安科瑞魯一揚(yáng)15821697760

摘要：純電動(dòng)商用車工作路況復(fù)雜、工況惡劣，致使電氣設(shè)備絕緣電阻下降，存在安全隱患。本文從絕緣故障檢測原理入手，探討一種絕緣檢測定位技術(shù)。該技術(shù)借助由絕緣檢測儀、電流發(fā)射器、電流互感器和絕緣故障定位儀構(gòu)成的低壓信號(hào)傳輸系統(tǒng)，連接整車高壓回路，依據(jù)電流信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸鎖定故障回路與位置，為售后絕緣故障排查提供快速精準(zhǔn)方案。

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

1.引言

純電動(dòng)商用車配備的絕緣監(jiān)測及報(bào)警系統(tǒng)，雖能通過電池管理系統(tǒng)（BMS）的絕緣監(jiān)測模塊監(jiān)控整車電器系統(tǒng)絕緣阻值，在阻值低于預(yù)設(shè)閾值時(shí)上報(bào)故障并聲光報(bào)警，但無法確定故障回路。售后排查常需專業(yè)人員用萬用表對所有電氣回路逐一檢查，耗時(shí)久、效率低。

2純電動(dòng)商用車絕緣檢測原理

純電動(dòng)商用車高壓系統(tǒng)涵蓋動(dòng)力電池、BMS、高壓配電、電機(jī)控制系統(tǒng)及高壓輔助系統(tǒng)等核心部件，它們串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)建成安全系統(tǒng)。動(dòng)力電池由 Pack 電池包串并聯(lián)組成，提供所需電壓與電量；BMS 監(jiān)控 Pack 電池包的電壓、電流、溫度等參數(shù)，保障其安全運(yùn)行并合理分配電量消耗；高壓配電系統(tǒng)分配電能并實(shí)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換與交直流轉(zhuǎn)換；電機(jī)控制系統(tǒng)將高壓直流電轉(zhuǎn)換為交流電驅(qū)動(dòng)電機(jī)；高壓輔助系統(tǒng)連接各類高壓設(shè)備實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。
整車絕緣監(jiān)測多由 BMS 執(zhí)行電橋平衡法。當(dāng)設(shè)備、附件或線束發(fā)生絕緣、短路故障時(shí)，BMS 絕緣監(jiān)測模塊綜合接觸器觸點(diǎn)及控制指令判定，向整車控制器（VCU）上報(bào)故障并報(bào)警提示駕駛員，嚴(yán)重時(shí) VCU 下發(fā)整車下電或停車指令。

3絕緣檢測定位技術(shù)

絕緣檢測定位系統(tǒng)包含絕緣檢測儀、電流互感器與絕緣故障定位儀組成的信號(hào)傳輸系統(tǒng)。絕緣檢測儀連接整車控制器，讀取 BMS 絕緣檢測模塊發(fā)送的絕緣阻值，當(dāng)?shù)陀陂撝禃r(shí)，絕緣監(jiān)視儀報(bào)警并讓電流發(fā)射器向電流互感器發(fā)射測試電流信號(hào)，該信號(hào)反饋至絕緣故障定位儀，通過各支路電流互感器反饋的電流信號(hào)鎖定絕緣故障支路。
電流互感器反饋的異常電流信號(hào)有兩種情況：一是導(dǎo)通電流變大，因絕緣材料老化、損壞或制造工藝問題致絕緣性能下降，引發(fā)漏電或短路，使電流不經(jīng)負(fù)載直接流回電源；二是導(dǎo)通電流減小，由于絕緣材料受振動(dòng)、摩擦、高溫等影響，絕緣性能下降導(dǎo)致電路電阻增加，限制電流通過。
各部件工作原理如下：

