为什么要做绝缘检测

cengjili

最近整理了一下关于BMS的内容，并且给同事们做了一下分享，但是在写材料的过程中，发现有些问题比较困惑却没有深入的去研究过，列了一些关于绝缘检测的问题，想近期来整理一下与大家交流，这是第一篇。

一直以来对于电动车的高压电池，大家都抱有一个非常谨慎的态度，都知道绝缘不良会导致漏电，会导致人身伤亡，但是作为一个工科生，大家都知道，一个400V的蓄电池，你用手单独触摸正极或者触摸负极，是不会有触电危险的，因为没有一个完整的回路让电流流过你的身体。那么在电动车上，同样是直流电池，同样是你不会同时触碰正负极，是如何会造成人身伤亡的呢？每个人都说发生严重绝缘故障的时候，甚至会危害人身安全，那到底是发生什么故障，高压又是如何危害人身安全的呢？我本想找找现成的资料或者问问人来了解清楚这个事情，不过基本上没找到什么有用的信息，只好自己来琢磨一下。

      



  如上图所示，是一个简化版的电动车高压系统和低压系统的关系，其中左侧为高压蓄电池，右侧是我们的汽车，Rp是高压电池正极和车身地之间的绝缘电阻，Rn是高压电池负极和车身地之间的绝缘电阻。正常情况下由于绝缘检测匹配电阻的串入，Rp约等于Rn，并且Rp、Rn并不是无穷大。所以用万用表测量车身地跟蓄电池的正负极的时候，是会测到一半的高压电池的电压，相较于高压蓄电池的地，车身地的电位被抬到了200V左右（假设高压电池总电压为400V）。这个时候当人体跟车身之间的阻抗较低时，相当于人跟车身地之间是导通的，这个时候去直接触摸高压电池的正极或者负极，就会有200V的高压直接施加在人体和触摸点之间，造成触电的危险，因此维修电动车的时候，必须要戴绝缘手套，避免任何时候直接接触高压相连的器件。

那么在单边绝缘失效的情况下，是如何增大触电风险的呢？假设一种情况，如果Rp因为某种原因突然减小，但Rn依然正常超过100Ω/V（GB-T 18384-2015 电动汽车安全要求中规定，绝缘电阻最低要求：直流100Ω/V，交流500Ω/V；根据相关标准中对人体安全电流的要求（DC 10mA，AC 2mA））。在单边绝缘失效的情况下，Rp为很小值，Rn依然正常，这时候人体跟车身地有接触，直接去触碰电池的正极网络，由于Rp上的分压很小，这时候触摸正极反而不会触电，但是触摸到负极的时候触电的感觉应该会比绝缘良好时来的更猛烈一些。

按照以上内容的分析，我们只要不直接去触碰高压，是肯定不会有触电风险的，那我们为什么还是如此忌惮绝缘不良这种失效呢？这就需要将整车绝缘电阻的模型更加细化一下。



正极与车身地之间的绝缘电阻可能不是某个地方的单点绝缘不良造成的，而是经由某些绝缘不良的点串联起来的。如上图所示假设高压电缆的导线跟高压线的屏蔽层存在一定的绝缘不良，而高压线的屏蔽层又与车身地之间的接触不是很好，这样的话就存在高压母线到屏蔽层，屏蔽层到车身地之间的两个串联起来的绝缘电阻，这样的话，根据欧姆定律，我们的车身地跟高压屏蔽层之间便会有一定的电压差，屏蔽层也就存在通常所谓的“带电”了。这种情况就大大增加了人员没有触摸高压线而导致的触电了。因此需要极大的警惕这种风险，在车辆发生碰撞后这种情况出现的风险就会增大很多倍，因此在维修的时候不管什么时候都要保障自己有足够的防护，避免用手直接触摸到不明状态的中间带电体了。

那么当双边绝缘都不良时，会怎么样呢？首先不会出现双边绝缘都失效，如果失效的话，相当于正负极之间直接短路了，那么电池包的保险也应该烧掉了。自然也不会有什么风险，那双边绝缘不良会导致什么呢？双边绝缘不良会导致电池包的漏电流增大，当漏电流又不至于熔断保险丝的时候，通过绝缘不良点的电流会因为积累起来的焦耳热而发热，导致着火等严重的风险。

因此不管是单边绝缘失效还是双边绝缘失效，在某些情况下都会导致严重的安全问题，所以我们才会不间断的去对车辆的绝缘状态进行监控。

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