4 绝缘强度区域划分和监测
绝缘强度区域分为高安全区域、安全区域、一般漏电告警区域、严重漏电告警区域以及高危害区域等5个区域;绝缘强度监测区域包括安全区域、一般漏电告警区域、严重漏电告警区域等3个区域。各区域定义如下。
高危害区域:车辆绝缘严重受损,危及人身安全。如电缆直接搭铁和高压用电器对搭铁短路等。
严重漏电告警区域:红色区域,存在绝缘问题。如电缆部分搭铁和高压用电器内部故障等。
一般漏电告警区域:黄色区域,存在轻微漏电现象。如电缆磨破等。
安全区域:绿色区域,绝缘良好。
高安全区域:绝缘很好。
其中严重漏电阀值与一般漏电阀值为临界区域,在此区域内可以根据国家标准及整车的指标进行报警设计。业内不同厂家对监测区域中严重漏电阀值、一般漏电阀值的设定值基本类似。例如:国内某电动汽车制造商对监测区域中漏电阀值分别设定为200 kΩ、500 kΩ。
一般绝缘阻抗监测仪的监测范围较宽,为0~30MΩ。在这么宽的监测范围要保证绝缘精度比较难。绝缘电阻监测仪为监测设备,而不是精准的测量仪器,只需保证监测区的绝缘强度监测数据的准确性,满足测量精度之指标要求即可。对于高危害区域和高安全区域,监测精度要求可以放低。重点应该对严重漏电阀值与一般漏电阀值之间的区域监测精度严格把控(一般精度误差:100 kΩ<绝缘电阻≤10 MΩ,精度小于±15%)。
对绝缘报警功能及精度测试,需待完成电源系统和零部件绝缘测试(绝缘值大于20 MΩ)后进行。一般测试过程为在电源总负和动力电池箱搭铁之间分别并入1 MΩ、500kΩ和200 kΩ电阻,检测动力电池系统的BMS或绝缘监测模块监测到的绝缘阻值后做处理和判断。通过CAN信号上报绝缘漏电故障和绝缘强度区域相应的绝缘阻值,分别在仪表上显示“Normal”(绿灯)、"Warning"(黄灯)和“Fault”(红灯),同时依据GB/T 32960.3-2016《电动汽车远程服务与管理系统技术规范》第3部分整车数据部分,要求上报整车的绝缘电阻值数据到远程的监测平台,以方便监控管理以及救援,如图5所示。如检测结果与上述描述不一致,则加以记录并进行排查。如果行车过程中发生绝缘故障,一般按照故障的严重程度类别,分别做仪表报警和限制功率以及停车等处理。
5 结论
根据国内相关电动汽车绝缘电阻标准法规,探讨和分析了电动汽车绝缘电阻问题,得出以下结论,以供参考。
1)电动汽车绝缘电阻大体分两个级别:整车绝缘强度应该高于国标100Ω /V要求,建议不低于500 Ω /V。高压零部件与壳体之间绝缘阻值应大于20 MΩ。
2)整车电气绝缘故障处理,建议分3个级别处理,并且按照安全级别的划分为安全区域、一般漏电告警区域、严重漏电告警区域3个区域。对于漏电应该提前进行预判和报警,在轻微漏电时,对整车功率进行限制并上报故障,做到重大故障发生前的控制,同时整车的绝缘电阻值也需要发送到远程监测平合,以方便监控管理以及救援。