安科瑞 劉邁

　　摘要：純電動(dòng)商用車的工作環(huán)境存在路況復(fù)雜、工況惡劣等情況,，導(dǎo)致整車電氣設(shè)備的磨損速率加快,，造成電氣設(shè)備絕緣電阻持續(xù)下降，如不及時(shí)處理,，可能存在安全隱患或引發(fā)重大安全事故,。文章從絕緣故障檢測(cè)原理出發(fā)，分析和探討一種絕緣檢測(cè)定位技術(shù)的應(yīng)用,，將一套包括絕緣檢測(cè)儀,、電流發(fā)射器、電流互感器和絕緣故障定位儀組成的低壓信號(hào)傳輸系統(tǒng)，連接并安裝在整車的各組高壓回路,。通過該系統(tǒng)電流信號(hào)的實(shí)時(shí)傳輸,，快速準(zhǔn)確定位故障回路，鎖定故障位置,。此技術(shù)為售后市場絕緣故障車輛的排查提供一種快速,、準(zhǔn)確的解決方案。

　　關(guān)鍵詞：純電動(dòng)汽車,；商用車,；絕緣檢測(cè)；定位技術(shù)

　　1.引言

　　整車安裝著一套絕緣監(jiān)測(cè)及報(bào)警系統(tǒng),，該系統(tǒng)是通過整車電池管理系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測(cè)模塊實(shí)時(shí)監(jiān)控整車電器系統(tǒng)的絕緣阻值,，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)的絕緣阻值低于預(yù)設(shè)閥值時(shí)，該模塊向整車控制器上報(bào)絕緣故障,，并通過儀表顯示的方式發(fā)出聲光報(bào)警,。該系統(tǒng)僅能判斷車輛存在絕緣故障，但無法鎖定故障回路,，通常需要專業(yè)技術(shù)人員使用萬用表對(duì)整車所有電氣回路逐一排查,，整個(gè)檢修過程需要花費(fèi)大量時(shí)間，嚴(yán)重影響檢修效率,。

　　2純電動(dòng)商用車絕緣檢測(cè)原理

　　純電動(dòng)商用車的高壓系統(tǒng)框架主要由動(dòng)力電池,、電池管理系統(tǒng)、高壓配電,、電機(jī)控制系統(tǒng)以及高壓輔助系統(tǒng)（電動(dòng)轉(zhuǎn)向油泵,、電動(dòng)空氣壓縮機(jī)、電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī),、汽車加熱器）組成,。這些核心部件通過串聯(lián)或并聯(lián)的方式構(gòu)成一個(gè)且安全的系統(tǒng)。動(dòng)力電池系統(tǒng)主要是通過Pack電池包串,、并聯(lián)的方式組成,，以提供滿足整車所需的電壓和電量。電池管理系統(tǒng)主要是對(duì)Pack電池包進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,，包括電壓,、電流、溫度等參數(shù)的采集與處理,，確保Pack電池包的安全運(yùn)行,，并在工作狀態(tài)下合理分配動(dòng)力電池系統(tǒng)內(nèi)每組Pack電池包的電量消耗。高壓配電系統(tǒng)主要是將電池管理系統(tǒng)輸出的電能分配至電機(jī)控制系統(tǒng)及高壓輔助系統(tǒng),，并根據(jù)高壓設(shè)備的需要實(shí)現(xiàn)電壓升高或降低,，直流,、交流的轉(zhuǎn)換等功能。電機(jī)控制系統(tǒng)主要是對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行控制,，通過接收高壓配電系統(tǒng)輸出的高壓直流電,，將其轉(zhuǎn)換為交流，驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)為車輛提供動(dòng)力,。高壓輔助系統(tǒng)是通過串聯(lián)或并聯(lián)的方式連接各種高壓設(shè)備,，如電動(dòng)轉(zhuǎn)向油泵、電動(dòng)空氣壓縮機(jī),、電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī),、汽車加熱器等，實(shí)現(xiàn)整車轉(zhuǎn)向,、制動(dòng),、空調(diào)、暖風(fēng)等系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn),。

