混合动力汽车集机械装置、动力电池、高压配电传输、变频器、驱动电机／发电机、电力空调系统等为一体，是一个复杂的机电一体化移动综合体。由于混合动力汽车所用的动力电池模块由多个电池组串联而成，其电压一般在直流200V以上，所以电池组与车体之间的绝缘性能就成了重点考虑的问题。其次，混合动力汽车在运行过程中，由于工作环境比较复杂和恶劣，振动、酸碱气体的腐蚀、温度及湿度的变化影响，操作不当的外力损伤都有可能造成高压电气绝缘层迅速老化甚至破损，使设备绝缘性能大大降低，危及人身安全。当车辆高压电路和底盘之间出现多点绝缘性能下降时，还会产生热量积聚效应，严重时会引起电气火灾。因此，如何准确监测绝缘电阻显得尤为重要。本文基于丰田普锐斯混合动力高压系统，介绍分析丰田汽车应用低频脉冲信号注入法实时检测高压绝缘电阻的专利技术。

 

    在混合动力汽车的高压电气系统中，整个高压系统是与底盘绝缘、封闭的。高压系统的HV蓄电池控制ECU漏电检测控制器分别利用电源的正极引线电缆和负极引线电缆对底盘的绝缘电阻进行监控，来反映高压电气系统的绝缘性能。根据国标《GB-T18384.3-2015，电动汽车安全要求第三部分：人员触电防护》明确定义混合动力汽车的电压电路属于B级电压电路，其“最大工作电压大于30Va.c（rms）且小于或等于1000Va.c（rms），或大于60V直流（d.c）且小于或等于1 500V直流（d.c）的电力组件或电路”。对绝缘电阻要求也有规定，“在最大工作电压下，直流电路绝缘电阻的最小值应至少大于100Ω/v，交流电路应至少大于500Ω/V。整个电路为满足以上要求，依据电路的结构和组件的数量，每个组件应有更高的绝缘电阻值”。因此，采用先进的绝缘电阻检测技术对于混合动力汽车的高压系统安全而言意义重大。

    混合动力汽车控制系统监控高压电路和车辆底盘之间的绝缘电阻。高压电路应始终通过特定电阻量与车辆底盘绝缘，以避免潜在构成危险的电流通道。内置于HV蓄电池控制ECU的“漏电检测电路”持续检测高压电路和车身搭铁之间的绝缘电阻保持不变。如果绝缘电阻降至低于规定级别，则存储一个DTC（高压绝缘异常），且利用组合仪表显示和HV系统主警告灯亮起，将异常信息告知驾驶员，并且自动断开高压电路继电器。

 

    THS-II控制系统结构（图1）。它可分为直流高压系统、低压电气系统、交流高压电气系统。其中，HV蓄电池是混合动力的高压电源，为了满足电力驱动的能量和功率要求，HV蓄电池标称电压为201.6V。变频器一端连接直流电源母线，将直流电压转变为交流电压，另一端连接永磁交流电机MG1和MG2。增压转换器将HV蓄电池201.6V提高到500V，适合电机各个转速运行，从而优化系统损耗。DC/DC变换器将直流电源转化为适合直流设备使用的电源，输出端连接到诸如动力转向机构、制动机构等直流用电设备。另外，DC/DC变换器还可以为低压备用蓄电池充电，为车载控制器、仪表盘、灯光和雨刷等低压系统设备提供电源。THS- II系统的控制功能如表1。

    综上所述，混合动力系统结构复杂，存在漏电的情况较多，根据短板效应，当车辆某处绝缘电阻性能下降或者降至临界点时，整车的绝缘性能与绝缘良好处无关，只由该处的绝缘特性描述。这种描述方法既符合漏电监控的原则，也最大程度上保障了乘客的电击安全防护。

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