摘 要：電動汽車作為現(xiàn)代人們出行的重要交通工具，其本身在使用過程中便常處于較為惡劣的環(huán)境下，當氣候冷熱交替、沖擊或振動等對電動汽車產(chǎn)生影響時，整個車體、強電部分二者間便會發(fā)生絕緣受損現(xiàn)狀。以其中電氣系統(tǒng)為典型代表，一旦因絕緣性能下降而導致電動汽車發(fā)生漏電問題，便可能影響電動汽車的穩(wěn)定運行，且不利于乘客安全保障。對此本文將對電氣絕緣性能的相關介紹、絕緣檢測的主要原理以及檢測系統(tǒng)設計思路進行探析。

關鍵詞：電動汽車；電氣系統(tǒng)；絕緣性能；檢測

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.157

0 前言

作為電動汽車的基本構成部分，電氣系統(tǒng)主要以高電壓、低電壓兩個系統(tǒng)為主。其中低電壓系統(tǒng)近年來在設計中已表現(xiàn)出較高的可靠性且相關技術也較為成熟，而高電壓系統(tǒng)涉及的電氣設備卻較多如電動機控制器、動力電池等，需保證電壓較高才可使電氣系統(tǒng)保持可靠運行。然而高壓電系統(tǒng)本身易受外界因素影響，絕緣性能很難保證，嚴重情況下將出現(xiàn)電氣火災問題。因此，如何做好電氣絕緣檢測工作，對提升電動汽車整體性能具有十分重要的意義。

1 電氣絕緣性能的相關介紹

關于電氣絕緣性能，由于絕緣問題多集中在高電壓系統(tǒng)方面，因此在研究中可以車輛高壓電氣系統(tǒng)為例。假設系統(tǒng)在構成上為燃料電池組、鋰離子電池組，前者主要以下降特性作為輸出電源外特性，輸出電壓在系統(tǒng)輸出電流逐漸到達300A時，將會呈現(xiàn)下降趨勢，由360V降至270V。而后者在標準電壓上一般保持在350-420V之間，且以388V標稱電壓為主。為使兩個部分能夠可靠運行，需引入DC/DC變換器，使電池組在電流與功率方面都得到控制。事實上，電動汽車中如空調(diào)系統(tǒng)、制動系統(tǒng)等都需依托于高壓系統(tǒng)輸出相應的功率。然而因這些電氣設備在設計中往往與底盤接近，且不具備獨立電流回路，使底盤、高壓系統(tǒng)間完全以封閉電氣系統(tǒng)的形式存在。

2 電氣絕緣性能檢測的主要原理分析

對電氣絕緣性能在描述中往往以電阻為主，介質絕緣能力一般需通過電阻大小進行描述，絕緣性能會在電阻增大的情況下提升，但在電阻較小的情況下便使絕緣性能降低，可利用絕緣電阻對該電阻進行表示。對于電動汽車電氣系統(tǒng)，用于系統(tǒng)絕緣性能表示也可利用絕緣電阻，但此處的絕緣電阻將表現(xiàn)在電源引線方面。

實際進行絕緣電阻測試中，可在電源選擇方面以車載高壓電源為主，并將阻抗網(wǎng)絡設立在地盤與電源兩極間。假設連接底盤、電源正極與負極的點分別為0點、A點與B點，利用Rg1、Rg2與U0表示地盤受正極引線、負極引線的絕緣電阻與輸出電壓，且設定51KΩ的限流電阻，利用R進行表示。同時，在檢測中由于需考慮到電子控制開關，所以利用T1與T2進行表示，這樣在控制過程中便可使A與B輸出電流I被推測出來。最后結合等效電阻、電流I以及U0等，完成絕緣電阻的計算。從電動汽車實際運行狀況看，其中U0一般保持不變，而T1與T2所產(chǎn)生的導通電壓也較小，無需進行考慮。假設T1保持導通，此時R首先會并聯(lián)Rg1，在此基礎上Rg2與Rg2進行串聯(lián)，分別利用U01與I1對電源電壓與電流進行表示，則有U01=I1[Rg2+]，采用同樣方式在的T2導通后能夠得到相應的公式。需注意的是，存在一種可能為T1與T2都保持閉合，此時超出2mA電流的情況下，能夠判斷Rg1與Rg2二者之和將在250kΩ之內(nèi)，絕緣性能極低，絕緣性能檢測后能夠進行報警信號的發(fā)送。

3 絕緣性能檢測的方式

以絕緣性能檢測原理為依據(jù)，在檢測中可進行相應檢測系統(tǒng)的構建，在阻抗網(wǎng)絡設置的同時將采集處理單元引入其中。其中阻抗網(wǎng)絡方面，主要需在開關管與電壓方面進行設計，對于電壓U0與電流I可選擇相應的電壓、電流傳感器進行測量，而T1與T2選擇一定型號的IGBT開關管，并保證在耐壓等級設置上滿足檢測要求。另外，在采集單元對設置方面，主要考慮將Intell6位的單片機引入其中，這樣可使T1與T2在脈沖信號輸出后，因高速光耦而得以驅動。同時，單片機能夠在開關管導通情況下對電流I與電壓U0進行推測，最終將Rg1與Rg2顯示出來。同時，絕緣電阻標準閥值可在該檢測系統(tǒng)中設定，若測量后發(fā)現(xiàn)未達到標準閥值，將有相應的預警信息由單片機發(fā)出。

該檢測系統(tǒng)的應用效果已得到實踐證明。假設以整流電源作為高壓電源，388V輸出電壓， 并通過數(shù)字萬用表對電阻進行標定，以0.001MΩ作為標準。此時進行絕緣電阻檢測。根據(jù)實驗發(fā)現(xiàn)，假定U01、U02、I1、I2分別為388.2kV、388.2kV、0.38mA、0.20mA，可測定的Rg1與Rg2分別為1.890MΩ與0.970MΩ，這與實際的Rg1值2.001MΩ、Rg2值0.9998MΩ極為相近，即使在電壓、電流不同的情況下，最終測量的結果與實際檢測值都較為接近。綜合來看，電氣絕緣檢測中利用該種檢測方式，能夠有效判斷絕緣電阻，而且在精度上也較高，許多電氣設備都可通過此種方式進行絕緣性能測試，符合電動汽車絕緣檢測需求，有利于提升電動汽車的整體性能。

4 結論

近年來在電氣絕緣檢測過程中引入的方式較多，很大程度為絕緣檢測帶來較多新的技術理念。但需注意在檢測方式引入中應綜合考慮檢測方法的應用水平、檢測方式的經(jīng)濟性等，通過研究發(fā)現(xiàn)，利用阻抗網(wǎng)絡構建的方式，既可保證電路結構整體較為簡單，而且其中單片機的引入能夠為編程帶來極大的便利。因此，做好絕緣檢測工作，對電動汽車性能的提高具有極其重要的意義。

參考文獻：

[1]郭宏榆，姜久春，溫家鵬，王嘉悅.新型電動汽車絕緣檢測方法研究[J].電子測量與儀器學報，2011（03）：253-257.

[2]史慧玲，魏學哲，戴海峰.電動汽車電池包單點及多點絕緣模型及檢測方法[J].機電一體化，2013（08）：31-37.

[3]劉廣敏，喬昕，張曉鵬.電動汽車動力鋰電池在線絕緣電阻檢測方法研究[J].汽車技術，2013（11）：51-54.

作者簡介：魏幫頂（1978-），男，寧夏中衛(wèi)人，工程師，研究方向：汽車電子控制。