新能源汽车绝缘故障解决方法?

核心提示新能源汽车绝缘故障有以下解决方法:1、绝缘报警排查:当车辆的组合仪表明确显示有故障此时表明车辆的绝缘故障发生在高压回路上高电压部件出现绝缘电阻过低的情况需要对高电压部件进行相关检查。由于该绝缘检测系统无法对绝缘故障点进行定位这时需要进行逐步

新能源汽车绝缘故障有以下解决方法:1、绝缘报警排查:当车辆的组合仪表明确显示有故障此时表明车辆的绝缘故障发生在高压回路上高电压部件出现绝缘电阻过低的情况需要对高电压部件进行相关检查。由于该绝缘检测系统无法对绝缘故障点进行定位这时需要进行逐步的人工排查。2、高电压回路的排查:按安装位置分成车辆前舱部分和车辆后部两个部分。前部主要有电机系统、高压配电箱、充电系统及附件后部由电源分配盒和电池包组成安装于车辆后底部。所有线条连接所至的部件的相应位置均有超过人体安全电压的高压电操作时需要特别关注。电池模块外部并串联结合方式考虑线路简化及成本控制只在总正和总负回路上各设置控制继电器没有再另外增加维修开关。

为什么要绝缘电阻检测?

绝缘电阻的检查不能用普通的欧姆表(如万用表的电阻挡)进行,而应用兆欧表(也称摇表)进行测量。兆欧表是专门用于测量高电阻,即绝缘电阻的仪表。

使用兆欧表时,要注意以下几个问题:

(1)应按电气设备的电压等级选择兆欧表的规格,测量额定电压不足500V(如额定电压380V的电动机)的绕组的绝缘电阻时,则应选用500V兆欧表,而测定额定电压高于500V的绕组的绝缘电阻时,则应选用1000V的兆欧表。

(2)测量绝缘电阻前,必须切断电动机的电源,并对兆欧表自检。自检的方法是先将兆欧表二端线开路,缓慢摇动兆欧表手柄,表针应指到“∞”处,再把兆欧表二端线迅速短接一下,表针应指到零处。如果不是这样,说明兆欧表自身有故障,必须检查修理,方能使用。

(3)测量绝缘电阻时,将兆欧表端钮L、E分别接到待测绝缘电阻两端,如测量绕组对地(或对电动机外壳)的绝缘电阻时,则应将E接地(或电动机外壳),L接绕组的一端。

(4)兆欧表要平放,转动手柄的转速要均匀(120转/分)。应摇转一分钟后读取数值。

测量电动机的绝缘电阻,一般有二项内容,一是测量每相绕组间绝缘,二是测量每相绕组对机壳间的绝缘。对于500V以下的中、小型电动机,绝缘电阻最低不得小于1000Ω/V。

使用绝缘电阻的注意事项有哪些?

绝缘电阻的测量方法与注意事项

绝缘电阻是电气设备、电缆及输电线路的重要技术指标,是保证其正常运行的重要前提。为了避免因绝缘材料由于发热、受潮、机械损伤、污染及老化等原因而造成漏电或短路事故的发生,必须及时和定期地测量电气设备及电力线路的绝缘电阻,以推测其绝缘性能是否满足使用要求,防患于未然。

1测量准备工作

当被测对象接有电源时,在测量之前应将其退出运行状态,切断电源,绝对不准被测对象带电进行测试,不然的话,非但测不准绝缘电阻,还将损坏兆欧表并造成人身触电事故及其他事故。

对于断开电源后的被测对象,应当在验电之后将被测点位之间或对地短接进行充分放电,特别是含有电容器的设备和电容量较大的设备,如大电机、长电缆、大容量变压器等,其放电时间更需要长些,一般要二至三分钟的时间,必要时还应将被测对象的被测点及相关部位短路一段时间后再打开,等待一段时间后再短路,如此重复数次,直至确认不存在剩余电荷时,方可进行测量。

