朱亞萍，趙雷雷，劉海娃，楊 鶴

（德創(chuàng)未來汽車科技有限公司，陜西 西安 713700）

隨著汽車行業(yè)電動化程度的不斷推進，人們對新能源車輛的接受程度也越來越高。近年來，新能源商用車，尤其是新能源載貨車，充當(dāng)著城市物流的主力軍，已經(jīng)在城市經(jīng)濟中發(fā)揮著愈加顯著的作用。但是，作為新能源商用車，尤其是新能源載貨車，其在使用過程中，頻繁地出現(xiàn)斷高壓的問題，究其原因，很多時候都是因為整車高壓系統(tǒng)絕緣出現(xiàn)問題。而對于此類問題，在售后維修過程中經(jīng)常要使用絕緣測試設(shè)備進行整車絕緣電阻的檢測，以便進行整車絕緣失效問題的分析以及絕緣失效點的判斷，從而為最終解決問題提供參考。

1 國家標(biāo)準(zhǔn)中對絕緣電阻的要求

GB 18384作為電動汽車安全方面的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，對于新能源汽車的高壓安全提出了一系列的要求，以確保電動汽車在使用過程中，即便出現(xiàn)了一些故障，也不至于對人身安全造成潛在威脅。根據(jù)GB18384—2020《電動汽車安全要求》第5.1.4.1條要求，新能源商用車絕緣電阻應(yīng)該滿足如下要求： “在最大工作電壓下，直流電路絕緣電阻的最小值應(yīng)至少不小于100Ω/V，交流電路應(yīng)至少不小于500Ω/V。如果直流和交流的B級電壓電路可導(dǎo)電的連接在了一起，則應(yīng)滿足絕緣電阻不小于500Ω/V”。

備注：按照GB 18384—2020中第4章電壓等級要求，直流電路的最大工作電壓滿足：50V＜≤1000V，或者交流電路的最大工作電壓的有效值滿足：30V＜≤1000V時，該直流電壓電路或者交流電壓電路就稱為B級電壓電路。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)要求，我公司新能源商用車動力系統(tǒng)電壓目前按照最高750V dc進行設(shè)計，對于直流電壓電路，如動力電池、電動空調(diào)壓縮機等直流電源回路，絕緣電阻可以最小按照100Ω/V的要求進行，此時的絕緣電阻最小值應(yīng)該為75kΩ；而對于油泵電機或者驅(qū)動電機等交流電壓電路，需要按照500Ω/V的要求進行，此時電路的最高電壓有效值為380V ac，那么絕緣電阻最小值應(yīng)該為190kΩ。

通過新能源車型實際開發(fā)經(jīng)驗總結(jié)，發(fā)現(xiàn)在零部件絕緣電阻測試時，如果絕緣電阻低于200～300kΩ時，一般B級電壓電路都會發(fā)生絕緣故障，故我公司目前在進行新能源商用車的整車絕緣狀態(tài)的檢測與判定時，一般按照兩個等級進行絕緣電阻報警閾值設(shè)置，第一級為300kΩ，第二級為500kΩ。

在車輛行駛過程中，遇到整車絕緣故障時：①如整車絕緣電阻值低于500kΩ時，觸發(fā)二級絕緣報警，系統(tǒng)發(fā)出絕緣報警低提示，動力系統(tǒng)會進入限功率狀態(tài)，整車基本功能能夠滿足，但是性能會下降；②如整車絕緣電阻值低于300kΩ時，觸發(fā)一級絕緣報警，系統(tǒng)發(fā)出絕緣報警低提示，并且斷掉整車高壓系統(tǒng)動力供給。

與此同時，對于新能源商用車，在車輛起動時會進行整車絕緣電阻值的檢測，如果發(fā)現(xiàn)絕緣電阻值偏低，也會進行兩級故障處理：①如整車絕緣電阻值低于500kΩ時，觸發(fā)二級絕緣報警，系統(tǒng)發(fā)出絕緣報警低提示，整車可以上高壓，但是車輛動力系統(tǒng)會進入限功率狀態(tài)，車輛性能會下降；②如整車絕緣電阻值低于300kΩ時，觸發(fā)一級絕緣報警，系統(tǒng)發(fā)出絕緣報警低提示，整車無法上高壓。

2 新能源商用車高壓系統(tǒng)絕緣測試方法

2.1 測量前的準(zhǔn)備

1）測試設(shè)備：絕緣表 （內(nèi)阻不小于10MΩ）、絕緣手套、絕緣鞋。

2）測試場所：干燥、通風(fēng)場所。

2.2 測試的外界條件

1）國標(biāo)GB 18384的條件：測量之前，被測設(shè)備應(yīng)在溫度為5℃±2℃的條件下準(zhǔn)備至少8h，而后進行溫度為23℃±5℃，濕度為85%～100%，氣壓為86～106kPa條件下的8h測量階段，以達(dá)到露點。

