摘要：在纯电动商用车的运行中，由于路况复杂和工况恶劣，整车电气设备的磨损速度加快，导致电气设备绝缘电阻不断降低。若不采取措施，可能会出现安全隐患或导致严重安全事故。本文从绝缘故障检测的原理入手，探讨了一种绝缘检测定位技术的应用。文章介绍了一套由绝缘检测仪、电流发射器、电流互感器和绝缘故障定位仪组成的低压信号传输系统，该系统被连接并安装在车辆的各个高压回路上。通过实时传输电流信号，系统能够迅速而准确地定位故障回路，锁定故障点。这项技术为售后市场中绝缘故障车辆的排查提供了一个快速且精确的解决方法。
关键词：纯电动汽车；商用车；绝缘检测；定位技术
1. 引言
整车配备了一套绝缘监测与报警系统，该系统通过绝缘监测模块实时监控整车电器系统的绝缘阻值，此模块隶属于整车电池管理系统。一旦绝缘阻值降至设定的阈值以下，模块便会向整车控制器报告绝缘故障，并通过仪表盘发出声光报警。尽管该系统能检测出绝缘故障，却无法精确定位故障回路，因此需要专业技术人员利用万用表对所有电气回路进行排查，这一过程耗时且影响检修效率。
2. 纯电动商用车绝缘检测原理
纯电动商用车的高压系统架构主要由动力电池、电池管理系统、高压配电、电机控制系统以及高压辅助系统（包括电动转向油泵、电动空气压缩机、电动空调压缩机、汽车加热器）构成。这些关键部件通过串联或并联的方式形成一个安全可靠的系统。动力电池系统通过Pack电池包的串并联组合，提供满足整车需求的电压和电量。电池管理系统负责实时监控Pack电池包，包括电压、电流、温度等参数的采集与处理，确保Pack电池包的安全运行，并合理分配电量消耗。高压配电系统负责将电池管理系统输出的电能分配至电机控制系统和高压辅助系统，并根据需求实现电压的升降、直流与交流的转换等功能。电机控制系统负责控制驱动电机，将高压直流电转换为交流电，驱动电机转动，为车辆提供动力。高压辅助系统通过串联或并联的方式连接各种高压设备，如电动转向油泵、电动空气压缩机、电动空调压缩机、汽车加热器等，实现整车的转向、制动、空调、暖风等功能。
这种架构关系确保了纯电动汽车高压系统的安全稳定运行，为车辆提供了稳定可靠的动力支持。同时，电池管理系统对整个系统的监控和保护也确保了车辆在各种工况下的安全性和稳定性。
纯电动商用车的整车绝缘监测通常由BMS执行，常规检测方法为电桥平衡法。当整车电器系统中的设备、附件或线束出现绝缘或短路故障时，BMS的绝缘监测模块会综合判断接触器触点和相关控制接触器闭合的有效指令，向VCU报告绝缘故障，并通过仪表盘发出声光报警以提醒驾驶员，对于严重故障，则通过整车控制器发出整车断电或停车指令。
绝缘检测定位技术的三种主要组成部分
绝缘检测定位系统由绝缘检测仪、电流互感器以及绝缘故障定位仪构成的信号传输系统组成。其运作机制是绝缘检测仪与整车控制器相连，实时获取BMS内绝缘检测模块发送至整车控制器的绝缘阻值信息；一旦检测到绝缘阻值低于设定的阈值，绝缘监视仪将发出警报，并利用内置的定位电流发射器向电流互感器发送测试电流信号。该测试信号会被反馈至绝缘故障定位仪，后者将实时展示各支路电流互感器返回的电流信号，借助这些信号，可以迅速确定绝缘故障所在的支路，即电流互感器返回异常电流信号的支路。电流互感器返回的异常电流信号通常表现为两种情况：
电流增大。车辆电气系统绝缘材料老化、损坏或制造缺陷导致绝缘性能降低，可能引起漏电或短路问题。这种情况下，电流增大，因为漏电或短路使得电流绕过负载直接返回电源，形成无效电流。
电流减小。绝缘材料受振动、摩擦、高温等因素影响，绝缘性能下降。此时电流减小，绝缘性能降低导致电路电阻增加，限制了电流的流动。