有的被测对象虽然没有直接与电源相关,但如果它的内部或附近存在带高压的、大电流的导体或可辐射电磁场信号等因素时,也必须消除这类影响因素。总之,只有在被测对象自身不带电又不可能受到其他电源感应而带电的情况下,才能进行绝缘电阻的测量,以保障人员和仪表的安全及测试结果的准确。

为确保测试结果的准确性,对被测对象的测量部分必须进行清洁处理,如被测点位附近、被测物表面均应擦拭干净,不得有污垢或水汽,以免因其漏电因素而影响测量的准确度。对于被测对象上连接测试线的测试点,也要求干净清洁,应消除一切积尘、油污和锈迹,减小接触电阻,保证电接触的可靠性。

2摇测与读数

把兆欧表置于水平且稳固的地方,对于手摇式兆欧表,转动摇柄由慢渐快达到并保持120转/分钟的速度,允许有±20%的变化范围,但切忌忽快忽慢,否则表针会摇摆不定。

对于普通电器的测量,在测量一分钟后待指针指示稳定或显示的数字基本上不再跳变时,即可从刻度尺或显示屏上读出被测对象的绝缘电阻值。对于大电容量被测对象,应使摇柄的转速尽可能地保持稳定,使指针尽量减小摆幅,无论何种兆欧表,正确的结果应该在测量一至三分钟之后,而且表针或显示的数字的确稳定不变时的读数为准。

由于测试过程受被测对象的结构、绝缘材料的成分、泄漏电流各组分的比例关系、测试环境等诸多复杂因素的影响,所以,为确保绝缘电阻测试结果的可靠性,最好能重复测量两次以上。

3测试注意事项

1)兆欧表在摇测时放置的地点应远离通过有大电流的导体和永磁物体,以及具有高、中、低频信号电磁辐射的线路或装置附近,要最大限度地避免各种电、磁场因素对测量工作的干扰。

2)连接兆欧表端钮至被测对象之间的测试线必须选用绝缘良好的单根铜芯软导线,不得使用双股绞合线或平行线,即使是两根单股线,也不能让其接触或绞缠在一起,两条测试线的长度根据需要而适当选定,原则上宜短不宜长,两条线分开单独连接。测试线不能搭放在被测设备、其他金属物体或线路上,也不能拖置于地面上,整个测试过程中人和身体的其他部位均不得接触测试线路被测对象的有关部位,因为测试线的绝缘缺陷、两根导线间距很近时或通过其他导电物体相互耦合时形成的等效并联电阻作用,以及测试线对地面的耦合与泄漏作用等,都会对测量结果产生一定程度的影响。

3)当测量场所及附近发生雷电时,应当立即拆除兆欧表和测试线,停止测试工作,防止雷电通过直击、感应和传导等途径危及人员和仪表的安全。

4)在摇测与读数的过程中,若发现指针已经指在零刻度处,表明被测对象存在短路现象,应立即停止转动摇柄,以防兆欧表内部的动圈因过热而损坏。

5)在兆欧表没有停止转动或被测对象没有放电之前,不能用手触及被测部分或与之相关的部分,也不能触及兆欧表接线端钮金属部分,以免遭到电击。

6)在测量大电容量电气设备及电力线路的绝缘电阻完成读取数值之时,不要当即停止兆欧表摇柄的转动,应当首先小心地取下测试线后,然后再停止转动摇柄,旨在为了防止被测对象向测量电路放电而损坏兆欧表。当拆去兆欧表之后,因被测对象被兆欧表的高压充电而储存着一定的电量,并显示出很高的电压,可能会造成人身触电事故或损坏其他设备,故必须采取适当的方法,对被测对象进行充分的放电。

7)用兆欧表测量高压设备的绝缘电阻时,必须有两个人分工承担,其中一人带绝缘手套、持绝缘杆负责在被测对象上搭接与分离“L”端测试线,另一人掌握兆欧表并记取测量结果。兆欧表的操作与“L”端测试线的操作应遵循“先摇后接,先拆后停”的原则。

