電動汽車絕緣耐壓測試

A. 汽車電檢是個什麼情況，為什麼會有故障碼，電檢怎麼理解的

用電腦檢測汽車——電檢。汽車自身也帶有電腦，儲存有發生的各種故障，用檢測電腦從車上電腦中調出所存的故障，並且是以代碼的形式顯示，故稱為故障碼。

B. 電動汽車維修時做好哪些准備

一、檢測儀表及專業拆裝工具
兆歐表
車子在運行使用的過程中，難免會碰撞、摩擦，導致高壓電路與車輛底盤之間的絕緣性下降，因此要先檢測高壓電纜及零部件對車身絕緣電阻是否位於規定值范圍內。
兆歐表又稱數字兆歐表、高壓絕緣電阻測試儀、絕緣電阻測量儀等，主要用來檢查電氣設備、電氣線路對地及相間的絕緣電阻，以保證這些設備、電器和線路工作在正常狀態，避免發生觸電傷亡及設備損壞等事故。
萬用表
萬用表是一種多功能、多量程、便於攜帶的電子儀表，可以測量交、直流電流、電壓及電阻等多種電學參量的磁電式儀表，使用的萬用表應符合CATⅢ安全級別的。
鉗流表
新能源車維修診斷經常需要測量導線中的電流，由於驅動系統的導線存在較大的交變電流，必須使用鉗型電流表進行間接測試。鉗形電流表是由電流互感器和電流表組合而成，可以在不切斷電路的情況下測量電流。
絕緣手柄拆裝工具
採用絕緣材料進行加工並適用於電氣系統拆裝等操作，包括力矩扳手、快速扳手、螺絲刀等工具，必須裝有耐壓1000V以上的絕緣柄。
二、診斷儀器
新能源汽車診斷儀也分為專用型和通用型，專用型是針對某一品牌的車型，功能全面且有更多許可權，如北汽新能源診斷儀等。
通用型則包含較多品牌和車型，功能多，實用性強，如朗仁H6（既支持燃油車，也支持新能源汽車），覆蓋比亞迪、北汽、上汽、東風小康、吉利等廠家的眾多新能源車型，可進行電池、電機等系統及零部件的診斷檢測，支持包括防盜匹配、儀錶板修復、大燈調節等特殊功能，可一鍵升級，適合維修廠、維修店配備。

三、防護用具
要穿著包括絕緣手套、絕緣鞋、護目鏡等安全防護用具，其它的操作工具也應提前使用絕緣膠帶包裹，除去與標准件接觸點以外的裸露金屬部分，避免因儀器故障或操作工具裸露金屬部分誤觸帶電部件，導致高壓事故。

C. 簡述汽車整車電路故障檢測步驟

1、直觀診斷法:汽車電路發生故障時,有時會出現冒煙、火花、異響、焦臭、發熱等異常現象。這些現象可直接觀察到,從而可以判斷出故障所在部位。

2、斷路法:汽車電路設備發生搭鐵(短路)故障時,可用斷路法判斷,即將懷疑有搭鐵故障的電路段斷開後,觀察電器設備中搭鐵故障是否還存在,以此來判斷電路搭鐵的部位和原因。

3、短路法:汽車電路中出現斷路故障,還可以用短路法判斷,即用起子或導線將被懷疑有斷路故障的電路短接,觀察儀表指針變化或電器設備工作狀況,從而判斷出該電路中是否存在斷路故障。

4、試燈法:試燈法就是用一隻汽車用燈泡作為試燈,檢查電路中有無斷路故障。

5、儀表法:觀察汽車儀錶板上的電流表、水溫表、燃油表、機油壓力表等的指示情況,判斷電路中有無故障。

6、低壓搭鐵試火法:即拆下用電設備的某一線頭對汽車的金屬部分(搭鐵)碰試而產生火花來判斷。

7、高壓試火法:對高壓電路進行搭鐵試火,觀察電火花狀況,判斷點火系的工作情況。

D. 動力電池UL2580認證報告測試項目有哪些

目前國內外已有多個針對電動車的動力電池安全標准，如UL2580、ISO12405-1、ISO12405-2等，以及國內的汽車行業標准QC743-2006等，這些標准都分別對蓄電池單體電池，蓄電池模塊、蓄電池充放電系統等的安全性做出了相應的要求。本文主要以動力電池UL2580認證為例簡要介紹針對動力電池的要求。

電動汽車、輕型電動摩托車等因其低能耗綠色環保等優點而越來越受到人們的青睞，現已成為未來汽車發展的一個主要方向。而作為電動汽車動力心臟的蓄電池，其安全性能亦越發得到人們的關注。目前國內外已有多個針對電動車的動力電池安全標准，如UL2580、ISO12405-1、ISO12405-2等，以及國內的汽車行業標准QC743-2006等，這些標准都分別對蓄電池單體電池，蓄電池模塊、蓄電池充放電系統等的安全性做出了相應的要求。本文主要以動力電池UL2580認證為例簡要介紹針對動力電池的要求。