絕緣監(jiān)視儀：在線檢測被測系統(tǒng)對地阻值，低于閾值時(shí)報(bào)警并發(fā)射定位電流觸發(fā)絕緣故障定位儀。

絕緣故障定位儀：可檢測多個(gè)測量通道，被觸發(fā)后配合電流互感器找出絕緣故障回路。

電流互感器：安裝于待檢測支路，依被監(jiān)測線纜外徑選規(guī)格，與絕緣故障定位儀協(xié)同找出故障回路。

4應(yīng)用案例分析

某品牌 2022 年生產(chǎn)的純電動(dòng)載貨車，累計(jì)行駛超 2 萬公里，運(yùn)行中多次出現(xiàn)儀表盤絕緣故障報(bào)警與維修提示燈亮起，但無車輛限功率、限速或強(qiáng)制下電停車情況，經(jīng)車主操作故障燈有時(shí)自行消失后又重現(xiàn)。
售后人員到達(dá)現(xiàn)場，啟動(dòng)車輛發(fā)現(xiàn)儀表報(bào)警，表明 BMS 絕緣檢測模塊正常工作；車輛怠速后報(bào)警消失，說明是動(dòng)態(tài)絕緣故障。若采用常規(guī)檢測手段，需逐一拆裝高壓回路、多次啟斷電源排查，且動(dòng)態(tài)故障可能因車輛靜止或斷電重啟而消失，導(dǎo)致維修時(shí)間長、效率低。
于是采用絕緣檢測定位技術(shù)。整車熄火、關(guān)閉蓄電池電源、拔掉 BMS 的 MSD 并等待 5 分鐘使測試母線電壓≤5V 后，連接絕緣檢測儀與整車控制器，將電流互感器卡套固定在各高壓回路上，構(gòu)建電流信號(hào)傳輸回路。車輛啟動(dòng)上高壓路試，運(yùn)行 20 分鐘時(shí)儀表絕緣故障燈亮，絕緣監(jiān)視儀報(bào)警，觀察絕緣故障定位儀顯示，發(fā)現(xiàn)電機(jī)控制器回路電流互感器反饋電流信號(hào)異常，鎖定故障點(diǎn)位于該回路。
鎖定后，將車輛停至安全處，重復(fù)上述斷電操作。檢查電機(jī)控制器回路高低壓線束，發(fā)現(xiàn)低壓線束絕緣皮磨損破裂，內(nèi)部線束裸露發(fā)黑，判斷為低壓線束絕緣失效。車輛運(yùn)行時(shí)因路面不平整或石子碰撞，使線束晃動(dòng)、振動(dòng)或跳動(dòng)，致破損處與金屬支架短接引發(fā)絕緣故障，造成故障時(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 安科瑞充電樁收費(fèi)運(yùn)營云平臺(tái)運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對電動(dòng)自行車充電站及各充電樁進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控，涵蓋充電服務(wù)、支付管理、交易結(jié)算、資產(chǎn)管理、電能管理、明細(xì)查詢等功能。同時(shí)對充電機(jī)過溫、漏電、過壓、欠壓、絕緣低等故障預(yù)警。充電樁支持以太網(wǎng)、4G 或 WIFI 接入互聯(lián)網(wǎng)，用戶可通過微信、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：

分為數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、數(shù)據(jù)層和客戶端層。數(shù)據(jù)采集層的電瓶車智能充電樁采用標(biāo)準(zhǔn) modbus - rtu 通訊協(xié)議，采集充電回路電力參數(shù)并計(jì)量保護(hù)；網(wǎng)絡(luò)傳輸層經(jīng) 4G 網(wǎng)絡(luò)上傳數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；數(shù)據(jù)層含應(yīng)用服務(wù)器與數(shù)據(jù)服務(wù)器，前者部署數(shù)據(jù)采集服務(wù)、WEB 網(wǎng)站，后者部署實(shí)時(shí)、歷史、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫；客戶端層允許系統(tǒng)管理員在瀏覽器訪問收費(fèi)平臺(tái)，終端用戶刷卡掃碼啟動(dòng)充電。小區(qū)充電平臺(tái)具備智能化大屏、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，還為運(yùn)維人員提供 APP，為充電用戶提供小程序。

