sabaki不支持katago分析模式_BMS常见失效模式及分析绝缘与耐压测试不通过

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绝缘或耐压测试方法

QC / T 897 与 新版国标 GB/T 38661中 分别有规定 B MS 绝缘 电阻 和耐压的 测试方法 。 测试绝缘电阻用的是 DC， 而耐压则使用 AC。以 绝缘电阻测试方法为 例， 分别对比 QC/T 897与GB/T38661。 以下QC/T 897要求 测试绝缘电阻方法，规定 在 电压采样端子与壳体之间用 500V DC测试。不过在 实际 的 测试过程中 一般是 高于这个要求的。 以下 为新版国标 GB/T 38661 -2020 中 规定的绝缘电阻测试方法。 以 绝缘电阻为例，其中主要体现了 三 个变化：一是测试电压等级根据电池系统的电压等级有所变化，不再 只是500V，最高 用 1000V测试 ( 现在 的实际项目 电池系统 总压基本大于 300V， 因此基本 是 用 1000V测试 绝缘电阻了) ； 二是测试时间要求持续 60S； 三 是将 壳体 改为 对供电电源端子( 就是 低压供电的正负极) 。 第三 点 更符合实际情况，因为 BMS壳体 在装车前并不一定就等效于低压 电源 负，可能电池系统装车后 壳体 才 搭铁至低压 电源 负 。 以GB/T 38661方法 为 例，简化 测试模型如下所示，分别在总负对 地 低 压 电源地 之间 、总正对低压电源地之间 测试 绝缘电阻 (这里 低压电源地 当做 了 电池箱 壳体 )。 假设 电池组总压 350V， 当 1000V绝缘表 测试总负对地 时 ，根据叠加定理知 ， 总正端对地实际有 1350V电压 。显然 靠近 总正端 更容易出现高压击穿 。 下图 总正对地打绝缘，根据叠加定理，此时总负端对地电压只有 1000 -350=650V ， 总负端 出现 低绝缘电阻概率会低一些。 从上面分析 看出，打绝缘时 ， 总正 端 总会承受更高的电压，总正端 更 容易出现高压击穿。

绝缘或耐压测试不通过的原因

一旦 绝缘测试不通过，出现绝缘电阻偏低，有哪些可能原因？ 可以分 两个方面 来分析 。 如 下图，将 AFE与BCU一起 画出来。 第1种 情况，绝缘电阻偏低，指的是图中 R1等效 电阻偏低。 R 1 是 电池 模组 的放电 端 ( 正负极 ) 与 电池 壳体之间 绝缘电阻。 此时 打绝缘或耐压，R1 漏电流 必然超过规定，绝缘测试 NG。这种 情况是也是最 做 绝缘或耐压测试的主要原因 ， 就是为了筛选出 绝缘 电阻不达标的产品。 第2种 情况，很多时候不太注意到。 即通过 图中 R2形成 击穿回路。 R 2 指的是模组 采集板上的 电压 采集端与温度采集 端(NTC)的 等效接触电阻 。如果NTC是 的采集在 BMS内部 没有做高低压的隔离，则有可能出现这种失效模式。 比如以下 模组电压采集 与 温度采集 都 集成在F PC上 。 NTC采集 模组铝排的温度， 如果NTC与 电池 电压 采样走线 的 电气间隙不够， 并且NTC电压 信号 在BMS内部通过AD 转换成 数字 信号并没有高低压隔离，则在绝缘 /耐压 测试过程中有可能出现耐压击穿损坏 BMS的 情况。幸运 的 话，也会能直接在 NTC表面 看见电击闪络。

绝缘或耐压测试不通过导致的后果

先 对第一种情况做一个仿真，搭建如下模型 ， 假设 R5是 绝缘电阻，其值只有 0.5Ω ， 总负端DC 1000 V 打绝缘测试 ，当 S1闭合 时 ， 观察 端口1与2之间 的电压变化。 示波器 显示，端口 1与2之间 电压由 12.6V跳变 只-95.893V ， 端口 1与2是 直接 连 接 AFE电压采样线， 可 见电池组 与壳体之间绝缘电阻偏低有 一定 概率在打绝缘时 烧毁BMS的AFE芯片 或相关 器件 。 第2种 情况， 当 高压通过 NTC耦合 到 BMS的 低压电源地之后，由于 BMS地 有很多电容，这时高压 脉冲 可能再通过这些电容耦合，最终 击穿 损坏某些元器件，尤其是 IC类 器件。 这些元器件也 可能 在BCU中 ，也可能在 BMU中 。所以当发现有元器件因打绝缘损坏，不可轻易判断 为BMS的 设计缺陷。当然 ，BMS也有 进一步优化的 空间 ，比如将温度采集模块高低压隔离开 ， 但 更 直接的改善方向则是优化改善 FPC中NTC与 电压采样线之间的电气间隙。

总结

本文 主要探讨电池系统在绝缘耐压测试过程中 失效 的 两种可能性 原因， 第1种 可能是由于模组与电池包壳体绝缘电阻低 (比如组装 过程电芯裹膜被金属 颗粒 物刺破 )， 这种真实的绝缘电阻偏低，当绝缘或耐压测试时 ， 有概率会烧损 AFE芯片 或其相关元器件；第 2种 情况 ， 温度传感器 NTC模块 如果不是高低压隔离， 当 FPC 上 的传感器 NTC与 电压采样 走线之间 电气间隙不足，则 在 绝缘耐压测试时有可能 损坏BMS中某些 元器件 ， 此时直接改善方向 是 优化改善 FPC中NTC与 电压采样线之间的电气间隙 。