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電動汽車絕緣故障排查方法

發布時間: 2022-04-02 06:12:30

Ⅰ 邁迪電動汽車涉水後出現電機控制器故障 絕緣故障3級

Ⅱ 充電樁顯示絕緣故障怎樣處理

充電樁顯示絕緣故障,應及時斷開充電槍,如果行車沒有提示絕緣故障,應開到專業維修售後服務站檢查該問題。絕緣故障一般指的是高壓電對車架短路,非專業人員不要進行操作。

相關說明

地面充電站中充電器的方案,該充電器由一個能將輸入的交流電轉換為直流電的整流器和一個能調節直流電功率的功率轉換器組成,通過把帶電線的插頭插入電動汽車上配套的插座中,直流電能就輸入蓄電池對其充電。

充電器設置了一個鎖止杠桿以利於插入和取出插頭,同時杠桿還能提供一個確定已經鎖緊的信號以確保安全。根據充電器和車上電池管理系統相互之間的通訊,功率轉換器能在線調節直流充電功率,而且充電器能顯示充電電壓、充電電流、充電量和充電費用。這只是充電樁的基本原理,許多細節問題都應在實際應用中不斷改進,已得到最便捷的使用方案。

新能源汽車絕緣故障解決方法

電動汽車有一個很大的潛在讓人害怕的地方是觸電,因此有了一份專門針對車輛電氣安全的安全標准《GB/T 18384.3-2015 電動汽車安全要求第3 部分:人員觸電防護》。裡面有關於電氣安全的部分有不少,其中對於絕緣故障可能造成高壓電暴露,引起人身傷害。這個起始閾值也做了最小的規定,動力系統的測量階段最小瞬間絕緣電阻為0.5kΩ/V交流、直流為0.1kΩ/V。 各整車廠開發的純電動車輛, 則根據各自設定的電壓等級來確定動力系統的絕緣電阻報警閥值,還有一個非常重要的是絕緣檢測的策略和容錯策略。圖1 整車絕緣問題概覽

第一部分 絕緣檢測的故障原因

電動汽車絕緣的問題主要可以分為:

內部:這部分我們細致的展開,從大的來看,主要是電解液泄露、外部液體進入、絕緣層被破壞之後,電池模組和單體出現了導電的迴路。這類故障發生之後可能會發生較為嚴重的後果(主要是打火和燒蝕,引起模塊內單體的短路故障)。

在大的模組內,我們可以找到通過模組內部、BMU、BMS和模組與托盤等多種絕緣突破路徑。

BMU對於Coating的要求很高,大量有電位差的線纜通過連接器接入,如果出現凝露和電金屬遷移,容易在內部產生各種潛在導通路徑

模組內部由於振動、沖擊導致磨損、錯位,如果出現絕緣紙、藍膜失效的情況,就會出現絕緣問題

BMS和BDU這兩個部件由於高壓的直接接入,如果出現隔離失效,就會產生類似軟短路的情況發生

下圖所示,真正絕緣問題出現電擊人的情況,都需要出現人本身去接觸電池的一端輸出才會出現下圖的電擊事件發生。

2. 電池外部的高壓迴路:這部分可以通過接觸器斷開而隔絕

a) 高壓連接器和高壓線纜:這里比較多的情況是兩種,一種是局部放電引起的絕緣失效;還有就是連接器金屬物質遷移導致的絕緣失效。

備註:在這個案例裡面,通電,高溫,潮濕,氯離子存在的條件下,電連接器內部金屬構件發生了表面鍍銀層的電遷移和主體材料的腐蝕,產物在電場的作用下附著在絕緣組件上並將外金屬套殼和與內金屬觸條一體的金屬構件連接,從而導致電連接器絕緣阻值大幅降低失效。

b) 高壓用電部件內部出現絕緣失效:把內部的連接器、連線歸於上一類以後,基本就考慮功率部件相關的絕緣防護是否合理。特別的如電機、變壓器內絕緣情況。

從場景上區分,可以分解成充電狀態、正常狀態、涉水、碰撞事故、結露、暴雨、淹沒、清洗等狀態。這是貫穿整個壽命周期和使用場景對各個環節進行考慮的結果,當然實際整車級別的驗證測試也需要涵蓋。

