不平衡桥法检测新能源电动汽车绝缘以及绝缘电阻推导计算

绝缘电阻值是判断电气系统绝缘性能好坏的标准，而对于电动汽车而言，检测电动汽车动力电池组的正/负极母线分别对地（汽车车架）的绝缘电阻值是很重要的。电动汽车安全要求**GB/T 18384.1-2015**中要求：对于没有嵌入在一个完整的电路里REESS（可充电储能系统 Rechargeable Energy Storage System），如果在整个寿命期内没有交流电路，或交流电路有附加...

汽车电子助手

13863人浏览 · 2020-02-26 12:25:43

汽车电子助手 · 2020-02-26 12:25:43 发布

绝缘电阻值是判断电气系统绝缘性能好坏的标准，而对于电动汽车而言，检测电动汽车动力电池组的正/负极母线分别对地（汽车车架）的绝缘电阻值是很重要的。

电动汽车安全要求**GB/T 18384.1-2015 **中要求：

对于没有嵌入在一个完整的电路里REESS（可充电储能系统 Rechargeable Energy Storage System），如果在整个寿命期内没有交流电路，或交流电路有附加防护，其绝缘电阻Ri除以它的最大工作电压，应不小于100Ω/V；如果包括交流电路且没有附加防护，则此值应不小于500Ω/V。如果REESS集成在一个完整的电路里，可能需要一个更高的REESS阻值。

新能源电动汽车中常见的不平衡桥检测绝缘电阻：

不平衡桥法的检测原理：在两条偏置电阻（ $R_{11}$ , $R_{12}$ 和 $R_{21}$ , $R_{22}$ ）的线路上分别加入电子开关 Kp 和 Kn，系统通过调节电子开关 Kp和Kn 的开合顺序来控制偏置电阻 $R_{11}$ , $R_{12}$ 和 $R_{21}$ , $R_{22}$ 是否接入，计算出“电池正极对地（汽车车架）的绝缘电阻 $R_{p}$ ”和“电池负极对地（汽车车架）的绝缘电阻 $R_{n}$ ”。

下图是“不平衡桥的检测原理图”，其中“桥臂采样电阻”一般是高精度MELF电阻或者厚膜电阻： $R_{11}$ , $R_{21}$ 的阻值一般在2MΩ左右， $R_{12}$ , $R_{22}$ 阻值一般在10KΩ左右；“桥臂开关Kp和Kn”一般是光控MOS继电器（例如AQV258）。通过AD装换电路将R12和R22电压输入给单片机，计算出 $R_{12}$ 和 $R_{22}$ 的对应分压 $U_{sp}$ 和 $U_{sn}$ 。

一、测量上桥臂（电池正极对地）采样点的电压信号

光控MOS继电器Kp闭合，Kn断开，选取地（汽车车架）为参考点，动力电池正负极流出和流入的电流，分别用 $i_{1}$ 和 $i_{2}$ 表示，流过 $R_{p}$ 的电流用 $i_{3}$ 表示，流过 $R_{12}$ 的电流用 $i_{4}$ 表示。动力电池正极对地的电压用 $U_{b+}$ 表示，动力电池负极对地的用 $U_{b-}$ ，此时测得动力电池的总电压用 $U_{bp}$ ;