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

展示站點(diǎn)分布，統(tǒng)計(jì)設(shè)備狀態(tài)、使用率、充電次數(shù)、時(shí)長、金額、度數(shù)、故障等，可查看站點(diǎn)詳細(xì)信息，統(tǒng)一管理充電樁，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

類型	型號(hào)	圖片	功能
安科瑞充電樁收費(fèi)運(yùn)營云平臺(tái)	AcrelCloud-9000		安科瑞響應(yīng)節(jié)能環(huán)保、綠色出行的號(hào)召，為廣大用戶提供慢充和快充兩種充電方式壁掛式、落地式等多種類型的充電樁，包含智能7kW交流充電樁，30kW壁掛式直流充電樁，智能60kW/120kW直流一體式充電樁等來滿足新能源汽車行業(yè)快速、經(jīng)濟(jì)、智能運(yùn)營管理的市場需求，提供電動(dòng)汽車充電軟件解決方案，可以隨時(shí)隨地享受便捷安全的充電服務(wù)，微信掃一掃、微信公眾號(hào)、支付寶掃一掃、支付寶服務(wù)窗，充電方式多樣化，為車主用戶提供便捷、安全的充電服務(wù)。實(shí)現(xiàn)對動(dòng)力電池快速、安全、合理的電量補(bǔ)給，能計(jì)時(shí)，計(jì)電度、計(jì)金額作為市民購電終端，同時(shí)為提高公共充電樁的效率和實(shí)用性。
互聯(lián)網(wǎng)版智能交流樁	AEV-AC007D		額定功率7kW，單相三線制，防護(hù)等級(jí)IP65，具備防雷 保護(hù)、過載保護(hù)、短路保護(hù)、漏電保護(hù)、智能監(jiān)測、智能計(jì)量、遠(yuǎn)程升級(jí)，支持刷卡、掃碼、即插即用。 通訊方：4G/wifi/藍(lán)牙支持刷卡，掃碼、免費(fèi)充電可選配顯示屏
互聯(lián)網(wǎng)版智能直流樁	AEV-DC030D		額定功率30kW，三相五線制，防護(hù)等級(jí)IP54，具備防雷保護(hù)、過載保護(hù)、短路保護(hù)、漏電保護(hù)、智能監(jiān)測、智能計(jì)量、恒流恒壓、電池保護(hù)、遠(yuǎn) 程升級(jí)，支持刷卡、掃碼、即插即用 通訊方式：4G/以太網(wǎng) 支持刷卡，掃碼、免費(fèi)充電
互聯(lián)網(wǎng)版智能直流樁	AEV-DC060S		額定功率60kW，三相五線制，防護(hù)等級(jí)IP54，具備防雷保護(hù)、過載保護(hù)、短路保護(hù)、漏電保護(hù)、智能監(jiān)測、智能計(jì)量、恒流恒壓、電池保護(hù)、遠(yuǎn)程升級(jí)，支持刷卡、掃碼、即插即用 通訊方式：4G/以太網(wǎng) 支持刷卡，掃碼、免費(fèi)充電
互聯(lián)網(wǎng)版智能直流樁	AEV-DC120S		額定功率120kW，三相五線制，防護(hù)等級(jí)IP54，具備防雷保護(hù)、過載保護(hù)、短路保護(hù)、漏電保護(hù)、智能監(jiān)測、智能計(jì)量、恒流恒壓、電池保護(hù)、遠(yuǎn)程升級(jí)，支持刷卡、掃碼、即插即用 通訊方式：4G/以太網(wǎng) 支持刷卡，掃碼、免費(fèi)充電
10路電瓶車智能充電樁	ACX10A系列		10路承載電流25A，單路輸出電流3A，單回路功率1000W，總功率5500W。充滿自停、斷電記憶、短路保護(hù)、過載保護(hù)、空載保護(hù)、故障回路識(shí)別、遠(yuǎn)程升級(jí)、功率識(shí)別、獨(dú)立計(jì)量、告警上報(bào)。 ACX10A-TYHN：防護(hù)等級(jí)IP21，支持投幣、刷卡，掃碼、免費(fèi)充電 ACX10A-TYN：防護(hù)等級(jí)IP21，支持投幣、刷卡，免費(fèi)充電 ACX10A-YHW：防護(hù)等級(jí)IP65，支持刷卡，掃碼，免費(fèi)充電 ACX10A-YHN：防護(hù)等級(jí)IP21，支持刷卡，掃碼，免費(fèi)充電 ACX10A-YW：防護(hù)等級(jí)IP65，支持刷卡、免費(fèi)充電 ACX10A-MW：防護(hù)等級(jí)IP65，僅支持免費(fèi)充電