從路徑上分,可以從爬電距離、固態絕緣和空氣間隙等方面對絕緣進行破壞。

以上這些,都算是真正絕緣發生了問題。還有一些問題就是絕緣檢測電路和演算法本身受到干擾或者出現了硬體的損壞。我們可以細分為:

絕緣檢測超差:受到外部干擾檢測出來過高,設計范圍超差

絕緣檢測失效:電路由於開關(光耦或者高壓繼電器失效)出現失效

第二部分 車輛診斷與處理和漏電車輛處理

我們還是以LEAF為例,其DTC分了三個故障:

模式A:是從動力源頭切斷任何充電和放電的過程,主要響應比較高等級的故障

模式B:考慮電池的故障在一定范圍內之類,限制電機輸出功率,在充電模式下充電停止(阻止了能量回收)

模式C:限制電池包的輸入和輸出功率

模式D:僅亮起故障等,其他不做處理

這里的三個定義為處理絕緣值信號(P33DF是判斷信號異常高、P33E0是採集信號異常低,P33E1是出現絕緣報警),這里分層的原因主要是是對整個故障錯誤分類。不過我倒是看到有不同的處理方法。我們在這里可以有幾個區分點:

啟動之時:啟動的時候檢測可以根據數值、診斷電路本身情況、整個系統上電的范圍,可以判斷出問題出在哪裡。根據數值的不同選取處理辦法。嚴格來說,根據在不同狀態下,絕緣電阻的測量誤差可以做不同的策略。

充電檢測:這個我會後面仔細談一談快充多迴路檢測過程中可能出現的問題。這個在法規層制定的時候就已經有很多的涉及和探討。

車輛行駛過程中:這點是我覺得很保守的,在車輛行駛過程中,由於有各方面的干擾存在包括紋波、電壓在大電流充放過程的變化,使得整個記錄的頻次需要用計數器來做;根據數值也可以做不同的策略來判斷這個嚴重情況,執行限功率或者更好的措施。

區分了DTC之後,當發生了絕緣故障之後,對於維修人員首先應保證人員安全,操作者須配戴好有一定安全等級,符合國家相關標准要求的防護用品(防護用品通常有使用年限要求),如絕緣手套(橡膠手套+外用手套)、絕緣鞋等。

這里有個絕緣電阻的參考表,用絕緣表來測非帶電部件還是比較管用的。從車輛的壽命周期考慮,維護過程中還是安置一個MSD是比較靠譜的,能夠在接觸器粘連和各種意外條件下保證匯流排上是沒有電的。

Ⅳ 新能源汽車絕緣故障失效現象、原因及排除

出現絕緣故障車輛不會高壓上電,一般的原因是有可能高壓插接件進水或有濕氣,或者是高壓高壓線束直流輸出對外殼絕緣阻值降低。排除方法是利用絕緣測試儀給全車高壓模塊及高壓線束測量絕緣阻值,如果找出故障點就直接更換就可以。

Ⅳ 新能源汽車絕緣檢測原理

當前主流的絕緣檢測方法有兩種,電橋法和交流注入法,但這一功能由電池管理系統BMS來實現。電橋法又稱被動檢測法,主要原因必須有高壓才能進行絕緣檢測。交流注入法又稱主動檢測法,因為只需12V鉛酸上電即可完成絕緣檢測功能。關於絕緣檢測的專利大家去網上搜搜也非常的多,但大多也是基於上述兩種方法的演變和優化。大致總結如下(若有不妥,歡迎探討,更歡迎批評指正):

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電橋法重難點解讀:
(一)電橋法的檢測原理
電橋法的工作原理是BMS通過檢測高壓正與高壓負之間的分壓變化來計算正極/車身與負極/車身的絕緣阻值,檢測原理如下三步:

