电池管理系统的绝缘监测

周六放假，休息了一天，因此晚上静下来分享一下BMS的绝缘功能；其实之前从来没有想过绝缘监测的意义是什么，只是觉得绝缘值越大越好，最近因为一个偶尔的机会，重新审视了这个问题，下面我们重新梳理一下电池管理系统的重要功能之一的绝缘监测。

1、电池管理系统绝缘监测的必要性：

我国规范的人体经过的安全电流为50mA，即50mV/Ω，对应着20Ω/V，目前国标（GB /T18384.1-2015电动汽车安全要求第1部分：车载可充电储能系统（REESS））规定的绝缘值为100Ω/V，对于电池这样的高压系统（350V—400V的平台电压）对应着40000Ω/400V，即40kΩ的绝缘值，以上从数值的角度可以知道一般电池包的绝缘值为多少可以满足绝缘国标；

因此整个电池包的绝缘值越高，绝缘性能越好，则对人来说越安全；电池包是安装在整车上的，而且是整包密封的（一般是底盘），为什么绝缘不好的时候会对人产生安全威胁呢？答案：对于驾驶员而言，最容易接触的三个点是：高压的正极、高压的负极、车身（壳体）；如果能保证驾驶员触碰到任意两点时绝缘都足够好，那么安全性就可以得到保证；

综上，绝缘监测是必要的；通俗的来说就是两点之间的电阻值足够大，使得可能流过人体的电流小，保证驾驶员的安全。

2、绝缘监测的物理计算模型

上面说完了绝缘监测的意义，接下来一起看一看绝缘监测的物理模型（其实也很简单啦，初中物理而已）

                    图1：绝缘监测的物理模型

图1的正极代表高压电池包的正极，负极代表高压电池的负极，Chassis代表车身，R1代表高压负与车身之间的等效电阻，R2代表高压正与车身的等效电阻，V1代表BMS监测到的高压负与车身之间等效电压，V2代表BMS监测到的高压正与车身之间等效电压；如果能够保证R1、R2中的任意一个电阻值大于国标规定的阈值，那么人体误触碰到高压正、高压负、车身重任意两点都可以保证人体的安全了；

3、绝缘监测的物理模型的计算方法

                         图2：绝缘监测的采样原理图

图2中R0代表BMS的高压采样电阻（已知），R1代表高压负与车身之间的等效电阻（未知），R2代表高压正与车身的等效电阻（未知），S1代表高压负与车身之间的采样Mos管，S2代表高压正与车身之间的采样Mos管；电池的电压U0已知；

按照以下步骤即可计算R1，R2的值：（1）闭合S2，断开S1，可以测得R2、R1两端的电压分别为Up，根据电阻的分压原理可以得到一个关于R1，R2的方程；（2）断开S2，闭合S1，可以测得R1两端的电压分别为Un，根据电阻的分压原理也可以得到一个关于R1，R2的方程；经过两个方程的联立（如果不知道方程如何得到，可以评论留言或私信我），可以计算得到R1 = （U0-Up-Un）/UpR0；R2 = （U0-Up-Un）/UnR0；

4、如果理解绝缘计算结果

当R1＜R2，且R1/U0x＜100（国标规定值）时，说明高压负与车身之间的绝缘值小，但是如果驾驶员触同时碰到高压负和车身，真的会有问题吗？按照我的理解是不会的，因为此时R1分得的电压少，同样的情况下会导致流经人体的电流也小，但是如果此时驾驶员触同时碰到高压正和车身，反而会有危险，因为此时R2分得的电压大，人体触碰到后，人体流经的电流更大；

当R2＜R1，且R2/U0x＜100（国标规定值）时，同理可以得到人体触碰到高压负和车身的危险更大。

综上，如果高压正与车身的绝缘值小，那么高压负与车身的危险更大，反之亦然；欢迎留言讨论；

以上就是电池管理系统如何检测绝缘以及绝缘监测的意义；本篇文章讨论的是其实是单点失效，下一篇会讨论双点失效，即电池内部，即内部电芯的正极或负极（高压电池其实是由多个电芯串并联而来的）与车身也出现绝缘问题，该如何检测!