新能源商用车高压绝缘测试要求以及方法

朱亚萍，赵雷雷，刘海娃，杨 鹤

（德创未来汽车科技有限公司，陕西 西安 713700）

随着汽车行业电动化程度的不断推进，人们对新能源车辆的接受程度也越来越高。近年来，新能源商用车，尤其是新能源载货车，充当着城市物流的主力军，已经在城市经济中发挥着愈加显著的作用。但是，作为新能源商用车，尤其是新能源载货车，其在使用过程中，频繁地出现断高压的问题，究其原因，很多时候都是因为整车高压系统绝缘出现问题。而对于此类问题，在售后维修过程中经常要使用绝缘测试设备进行整车绝缘电阻的检测，以便进行整车绝缘失效问题的分析以及绝缘失效点的判断，从而为最终解决问题提供参考。

1 国家标准中对绝缘电阻的要求

GB 18384作为电动汽车安全方面的基础标准，对于新能源汽车的高压安全提出了一系列的要求，以确保电动汽车在使用过程中，即便出现了一些故障，也不至于对人身安全造成潜在威胁。根据GB18384—2020《电动汽车安全要求》第5.1.4.1条要求，新能源商用车绝缘电阻应该满足如下要求： “在最大工作电压下，直流电路绝缘电阻的最小值应至少不小于100Ω/V，交流电路应至少不小于500Ω/V。如果直流和交流的B级电压电路可导电的连接在了一起，则应满足绝缘电阻不小于500Ω/V”。

备注：按照GB 18384—2020中第4章电压等级要求，直流电路的最大工作电压满足：50V＜≤1000V，或者交流电路的最大工作电压的有效值满足：30V＜≤1000V时，该直流电压电路或者交流电压电路就称为B级电压电路。

根据标准中的相关要求，我公司新能源商用车动力系统电压目前按照最高750V dc进行设计，对于直流电压电路，如动力电池、电动空调压缩机等直流电源回路，绝缘电阻可以最小按照100Ω/V的要求进行，此时的绝缘电阻最小值应该为75kΩ；而对于油泵电机或者驱动电机等交流电压电路，需要按照500Ω/V的要求进行，此时电路的最高电压有效值为380V ac，那么绝缘电阻最小值应该为190kΩ。

通过新能源车型实际开发经验总结，发现在零部件绝缘电阻测试时，如果绝缘电阻低于200～300kΩ时，一般B级电压电路都会发生绝缘故障，故我公司目前在进行新能源商用车的整车绝缘状态的检测与判定时，一般按照两个等级进行绝缘电阻报警阈值设置，第一级为300kΩ，第二级为500kΩ。

在车辆行驶过程中，遇到整车绝缘故障时：①如整车绝缘电阻值低于500kΩ时，触发二级绝缘报警，系统发出绝缘报警低提示，动力系统会进入限功率状态，整车基本功能能够满足，但是性能会下降；②如整车绝缘电阻值低于300kΩ时，触发一级绝缘报警，系统发出绝缘报警低提示，并且断掉整车高压系统动力供给。

与此同时，对于新能源商用车，在车辆起动时会进行整车绝缘电阻值的检测，如果发现绝缘电阻值偏低，也会进行两级故障处理：①如整车绝缘电阻值低于500kΩ时，触发二级绝缘报警，系统发出绝缘报警低提示，整车可以上高压，但是车辆动力系统会进入限功率状态，车辆性能会下降；②如整车绝缘电阻值低于300kΩ时，触发一级绝缘报警，系统发出绝缘报警低提示，整车无法上高压。

2 新能源商用车高压系统绝缘测试方法

2.1 测量前的准备

1）测试设备：绝缘表 （内阻不小于10MΩ）、绝缘手套、绝缘鞋。

2）测试场所：干燥、通风场所。

2.2 测试的外界条件

1）国标GB 18384的条件：测量之前，被测设备应在温度为5℃±2℃的条件下准备至少8h，而后进行温度为23℃±5℃，湿度为85%～100%，气压为86～106kPa条件下的8h测量阶段，以达到露点。

