新能源汽車(chē)電驅系統標準解讀與拓展：絕緣電阻測試
絕緣性能是電氣部件的"生命線(xiàn)"，而絕緣電阻測試（Isolation resistance）作為評估其絕緣質(zhì)量的常規方法，在電動(dòng)汽車(chē)中也廣泛應用。GB/T18488對此也有具體要求，但是，究竟什么是絕緣電阻？為什么要進(jìn)行絕緣電阻測試？絕緣電阻測試和絕緣耐壓測試有什么區別和聯(lián)系？標準中的"冷態(tài)""熱態(tài)"如何理解？，值得我們探討。
01、標準內容
在GBT18488中，主要從以下三個(gè)方面對絕緣電阻進(jìn)行測試（#內容太多，就不貼原文了#）：
驅動(dòng)電機 定子繞組 對 機殼 的絕緣電阻
驅動(dòng)電機 定子繞組 對 溫度傳感器 的絕緣電阻
驅動(dòng)電機 控制器 絕緣電阻(#通俗講，就是高壓端口、低壓端口、殼體之間的絕緣#）
以上三種測試均包含"冷態(tài)""熱態(tài)"兩種狀態(tài)要求。
02、"究竟什么是絕緣電阻?"
根據百度百科的定義： 加直流電壓于電介質(zhì)，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的極化過(guò)程結束后，流過(guò)電介質(zhì)的泄露電流對應的電阻稱(chēng)為絕緣電阻。 （#WHAT？ 電介質(zhì)？ 極化？ $%&*@~這不是白說(shuō)嗎？ #）
針對電驅動(dòng)系統，換成大白話(huà)：在電機電控的固體絕緣材料之間（如PPS、PA66、絕緣紙、絕緣漆等），加直流電壓，在一定時(shí)間的電場(chǎng)力作用下，會(huì )有泄露電流流經(jīng)這些材料，此時(shí)測得的電阻就是絕緣電阻。（文章最后附有名詞解釋?zhuān)?/div>
03、"為什么要進(jìn)行絕緣電阻測試?"
根據上述解釋?zhuān)梢钥闯鰜?lái)絕緣電阻測試的基本原理，其實(shí)就是歐姆定律。因此，絕緣電阻測試有兩個(gè)目的：
驗證絕緣特性的完好，這里的"完好"與否，和材料、環(huán)境、壽命和時(shí)間均有關(guān)系；
防 止高壓回路上絕緣失效，造成人員傷害。
04、"哪些因素會(huì )影響絕緣電阻測試?"
環(huán)境溫濕度
一般材料的絕緣電阻值會(huì )隨環(huán)境溫濕度升高而減小，這是因為溫濕度上升加劇了上述原理中提及的電子的定向運動(dòng)。已有 研究，一般介質(zhì)在70℃時(shí)電阻僅有20℃的10%，這也就解釋了為什么標準中要定義“冷態(tài)"和"熱態(tài)”兩種 狀態(tài)的絕緣電阻要求。
測試時(shí)間
為什么絕緣電阻測試要經(jīng)過(guò)”一定時(shí)間的極化過(guò)程“？這是因為直流電壓作用于被測材料上，其泄露電流不是瞬時(shí)達到穩定值的，而是會(huì )有衰減的過(guò)程。這也是為什么在測試電機繞組對機殼的絕緣電阻一般都會(huì )看到讀數會(huì )是慢慢上升而穩定。
實(shí)際上在測試電機控制器母線(xiàn)正負極對機殼的絕緣電阻時(shí)，如果存在Y電容，還需要定義電壓上升的時(shí)間，同樣的測試電壓，如果電壓上升時(shí)間快慢不一樣，所測得的泄露電流是完全不一樣，從而測得的絕緣電阻也會(huì )很大。
氣壓
氣壓降低，會(huì )引起外絕緣強度降低，也會(huì )導致?lián)舸╇妷阂矔?huì )下降。