UL在2009年發布了針對車用動力電池的安全標准UL2580草案，並在2011年10月發布了UL2580正式版本，同時UL2580通過了ANSI（美國國家標准學會）審議正式被採用為美國國家標准。

UL2580標准涵蓋了電動汽車用內部儲能裝置如蓄電池單體電池、蓄電池模塊、蓄電池組系統等。該標准評估了蓄電池承受模擬的濫用和在濫用產生危險時對人員的保護能力。同時該標准評估了蓄電池及電池模塊在製造商規定的操作溫度范圍內充放電參數可靠性。但該標准不考慮電動汽車內其它控制系統與蓄電池的交互作用。

輕型電動車（如電動自行車，電動輪椅，電動小輪摩托車等）所用的動力蓄電池在UL2271標准中有單獨的要求，所以並不在UL2580標准范圍內。

動力電池UL2580認證中測試項目全部是針對電動汽車用動力電池組及電池模塊的測試，並沒有針對單體電芯的測試項目，但是標准中也特別說明了電芯必須要符合相應電池標准，如鋰離子電芯必須要通過UL1642，鎳體系電芯須符合UL2054中電芯測試的要求。

用於電動車電池的安全標准UL2580標准測試項目如下：

動力電池UL2580認證-電氣測試

•Overcharge 過充

•Short Circuit 短路

•Overdischarge Protection 過放保護

•Temperature 溫升

•Imbalanced Charging 不平衡充電

•Dielectric Voltage Withstand 耐壓

•Isolation Resistance 絕緣阻抗

•Continuity 接地連續性

•Failure of Cooling/Thermal Stability System

動力電池UL2580認證-機械測試

•Rotation 翻轉

•Vibration Enrance 振動

•Shock 機械沖擊

•Drop 跌落

•Crush 擠壓

動力電池UL2580認證環境測試

•Thermal Cycling 溫度沖擊

•Salt Spray 鹽霧

•Immersion 水浸

•External Fire Exposure 內部火燒

•Internal Fire Exposure

E. 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。

F. 汽車下線檢測流程

第1關 間隙面差檢查
檢查整車幾何尺寸是否存在間隙（零部件之間的縫隙大小）或面差（同一水平面兩個零件的高出、低進位置之差）缺陷。
第2關 靜態功能檢查
主要檢查車輛功能件、電器件、使用件及內飾件的功能狀態是否符合要求。如發動機機艙內液位是否符合要求；擋位、雨刮、喇叭、座椅等功能是否符合要求。
第3關 燈光調整
利用燈光調整試驗台上的燈光測試儀測試車燈的光強、光軸角、左右近光束水平和垂直方位的偏移值。
第4關 前束調整
通過前束調整試驗台對車輛的前輪前束、車輪外傾角、後輪前束進行動態監測和調整，確保車輛不跑偏。
第5關 轉轂檢測
檢測ABS、ESP的功能符合性；進行低速試驗，檢查發動機加速性能和變速箱擋位；進行四輪制動力、手剎制動力等綜合安全性能的檢測……確保每一台車的性能指標100%達到設計要求。
第6關 側滑試驗
車輛以低於5公里/小時的速度駛過自由、活動狀態下的側滑試驗台，檢測前、後車輪的輪胎偏移量是否符合國家相關標准。
第7關 跑道試驗
由專業路試員駕駛車輛，在特定的試驗跑道上進行凸包路、顛簸路、小石塊路、180°左右極限彎道等各種模擬路面測試。
第8關 排放檢測
檢查發動機在工作時，尾氣排放是否達到國家法規標准。
第9關 底盤檢測
在地溝或舉升機上對底盤部分進行逐項檢查確認。如：熱狀態下發動機、變速箱、空調等部件是否存在異響；燃油箱、制動管路、ABS感測器線束的裝配是否完好，從而確保每一台車輛的安全行駛性能。
第10關 淋雨密封性檢查
將車輛門窗關閉後駛入淋雨間，通過3.5分鍾不同方向的淋雨（降雨量為35毫米/分鍾，相當於大暴雨的降雨量），以測試車輛的密封性能。之後以30秒/米的乾燥空氣吹乾，保證四個車門、行李箱蓋和前後風擋的水密封性良好。
第11關 外觀檢查
首先，檢查員會逐一對每輛經過淋雨試驗的車輛進行檢查，確認車門、尾箱等開啟處是否有漏水現象，內飾件是否有水跡。之後，在特別明亮的區域對車輛進行外觀質量檢查，查看車身外觀是否存在變形、劃傷、掉漆，檢查內飾件裝配是否牢固、可靠，是否存在漏裝、錯裝、裝配不良等現象。對帶有藍牙裝備的車輛還要進行接收功能檢測。
第12關 電檢
檢查員利用先進的手提檢測設備（COLISE）和電流測量設備（CONTEV）對每一台車的電腦系統程序和電器功能的工作電流進行檢測，單車檢查項目最多達到80項，能攔截汽車電腦、電器功能開關、功能項故障及錯漏裝現象，並逐項列印故障項目，以便返修人員快速識別，方便返修。
第13關 商業化檢測
對所有下線的車輛進行100%外觀復檢，包括油漆、鈑金、間隙面差等缺陷。同時，檢查每輛車的隨車檔案是否齊全，對商業化檢測合格的車輛貼「3C」強制認證標識和車輛「合格證」。
現在新車出廠必經「13關」的考驗，當然，如果不符合其中任何一項檢測的產品，不管什麼品牌都會直接被送到返修區進行返修。