　　這種框架構(gòu)成關(guān)系使得純電動(dòng)汽車高壓系統(tǒng)能夠,、安全地運(yùn)行，為車輛提供穩(wěn)定且可靠的動(dòng)力支持,。同時(shí),，電池管理系統(tǒng)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控和保護(hù)也確保了車輛在各種工況下的安全性和穩(wěn)定性。

　　純電動(dòng)商用車的整車絕緣監(jiān)測(cè)一般由BMS執(zhí)行,，通常的檢測(cè)方法為電橋平衡法,。當(dāng)整車電器系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備、附件或線束發(fā)生絕緣,、短路等故障時(shí),，BMS的絕緣監(jiān)測(cè)模塊會(huì)通過對(duì)接觸器觸點(diǎn)和相關(guān)控制接觸器閉合的有效指令進(jìn)行綜合判定,，向VCU上報(bào)絕緣故障,，并通過儀表顯示的方式發(fā)出聲光報(bào)警以提示駕駛員，嚴(yán)重故障則通過整車控制器下發(fā)整車下電或停車的指令,。

　　3絕緣檢測(cè)定位技術(shù)

　　絕緣檢測(cè)定位系統(tǒng)主要包括絕緣檢測(cè)儀,、電流互感器和絕緣故障定位儀組成的信號(hào)傳輸系統(tǒng)，其工作原理是絕緣檢測(cè)儀與整車控制器連接,，通過整車控制器實(shí)時(shí)讀取BMS內(nèi)絕緣檢測(cè)模塊向整車控制器發(fā)送的絕緣阻值,；當(dāng)絕緣檢測(cè)儀讀取的整車絕緣阻值低于預(yù)設(shè)閥值時(shí)，絕緣監(jiān)視儀報(bào)警,，并通過其內(nèi)部附帶的定位電流發(fā)射器向電流互感器發(fā)射測(cè)試電流信號(hào),；此測(cè)試電流信號(hào)再反饋給絕緣故障定位儀，故障定位儀實(shí)時(shí)顯示各支路電流互感器反饋的電流信號(hào),，通過電流信號(hào)顯示,，可以快速鎖定絕緣故障支路即電流互感器電流信號(hào)異常所在的支路,。電流互感器所反饋的異常電流信號(hào)，通常存在以下兩種情況：

　　導(dǎo)通電流,。由于車輛電氣系統(tǒng)中的絕緣材料老化,、損壞或制造工藝問題導(dǎo)致的絕緣性能下降，通常會(huì)導(dǎo)致車輛電氣系統(tǒng)出現(xiàn)漏電或短路等問題,。在這種情況下,，電流可能會(huì)變大，因?yàn)槁╇娀蚨搪窌?huì)導(dǎo)致電流不經(jīng)過負(fù)載而直接流回電源,，形成無效電流,。

　　導(dǎo)通電流減小,。由于車輛電氣系統(tǒng)中的絕緣材料受到振動(dòng),、摩擦、高溫等因素的影響,，導(dǎo)致絕緣性能下降,。在這種情況下，電流可能會(huì)變小,，因?yàn)榻^緣性能下降可能導(dǎo)致電路中的電阻增加,，從而限制電流的通過。

　　因此,，絕緣故障的產(chǎn)生勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致絕緣故障點(diǎn)位處的電流發(fā)生變化,，使用絕緣定位檢測(cè)系統(tǒng)中的電流互感器可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)整車各高壓支路中的電流信號(hào)大小，通過比較回路電流與初始設(shè)定的電流大小,，從而找出絕緣故障回路,，鎖定故障位置。各部件的工作原理如下：

