車工作環境復雜，震動、酸堿氣體的腐蝕、濕度及溫度的變化，都有可能造成高壓電纜及其它絕緣材料迅速老化甚至絕緣破損，正負極母線通過絕緣層與底盤構成漏電回路，相比直流系統漏電情況，電動汽車可能發生的絕緣失效情況更復雜，在直流母線對地之間或者交流母線對地之間都可能發生嚴重的漏電，在線漏電監測需要全面地對整車的絕緣特性進行全面、準確的監控。

1汽車電路的組成及特點

（1）首先是汽車電路中的電源電路，也叫作充電電路，主要包括蓄電池、充電指示裝置、發電機、調節器等，蓄電池是給車提供電能的，當蓄電池欠電后，就要給蓄電池進行充電處理，充電指示裝置可以準確的告知蓄電池何時充滿。發電機也是電源電路的一部分，是電源電路中的總供電電源，它有兩個作用，一個是給蓄電池提供電能，還有一個就是為整個汽車大部分用電器供電。（2）起動電路包括起動機、起動保護電路、起動開關、起動繼電器。（3）點火電路存在于汽油發動機汽車中的電路。包括火線圈、點火用開關、點火控制器、火花塞及分電器。（4）汽車照明電路和燈光信號電路是由前照燈、轉向燈、制動燈、霧燈、示廓燈、倒車燈、車內照明燈和相關控制繼電器和開關組成的電路。（5）儀表信息系統電路主要包括各類傳感器和指示燈。（6）輔助裝置電路作用是保障了汽車的舒適和安全性，根據車型的不同，或者高低配置的不同安裝不同的輔助裝置電路。一般的汽車通用的輔助電路有雨刷控制電路、除霜和防霧電路、音響及空調等相關電路。較高配置的汽車還安裝后視鏡電動控制裝置、電動控制車門鎖、電動升舉車窗裝置等。（7）電子控制系統電路主要包括安全氣囊的控制系統、發動機的控制系統，比如燃油噴射、點火、排放這些的控制裝置、制動時防抱死系統等電路。

2漏電流測試的原理、裝置

2.1電動汽車高壓漏電檢測原理

與傳統的電動汽車絕緣監測模型不同，本研究采用的是基于整車絕緣電阻模型的高壓電漏電監測，充分考慮了整車的高壓電氣系統結構，將逆變器的工作特點和交流電機考慮在內，不僅包含直流側絕緣特性，交流側母線的絕緣特性也納入監測范圍，并根據絕緣要求給出正確的判斷依據。整車絕緣電阻模型包括動力蓄電池、逆變器和單個電機，其中電機數量可以擴展到多個，以模擬多個交流負載的情況。整車絕緣情況的分布通過直流側和交流側的絕緣電阻和分布電容來描述。通過分析發現分布電容會導致交流分量幅值增大，但對于直流分量的影響很小。在下面的分析中重在獲取母線電壓和電池端電壓的直流分量，所以，在簡化模型中整車絕緣特性的描述只通過正負極直流母線對底盤絕緣電阻和交流三相母線對底盤絕緣電阻完成，如圖1所示，圖中M為驅動電機。

2.2漏電流測試裝置

在搭建漏電流測試裝置時，有微安表接在高壓側和微安表接在低壓側兩種接線方式，如圖2所示。前一種接線方式，微安表外殼屏蔽，高壓引線采用屏蔽線，可屏蔽掉高壓對地雜散電流，同時對電纜終端頭采取屏蔽措施，可屏蔽掉電纜表面泄漏電流的影響，此時測得的電流即為電纜漏電流，測量結果較準確。后一種接線方式，存在高壓對地雜散電流及高壓電源本身對地雜散電流的影響，微安表電流（測試電流）是雜散電流及電纜泄漏電流以及高壓電源本身對地雜散電流之和;高壓對地雜散電流及高壓電源本身對地雜散電流的影響較大，使測量結果偏大電纜較長時可使用此接線方式，同時這種接線方式便于短接電流表，實際應用中可分別測量未接入電纜及接入電纜時的電流，然后將兩者相減計算出電纜的泄漏電流。

3汽車中漏電故障的分析檢測及解決方法

常見的漏電原因就是（1）車子在不知情的情況下，可能因為傳感器故障，自己啟動了用電系統例如，導致車里的蓄電池過度用電，出現故障。車子里面有很多的用電系統和用電器，這些用電器包括啟動系統、發動機系統、車內的照明和大燈遠光燈、近光燈等，他們維持了車輛的正常使用。但是，在停車后忘記關閉車燈，或者在車熄火后，長時間使用車內的收音機等，就會消耗汽車的電能。這樣就會導致車內的蓄電池用點多電池虧電。所以，需要經常對車進行保養，發現問題及時解決。（2）蓄電池的壽命是有限的，新車如果使用得當，可以使用三年以上，一般三年左右就需要更換蓄電池了。蓄電池屬于消耗品，時間長了會出現蓄電池的正負極老化出現故障，還會發生氧化，在不使用的情況下，自由放電不能保證汽車的正常使用。蓄電池有很多種，現在的新型車輛一般使用不需要維護的蓄電池，所以建議更換便捷的蓄電池。（3）由于車內的電氣元件出現故障，導致車的電氣系統短路漏電等。車內的用電系統包括線路、系統和用電器。如果用電器發生短路或斷路時，對于斷路情況，用儀表測量各個用電器的通電電流或電阻，看其是否正常通電。對于短路的情況，短路不僅破壞用電器本身的功能，也會破壞整個用電系統。所以，如果判斷是出現了短路情況，必須盡快去修理廠檢查線路更換元件。

4漏電流測試注意事項

在新能源汽車用高壓電纜漏電流測試時應注意以下事項：a.試驗宜在干燥的天氣條件下進行，臟污時應將電纜終端頭擦拭干凈，以減少泄漏電流。溫度對泄漏電流測試結果的影響較為顯著，環境溫度應不低于5℃，空氣相對濕度一般不高于80%。b.試驗場地應保持清潔，電纜終端頭和周圍的物體必須有足夠的放電距離，防止試樣的雜散電流對測試結果產生影響。c.電纜直流耐壓和泄漏電流測試應在絕緣電阻和其他測試項目測試合格后進行。d.高壓微安表應固定牢靠，注意倍率選擇和固定支撐物的影響。e.試驗設備布置應緊湊，直流高壓端及引線與周圍接地體之間應保持足夠的安全距離，與直流高壓端鄰近的易感應電荷的設備均應可靠接地。

結語

為保證大電流和高電壓的組件的布線，新能源汽車對與其配套的高壓電纜的結構尺寸、柔韌性、屏蔽性能、使用安全性等都提出了較高的技術要求。本文通過對電纜出廠檢測項目———漏電流測試的介紹，以期為業界提高新能源汽車用高壓電纜的使用安全性提供借鑒。

參考文獻

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