新能源汽车绝缘故障解决方法

Answer 1

电动汽车有一个很大的潜在让人害怕的地方是触电，因此有了一份专门针对车辆电气安全的安全标准《GB/T 18384.3-2015 电动汽车安全要求第3 部分：人员触电防护》。里面有关于电气安全的部分有不少，其中对于绝缘故障可能造成高压电暴露，引起人身伤害。这个起始阈值也做了最小的规定，动力系统的测量阶段最小瞬间绝缘电阻为0.5kΩ／V交流、直流为0.1kΩ／V。 各整车厂开发的纯电动车辆， 则根据各自设定的电压等级来确定动力系统的绝缘电阻报警阀值，还有一个非常重要的是绝缘检测的策略和容错策略。

　　

图1 整车绝缘问题概览

第一部分 绝缘检测的故障原因

电动汽车绝缘的问题主要可以分为：

内部：这部分我们细致的展开，从大的来看，主要是电解液泄露、外部液体进入、绝缘层被破坏之后，电池模组和单体出现了导电的回路。这类故障发生之后可能会发生较为严重的后果（主要是打火和烧蚀，引起模块内单体的短路故障）。

在大的模组内，我们可以找到通过模组内部、BMU、BMS和模组与托盘等多种绝缘突破路径。

BMU对于Coating的要求很高，大量有电位差的线缆通过连接器接入，如果出现凝露和电金属迁移，容易在内部产生各种潜在导通路径

模组内部由于振动、冲击导致磨损、错位，如果出现绝缘纸、蓝膜失效的情况，就会出现绝缘问题

BMS和BDU这两个部件由于高压的直接接入，如果出现隔离失效，就会产生类似软短路的情况发生

　　下图所示，真正绝缘问题出现电击人的情况，都需要出现人本身去接触电池的一端输出才会出现下图的电击事件发生。

2. 电池外部的高压回路：这部分可以通过接触器断开而隔绝

a) 高压连接器和高压线缆：这里比较多的情况是两种，一种是局部放电引起的绝缘失效；还有就是连接器金属物质迁移导致的绝缘失效。

备注：在这个案例里面，通电，高温，潮湿，氯离子存在的条件下，电连接器内部金属构件发生了表面镀银层的电迁移和主体材料的腐蚀，产物在电场的作用下附着在绝缘组件上并将外金属套壳和与内金属触条一体的金属构件连接，从而导致电连接器绝缘阻值大幅降低失效。

b) 高压用电部件内部出现绝缘失效：把内部的连接器、连线归于上一类以后，基本就考虑功率部件相关的绝缘防护是否合理。特别的如电机、变压器内绝缘情况。

从场景上区分，可以分解成充电状态、正常状态、涉水、碰撞事故、结露、暴雨、淹没、清洗等状态。这是贯穿整个寿命周期和使用场景对各个环节进行考虑的结果，当然实际整车级别的验证测试也需要涵盖。

从路径上分，可以从爬电距离、固态绝缘和空气间隙等方面对绝缘进行破坏。

以上这些，都算是真正绝缘发生了问题。还有一些问题就是绝缘检测电路和算法本身受到干扰或者出现了硬件的损坏。我们可以细分为：

绝缘检测超差：受到外部干扰检测出来过高，设计范围超差

绝缘检测失效：电路由于开关（光耦或者高压继电器失效）出现失效

第二部分 车辆诊断与处理和漏电车辆处理

我们还是以LEAF为例，其DTC分了三个故障：

模式A：是从动力源头切断任何充电和放电的过程，主要响应比较高等级的故障

模式B：考虑电池的故障在一定范围内之类，限制电机输出功率，在充电模式下充电停止（阻止了能量回收）

模式C：限制电池包的输入和输出功率

模式D：仅亮起故障等，其他不做处理

这里的三个定义为处理绝缘值信号（P33DF是判断信号异常高、P33E0是采集信号异常低，P33E1是出现绝缘报警），这里分层的原因主要是是对整个故障错误分类。不过我倒是看到有不同的处理方法。我们在这里可以有几个区分点：

启动之时：启动的时候检测可以根据数值、诊断电路本身情况、整个系统上电的范围，可以判断出问题出在哪里。根据数值的不同选取处理办法。严格来说，根据在不同状态下，绝缘电阻的测量误差可以做不同的策略。

充电检测：这个我会后面仔细谈一谈快充多回路检测过程中可能出现的问题。这个在法规层制定的时候就已经有很多的涉及和探讨。

车辆行驶过程中：这点是我觉得很保守的，在车辆行驶过程中，由于有各方面的干扰存在包括纹波、电压在大电流充放过程的变化，使得整个记录的频次需要用计数器来做；根据数值也可以做不同的策略来判断这个严重情况，执行限功率或者更好的措施。

