電動汽車是一個復雜的機電一體化產品，其中的許多部件包括動力電池、電機、充電機、能量回收裝置、輔助電池充電裝置等都會涉及高壓電器絕緣問題。這些部件的工作條件比較惡劣，振動、酸堿氣體的腐蝕、溫度及濕度的變化，都有可能造成動力電纜及其他絕緣材料迅速老化甚至絕緣破損，使設備絕緣強度大大降低，危及人身安全。

目前發電廠、變電站等場所直流高壓系統的絕緣監測技術有多種方式，但都存在一些缺點，如繼電器檢測方式靈敏度低，平衡電橋法在正負極絕緣同時降低時不能準確及時報警，注入交流信號法不僅會使直流系統紋波增大，影響供電質量，而且系統的分布電容會直接影響測量結果，分辨率低。與電力系統直流絕緣監測不同的是，電動汽車直流系統電壓等級涵蓋90～500V的寬范圍，而且運行過程中電壓頻繁變化。文中提出的利用端電壓監測系統絕緣狀況的方法可以較好地解決上述問題，具有較高的精度，完全適合在電動汽車上應用。

絕緣電阻測量

原理電動汽車的絕緣狀況以直流正負母線對地的絕緣電阻來衡量。電動汽車的國際標準[1]規定:絕緣電阻值除以電動汽車直流系統標稱電壓U，結果應大于100Ω/V，才符合安全要求。標準中推薦的牽引蓄電池絕緣電阻測量方法適用于靜態測試，而不滿足實時監測的要求。

文中通過測量電動汽車直流母線與電底盤之間的電壓，計算得到系統的絕緣電阻值。假設電動汽車的直流系統電壓（即電池總電壓）為U，待測的正、負母線與電底盤之間的絕緣電阻分別為RP、RN，正、負母線與電底盤之間的電壓分別為UP、UN，則待測直流系統的等效模型如圖1中的虛線框內所示。

圖1為電動汽車絕緣電阻測量原理，圖中RC1、RC2為測量用的已知阻值的標準電阻。

工作原理如下:當開關S1、S2全部斷開時，測量正、負母線與電底盤之間的電壓分別為UP0、UN0，由電路定律[2]可以得到

UP0/RP=UN0/RN（1）

當開關S1閉合、S2斷開時，則在正母線與電底盤之間加入標準偏置電阻RC1，測量正、負母線與電底盤之間的電壓分別為UPP、UNP，同樣可以得到

同樣，絕緣電阻在以下2種情況也可以得到:     S1、S2全部斷開和S1斷開、S2閉合；

（2）S1閉合、S2斷開和S1斷開、S2閉合。

測量結果誤差分析

由上述計算公式可知，絕緣電阻RP、RN的具體數值由4個測量電壓值和已知標準電阻計算得到，最終結果的精度與電壓測量和標準電阻的精度直接相關。另外，開關動作前后，電池電壓隨汽車加、減速的變化對結果的影響也應分析。

（一） 測量參數對精度的影響

假設電池總電壓U保持不變，UP0、UN0、UPP、UNP的測量相對誤差分別為γp0、γN0、γpp、γNP，標準電阻RC1的相對誤差為γRC，待測的RP、RN的實際值為RP0、RN0，且在測量過程中保持不變，根據誤差理論的誤差絕對值合成法[3]可以得到RP、RN的相對誤差γRP、γRN分別為:

分析可知，系統的總誤差與標準電阻阻值和被測電阻之間的比例有直接的關系。當RC1nRP0時，系統的測量誤差最小。此時假設標準電阻的誤差可以忽略不計，電壓測量誤差γp0=γN0=γpp=γNP=γV，如果要求計算結果的總誤差γ≤5%，則電壓測量的誤差必須滿足γV≤1125%。