　　絕緣監(jiān)視儀,。每個(gè)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)在線檢測(cè)被測(cè)系統(tǒng)的對(duì)地阻值,，當(dāng)阻值低于預(yù)設(shè)的閾值，絕緣監(jiān)視儀報(bào)警并發(fā)射定位電流,，觸發(fā)絕緣故障定位儀工作,。

　　絕緣故障定位儀。一個(gè)絕緣故障定位儀可以檢測(cè)多個(gè)測(cè)量通道,，當(dāng)絕緣監(jiān)視儀報(bào)警后觸發(fā)工作,，配合電流互感器找出絕緣故障回路。

　　電流互感器,。安裝到待檢測(cè)支路,，與絕緣故障定位儀配合找出故障回路，主要根據(jù)被監(jiān)測(cè)線纜的外徑選擇電流互感器規(guī)格,。

　　4應(yīng)用案例分析

　　國內(nèi)某品牌純電動(dòng)載貨車是2022年生產(chǎn),，累計(jì)行駛里程超過2萬公里,。車主反饋，在車輛運(yùn)行過程中多次偶發(fā)儀表盤絕緣故障報(bào)警和維修提示燈亮起,，但未出現(xiàn)車輛限功率,、限速以及強(qiáng)制下電停車的情況；經(jīng)車主嘗試鑰匙重復(fù)上電,、斷電操作,，故障報(bào)警燈和維修提示燈自行消失，車輛正常運(yùn)行一段時(shí)間后該現(xiàn)象又偶然出現(xiàn),。

　　專業(yè)技術(shù)人員到達(dá)現(xiàn)場后,，啟動(dòng)車輛后，儀表的絕緣故障報(bào)警和維修提示燈亮,，反應(yīng)該車輛確實(shí)存在絕緣故障,，且說明整車BMS的絕緣檢測(cè)模塊正常工作。車輛原地怠速一段時(shí)間后,，儀表的絕緣故障報(bào)警和維修提升燈自行消失,，說明此輛車存在的絕緣故障為動(dòng)態(tài)故障。

　　若采用常規(guī)的絕緣故障檢測(cè)和排查手段,，需要售后維修人員逐一拆裝每個(gè)高壓回路,，并數(shù)次啟斷電源，從而找出故障回路,，且動(dòng)態(tài)故障可能因車輛靜止停放或斷電后重啟無法再現(xiàn),，造成整個(gè)售后維修時(shí)間長、效率低,。

　　針對(duì)此類動(dòng)態(tài)故障,，決定采用絕緣檢測(cè)定位技術(shù)進(jìn)行故障排查。整車熄火,，關(guān)閉蓄電池電源,，拔掉BMS的手動(dòng)維修開關(guān)（ManualServiceDisconnect,MSD），等待5min后,，測(cè)試母線電壓≤5V,。將絕緣檢測(cè)儀與整車控制器連接,，按照整車高壓回路數(shù)量,，將電流互感器依次卡套并固定在每個(gè)回路上，連接絕緣檢測(cè)儀,、電流互感器和絕緣故障定位儀構(gòu)成電流信號(hào)傳輸回路,。

　　在BMS中裝配MSD后，車輛啟動(dòng)并上高壓,，開始路試測(cè)試,。車輛運(yùn)行20min時(shí),，儀表絕緣故障燈亮起，同時(shí)與整車控制器連接的絕緣監(jiān)視儀報(bào)警,，觀察絕緣故障定位儀上顯示各支路的電流信號(hào),，發(fā)現(xiàn)裝配在電機(jī)控制器回路的電流互感器反饋電流信號(hào)異常，即鎖定絕緣故障點(diǎn)位于電機(jī)控制器回路,。