区分了DTC之后，当发生了绝缘故障之后，对于维修人员首先应保证人员安全，操作者须配戴好有一定安全等级，符合国家相关标准要求的防护用品(防护用品通常有使用年限要求)，如绝缘手套（橡胶手套+外用手套）、绝缘鞋等。

这里有个绝缘电阻的参考表，用绝缘表来测非带电部件还是比较管用的。从车辆的寿命周期考虑，维护过程中还是安置一个MSD是比较靠谱的，能够在接触器粘连和各种意外条件下保证总线上是没有电的。

　　

Answer 2

一.整车没电

1.可能原因:保险丝坏。

故障排除:用万用表测量电池端电压,如有电压输出则正常,如无电压输出则保险丝坏或电池接插头松动或电池坏。

2.可能原因:接线插头松动。

故障排除:检查电源开关接插件。

3.可能原因:电源开关坏。

故障排除:用万用表测量电源开关输入、输出线两端电压。如有正常电压输出则电源开关正常;如无电压输出(电池有电压输出情况下),则电源开关坏,则予以维修或更换。
二.电动机故障

电动机运行时产生大量火花,局部过热、抖动

可能原因:

电动机进水造成短路把电动机烧坏;

电动机超负载运行使换向器短路烧坏,现象是换向器变黑。

电动机异响

可能原因:

电动机和后桥连接同心度达不到标准;

电刷和换向器接合不好,需校正调整;

电动机里面转子上的轴承坏,需更换。

电动机不转

可能原因及方法:

1.保险丝烧掉,更换。

2.电源开关坏,更换电源开关。判断方法:打开电源开关,用万用表欧姆档测量一下电源开关的输入端与输出端之间的电阻,如电阻值为零则正常,如电阻值无穷大,则电源开关坏。

3.加速器坏,用万用表直流电压档测量一下加速器输出端电压,如有电压输出则正常,如无电压输出则不正常,加速器坏,须更换。

4.控制器坏,须更换电控。用万用表测量电控输出的电压,有输出电压则好,否则则坏。

5.电动机烧坏,更换电动机。

6.电动机各连接线线头松动,把电动机各连接线头重新检查一遍。
三.充电故障

新能源车充电故障划分为两大类:第一类,物理连接完成,已启动充电,但不能充电;第二类,充电中途停止充电。

故障状态一:物理连接完成,已启动充电,但不能充电

故障状态二:充电中途停止充电

四.动力电池故障

温度故障:

1.电池温差过大

可能原因:散热风扇插头松动,散热风扇故障。

故障排除:重新拔插风扇插头线;给风扇单独供电,检查风扇是否正常。

2.电池温度过高或过低

可能原因:散热风扇插头松动,散热风扇故障,温度探头损坏。

故障排除:重新拔插风扇插头线;给风扇单独供电,检查风扇是否正常;检查电池实际温度是否过高或过低;测量温度探头内阻。

绝缘故障:

可能原因:电池箱或插件进水,电芯漏液,环境湿度大,绝缘误报,整车其他高压部件(控制器、压缩机等)绝缘不过。

处理方法:①正极对地,如果有电压或绝缘阻值小于规定值,则判处负极电路漏电;负极对地,如果有电压或绝缘阻值小于规定值,则判处正极电路漏电。根据其漏电电压大小除以此时的单串电压值就可以计算出漏电点位,然后根据不同情况分析处理。

Answer 3

一.整车没电

1.可能原因:保险丝坏。

故障排除:用万用表测量电池端电压,如有电压输出则正常,如无电压输出则保险丝坏或电池接插头松动或电池坏。

2.可能原因:接线插头松动。

故障排除:检查电源开关接插件。

3.可能原因:电源开关坏。

故障排除:用万用表测量电源开关输入、输出线两端电压。如有正常电压输出则电源开关正常;如无电压输出(电池有电压输出情况下),则电源开关坏,则予以维修或更换。
二.电动机故障

电动机运行时产生大量火花,局部过热、抖动

可能原因:

电动机进水造成短路把电动机烧坏;

电动机超负载运行使换向器短路烧坏,现象是换向器变黑。

电动机异响

可能原因:

电动机和后桥连接同心度达不到标准;

电刷和换向器接合不好,需校正调整;

电动机里面转子上的轴承坏,需更换。

电动机不转

可能原因及方法:

1.保险丝烧掉,更换。

2.电源开关坏,更换电源开关。判断方法:打开电源开关,用万用表欧姆档测量一下电源开关的输入端与输出端之间的电阻,如电阻值为零则正常,如电阻值无穷大,则电源开关坏。