G. 新能源電動車絕緣和耐壓標准

電動汽車的絕緣電阻直接反映高壓系統與電平台之間的絕緣性能
直接影響駕乘人員的觸電安全。作為高壓安全設計的核心指標，絕緣電阻在國內外標准法規中均有嚴格的要求，並需要在產品全生命周期內始終滿足。整車生產企業在產品開發流程中會多次進行絕緣電阻的計算校核與測試驗證。在高壓系統設計初期，需要通過計算各部件的絕緣電阻核算整車的絕緣電阻，以保證產品在滿足標准法規要求的前提下留有一定的安全冗餘，冗餘量一般是法規要求值的5~10倍或更高。在進行整車絕緣電阻測試時，有時由於在上電情況下無法一次測試出包含所有高壓總成的系統絕緣電阻，也需要根據系統測試結果和總成測量值計算系統絕緣電阻。在這種情況下，絕緣電阻的計算成為影響測試結果的一個重要因素。

H. 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。

I. 哪裡可以做新能源汽車充電樁EMC試驗

在各地具有資質的電磁實驗室都是可以做的，但BMS系統的功能是需要去專業機構做的吧，屬於不同的功能檢測。

J. 汽車線束電檢測，求解

針對發改委39號文的電動車生產能力規劃
北京金螞蟻國創科技有限公司幫助過多家國內電動車拿資質的企業規劃過針對發改委39號文對於電動汽車生產能力保證資質，該系統包含：
1.
車門電檢；
2.
儀表電檢；
3.
整車下線電檢（EOL）；
4.
電動車安規測試；
5.
電動車關鍵零部件入廠測試；
6.
整車標定；
7.
快慢充電檢設備；
整車下線電檢（EOL）測試專門針對整車進行電氣故障診斷、電動車
ECU
IO功能測試，整車電檢（EOL）設備作為汽車下線電檢的最後一站測試工位，一般不至於整車下線最後一個工位。
北京金螞蟻國創科技有限公司基於多年的整車電檢經驗，針對新能源汽車特點，依據39號文法規要求，以及對應的GB要求，開發出一套標准標準的新能源汽車EOL測試系統。該系統可以兼容傳統車的測試，支持混線生產；支持多種通信協議進行故障診斷，包括UDS、KWP2000、J1939等；支持參數配置、軟體刷寫等定製化功能。
詳細鏈接：www.niltd.com.cn
其中電動車整車安規測試包含：
1.
電動車整車等電位測試；
2.
電動車整車絕緣強度測試；
3.
電動車整車耐壓測試；
4.
電動車整車漏電流測試；
電動車整車快慢充測試設備包含：
1.
電動車整車快充過程測試；
2.
電動車整車慢充過程測試；
3.
電動車整車交直流充電測試；
整車診斷設備包含：
1.
整車下線檢測設備（EOL）；
2.
手持診斷設備（診斷儀）；
3.
整車多控制器VN碼掃描和寫入；
4.
整車多控制器數據刷下；
5.
整車多控制器標定；
6.
胎壓感測器（TPMS）標定和匹配；
7.
汽車整車360環視系統的標定；
8.
汽車整車毫米波雷達標定；
9.
汽車整車激光雷達標定；
電動車關鍵零部件入廠檢測設備包含：
1.
整車控制器VCU\HCU檢測設備；
2.
電池包或BMS系統檢測設備；
3.
電動車電機控制器(MCU)檢測設備；
電動車關鍵零部件測試設備包含：
1.
整車控制器VCU\HCU
硬體在環HIL測試設備；
2.
電池包或BMS系統硬體在環HIL測試設備；
3.
電動車電機控制器(MCU)硬體在環HIL測試設備；
4.
車載充電機OBC/ODC
和DCDC功能測試設備或HIL測試設備；
其他功能：
1.
故障診斷測試
2.
直/交流充電測試
3.
等電位/電位均衡測量
4.
絕緣電阻測試
5.
數據流讀取
6.
參數配置
7.
軟體刷寫
8.
VIN讀寫
9.
MES交互
10.
數據存儲
11.
報表列印和數據統計分析