【BMS】高壓 BMS 絕緣檢測介紹

一、簡介

       BMS 的絕緣檢測至關重要：絕緣檢測是檢測動力電池的（正、負）總線與 BMS 的外殼“地”是否存在連接，是否存在漏電的風險，簡單來說，絕緣檢測就是檢測電池包是否漏電。

1. 保障人身安全，防止觸電事故發生。
2. 預防電氣事故，防止設備漏電，出現電氣失火安全事故
3. 提高設備使用壽命，及時發現儀器設備的安全風險，迅速解決漏電風險

二、BMS 絕緣檢測原理

       在現實理論情況下，電池包的高壓+ 和 高壓- 對於整個電池包的外殼或者車身地來說，絕緣電阻應該是 ∞。

       所以在高壓電池包，絕緣檢測是不可缺少的一環，下圖顯示的是電池包的高壓± 對外殼地的連接電路，根據這一電路，求出相對電阻 Riso+ 和 Riso- ，Riso+ 和 Riso- 只要有一方阻值足夠大，車身地與電池不形成導電迴路，那麼它們之間就是絕緣的。

       存在意外風險時, 相對電阻降到一定阻值，高壓電池迴路對車身地形成漏電迴路，才會造成短路的情況。

1、使用不平衡電橋法檢測絕緣電阻

        上述圖示電路中，增加三路開關，四個已知電阻 R1 、R2、R3、RL，，通過交替切換開關 SW1 、SW2 改變兩極對地的等效電阻，得到正、負極檢測電阻上不平衡的檢測電壓 Vsense，從而計算出正負極的絕緣電阻，正負極檢測電阻上的電壓隨著開關切換周期變化，當某一極絕緣電阻變低時該側檢測電阻電壓變小，對應另一側檢測電阻的電壓變大。 

① Open SW1 & SW2 & SW3 ,測量 Vbattery 正極電壓 Vbat

② Close SW1 & SW3 , 等待 10ms 左右，測量 Vsense 電壓，轉化後記錄為 V1

2、絕緣電阻計算公式

       上述的電路圖示，其中電路串聯或者並聯電阻：R1 、R2、R3、RL ，為了簡便運算，以電阻的電導 Y=1/R 進行參與計算，電導單位為西門子，R 的單位是 Ω 。

公式推導：

① 簡化測量 V1 時的電路，如下圖：

根據基爾霍夫定律：

a:(Vbat＋/R1) + (Vbat+/Riso+) = (Vbat-/(R2+RL)) + (Vbat-/Riso-)$$

b:V1/R2=Vbat-/(R2+RL)$$

① 簡化測量 V2 時的電路，如下圖：

c:(Vbat＋/R1)+(Vbat+/Riso+) = (Vbat-/(R2+RL))+(Vbat-/R3)+ (Vbat-/Riso-)$$

d:V1/R2=Vbat-/(R2+RL)$$

聯立方程組進行簡化後，得到的公式就是：

三、絕緣檢測檢驗標準

絕緣電阻值是判斷電氣系統絕緣性能好壞的標準，而對於高壓儲能系統而言，檢測電池簇的正/負極母線分別對地的絕緣電阻值是很重要的。   

《GB 18384-2020 電動汽車安全要求》 和 《GB 38031-2020 電動汽車用動力蓄電池安全要求》的標準要求如下：

五、參考