绝缘故障的发生必然引起故障点处电流的变化。绝缘定位检测系统中的电流互感器能够实时监测整车各高压支路的电流信号，通过对比回路电流与初始设定电流，从而识别出绝缘故障支路，精确定位故障点。各部件的功能如下：
绝缘监视仪。该设备在线监测中性点不接地系统的对地阻值，一旦阻值低于设定阈值，即发出警报并发射定位电流，激活绝缘故障定位仪。
绝缘故障定位仪。该仪器能检测多个测量通道，绝缘监视仪报警后启动，与电流互感器协作，确定绝缘故障支路。
电流互感器。安装于待检测支路，与绝缘故障定位仪配合，根据被监测线缆外径选择合适的电流互感器规格。
4、案例分析应用
2022年制造的国内某品牌电动货车，累计行驶里程已超过2万公里。车主报告，在车辆运行期间，仪表盘不时出现绝缘故障报警和维修提示灯，尽管车辆并未出现限功率、限速或强制停车现象；车主尝试反复开关电源，故障报警和提示灯会暂时消失，车辆能继续运行，但不久后问题又会重现。
技术专家抵达现场后，启动车辆，仪表盘的绝缘故障报警和维修提示灯亮起，确认车辆确实存在绝缘故障，表明整车BMS的绝缘检测模块运作正常。车辆静止一段时间后，仪表盘的故障报警和提示灯自然熄灭，这表明车辆的绝缘故障是动态性的。
若使用传统方法检测和排查绝缘故障，售后维修人员需逐个拆卸高压回路，并多次启断电源，以确定故障回路。然而，动态故障可能在车辆静止或重启后无法复现，导致售后维修耗时长、效率低下。
针对这类动态故障，我们决定采用绝缘检测定位技术进行故障诊断。首先熄灭整车，关闭蓄电池电源，断开BMS的手动维修开关（MSD），等待5分钟后，测试母线电压≤5V。然后将绝缘检测仪与整车控制器连接，根据高压回路数量，依次将电流互感器卡套并固定在每个回路上，连接绝缘检测仪、电流互感器和绝缘故障定位仪，形成电流信号传输回路。
装配MSD至BMS后，车辆启动并施加高压，开始路试。车辆运行20分钟后，仪表盘的绝缘故障灯亮起，同时绝缘监视仪报警，观察绝缘故障定位仪显示的各支路电流信号，发现电机控制器回路的电流互感器反馈异常信号，从而确定绝缘故障点位于电机控制器回路。
确定绝缘故障点后，将车辆移至安全区域并停车，关闭蓄电池电源，断开BMS的MSD，等待5分钟后，测试母线电压≤5V。打开驾驶室，检查电机控制器回路的高低压线束，发现低压线束绝缘皮磨损破裂，内部线束部分裸露并呈现发黑现象，因此判断电机控制器低压线束绝缘失效。车辆在运行过程中，由于经过不平坦路面或石子等，轻微晃动、振动或跳动导致线束相对位移，使得线束破损处与金属支架短时接触短接，引发绝缘故障，这也是导致该故障时隐时现的原因。
5安科瑞充电桩收费运营云平台解决方案
5.1概述
AcrelCloud-9000安科瑞充电柱收费运营云平台系统利用物联网技术，实现与接入系统的电动自行车充电站的无缝对接，持续进行数据采集和监控。系统能够实时监控充电桩的运行状态，并提供充电服务、支付管理、交易结算、资产管理、电能管理以及明细查询等功能。此外，平台还具备对充电机过温保护、漏电、输入/输出过压、欠压、绝缘低等各类故障的预警能力。充电桩支持通过以太网、4G或WIFI等方式接入互联网，用户可通过微信、支付宝或云闪付进行扫码充电。
5.2应用场所
适用于住宅建筑、普通工业建筑、住宅区、企业单位、商业综合楼、教育机构、园区等充电桩模式的充电基础设施设计。
5.3系统结构
本系统由四个层次构成：
1）它们分别是数据采集层、网络传输层、数据层以及客户端层。