　　鎖定絕緣故障點(diǎn)后,，將車輛開至安全位置停車系統(tǒng)，關(guān)閉蓄電池電源,，拔掉BMS的MSD后,，等待5min，測(cè)試母線電壓≤5V,。翻起駕駛室,，觀察電機(jī)控制器回路的高低壓線束，發(fā)現(xiàn)低壓線束絕緣皮磨損破裂,，內(nèi)部線束部分裸露,，呈現(xiàn)發(fā)黑現(xiàn)象，故判斷電機(jī)控制器低壓線束絕緣失效,。車輛在運(yùn)行過程中經(jīng)過不平整路面或石子等造成車輛運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生輕微的晃動(dòng),、振動(dòng)或跳動(dòng)，導(dǎo)致線束發(fā)生相對(duì)位移,，從而使得線束破損處與金屬支架短時(shí)間的觸碰短接而引發(fā)絕緣故障,，因此也造成此絕緣故障時(shí)有時(shí)無。

　　5安科瑞充電樁收費(fèi)運(yùn)營云平臺(tái)解決方案

　　5.1概述

　　AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費(fèi)運(yùn)營云平臺(tái)系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)接入系統(tǒng)的電動(dòng)電動(dòng)自行車充電站以及各個(gè)充電整法行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控,，實(shí)時(shí)監(jiān)控充電樁運(yùn)行狀態(tài),，進(jìn)行充電服務(wù)、支付管理,，交易結(jié)算,，資要管理、電能管理,，明細(xì)查詢等,。同時(shí)對(duì)充電機(jī)過溫保護(hù)、漏電,、充電機(jī)輸入/輸出過壓,，欠壓，絕緣低各類故障進(jìn)行預(yù)警,；充電樁支持以太網(wǎng),、4G或WIFI等方式接入互聯(lián)網(wǎng)，用戶通過微信,、支付寶,，云閃付掃碼充電,。

　　5.2應(yīng)用場所

　　適用于民用建筑、一般工業(yè)建筑,、居住小區(qū),、實(shí)業(yè)單位、商業(yè)綜合體,、學(xué)校,、園區(qū)等充電樁模式的充電基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)。

　　5.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)分為四層：

　　1）即數(shù)據(jù)采集層,、網(wǎng)絡(luò)傳輸層,、數(shù)據(jù)層和客戶端層。

　　2）數(shù)據(jù)采集層：包括電瓶車智能充電樁通訊協(xié)議為標(biāo)準(zhǔn)modbus-rtu,。電瓶車智能充電樁用于采集充電回路的電力參數(shù),，并進(jìn)行電能計(jì)量和保護(hù)。

　　3）網(wǎng)絡(luò)傳輸層：通過4G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,。

　　4）數(shù)據(jù)層：包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器,，應(yīng)用服務(wù)器部署數(shù)據(jù)采集服務(wù)、WEB網(wǎng)站,，數(shù)據(jù)服務(wù)器部署實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫,、歷史數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫,。

　　5）應(yīng)客戶端層：系統(tǒng)管理員可在瀏覽器中訪問電瓶車充電樁收費(fèi)平臺(tái),。終端充電用戶通過刷卡掃碼的方式啟動(dòng)充電。

　　小區(qū)充電平臺(tái)功能主要涵蓋充電設(shè)施智能化大屏,、實(shí)時(shí)監(jiān)控,、交易管理、故障管理,、統(tǒng)計(jì)分析,、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能，同時(shí)為運(yùn)維人員提供運(yùn)維APP,，充電用戶提供充電小程序,。

　　5.4安科瑞充電樁云平臺(tái)系統(tǒng)功能

　　5.4.1智能化大屏

　　智能化大屏展示站點(diǎn)分布情況，對(duì)設(shè)備狀態(tài),、設(shè)備使用率,、充電次數(shù)、充電時(shí)長,、充電金額,、充電度數(shù)、充電樁故障等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)顯示,，同時(shí)可查看每個(gè)站點(diǎn)的站點(diǎn)信息,、充電樁列表、充電記錄,、收益,、能耗、故障記錄等,。統(tǒng)一管理小區(qū)充電樁,，查看設(shè)備使用率，合理分配資源,。