所以在定義產(chǎn)品使用環(huán)境時(shí)，需要考慮海拔。海拔會(huì )對電氣間隙的影響很大，工作地點(diǎn)海拔的升高，需要將電氣間隙修正。定義產(chǎn)品的工作海拔很高，是對于產(chǎn)品的小型化，集成化是不利的。（#關(guān)于這部分內容感興趣的話(huà)，后續我們可以展開(kāi)討論#）
絕緣材料老化程度
影響絕緣材料的老化相關(guān)的因素比較多，主要有：
電應力：主要與過(guò)壓和欠壓有關(guān)
溫度應力：熱脹冷縮以及高溫都會(huì )影響絕緣材料性能，這一塊內容之前我們之前HTOE主要就是針對溫度應力來(lái)對電氣產(chǎn)品的可靠性的考核。詳見(jiàn)《新能源電驅系統標準解讀與拓展：高溫運行耐久試驗(HTOE)》
化學(xué)應力：化學(xué)品、油、腐蝕性氣體等會(huì )影響材料的絕緣性能
環(huán)境污染
因此，在對絕緣介質(zhì)的材料選型、組合和工藝進(jìn)行設計的時(shí)候，要充分考慮上述幾點(diǎn)因素對絕緣壽命的影響。
簡(jiǎn)而言之，絕緣性能可以說(shuō)是電氣部件的生命線(xiàn)，絕緣電阻測試是一種最常用的表征絕緣性能的測試方法。
05、"絕緣電阻與絕緣耐壓的區別和聯(lián)系?"
針對這個(gè)問(wèn)題，首先明確一點(diǎn)，絕緣耐壓測試要比絕緣電阻更為苛刻，一般會(huì )先做絕緣電阻測試再做耐電壓測試，如果絕緣電阻測試不通過(guò)，無(wú)需進(jìn)行耐壓測試。
但是絕緣電阻越高并不意味絕緣性一定好，例如因為機械損傷，導致繞組之間，或繞組和鐵芯之間還沒(méi)形成短路故障，此時(shí)測得阻值或許更高，這時(shí)候就要絕緣耐壓登場(chǎng)了。
絕緣電阻使用直流進(jìn)行測試，而絕緣耐壓一般使用交流，如果無(wú)法使用交流（如因Y電容存在），則試驗電壓可用等效直流電壓代替，其是交流電壓的根號2倍。關(guān)于絕緣耐壓，我們后續會(huì )展開(kāi)討論。
06、"標準中冷態(tài)和熱態(tài)如何理解?"
關(guān)于冷態(tài)和熱態(tài)，GBT18488未做明確定義。
冷態(tài)絕緣電阻
冷態(tài)絕緣電阻通常為常溫常壓下的絕緣電阻，其主要與絕緣表面潔凈程度和受潮情況有關(guān)。在IEEE標準43的有提及，對于干燥潔凈電機，冷態(tài)絕緣電阻在-10~100℃范圍內實(shí)際測得的絕緣電阻按下式換算至室溫25℃。
熱態(tài)絕緣電阻
溫度對絕緣電阻影響很大，而實(shí)際測試過(guò)程中對測試溫度的控制比較困難，因而較難定義，所以標準中提供了公式和最小值，關(guān)于這一點(diǎn)在GB755中也有說(shuō)明。通常，整車(chē)會(huì )結合整車(chē)應用情況，在溫升試驗或高低溫試驗后對其進(jìn)行測量。
07、拓展
電動(dòng)汽車(chē)在線(xiàn)絕緣監控
絕緣電阻對于電動(dòng)汽車(chē)的重要性不言而喻 ， 目前很多汽車(chē)都會(huì )有在線(xiàn)絕緣電阻監控。
已知的，如比亞迪唐，對正負極和地之間進(jìn)行絕緣電阻檢測，整車(chē)根據實(shí)時(shí)檢測結果，制定其安全策略;另外，還看到在下電時(shí)，控制器主動(dòng)短路，檢測電機繞組對機殼的絕緣電阻，上電時(shí)報故障的策略。 關(guān)于這個(gè)問(wèn)題， 是否還有其他簡(jiǎn)單實(shí)用的方法，值得我們思考 。