8)对于测量出的结果,应当把影响绝缘电阻测量的主要因素考虑进去进行综合的全面的分析,如测量环境中温度和湿度差异较大所产生的影响;重复测试时残余电荷的影响;绝缘材料可吸收电流对测试时间的影响;被测对象关键部位清洁程度的影响;兆欧表的性能以及接线方式与操作方法的影响等。

新能源汽车绝缘故障解决方法

一、绝缘电阻测试试验的类型和特点 :

绝缘电阻测试是为了了解,评估电气设备的绝缘性能而经常使用的一种比较常规的试验类型。通常技术人员通过对导体、电气零件、电路和器件进行绝缘电阻测试来达到以下目的:

1、验证生产的电气设备的质量;

2、确保电气设备满足规程和标准(安全符合性);

3、确定电气设备性能随时间的变化(预防性维护);

4、确定故障原因(排障);

二、对于绝缘测试有以下类型:设计测试、生产测试、交接验收测试、预防性维护测试以及故障定位测试。

不同的测试类型取决于不同的测试目的和应用领域,并且不同绝缘的测试过程也具有不同的特点。

1.设计测试:设计测试一般用于在实验室中确定电气器件的性能。通常是由制造商对新设计的器件或是从其它公司外购的、用于产品设计之中的器件进行测试。设计测试检查的是器件是否有故障。在制造任何产品之前都要进行绝缘电阻测试。在测试绝缘时,对每一器件施加高压,直到器件的绝缘发生故障,产生的漏泄电流高于可接受的电流。不仅在第一次设计产品时要进行设计测试,而且只要对产品进行修改,都要进行测试。对于不同的器件,根据其不同的工作电压,工作状况以及性能要求,需要对其进行不同的电压的测试来测量,这就需要测试仪器应该具有不同的测试电压。

2.生产测试:为了确保在实验室工作正常的产品在生产之后仍然工作正常,就必须对每个产品进行生产测试。生产测试由制造商进行,以满足规范和标准的要求,并保证质量的控制。在新产品和设备投入使用之前,对其进行绝缘电阻测试。在生产测试中,产品缺陷一般就会显露出来。生产测试通常是非破坏性。由于必须对生产线上的准备安装的元器件的性能进行是否满足绝缘要求的试验。由于这种测试的目的只是验证元器件是否有足够的绝缘强度,而不是整体设备的出厂验收试验,因此不需要具体的参数,只是需要验证合格与否。

电动汽车有一个很大的潜在让人害怕的地方是触电,因此有了一份专门针对车辆电气安全的安全标准《GB/T 183843-2015 电动汽车安全要求第3 部分:人员触电防护》。里面有关于电气安全的部分有不少,其中对于绝缘故障可能造成高压电暴露,引起人身伤害。这个起始阈值也做了最小的规定,动力系统的测量阶段最小瞬间绝缘电阻为05kΩ/V交流、直流为01kΩ/V。 各整车厂开发的纯电动车辆, 则根据各自设定的电压等级来确定动力系统的绝缘电阻报警阀值,还有一个非常重要的是绝缘检测的策略和容错策略。

图1 整车绝缘问题概览

第一部分 绝缘检测的故障原因

电动汽车绝缘的问题主要可以分为:

内部:这部分我们细致的展开,从大的来看,主要是电解液泄露、外部液体进入、绝缘层被破坏之后,电池模组和单体出现了导电的回路。这类故障发生之后可能会发生较为严重的后果(主要是打火和烧蚀,引起模块内单体的短路故障)。

