絕緣監(jiān)控的工作原理是怎樣的

動力電池系統(tǒng)是一個車載高壓電氣系統(tǒng)，為電動車提供電能的吸收、存儲和供應，在電動車的啟動、運行及停止的過程中都有可能發(fā)生安全問題，為保證動力電池系統(tǒng)的安全運行，需要對電池系統(tǒng)進行主動的監(jiān)控與防護。

（一）絕緣監(jiān)控功能原理

正常運行情況下，電動汽車動力系統(tǒng)是一個獨立的系統(tǒng)，對車輛殼體是完全絕緣的，但是不排除由于長時間車輛運行后高壓線老化或受潮導致的絕緣降低而使得車身帶電，而且車輛工況復雜，振動、溫度和濕度的急劇變化，酸堿氣體的腐蝕等都會引起絕緣層的損壞，使得絕緣性能下降。實時地監(jiān)測絕緣性能對保證人員人身安全和車輛安全運行具有重要意義。

GB/T 18384.3-2015人員觸電防護中定義最大工作電壓小于等于60V的電力組件為A級電壓等級，最大工作電壓大于60V的電力組件為B級電壓等級，對于B級電力組件必須滿足其有足夠的絕緣電阻（Ri≥（Vb * 500 Ω/V））。在GB/T 18384.1-2015車載可充電儲能系統(tǒng)中規(guī)定BMS需要對動力電池系統(tǒng)所有部件集成完畢的狀態(tài)下進行絕緣檢測，且采用絕緣電阻阻值來衡量絕緣狀態(tài)。絕緣電阻可分為總正對地和總負對地，衡量系統(tǒng)絕緣狀態(tài)Ri一般取兩者之間的最小值。

圖1. 絕緣電阻測量原理

目前BMS主要采用國標推薦的測量方法，如圖1所示。Rx是HV+對地電阻，Ry是HV-對地電阻，R1，R2是測量用的已知阻值的標準電阻，測量方法如下：

步驟1：閉合S1，斷開S2，采集U1點電壓和總壓U；

步驟2：閉合S2，斷開S1，采集U2點電壓和總壓U；

可得方程Rx=（U*R2-（R1+R2）*（U1+U2））/U1；Ry=（U*R2-（R1+R2）*（U1+U2））/U2，代入U1、U2、R1、R2、以及總壓U即可通過方程求解Rx、Ry。動力電池系統(tǒng)的絕緣電阻取Rx、Ry兩者之間的小值。

（二）檢測因素

通過串接電阻的形式改變絕緣電阻的大小，當絕緣電阻小于標準值時，檢測BMS能否測量到絕緣故障，當絕緣電阻大于標準值時，檢測BMS是否發(fā)生絕緣故障的誤報警。

（三）檢測方法

絕緣監(jiān)控的檢測原理如圖2所示，檢測方法如下：

1. 在HV+與地之間連接420kΩ的電阻，電池系統(tǒng)切換到運行狀態(tài)，BMS不會識別到絕緣故障，HV+與地之間的絕緣電阻值=420kΩ 5%，HV-與地之間的絕緣電阻值2500KΩ。電池系統(tǒng)切換到standby狀態(tài)。

2. 在HV-與地之間連接第二個電阻，阻值380 kΩ，電池系統(tǒng)切換到運行狀態(tài)， BMS識別到絕緣故障，HV+與地之間的絕緣電阻值=420kΩ5%，HV-與地之間的絕緣電阻值=380kΩ5%。