2路智能插座	ACX2A系列		2路承載電流20A，單路輸出電流10A，單回路功率2200W，總功率4400W。充滿自停、斷電記憶、短路保護(hù)、過載保護(hù)、空載保護(hù)、故障回路識(shí)別、遠(yuǎn)程升級(jí)、功率識(shí)別，報(bào)警上報(bào)。 ACX2A-YHN：防護(hù)等級(jí)IP21，支持刷卡、掃碼充電 ACX2A-HN：防護(hù)等級(jí)IP21，支持掃碼充電 ACX2A-YN：防護(hù)等級(jí)IP21，支持刷卡充電
20路電瓶車智能充電樁	ACX20A系列		20路承載電流50A，單路輸出電流3A，單回路功率1000W，總功率11kW。充滿自停、斷電記憶、短路保護(hù)、過載保護(hù)、空載保護(hù)、故障回路識(shí)別、遠(yuǎn)程升級(jí)、功率識(shí)別，報(bào)警上報(bào)。 ACX20A-YHN：防護(hù)等級(jí)IP21，支持刷卡，掃碼，免費(fèi)充電 ACX20A-YN：防護(hù)等級(jí)IP21，支持刷卡，免費(fèi)充電
落地式電瓶車智能充電樁	ACX10B系列		10路承載電流25A，單路輸出電流3A，單回路功率1000W，總功率5500W。充滿自停、斷電記憶、短路保護(hù)、過載保護(hù)、空載保護(hù)、故障回路識(shí)別、遠(yuǎn)程升級(jí)、功率識(shí)別、獨(dú)立計(jì)量、告警上報(bào)。 ACX10B-YHW：戶外使用，落地式安裝，包含1臺(tái)主機(jī)及5根立柱，支持刷卡、掃碼充電,不帶廣告屏 ACX10B-YHW-LL：戶外使用，落地式安裝，包含1臺(tái)主機(jī)及5根立柱，支持刷卡、掃碼充電。液晶屏支持U盤本地投放圖片及視頻廣告
絕緣監(jiān)測儀	AIM-D100		AIM-D100系列直流絕緣監(jiān)測儀可以應(yīng)用在15~1500V的直流系統(tǒng)中，用于在線監(jiān)測直流不接地系統(tǒng)正負(fù)極對地絕緣電阻，當(dāng)絕緣電阻低于設(shè)定值時(shí)，發(fā)出預(yù)警或報(bào)警信號(hào)。
絕緣監(jiān)測儀	AIM-D100-T		AIM-D100-T系列直流絕緣監(jiān)測儀可以應(yīng)用在10~1000V的直流系統(tǒng)中，用于在線監(jiān)測直流不接地系統(tǒng)正負(fù)極對地絕緣電阻，當(dāng)絕緣電阻低于設(shè)定值時(shí)，發(fā)出預(yù)警或報(bào)警信號(hào)。
智能邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)	ANet-2E4SM		4路RS485串口，光耦隔離，2路以太網(wǎng)接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA、ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模塊）輸入電源：DC12V～36V。支持4G擴(kuò)展模塊，485擴(kuò)展模塊。
	擴(kuò)展模塊ANet-485		M485模塊：4路光耦隔離RS485
	擴(kuò)展模塊ANet-M4G		M4G模塊：支持4G全網(wǎng)通
導(dǎo)軌式單相電表	ADL200		單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，輸入電流：10（80）A； 電能精度：1級(jí) 支持Modbus和645協(xié)議 證書：MID/CE認(rèn)證