　　5.4.2實(shí)時(shí)監(jiān)控

　　實(shí)時(shí)監(jiān)視充電設(shè)施運(yùn)行狀況,，主要包括充電樁運(yùn)行狀態(tài)、回路狀態(tài),、充電過程中的充電電量,、充電電壓電流，充電樁告警信息等,。

5.4.3交易管理

　　平臺(tái)管理人員可管理充電用戶賬戶,，對(duì)其進(jìn)行賬戶進(jìn)行充值、退款,、凍結(jié),、注銷等操作，可查看小區(qū)用戶每日的充電交易詳細(xì)信息,。

5.4.4故障管理

　　設(shè)備自動(dòng)上報(bào)故障信息,，平臺(tái)管理人員可通過平臺(tái)查看故障信息并進(jìn)行派發(fā)處理，同時(shí)運(yùn)維人員可通過運(yùn)維APP收取故障推送,，運(yùn)維人員在運(yùn)維工作完成后將結(jié)果上報(bào),。充電用戶也可通過充電小程序反饋現(xiàn)場問題。

5.4.5統(tǒng)計(jì)分析

　　通過系統(tǒng)平臺(tái),，從充電站點(diǎn),、充電設(shè)施、,、充電時(shí)間,、充電方式等不同角度，查詢充電交易統(tǒng)計(jì)信息,、能耗統(tǒng)計(jì)信息等,。

5.4.6基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

　　在系統(tǒng)平臺(tái)建立運(yùn)營商戶，運(yùn)營商可建立和管理其運(yùn)營所需站點(diǎn)和充電設(shè)施,，維護(hù)充電設(shè)施信息,、價(jià)格策略、折扣、優(yōu)惠活動(dòng),，同時(shí)可管理在線卡用戶充值,、凍結(jié)和解綁。

5.4.7運(yùn)維APP

　　面向運(yùn)維人員使用,，可以對(duì)站點(diǎn)和充電樁進(jìn)行管理,、能夠進(jìn)行故障閉環(huán)處理、查詢流量卡使用情況,、查詢充電\充值情況,，進(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置，同時(shí)可接收故障推送

5.4.8充電小程序

　　面向充電用戶使用,，可查看附近空閑設(shè)備,，主要包含掃碼充電、賬戶充值,，充電卡綁定,、交易查詢、故障申訴等功能,。

5.5系統(tǒng)硬件配置

　　6結(jié)論

　　絕緣性能要求是純電動(dòng)商用車電氣安全技術(shù)的關(guān)鍵,，與車輛安全運(yùn)行、駕乘人員生命安全息息相關(guān),。根據(jù)絕緣故障分類,，分析絕緣檢測(cè)原理，研究一種更為,、準(zhǔn)確判斷整車動(dòng)態(tài)絕緣故障的方法,，即通過應(yīng)用絕緣定位檢測(cè)技術(shù)來檢測(cè)和定位故障位置，取代常規(guī)的通過售后維修人員逐一閉斷每個(gè)高壓回路,、檢測(cè)每根高壓線纜的繁瑣工作,，節(jié)約售后維修成本，縮短售后維修時(shí)間,。

　　當(dāng)整車動(dòng)態(tài)絕緣故障出現(xiàn)且絕緣阻值低于絕緣檢測(cè)儀的預(yù)設(shè)閥值時(shí),，觸發(fā)絕緣檢測(cè)儀報(bào)警并發(fā)射電流向各高壓回路中的電流互感器，電流互感器實(shí)時(shí)反饋電流大小至絕緣故障定位儀,，通過絕緣故障定位儀上顯示出現(xiàn)問題的電流互感器支路,，快速鎖定絕緣問題所在。

　　通過實(shí)際案例的分析及應(yīng)用,，進(jìn)一步論述絕緣定位檢測(cè)技術(shù)在純電動(dòng)汽車絕緣檢測(cè)方法所具備的優(yōu)勢(shì),。

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