2）实际测试时的条件：被测设备平放在绝缘桌面或者类似的干燥绝缘体上，保证测试过程中被测设备不会掉落。

2.3 测试要求

1）测试电压：①测试电压应为不小于被测对象B级电压的最大工作电压的直流电压，如电动空调压缩机的B级电压最高电压为650V dc，则绝缘电阻测试的测试电压选取不低于650V dc，按照Fluke 1508绝缘表的量程选取时，应该选取1000V dc；②如果系统中传导相连的电路中有多个电压等级（例如系统中有DC/DC电源变换器），并且某些组件不能承受整个电路的最大工作电压，则可以断开这些组件，用它们各自的最大工作电压对绝缘电阻进行单独测量。

2）测试时间：一般要求每次测量持续时间在10s以上。

3）测试连接要求：①测量部分的端子应从电力系统中断开；②如果测量部分的端子无法和电力系统断开，则需停止来自于电力系统的能量供给；③需要进行绝缘电阻的测量包括B级电压的带电端子和外壳可带电部分[电力系统负载（B级电压）所有带电部分应互相连接；电力系统负载所有外露可导电部分应与电平台相连接；辅助电力系统负载（A级电压）的电池终端应从辅助电路中断开；辅助电力系统负载（A级电压）所有带电部分应与电平台相连接]；④测试电压应加载在相互连接的B级电压电力系统负载带电部分和电平台之间。

2.4 绝缘电阻的测试过程

目前在新能源汽车的实际绝缘电阻测试过程中，Fluke系列数字绝缘表以其操作简单、稳定可靠的优点得到了大量的应用。本节以用Fluke 1508绝缘表测量绝缘电阻值的过程为例，进行绝缘电阻的测试过程说明。

图1为Fluke 1508绝缘表的界面。在进行测试前，首先测试探头插入V和COM（公共）输入端子，选好电压挡位，如测量电动空调压缩机时，需要选取1000V dc的电压挡位。同时，将电动空调压缩机平放在不导电的干燥桌面上，带好绝缘手套，按照图2所示，分别用绝缘表的 “+”、 “-”表笔接触在电动空调压缩机的高压电源“+”、金属外壳或者“-”、金属外壳，待一切准备就绪后，按测试按钮持续10s左右后，此时将获得一个有效的绝缘电阻读数，该读数即为此时的绝缘电阻值。测试完成后，松开测试按钮，待放电结束后，将绝缘表的“+”、“-”表笔分别移离被测体电源的 “+”、金属外壳或者“-”、金属外壳。

图1 绝缘测试仪界面

图2 绝缘表测绝缘接线示意

备注：

1）绝缘测试时，只能在被测件不通电的情况下进行。

3）当电阻超过最大显示量程时，测试仪显示＞符号以及当前量程的最大电阻。

2.5 绝缘电阻的测试记录

在进行绝缘电阻测试完成后，需要做好测试记录。以电动空调压缩机为例，其绝缘电阻测试记录见表1。

表1 直流零部件绝缘测试表

备注：因为该压缩机的最大工作电压为650V dc左右，所以测试绝缘时绝缘表的测试挡位应选用1000V dc。

2.6 绝缘电阻测试结果的判断

根据测试的工作经验，判断零部件绝缘电阻是否满足要求有两个方法。

1）根据绝缘电阻值进行判断。当＞500kΩ时，说明零部件绝缘电阻值满足标准要求。

2）根据笔者实际工作经验，发现零部件绝缘电阻测试时，如果绝缘电阻不能满足标准要求时，一般都会伴随着被测件的绝缘电压无法正常加载的现象发生，所以可以根据测绝缘电阻时的实际加载电压来判断被测件绝缘电阻的正常与否。以图3为例，测试时选取测量电压1000V dc，实际表上加载为1050V dc，测试的绝缘电阻值为537MΩ，说明被测件的绝缘电阻值满足要求；相反，如图4所示，测试时选取测量电压1000V dc，实际表上加载为1V dc，此时对应的绝缘电阻值为0MΩ，说明被测件的绝缘电阻不满足要求。

图4 绝缘故障时绝缘表显示数值情况

3 结束语

本文基于公司新能源商用车开发测试实际情况，介绍了新能源商用车B级电压的绝缘测试要求、测试方法、具体操作以及关注点等方面的内容。此方法已经全面应用于我公司新能源商用车的绝缘测试过程中。