3.加速器坏,用万用表直流电压档测量一下加速器输出端电压,如有电压输出则正常,如无电压输出则不正常,加速器坏,须更换。

4.控制器坏,须更换电控。用万用表测量电控输出的电压,有输出电压则好,否则则坏。

5.电动机烧坏,更换电动机。

6.电动机各连接线线头松动,把电动机各连接线头重新检查一遍。
三.充电故障

新能源车充电故障划分为两大类:第一类,物理连接完成,已启动充电,但不能充电;第二类,充电中途停止充电。

故障状态一:物理连接完成,已启动充电,但不能充电

故障状态二:充电中途停止充电

四.动力电池故障

温度故障:

1.电池温差过大

可能原因:散热风扇插头松动,散热风扇故障。

故障排除:重新拔插风扇插头线;给风扇单独供电,检查风扇是否正常。

2.电池温度过高或过低

可能原因:散热风扇插头松动,散热风扇故障,温度探头损坏。

故障排除:重新拔插风扇插头线;给风扇单独供电,检查风扇是否正常;检查电池实际温度是否过高或过低;测量温度探头内阻。

绝缘故障:

可能原因:电池箱或插件进水,电芯漏液,环境湿度大,绝缘误报,整车其他高压部件(控制器、压缩机等)绝缘不过。

处理方法:①正极对地,如果有电压或绝缘阻值小于规定值,则判处负极电路漏电;负极对地,如果有电压或绝缘阻值小于规定值,则判处正极电路漏电。根据其漏电电压大小除以此时的单串电压值就可以计算出漏电点位,然后根据不同情况分析处理。

Answer 4

目前新能源汽车领域针对重度绝缘故障的主流技术方案为立即切断动力输出同时通过仪表报出重度绝缘故障，提醒驾驶员。目前这种故障的处理方法存在的缺陷是不能对绝缘部件进行分类，尤其在一些非关键部件出现故障时，往往并不需要立即切断动力，即便非关键部件出现故障的级别等级很高，从故障部件类型来讲往往也不需要立即切断动力，同时，并且如车辆在高速行驶时突然切断动力会影响驾驶安全。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种重度绝缘故障可自动恢复的故障处理方法及新能源汽车，应用该故障处理方法，在车辆出现非关键部件(PTC、空调、充电口等)的绝缘故障时，即使该故障属于严重等级，也可继续行驶同时通过仪表提醒驾驶员需立即前往4S店进行排查和维修，而不必马上切断动力输出，防止新能源汽车出现不必要的抛锚现象，并且可以在协助4S店维修人员进行故障定位，缩短维修时间。

本发明提供一种重度绝缘故障可自动恢复的故障处理方法，包括以下步骤：

步骤1：车辆在正常行驶过程中持续进行绝缘故障检测；

步骤2：当出现绝缘故障时，判断是否属于严重绝缘故障，当判断为重度绝缘故障时，进行步骤3；当判断为轻度绝缘故障时，继续正常行驶，同时通过仪表盘显示轻微绝缘故障；

步骤3：断开非关键部件的正、负极继电器A，并再次检测是否仍存在重度绝缘故障，如是，进行步骤4，如否，则车辆在断开非关键部件的情况下继续行驶，在车辆到达目的地后进行维修，同时提供故障初步定位位置为非关键部件；

步骤4：断开关键部件的正、负极继电器B，并再次检测是否仍存在重度绝缘故障，如是则进行步骤5，如否则进行步骤6；

步骤5：断开所有高压系统，停止行驶，同时通过仪表盘显示重度绝缘故障，并等待救援，同时故障初步定位位置为电池部分；

步骤6：断开所有高压系统，停止行驶，同时通过仪表盘显示重度绝缘故障，并等待救援，同时故障初步定位位置为关键部件。

进一步地，所述非关键部件与电池的正、负极之间分别通过正、负极继电器A连接；所述关键部件与电池的正负极之间分别通过正、负极继电器B连接。

进一步地，当绝缘参数小于等于100Ω/V时，判断为重度绝缘故障，当绝缘参数大于100Ω/V且小于500Ω/V时，判断为轻度绝缘故障。

进一步地，所述的电池部分包括关键部件正负极到电池的高压线束部分。

进一步地，所述关键部件包括驱动系统、转向系统以及刹车系统。

进一步地，所述关键部件还包括电机控制器(MCU)、电机(Motor)、DCDC和电助力系统(EPS)。

进一步地，所述非关键部件包括空调和充电机。

进一步地，所述非关键部件还包括车载加热器、电动空调(EAS)、直流充电连接器和交流充电连接器。

Answer 5

国家提出“节能和新能源汽车”战略，新能源汽车作为汽车行业的新贵，渐渐地在市场上崭露头角，但在汽车行业中专业电动车维修人员很少，新能源汽车维修技师必将成为立足现在、面向未来的热门职业。