纯电动汽车绝缘故障检测

摘要：纯电动汽车作为新能源汽车的一个分支，随着其市场保有量的增加，对于其维修技术的提升也提出了更高的需求，本文就以一款纯电动汽车的绝缘故障检修为例来分享一下绝缘故障的一些检修思路。

关键词：纯电动汽车;汽车维修;绝缘故障

纯电动汽车是以动力电池作为储能装置来驱动车辆行驶，随着纯电动汽车的市场保有量增加，车辆故障维修的市场需求也越来越大。相较于传统燃油汽车，在车辆的维修过程中，纯电动汽车因为控制原理等发生了变化，新增了很多纯电动汽车特有的故障，其中最让人关注的就是会存在触电隐患的车辆绝缘故障，国家还因此发布了相关的安全标准《GB/T18384.3-2015 电动汽车安全要求第3 部分：人员触电防护》作为整车设计时的参考标准。本文以东风风行景逸S50EV 车辆偶发绝缘故障导致的车辆行驶中下高压或者无法上高压故障为例，介绍绝缘故障的诊断过程，希望能对大家检修绝缘故障有所启发。

故障现象：客户进站反馈，车辆偶发仪表出现故障灯后行驶中限速，靠边停车后车辆下高压，尝试再次启动车辆，车辆无法上高压。

故障分析：车辆进站后，可正常使用，根据客户提供的故障时仪表照片，车辆存在绝缘故障，进一步用故障诊断仪读取历史故障，在BMS 系统中存在绝缘相关的故障码，由此分析，车辆是因为出现了绝缘故障，导致车辆行驶中下高压等一系列故障现象。我们需要进一步测量分析是哪一个零部件的绝缘阻值出现问题，从而引起绝缘故障。

1.绝缘检测系统情况简介

根据国家发布的相关安全标准《GB/T 18384.3-2015 电动汽车安全要求第3 部分：人员触电防护》，纯电动汽车需要在车辆的使用过程中通过整车的绝缘监测系统来实时监测车辆高压系统的绝缘阻值，并在其出现异常时进行故障预警等动作。东风风行景逸S50EV 这款车的绝缘检测回路在动力电池的BMS 中（如图1），所以一旦高压系统中的任意零部件的绝缘阻值出现异常，就会在BMS 系统中报出绝缘相关的故障码。

2.绝缘故障检修思路

因为动力电池的拆解维修相对复杂，为了检修方便，需要优先判断绝缘故障的故障点出现在动力电池内部还是动力电池外部。

2.1 动力电池内部绝缘电阻判断

在直流母线（连接动力电池与功率输出模块）的连接功率输出模块端断开且仪表点亮的时候（即点火开关在ON 档），用故障诊断仪读取BMS中的数据流，如果此时读取的正、负极绝缘电阻与正常车在ON 档状态下的一致，则说明绝缘故障的故障点不在动力电池内部，可开始对高压系统其他零部件的绝缘进行检修。因为直流母线与功率输出模块断开连接后，只有动力电池与直流母线连接，所以此时诊断仪读取的数据是二者构成的整体的绝缘电阻（如图2）。

如果读取数据发现异常，从安全测量的角度，先断开直流母线与动力电池的连接，然后对直流母线的两个端子分别测量对地绝缘电阻，另外需要特别注意的是，因为直流母线与动力电池正常连接时屏蔽层是与整车地连接，所以需要增加两个端子分别对其屏蔽层的绝缘电阻测量。当直流母线的绝缘电阻正常时，则说明绝缘故障出现在动力电池内部，需要有专业的人员对动力电池进行拆解检修，在此不做深入分析。

2.2 动力电池外部绝缘电阻判断

断开功率输出模块上的所有高压连接线，用兆欧表1000V 档对各个模块的正、负极针脚分别测量其对地绝缘电阻，通过与正常车的测量值对比来判断绝缘好坏。考虑到各个终端执行器的插头是公端，附近还有屏蔽層，在测量过程中由于安装位置的空间带来的测量便利性以及可能存在的兆欧表探针与屏蔽层短接的隐患风险，一般是优先带着高压线一同测量。如果发现异常，再增加对相应连接高压线进行单独的绝缘电阻测量，以此来判断故障点在高压线还是终端高压执行器。

在测量高压线绝缘电阻的过程中需要注意的是，一定要增加端子对其相应屏蔽层的绝缘电阻测量避免误判。

3.故障排查

由于客户反馈车辆在快充以后故障出现的频率较高，为了复现故障，对车辆进行快充半小时，然后在车辆较少路段试车，半小时后故障复现。故障现象与客户描述一致且仪表故障灯与客户提供的照片一致，按照检修思路一步步排查，首先用故障诊断仪在BMS 系统读取到绝缘故障相关的故障码，检查操作后，读取BMS 系统中的正、负级绝缘值，约在16MΩ左右，与正常车辆一致，可排除动力电池与直流母线，需进一步排查。接下来分别依次对空调压缩机带高压线、暖风PTC 带高压线、电池加热PTC 带线、驱动单元带线、慢充线、快充线的绝缘阻值进行测量，直到在测量快充线的绝缘电阻时发现异常。快充线的D- 接口的对地电阻在兆欧表1000V档下测量值为7.3MΩ，远远低于正常车辆的值，同时D+ 接口在连接功率输出模块端的对屏蔽层绝缘电阻是0MΩ。因此，可以判断是快充线出了问题，更换后试车正常，故障排除。

4.总结

对于车辆绝缘故障的检查，只能用兆欧表分步去测量排查。当然，在这之前需要客户充分的沟通，了解客户车辆故障出现前后的使用工况，故障的特点，尽可能的复现故障，以缩小排查范围，快速排除故障。在故障排查的过程中需要注意安全，务必要安全、规范的操作，特别要注意避免兆欧表的正极在测量过程中出现短接。

参考文献：

[1]新型电动汽车绝缘检测方法研究[J]. 郭宏榆，姜久春，温家鹏，王嘉悦.电子测量与仪器学报. 2011（03）

[2]电动汽车电气绝缘检测方法的研究[J]. 黄勇，陈全世，陈伏虎. 现代制造工程. 2005（04）

作者简介：

蒋沛成（1990-），男，湖南桃源人，助理工程师，主要从事纯电动汽车维修技术研究