在大的模组内,我们可以找到通过模组内部、BMU、BMS和模组与托盘等多种绝缘突破路径。

BMU对于Coating的要求很高,大量有电位差的线缆通过连接器接入,如果出现凝露和电金属迁移,容易在内部产生各种潜在导通路径

模组内部由于振动、冲击导致磨损、错位,如果出现绝缘纸、蓝膜失效的情况,就会出现绝缘问题

BMS和BDU这两个部件由于高压的直接接入,如果出现隔离失效,就会产生类似软短路的情况发生

下图所示,真正绝缘问题出现电击人的情况,都需要出现人本身去接触电池的一端输出才会出现下图的电击事件发生。

2 电池外部的高压回路:这部分可以通过接触器断开而隔绝

a) 高压连接器和高压线缆:这里比较多的情况是两种,一种是局部放电引起的绝缘失效;还有就是连接器金属物质迁移导致的绝缘失效。

备注:在这个案例里面,通电,高温,潮湿,氯离子存在的条件下,电连接器内部金属构件发生了表面镀银层的电迁移和主体材料的腐蚀,产物在电场的作用下附着在绝缘组件上并将外金属套壳和与内金属触条一体的金属构件连接,从而导致电连接器绝缘阻值大幅降低失效。

b) 高压用电部件内部出现绝缘失效:把内部的连接器、连线归于上一类以后,基本就考虑功率部件相关的绝缘防护是否合理。特别的如电机、变压器内绝缘情况。

从场景上区分,可以分解成充电状态、正常状态、涉水、碰撞事故、结露、暴雨、淹没、清洗等状态。这是贯穿整个寿命周期和使用场景对各个环节进行考虑的结果,当然实际整车级别的验证测试也需要涵盖。

从路径上分,可以从爬电距离、固态绝缘和空气间隙等方面对绝缘进行破坏。

以上这些,都算是真正绝缘发生了问题。还有一些问题就是绝缘检测电路和算法本身受到干扰或者出现了硬件的损坏。我们可以细分为:

绝缘检测超差:受到外部干扰检测出来过高,设计范围超差

绝缘检测失效:电路由于开关(光耦或者高压继电器失效)出现失效

第二部分 车辆诊断与处理和漏电车辆处理

我们还是以LEAF为例,其DTC分了三个故障:

模式A:是从动力源头切断任何充电和放电的过程,主要响应比较高等级的故障

模式B:考虑电池的故障在一定范围内之类,限制电机输出功率,在充电模式下充电停止(阻止了能量回收)

模式C:限制电池包的输入和输出功率

模式D:仅亮起故障等,其他不做处理

这里的三个定义为处理绝缘值信号(P33DF是判断信号异常高、P33E0是采集信号异常低,P33E1是出现绝缘报警),这里分层的原因主要是是对整个故障错误分类。不过我倒是看到有不同的处理方法。我们在这里可以有几个区分点:

启动之时:启动的时候检测可以根据数值、诊断电路本身情况、整个系统上电的范围,可以判断出问题出在哪里。根据数值的不同选取处理办法。严格来说,根据在不同状态下,绝缘电阻的测量误差可以做不同的策略。

充电检测:这个我会后面仔细谈一谈快充多回路检测过程中可能出现的问题。这个在法规层制定的时候就已经有很多的涉及和探讨。

车辆行驶过程中:这点是我觉得很保守的,在车辆行驶过程中,由于有各方面的干扰存在包括纹波、电压在大电流充放过程的变化,使得整个记录的频次需要用计数器来做;根据数值也可以做不同的策略来判断这个严重情况,执行限功率或者更好的措施。

区分了DTC之后,当发生了绝缘故障之后,对于维修人员首先应保证人员安全,操作者须配戴好有一定安全等级,符合国家相关标准要求的防护用品(防护用品通常有使用年限要求),如绝缘手套(橡胶手套+外用手套)、绝缘鞋等。

这里有个绝缘电阻的参考表,用绝缘表来测非带电部件还是比较管用的。从车辆的寿命周期考虑,维护过程中还是安置一个MSD是比较靠谱的,能够在接触器粘连和各种意外条件下保证总线上是没有电的。

 
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