導(dǎo)軌式電能計(jì)量表	ADL400		三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，分相總有功電能，總正反向有功電能統(tǒng)計(jì)，總正反向無功電能統(tǒng)計(jì)；紅外通訊；電流規(guī)格：經(jīng)互感器接入3×1（6）A，直接接入3×10（80）A，有功電能精度0.5S級(jí)，無功電能精度2級(jí) 證書：MID/CE認(rèn)證
無線計(jì)量儀表	ADW300		三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，有功電能計(jì)量（正、反向）、四象限無功電能、總諧波含量、分次諧波含量（2～31次）；A、B、C、N四路測溫；1路剩余電流測量；支持RS485/LoRa/2G/4G/NB；LCD顯示；有功電能精度：0.5S級(jí)（改造項(xiàng)目） 證書：CPA/CE認(rèn)證
導(dǎo)軌式直流電表	DJSF1352-RN		直流電壓、電流、功率測量，正反向電能計(jì)量，復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)，SOE事件記錄:8位LCD顯示:紅外通訊:電壓輸入*大1000V，電流外接分流器接入(75mV)或霍爾元件接入(0-5V);電能精度1級(jí)，1路485通訊，1路直流電能計(jì)量AC/DC85-265V供電 證書：MID/CE認(rèn)證
面板直流電表	PZ72L-DE		直流電壓、電流、功率測量，正反向電能計(jì)量:紅外通訊:電壓輸入*大1000V，電流外接分流器接入·(75mV)或霍爾元件接入(0-20mA0-5V);電能精度1級(jí) 證書：CE認(rèn)證
電氣防火限流式保護(hù)器	ASCP200-63D		導(dǎo)軌式安裝，可實(shí)現(xiàn)短路限流滅弧保護(hù)、過載限流保護(hù)、內(nèi)部超溫限流保護(hù)、過欠壓保護(hù)、漏電監(jiān)測、線纜溫度監(jiān)測等功能;1路RS485通訊，1路NB或4G無線通訊(選配);額定電流為0~63A，額定電流菜單可設(shè)。
開口式電流互感器	AKH-0.66/K		AKH-0.66K系列開口式電流互感器安裝方便，無須拆一次母線，亦可帶電操作，不影響客戶正常用電，可與繼電器保護(hù)、測量以及計(jì)量裝置配套使用。
霍爾傳感器	AHKC		霍爾電流傳感器主要適用于交流、直流、脈沖等復(fù)雜信號(hào)的隔離轉(zhuǎn)換，通過霍爾效應(yīng)原理使變換后的信號(hào)能夠直接被AD、DSP、PLC、二次儀表等各種采集裝置直接采集和接受，響應(yīng)時(shí)間快，電流測量范圍寬精度高，過載能力強(qiáng)，線性好，抗干擾能力強(qiáng)。
智能剩余電流繼電器	ASJ		該系列繼電器可與低壓斷路器或低壓接觸器等組成組合式的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，主要適用于交流50Hz，額定電壓為400V及以下的TT或TN系統(tǒng)配電線路，防止接地故障電流引起的設(shè)備和電氣火災(zāi)事故，也可用于對人身觸電危險(xiǎn)提供間接接觸保護(hù)。

6結(jié)論

純電動(dòng)商用車絕緣性能對車輛安全至關(guān)重要。絕緣檢測定位技術(shù)能依據(jù)絕緣故障分類與檢測原理，有效檢測和定位整車動(dòng)態(tài)絕緣故障，取代傳統(tǒng)繁瑣售后排查方式，節(jié)約維修成本與時(shí)間。通過實(shí)際案例應(yīng)用，充分彰顯該技術(shù)在純電動(dòng)汽車絕緣檢測中的優(yōu)勢，對提升純電動(dòng)商用車電氣安全保障水平意義重大。

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審核編輯 黃宇