純電動(dòng)汽車絕緣故障檢測(cè)

摘要：純電動(dòng)汽車作為新能源汽車的一個(gè)分支，隨著其市場(chǎng)保有量的增加，對(duì)于其維修技術(shù)的提升也提出了更高的需求，本文就以一款純電動(dòng)汽車的絕緣故障檢修為例來(lái)分享一下絕緣故障的一些檢修思路。

關(guān)鍵詞：純電動(dòng)汽車;汽車維修;絕緣故障

純電動(dòng)汽車是以動(dòng)力電池作為儲(chǔ)能裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)車輛行駛，隨著純電動(dòng)汽車的市場(chǎng)保有量增加，車輛故障維修的市場(chǎng)需求也越來(lái)越大。相較于傳統(tǒng)燃油汽車，在車輛的維修過(guò)程中，純電動(dòng)汽車因?yàn)榭刂圃淼劝l(fā)生了變化，新增了很多純電動(dòng)汽車特有的故障，其中最讓人關(guān)注的就是會(huì)存在觸電隱患的車輛絕緣故障，國(guó)家還因此發(fā)布了相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)《GB/T18384.3-2015 電動(dòng)汽車安全要求第3 部分：人員觸電防護(hù)》作為整車設(shè)計(jì)時(shí)的參考標(biāo)準(zhǔn)。本文以東風(fēng)風(fēng)行景逸S50EV 車輛偶發(fā)絕緣故障導(dǎo)致的車輛行駛中下高壓或者無(wú)法上高壓故障為例，介紹絕緣故障的診斷過(guò)程，希望能對(duì)大家檢修絕緣故障有所啟發(fā)。

故障現(xiàn)象：客戶進(jìn)站反饋，車輛偶發(fā)儀表出現(xiàn)故障燈后行駛中限速，靠邊停車后車輛下高壓，嘗試再次啟動(dòng)車輛，車輛無(wú)法上高壓。

故障分析：車輛進(jìn)站后，可正常使用，根據(jù)客戶提供的故障時(shí)儀表照片，車輛存在絕緣故障，進(jìn)一步用故障診斷儀讀取歷史故障，在BMS 系統(tǒng)中存在絕緣相關(guān)的故障碼，由此分析，車輛是因?yàn)槌霈F(xiàn)了絕緣故障，導(dǎo)致車輛行駛中下高壓等一系列故障現(xiàn)象。我們需要進(jìn)一步測(cè)量分析是哪一個(gè)零部件的絕緣阻值出現(xiàn)問(wèn)題，從而引起絕緣故障。

1.絕緣檢測(cè)系統(tǒng)情況簡(jiǎn)介

根據(jù)國(guó)家發(fā)布的相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 18384.3-2015 電動(dòng)汽車安全要求第3 部分：人員觸電防護(hù)》，純電動(dòng)汽車需要在車輛的使用過(guò)程中通過(guò)整車的絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車輛高壓系統(tǒng)的絕緣阻值，并在其出現(xiàn)異常時(shí)進(jìn)行故障預(yù)警等動(dòng)作。東風(fēng)風(fēng)行景逸S50EV 這款車的絕緣檢測(cè)回路在動(dòng)力電池的BMS 中（如圖1），所以一旦高壓系統(tǒng)中的任意零部件的絕緣阻值出現(xiàn)異常，就會(huì)在BMS 系統(tǒng)中報(bào)出絕緣相關(guān)的故障碼。

2.絕緣故障檢修思路

因?yàn)閯?dòng)力電池的拆解維修相對(duì)復(fù)雜，為了檢修方便，需要優(yōu)先判斷絕緣故障的故障點(diǎn)出現(xiàn)在動(dòng)力電池內(nèi)部還是動(dòng)力電池外部。

2.1 動(dòng)力電池內(nèi)部絕緣電阻判斷

在直流母線（連接動(dòng)力電池與功率輸出模塊）的連接功率輸出模塊端斷開(kāi)且儀表點(diǎn)亮的時(shí)候（即點(diǎn)火開(kāi)關(guān)在ON 檔），用故障診斷儀讀取BMS中的數(shù)據(jù)流，如果此時(shí)讀取的正、負(fù)極絕緣電阻與正常車在ON 檔狀態(tài)下的一致，則說(shuō)明絕緣故障的故障點(diǎn)不在動(dòng)力電池內(nèi)部，可開(kāi)始對(duì)高壓系統(tǒng)其他零部件的絕緣進(jìn)行檢修。因?yàn)橹绷髂妇€與功率輸出模塊斷開(kāi)連接后，只有動(dòng)力電池與直流母線連接，所以此時(shí)診斷儀讀取的數(shù)據(jù)是二者構(gòu)成的整體的絕緣電阻（如圖2）。