2）数据采集层：采用标准modbus-rtu作为电瓶车智能充电桩通讯协议。该充电桩负责收集充电回路的电力参数，并执行电能计量和保护任务。
3）网络传输层：利用4G网络将数据发送至已建立的数据库服务器。
4）数据层：由应用服务器和数据服务器组成，应用服务器上部署了数据采集服务和WEB网站，数据服务器则配置了实时数据库、历史数据库和基础数据库。
5）客户端层：系统管理员能够通过浏览器访问电瓶车充电桩收费平台。而终端充电用户则可以通过刷卡或扫码的方式开始充电。
小区充电平台的主要功能包括充电设施智能化大屏、实时监控、交易管理、故障管理、统计分析和基础数据管理等。此外，它还为运维人员提供了运维APP，为充电用户提供了充电小程序。
5.4安科瑞充电桩云平台系统功能
5.4.1智能化大屏
智能化大屏展示站点分布情况，对设备状态、设备使用率、充电次数、充电时长、充电金额、充电度数、充电桩故障等进行统计显示，同时可查看每个站点的站点信息、充电桩列表、充电记录、收益、能耗、故障记录等。统一管理小区充电桩，查看设备使用率，合理分配资源。
5.4.2实时监控
实时监视充电设施运行状况，主要包括充电桩运行状态、回路状态、充电过程中的充电电量、充电电压电流，充电桩告警信息等。
5.4.3交易管理
平台管理人员可管理充电用户账户，对其进行账户进行充值、退款、冻结、注销等操作，可查看小区用户每日的充电交易详细信息。
5.4.4故障管理
设备自动上报故障信息，平台管理人员可通过平台查看故障信息并进行派发处理，同时运维人员可通过运维APP收取故障推送，运维人员在运维工作完成后将结果上报。充电用户也可通过充电小程序反馈现场问题。
5.4.5统计分析
通过系统平台，从充电站点、充电设施、、充电时间、充电方式等不同角度，查询充电交易统计信息、能耗统计信息等。
5.4.6基础数据管理
在系统平台建立运营商户，运营商可建立和管理其运营所需站点和充电设施，维护充电设施信息、价格策略、折扣、优惠活动，同时可管理在线卡用户充值、冻结和解绑。
5.4.7运维APP
面向运维人员使用，可以对站点和充电桩进行管理、能够进行故障闭环处理、查询流量卡使用情况、查询充电\充值情况，进行远程参数设置，同时可接收故障推送.
5.4.8充电小程序
面向充电用户使用，可查看附近空闲设备，主要包含扫码充电、账户充值，充电卡绑定、交易查询、故障申诉等功能。
5.5系统硬件配置
6、结论
对于纯电动商用车而言，电气安全技术的核心在于其绝缘性能，这直接关联到车辆的安全运行和乘员的生命安全。基于绝缘故障的分类，本研究深入探讨了绝缘检测的原理，并提出了一种更高效、精确的整车动态绝缘故障检测方法。该方法利用绝缘定位检测技术，能够精确地检测并定位故障点，从而避免了传统方法中售后维修人员需要逐一排查每个高压回路、检查每根高压线缆的复杂过程，有效降低了维修成本，同时缩短了维修时间。
当整车动态绝缘故障发生，且绝缘阻值降至绝缘检测仪设定的阈值以下时，检测仪将发出警报并释放电流至各个高压回路的电流互感器。电流互感器随即实时反馈电流数据至绝缘故障定位仪，后者通过显示异常的电流互感器支路，迅速锁定绝缘问题的具体位置。
通过分析实际案例并将其应用于实践，进一步阐述了绝缘定位检测技术在纯电动汽车绝缘检测方法中所展现的优势。
参考文献：
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[2] 詹天津,谢玉荣国内分布式光伏发展形势分析及思考
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