打个耐压测试，咋把采集板烧了？

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一般电池包在做下线（EOL：end of line）测试时，会做整包的绝缘耐压测试，使用绝缘耐压测试仪，对主正和主负与电池包托盘地之间施加一个短暂的高压，检测漏电流、绝缘电阻是否超出要求；其中施加的电压值、判断的阈值、持续的时间等具体量值因主机厂要求而异。

今天我们就讨论一件事：在电池包做耐压测试时，什么情况下会损坏BMS中的采样板？

那首先就要了解一下耐压测试的对象，即电池包的组成；相信做BMS的小伙伴并不陌生，大概分为了这几个部分：电芯、模组、冷却部件、BMS、铜排、线束、PDU、上下箱体。

将最重要的电芯模组单独拿出来看，一般一个小模组都是由若干个电芯并联、串联而成，以最常见的方形模组为例，模组外壳是金属的，它与方形电芯的外壳是绝缘的，而与PACK托盘地是相连的。

所以，电池包内部的模组近似的模型如下图，模组的外壳与PACK外壳相连，在模组内部，每一节电芯其实与模组外壳是有一个寄生电容的，模组之间与地是有绝缘电阻的（这里忽略了模组内电芯对地的阻抗）。

然后，在此基础上把采样板添加到模型中，如下图：

这样的话，我们在做耐压测试时，就变成了这个样子，如下图：打耐压可能是直流，也可能是交流，我都画上去了；高压电源一端接PACK的壳体，一端接电池的主正或主负（图中为主负），所以绝缘正常的话，整个电路环路电流超小，可以通过耐压测试。

但是，意外总是如期来到，假如某个电芯出现绝缘失效时，例如某处电芯外壳与模组外壳之间安规距离较小，当打耐压时，击穿了空气，瞬间形成了电芯到托盘地的短路，出现了拉弧，导致耐压测试失败；

而且进一步地，会偶发导致采样板烧毁，出现冒烟的情况，当然这个是有一定概率的。

接着就分析下，采样板损坏的原因：

1、建立了仿真工程如下图，示波器的位置其实就是AFE的位置，未加高压源时，示波器采集到的电压等于模组电压12V；

2、当我们把高压源加在模组的负极与车身地之间，如下图，示波器采集到的电压依然为12V，这个是与前面分析相符合的；AFE此时一切正常；

3、当电芯某一处发生绝缘失效时，例如闭合图中的S2，那么我们就会发现示波器的电压会有个跳变，从12V跳变成了-999V，这个电压直接被施加到了AFE两端，所以AFE就被烧掉了；

4、另外一种情况，当模组中间出现绝缘故障时，如下图，此时示波器的电压从12V跳变成了-992V（减掉两个电芯电压），同样会烧毁采集板。

实际的情况会更加复杂，因为AFE有很多条线连接到电芯，又有很多可能出现绝缘故障的点，而且这是一个瞬态过压，很难保证每次测试的一致性，出现问题分析起来就难多了；补充一点，在打耐压时需要将绝缘检测功能关掉，避免人为提供了一个通路。

总结：

在高压测试问题定位中，安全是首要考虑的问题，但又难免让人畏手畏脚，很多定位问题的方法不敢去尝试；根本原因是对高压系统的认知不科学，一味地敬而远之，就缺少了获得第一手资料的途径，包括我自己来说，要好好反思这个事情；以上所有，仅供参考。

来源：新能源BMS

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首次发布时间：2023-08-26