电动汽车绝缘检测方法
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【摘要】在中职新能源汽车维修专业中,电动汽车绝缘检测是必修知识,可是目前对于电动汽车绝缘检测的方法多样,理论深奥,让中职学生无从下手,绝缘检测成了教和学中的薄弱环节,笔者结合电动汽车绝缘检测标准,从实际动手检测中摸索出一套完善、安全、简单的检测方法。
【关键词】绝缘检测 电动汽车 中职
引言:汽车低压线路的绝缘,已经相当成熟,所以本文所讲的电动汽车绝缘检测,是指电动汽车高压系统部件的绝缘检测。近几年国内外电动汽车起火的事故在媒体上屡见不鲜,而绝缘失效是引发此类事故的原因之一,当然电动车绝缘失效不是一定会引发火灾,但是电动汽车电压有几百伏,若绝缘失效,造成的安全隐患是巨大的,如何简单、安全、快捷的检测电动汽车绝缘,就显得尤为重要。
一、新能源汽车绝缘检测存在问题
对于中职新能源汽车专业学生而言,新能源汽车绝缘检测非常重要,目前检测方法颇多,比如:交流信号注入法、外接电阻法、电桥法等等,这些方法的理论对于中职学生来说都比较繁琐,让不少学生无所适从。比如电桥法的工作原理是:BMS通过检测高压正与高压负之间的分压变化来计算正极/车身与负极/车身的绝缘阻值,而且在操作中还有很多繁琐步骤,给检测工作带来阻碍,也为电动车的安全添一道障碍。
二、电动汽车绝缘检测方法
要让中职学生掌握好电动汽车绝缘检测方法,基础的理论还是要懂的。
(一)电动车绝缘失效机理
什么是绝缘?通俗的理解就是不导电,但是新能源车的高压电往往有几百伏,这么高的电压有时候会造成一种击穿效应,所以不是说导线外表有绝缘层它就绝缘。电动汽车高压部件线束若有线皮破损,则会导致绝缘失效,随着破损点的增大增多,会造成不良后果。如果只有一点漏电,电漏出去没有回路,没什么大碍;但是如果多处绝缘都失效,导致多点漏电的话,则漏出的电会在这些漏电点之间流通,根据热力学理论Q=I2RT,会在漏电附近材料上产生热量聚集,遇到适当情形,可能会引发火灾、也可能影响电器的正常工作,甚至使人员触电。
(二)绝缘标准
根据GB-T 18384-2015的规定,电动汽车绝缘电阻最低要求:直流100Ω/V,交流500Ω/V。对于这个绝缘标准怎么理解呢?比如:对于帝豪EV450来讲,它的电池包额定电压为346V,对应的绝缘阻值最小为346V×100Ω/V=34600Ω。而汽车制造厂商为了安全起见,所指定的标准值往往比这个值大得多,比如帝豪EV450规定驱动电机的绝缘阻值为大于或等于20MΩ。换句话来讲,国家标准是最低标准,厂商标准往往都会高于国家标准,在实际检测中为了安全起见,应该以厂商的标准来核定。
(三)安全防护
电动汽车如果定期进行维护或者检查,车主不会受到绝缘失效的伤害,但是对于将来从事电动汽车维修维护的中职学生来讲,不可避免的要与高压电打交道,如果某辆车的绝缘出现失效,他们就可能受到伤害,因此做好安全防护十分重要。安全防护要避免电流流通,因此在地面要铺设特制的绝缘垫,在进行操作之前要对绝缘垫的绝缘性进行测试,切记不可使用普通万用表进行测试,要用绝缘测试仪进行检测,绝缘测试仪的档位选择1000v,看其与地面之间绝缘阻值为多少。对于检测人员来讲也应该穿上防护服、绝缘鞋、绝缘帽、护目镜、绝缘手套,注意各种防护用品在使用之前要对外观、防护级别等进行检查核对。
(四)切断高压回路
对电动汽车高壓部件进行绝缘检测,带电状态下检测可不行,不仅危险而且检测数据不可靠,甚至根本无法检测,因此必须首先切断高压回路。本文以帝豪EV450的驱动电机绝缘检测为例(其他车型大同小异):首先把车子关闭,就是操作点火开关至OFF档,断开蓄电池负极母线(有些车子为拔下安全开关),断开直流母线(此步骤目的是切断电池包的对外输出),断开电机控制器高压线线束连接器BV18,等待5分钟,然后再用万用表检测电机控制器正负极电压,如果检测电压≤5V,即表示切断高压回路成功,然后拆开待测部件的高压端子备用。这一步至关重要,简单总结一下就是:在保证安全的前提下,拆掉待测部件的高压端子。
(五)绝缘表档位选择及结果判定
普通万用来检测电动汽车高压部件的绝缘肯定不行,因为它无法进行高压放电,因此无法得到准确的绝缘数值,所以必须使用绝缘检测仪。绝缘检测仪的种类比较多,选择对检测者不构成人身危险,且操作简单的比较好。以检测帝豪EV450的驱动电机绝缘性为例:绝缘检测仪一般都有红黑两支表笔,黑表笔检测端可以夹在驱动电机的外壳上(注意避开外壳涂漆的地方),红表笔可以夹在驱动电机高压线束的一端,按下绝缘测试仪进行放电2秒左右,然后读取绝缘阻值。绝缘检测仪进行2秒左右放电的目的,是为了模拟电动车在实际工作中产生漏电情形,注意绝缘检测仪档位的选择,必须大于该高压部件工作时的电压。比如在对帝豪EV450驱动电机绝缘检测时,要求绝缘检测仪的档位调至1000V,看看这个电压能否把高压线束的绝缘层击穿。每个高压线端子都要检测,帝豪EV450的驱动电机高压线束有U、V、W三个端子,进行检测都合格才算该驱动电机绝缘性合格。帝豪EV450厂商规定的标准为:各个端子与电机壳体之间的绝缘阻值大于或者等于20MΩ。在检测一些部件的绝缘性时候,检测完毕要注意进行放电操作。对于检测不合格的,需要进行修理或者更换高压线束。
(六)绝缘失效原因
如何在日常生活中避免电动车绝缘失效,防患于未然这是比较重要的。电动车绝缘失效的原因有:设计和制造、磨损、老化等。设计和制造因素不是汽车维修人员可以干预的,我们只讨论对于使用者和维修者来讲需要注意的问题,那就是磨损,导致磨损的原因多半是固定不当,因此在电动汽车日常使用中要注意检查和维护。
三、总结
电动汽车绝缘性的检测从理论上讲可能很繁琐,但是只要让中职学生弄明白了电动车绝缘失效机理,做好了防护,切断了高压回路,清楚了绝缘检测仪的使用,就一定能让学生迅速准确的判断电动车的绝缘性,为电动车和人员安全保驾护航。
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