如果讀取數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)異常，從安全測(cè)量的角度，先斷開(kāi)直流母線與動(dòng)力電池的連接，然后對(duì)直流母線的兩個(gè)端子分別測(cè)量對(duì)地絕緣電阻，另外需要特別注意的是，因?yàn)橹绷髂妇€與動(dòng)力電池正常連接時(shí)屏蔽層是與整車地連接，所以需要增加兩個(gè)端子分別對(duì)其屏蔽層的絕緣電阻測(cè)量。當(dāng)直流母線的絕緣電阻正常時(shí)，則說(shuō)明絕緣故障出現(xiàn)在動(dòng)力電池內(nèi)部，需要有專業(yè)的人員對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行拆解檢修，在此不做深入分析。

2.2 動(dòng)力電池外部絕緣電阻判斷

斷開(kāi)功率輸出模塊上的所有高壓連接線，用兆歐表1000V 檔對(duì)各個(gè)模塊的正、負(fù)極針腳分別測(cè)量其對(duì)地絕緣電阻，通過(guò)與正常車的測(cè)量值對(duì)比來(lái)判斷絕緣好壞。考慮到各個(gè)終端執(zhí)行器的插頭是公端，附近還有屏蔽層，在測(cè)量過(guò)程中由于安裝位置的空間帶來(lái)的測(cè)量便利性以及可能存在的兆歐表探針與屏蔽層短接的隱患風(fēng)險(xiǎn)，一般是優(yōu)先帶著高壓線一同測(cè)量。如果發(fā)現(xiàn)異常，再增加對(duì)相應(yīng)連接高壓線進(jìn)行單獨(dú)的絕緣電阻測(cè)量，以此來(lái)判斷故障點(diǎn)在高壓線還是終端高壓執(zhí)行器。

在測(cè)量高壓線絕緣電阻的過(guò)程中需要注意的是，一定要增加端子對(duì)其相應(yīng)屏蔽層的絕緣電阻測(cè)量避免誤判。

3.故障排查

由于客戶反饋車輛在快充以后故障出現(xiàn)的頻率較高，為了復(fù)現(xiàn)故障，對(duì)車輛進(jìn)行快充半小時(shí)，然后在車輛較少路段試車，半小時(shí)后故障復(fù)現(xiàn)。故障現(xiàn)象與客戶描述一致且儀表故障燈與客戶提供的照片一致，按照檢修思路一步步排查，首先用故障診斷儀在BMS 系統(tǒng)讀取到絕緣故障相關(guān)的故障碼，檢查操作后，讀取BMS 系統(tǒng)中的正、負(fù)級(jí)絕緣值，約在16MΩ左右，與正常車輛一致，可排除動(dòng)力電池與直流母線，需進(jìn)一步排查。接下來(lái)分別依次對(duì)空調(diào)壓縮機(jī)帶高壓線、暖風(fēng)PTC 帶高壓線、電池加熱PTC 帶線、驅(qū)動(dòng)單元帶線、慢充線、快充線的絕緣阻值進(jìn)行測(cè)量，直到在測(cè)量快充線的絕緣電阻時(shí)發(fā)現(xiàn)異常。快充線的D- 接口的對(duì)地電阻在兆歐表1000V檔下測(cè)量值為7.3MΩ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于正常車輛的值，同時(shí)D+ 接口在連接功率輸出模塊端的對(duì)屏蔽層絕緣電阻是0MΩ。因此，可以判斷是快充線出了問(wèn)題，更換后試車正常，故障排除。

4.總結(jié)

對(duì)于車輛絕緣故障的檢查，只能用兆歐表分步去測(cè)量排查。當(dāng)然，在這之前需要客戶充分的溝通，了解客戶車輛故障出現(xiàn)前后的使用工況，故障的特點(diǎn)，盡可能的復(fù)現(xiàn)故障，以縮小排查范圍，快速排除故障。在故障排查的過(guò)程中需要注意安全，務(wù)必要安全、規(guī)范的操作，特別要注意避免兆歐表的正極在測(cè)量過(guò)程中出現(xiàn)短接。

參考文獻(xiàn)：

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[2]電動(dòng)汽車電氣絕緣檢測(cè)方法的研究[J]. 黃勇，陳全世，陳伏虎. 現(xiàn)代制造工程. 2005（04）

作者簡(jiǎn)介：

蔣沛成（1990-），男，湖南桃源人，助理工程師，主要從事純電動(dòng)汽車維修技術(shù)研究