1. 閉合開關S1,閉合開關S2:BMS檢測到V1,V2的電壓;
2. 閉合開關S1,斷開開關S2:BMS檢測到V1』的電壓;
3. 斷開開關S1,閉合開關S2:BMS檢測到V2』的電壓;
4. 根據上述三個步驟,已知電池的總電壓U以及正負極橋臂的分壓電阻及其比例,可以列出三個方程U=aV1+bV2,
5. 根據這個方程式來解方程可以求得:正極/殼體阻值=Rp,負極/殼體=Rn
兩個阻值便是我們平時整車上讀取到絕緣值,以上即為電橋法的檢測原理。
(二)電橋法的設計難點
電橋法的穩定性及可靠性還需重點考慮如下幾點(上述四個電壓值V1,V2,V1』,V2』以下統稱V1,V2,歡迎補充和探討):
1. 分壓比例及ADC的選取:
絕緣檢測為了兼顧成本會犧牲一部分精度(採用12bit ADC采樣,甚至直接用單片機內部的ADC采樣),這個時候對電阻的分壓比例(R1/R2或R4/R3)的選取提出較高的要求,
電阻分壓比例太大采樣解析度不夠,無法做到較高精度;
電阻分壓比例太小采樣超出量程,無法做到全電壓范圍的采樣;
2. 寄生電容的影響:
大家都知道,整車上寄生電容的實際存在(一般在幾百納法級,也有遠大於這個量級的)。
由於寄生電容會導致V1,V2電壓值穩定需要一定時間,這個時候就會出現幾個問題:

BMS無法准確判斷V1,V2電壓的穩定采樣點,電容電壓未穩定或者電容開始漏電導致V1,V2的電壓不是真實分壓的值,這樣計算出來的絕緣值不準,這也是前幾年有些車絕緣不穩定的要因之一,現在好多了;
BMS等待電壓穩定的時間,等待的時間過長導致絕緣檢測時間偏長,可能不滿足功能安全中FTTI的時間要求;
寄生電容值隨著天氣以及車輛的老化會發生改變,這個時候要確保設計仍然滿足前期的采樣精度和時間目標就對演算法的穩定性及適應性提出了較高的要求,主要硬體電路以及軟體濾波要考慮;
3.電壓V1,V2的采樣同步實時性的影響
理論上V1,V2的實時性越高對絕緣采樣精度及穩定性越有利,但是很遺憾這個也只能是理論,顯然是無法完全同步的。為了方便理解,我暫且假定一個非常極端實車工況來說明同步實時性的影響:
階段一:猛踩油門踏板上陡坡,此時BMS恰好為步驟2檢測V1』;
階段二:猛踩制動踏板下陡坡,此時BMS恰好為步驟3檢測V2』;
大家可以先想想這個情景以及這個情景對絕緣檢測的影響。踩油門踏板的時候電池包對外大電流放電,由於鋰電池的DCR+極化內阻等存在,導致電池包的高壓會被急劇拉低(由電流的大小決定,一般在50~100V,以一個400V電壓來說電池實際輸出電壓為350V)。踩制動踏板的時候由於制動能量回收整車對電池包大電流充電,同理導致電池包的高壓會被瞬間抬高至450V。那麼問題就來了,V1』是以350V分壓檢測得到的,V2』是以450V分壓檢測得到的,用這一組電壓去計算絕緣是不妥的,輕則絕緣值誤差較大,最嚴重的情況下可能出現絕緣誤報漏報導致整車做了對應的故障策略。

Ⅵ 電動車絕緣故障怎麼查

電動車絕緣故障,
電動車的線路電線絕緣匹破損漏電,或者電動車的電機線圈出現絕緣損傷,燒毀或者進水,需要專業人員檢查

Ⅶ 新能源汽車絕緣故障解決方法

Ⅷ 電動汽車 電池絕緣故障3級告警怎樣排除故障

送4兒子維修。

Ⅸ 電車4E絕緣故障

摘要 絕緣電阻,絕緣介質所具有的電阻值,是衡量介質絕緣性能好壞的物理量,在常見的測量方式中,則表現為帶電器件與殼體、大地等參考平台之間的電阻值,由於數值較大,單位常用「兆歐」表示。漏電流,談電氣系統絕緣性能時,所指漏電流是系統內流過絕緣材料表面的電流,數值越大,說明系統絕緣性能越差,一般單位為「mΩ」。電氣絕緣失效的危害

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