作者：魏帮顶
来源：《山东工业技术》2016年第04期
摘 要：电动汽车作为现代人们出行的重要交通工具，其本身在使用过程中便常处于较为恶劣的环境下，当气候冷热交替、冲击或振动等对电动汽车产生影响时，整个车体、强电部分二者间便会发生绝缘受损现状。以其中电气系统为典型代表，一旦因绝缘性能下降而导致电动汽车发生漏电问题，便可能影响电动汽车的稳定运行，且不利于乘客安全保障。对此本文将对电气绝缘性能的相关介绍、绝缘检测的主要原理以及检测系统设计思路进行探析。
关键词：电动汽车；电气系统；绝缘性能；检测
DOI：10.160/j.cnki.37-1222/t.2016.04.157
0 前言
作为电动汽车的基本构成部分，电气系统主要以高电压、低电压两个系统为主。其中低电压系统近年来在设计中已表现出较高的可靠性且相关技术也较为成熟，而高电压系统涉及的电气设备却较多如电动机控制器、动力电池等，需保证电压较高才可使电气系统保持可靠运行。然而高压电系统本身易受外界因素影响，绝缘性能很难保证，严重情况下将出现电气火灾问题。因此，如何做好电气绝缘检测工作，对提升电动汽车整体性能具有十分重要的意义。
1 电气绝缘性能的相关介绍
关于电气绝缘性能，由于绝缘问题多集中在高电压系统方面，因此在研究中可以车辆高压电气系统为例。假设系统在构成上为燃料电池组、锂离子电池组，前者主要以下降特性作为输出电源外特性，输出电压在系统输出电流逐渐到达300A时，将会呈现下降趋势，由360V降至270V。而后者在标准电压上一般保持在350-420V之间，且以388V标称电压为主。为使两个部分能够可靠运行，需引入DC/DC变换器，使电池组在电流与功率方面都得到控制。事实上，电动汽车中如空调系统、制动系统等都需依托于高压系统输出相应的功率。然而因这些电气设备在设计中往往与底盘接近，且不具备电流回路，使底盘、高压系统间完全以封闭电气系统的形式存在。
2 电气绝缘性能检测的主要原理分析
对电气绝缘性能在描述中往往以电阻为主，介质绝缘能力一般需通过电阻大小进行描述，绝缘性能会在电阻增大的情况下提升，但在电阻较小的情况下便使绝缘性能降低，可利用绝缘电阻对该电阻进行表示。对于电动汽车电气系统，用于系统绝缘性能表示也可利用绝缘电阻，但此处的绝缘电阻将表现在电源引线方面。
实际进行绝缘电阻测试中，可在电源选择方面以车载高压电源为主，并将阻抗网络设立在地盘与电源两极间。假设连接底盘、电源正极与负极的点分别为0点、A点与B点，利用Rg1、Rg2与U0表示地盘受正极引线、负极引线的绝缘电阻与输出电压，且设定51KΩ的限流电阻，利用R进行表示。同时，在检测中由于需考虑到电子控制开关，所以利用T1与T2进行表示，这样在控制过程中便可使A与B输出电流I被推测出来。最后结合等效电阻、电流I以及U0等，完成绝缘电阻的计算。从电动汽车实际运行状况看，其中U0一般保持不变，而T1与T2所产生的导通电压也较小，无需进行考虑。假设T1保持导通，此时R首先会并联Rg1，在此基础上Rg2与Rg2进行串联，分别利用U01与I1对电源电压与电流进行表示，则有U01=I1[Rg2+]，采用同样方式在的T2导通后能够得到相应的公式。需注意的是，存在一种可能为T1与T2都保持闭合，此时超出2mA电流的情况下，能够判断Rg1与Rg2二者之和将在250kΩ之内，绝缘性能极低，绝缘性能检测后能够进行报警信号的发送。
3 绝缘性能检测的方式
以绝缘性能检测原理为依据，在检测中可进行相应检测系统的构建，在阻抗网络设置的同时将采集处理单元引入其中。其中阻抗网络方面，主要需在开关管与电压方面进行设计，对于电压U0与电流I可选择相应的电压、电流传感器进行测量，而T1与T2选择一定型号的IGBT开关管，并保证在耐压等级设置上满足检测要求。另外，在采集单元对设置方面，主要考虑将Intell6位的单片机引入其中，这样可使T1与T2在脉冲信号输出后，因高速光耦而得以驱动。同时，单片机能够在开关管导通情况下对电流I与电压U0进行推测，最终将Rg1与Rg2显示出来。同时，绝缘电阻标准阀值可在该检测系统中设定，若测量后发现未达到标准阀值，将有相应的预警信息由单片机发出。
该检测系统的应用效果已得到实践证明。假设以整流电源作为高压电源，388V输出电压， 并通过数字万用表对电阻进行标定，以0.001MΩ作为标准。此时进行绝缘电阻检测。根据实验发现，假定U01、U02、I1、I2分别为388.2kV、388.2kV、0.38mA、0.20mA，可测定的Rg1与Rg2分别为1.0MΩ与0.970MΩ，这与实际的Rg1值2.001MΩ、Rg2值0.9998MΩ极为相近，即使在电压、电流不同的情况下，最终测量的结果与实际检测值都较为接近。综合来看，电气绝缘检测中利用该种检测方式，能够有效判断绝缘电阻，而且在精度上也较高，许多电气设备都可通过此种方式进行绝缘性能测试，符合电动汽车绝缘检测需求，有利于提升电动汽车的整体性能。
4 结论
近年来在电气绝缘检测过程中引入的方式较多，很大程度为绝缘检测带来较多新的技术理念。但需注意在检测方式引入中应综合考虑检测方法的应用水平、检测方式的经济性等，通过研究发现，利用阻抗网络构建的方式，既可保证电路结构整体较为简单，而且其中单片机的引入能够为编程带来极大的便利。因此，做好绝缘检测工作，对电动汽车性能的提高具有极其重要的意义。
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作者简介：魏帮顶（1978-），男，宁夏中卫人，工程师，研究方向：汽车电子控制。下载本文
