電動(dòng)汽車(chē)是一個(gè)復(fù)雜的機(jī)電一體化產(chǎn)品，其中的許多部件包括動(dòng)力電池、電機(jī)、充電機(jī)、能量回收裝置、輔助電池充電裝置等都會(huì)涉及高壓電器絕緣問(wèn)題。這些部件的工作條件比較惡劣，振動(dòng)、酸堿氣體的腐蝕、溫度及濕度的變化，都有可能造成動(dòng)力電纜及其他絕緣材料迅速老化甚至絕緣破損，使設(shè)備絕緣強(qiáng)度大大降低，危及人身安全。

目前發(fā)電廠、變電站等場(chǎng)所直流高壓系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測(cè)技術(shù)有多種方式，但都存在一些缺點(diǎn)，如繼電器檢測(cè)方式靈敏度低，平衡電橋法在正負(fù)極絕緣同時(shí)降低時(shí)不能準(zhǔn)確及時(shí)報(bào)警，注入交流信號(hào)法不僅會(huì)使直流系統(tǒng)紋波增大，影響供電質(zhì)量，而且系統(tǒng)的分布電容會(huì)直接影響測(cè)量結(jié)果，分辨率低。與電力系統(tǒng)直流絕緣監(jiān)測(cè)不同的是，電動(dòng)汽車(chē)直流系統(tǒng)電壓等級(jí)涵蓋90～500V的寬范圍，而且運(yùn)行過(guò)程中電壓頻繁變化。文中提出的利用端電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)絕緣狀況的方法可以較好地解決上述問(wèn)題，具有較高的精度，完全適合在電動(dòng)汽車(chē)上應(yīng)用。

絕緣電阻測(cè)量

原理電動(dòng)汽車(chē)的絕緣狀況以直流正負(fù)母線對(duì)地的絕緣電阻來(lái)衡量。電動(dòng)汽車(chē)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)[1]規(guī)定:絕緣電阻值除以電動(dòng)汽車(chē)直流系統(tǒng)標(biāo)稱(chēng)電壓U，結(jié)果應(yīng)大于100Ω/V，才符合安全要求。標(biāo)準(zhǔn)中推薦的牽引蓄電池絕緣電阻測(cè)量方法適用于靜態(tài)測(cè)試，而不滿(mǎn)足實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的要求。

文中通過(guò)測(cè)量電動(dòng)汽車(chē)直流母線與電底盤(pán)之間的電壓，計(jì)算得到系統(tǒng)的絕緣電阻值。假設(shè)電動(dòng)汽車(chē)的直流系統(tǒng)電壓（即電池總電壓）為U，待測(cè)的正、負(fù)母線與電底盤(pán)之間的絕緣電阻分別為RP、RN，正、負(fù)母線與電底盤(pán)之間的電壓分別為UP、UN，則待測(cè)直流系統(tǒng)的等效模型如圖1中的虛線框內(nèi)所示。

圖1為電動(dòng)汽車(chē)絕緣電阻測(cè)量原理，圖中RC1、RC2為測(cè)量用的已知阻值的標(biāo)準(zhǔn)電阻。

工作原理如下:當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2全部斷開(kāi)時(shí)，測(cè)量正、負(fù)母線與電底盤(pán)之間的電壓分別為UP0、UN0，由電路定律[2]可以得到

UP0/RP=UN0/RN（1）

當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合、S2斷開(kāi)時(shí)，則在正母線與電底盤(pán)之間加入標(biāo)準(zhǔn)偏置電阻RC1，測(cè)量正、負(fù)母線與電底盤(pán)之間的電壓分別為UPP、UNP，同樣可以得到

同樣，絕緣電阻在以下2種情況也可以得到:     S1、S2全部斷開(kāi)和S1斷開(kāi)、S2閉合；

（2）S1閉合、S2斷開(kāi)和S1斷開(kāi)、S2閉合。

測(cè)量結(jié)果誤差分析

由上述計(jì)算公式可知，絕緣電阻RP、RN的具體數(shù)值由4個(gè)測(cè)量電壓值和已知標(biāo)準(zhǔn)電阻計(jì)算得到，最終結(jié)果的精度與電壓測(cè)量和標(biāo)準(zhǔn)電阻的精度直接相關(guān)。另外，開(kāi)關(guān)動(dòng)作前后，電池電壓隨汽車(chē)加、減速的變化對(duì)結(jié)果的影響也應(yīng)分析。

（一） 測(cè)量參數(shù)對(duì)精度的影響

假設(shè)電池總電壓U保持不變，UP0、UN0、UPP、UNP的測(cè)量相對(duì)誤差分別為γp0、γN0、γpp、γNP，標(biāo)準(zhǔn)電阻RC1的相對(duì)誤差為γRC，待測(cè)的RP、RN的實(shí)際值為RP0、RN0，且在測(cè)量過(guò)程中保持不變，根據(jù)誤差理論的誤差絕對(duì)值合成法[3]可以得到RP、RN的相對(duì)誤差γRP、γRN分別為:

分析可知，系統(tǒng)的總誤差與標(biāo)準(zhǔn)電阻阻值和被測(cè)電阻之間的比例有直接的關(guān)系。當(dāng)RC1nRP0時(shí)，系統(tǒng)的測(cè)量誤差最小。此時(shí)假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)電阻的誤差可以忽略不計(jì)，電壓測(cè)量誤差γp0=γN0=γpp=γNP=γV，如果要求計(jì)算結(jié)果的總誤差γ≤5%，則電壓測(cè)量的誤差必須滿(mǎn)足γV≤1125%。