2）實際測試時的條件：被測設(shè)備平放在絕緣桌面或者類似的干燥絕緣體上，保證測試過程中被測設(shè)備不會掉落。

2.3 測試要求

1）測試電壓：①測試電壓應(yīng)為不小于被測對象B級電壓的最大工作電壓的直流電壓，如電動空調(diào)壓縮機的B級電壓最高電壓為650V dc，則絕緣電阻測試的測試電壓選取不低于650V dc，按照Fluke 1508絕緣表的量程選取時，應(yīng)該選取1000V dc；②如果系統(tǒng)中傳導(dǎo)相連的電路中有多個電壓等級（例如系統(tǒng)中有DC/DC電源變換器），并且某些組件不能承受整個電路的最大工作電壓，則可以斷開這些組件，用它們各自的最大工作電壓對絕緣電阻進行單獨測量。

2）測試時間：一般要求每次測量持續(xù)時間在10s以上。

3）測試連接要求：①測量部分的端子應(yīng)從電力系統(tǒng)中斷開；②如果測量部分的端子無法和電力系統(tǒng)斷開，則需停止來自于電力系統(tǒng)的能量供給；③需要進行絕緣電阻的測量包括B級電壓的帶電端子和外殼可帶電部分[電力系統(tǒng)負(fù)載（B級電壓）所有帶電部分應(yīng)互相連接；電力系統(tǒng)負(fù)載所有外露可導(dǎo)電部分應(yīng)與電平臺相連接；輔助電力系統(tǒng)負(fù)載（A級電壓）的電池終端應(yīng)從輔助電路中斷開；輔助電力系統(tǒng)負(fù)載（A級電壓）所有帶電部分應(yīng)與電平臺相連接]；④測試電壓應(yīng)加載在相互連接的B級電壓電力系統(tǒng)負(fù)載帶電部分和電平臺之間。

2.4 絕緣電阻的測試過程

目前在新能源汽車的實際絕緣電阻測試過程中，F(xiàn)luke系列數(shù)字絕緣表以其操作簡單、穩(wěn)定可靠的優(yōu)點得到了大量的應(yīng)用。本節(jié)以用Fluke 1508絕緣表測量絕緣電阻值的過程為例，進行絕緣電阻的測試過程說明。

圖1為Fluke 1508絕緣表的界面。在進行測試前，首先測試探頭插入V和COM（公共）輸入端子，選好電壓擋位，如測量電動空調(diào)壓縮機時，需要選取1000V dc的電壓擋位。同時，將電動空調(diào)壓縮機平放在不導(dǎo)電的干燥桌面上，帶好絕緣手套，按照圖2所示，分別用絕緣表的 “+”、 “-”表筆接觸在電動空調(diào)壓縮機的高壓電源“+”、金屬外殼或者“-”、金屬外殼，待一切準(zhǔn)備就緒后，按測試按鈕持續(xù)10s左右后，此時將獲得一個有效的絕緣電阻讀數(shù)，該讀數(shù)即為此時的絕緣電阻值。測試完成后，松開測試按鈕，待放電結(jié)束后，將絕緣表的“+”、“-”表筆分別移離被測體電源的 “+”、金屬外殼或者“-”、金屬外殼。

圖1 絕緣測試儀界面

圖2 絕緣表測絕緣接線示意

備注：

1）絕緣測試時，只能在被測件不通電的情況下進行。

3）當(dāng)電阻超過最大顯示量程時，測試儀顯示＞符號以及當(dāng)前量程的最大電阻。

2.5 絕緣電阻的測試記錄

在進行絕緣電阻測試完成后，需要做好測試記錄。以電動空調(diào)壓縮機為例，其絕緣電阻測試記錄見表1。

表1 直流零部件絕緣測試表

備注：因為該壓縮機的最大工作電壓為650V dc左右，所以測試絕緣時絕緣表的測試擋位應(yīng)選用1000V dc。

2.6 絕緣電阻測試結(jié)果的判斷

根據(jù)測試的工作經(jīng)驗，判斷零部件絕緣電阻是否滿足要求有兩個方法。

1）根據(jù)絕緣電阻值進行判斷。當(dāng)＞500kΩ時，說明零部件絕緣電阻值滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

2）根據(jù)筆者實際工作經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)零部件絕緣電阻測試時，如果絕緣電阻不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求時，一般都會伴隨著被測件的絕緣電壓無法正常加載的現(xiàn)象發(fā)生，所以可以根據(jù)測絕緣電阻時的實際加載電壓來判斷被測件絕緣電阻的正常與否。以圖3為例，測試時選取測量電壓1000V dc，實際表上加載為1050V dc，測試的絕緣電阻值為537MΩ，說明被測件的絕緣電阻值滿足要求；相反，如圖4所示，測試時選取測量電壓1000V dc，實際表上加載為1V dc，此時對應(yīng)的絕緣電阻值為0MΩ，說明被測件的絕緣電阻不滿足要求。

圖4 絕緣故障時絕緣表顯示數(shù)值情況

3 結(jié)束語

本文基于公司新能源商用車開發(fā)測試實際情況，介紹了新能源商用車B級電壓的絕緣測試要求、測試方法、具體操作以及關(guān)注點等方面的內(nèi)容。此方法已經(jīng)全面應(yīng)用于我公司新能源商用車的絕緣測試過程中。