初步了解BMS的绝缘检测功能
之前一直没有详细地总结过绝缘检测功能，这次就好好写一下，希望完成后可以有不同角度的发现，得到一些有效的ideas，预计这个话题需要写个三四篇。
在电池系统中，包括了电芯、BMS、高压组件、壳体以及连接线束等（如下图所示）。其中，电芯经过串并联后，组成了高压回路；而模组的金属外壳、电池包的上下壳体是连接车身地的，属于低压电路。
电池系统的等效功能框图如下，其中灰色带状线代表模组的铝壳体与BMS的金属壳体接车身地的图示；乘客是与车身地直接接触的，而车身地与高压电池回路是隔离的，这样的目的是为了防止人员触电。但由于老化、使用环境恶劣等因素，可能会造成高压电池回路对车身地形成漏电回路，危害人身安全，这样就需要BMS对高压电池与车身地之间的绝缘性进行实时监测。
之前的文章有介绍过，评价绝缘性能有两个指标：耐压与绝缘电阻；在BMS上能够做的是检测绝缘电阻。这个问题可以在标准中直接找到答案，在GB/T 18384.1-2015中，把REESS的两个端子相对于电平台的阻值较小者定义为REESS的绝缘电阻；同时给出了推荐的测试方法。
进一步地展开，我们发现实际BMS只检测了高压电路的总正极与总负极相对车身地的阻抗值，也就是只检测了两个点，即BMS只测试了R1与R6（下图中的主正与主负端），并以这两个电阻的较小阻抗值作为评判绝缘电阻的指标；其等效的电路模型如下，需要注意的是，标准推荐的测试方法是有前提条件的，即从主正流出与主负流进的电流值是相等的，然后根据欧姆定律，列出方程。
但是串并联组成高压回路的每一个电芯，其对车身地都会有一个阻抗值R，如下图所示，此时的回路电流情况是很复杂的，而且从主正流出的电流与流进主负的电流不一定是相等的。
举个栗子，下图中只有主正与主负端与车身地之间存在电阻，此情况下，主正流出的电流与主负流进的电流是相等的，为10uA。
接着，将R2接入到电芯与车身地两端，此时会发现主正、主负处的电流表数值是不相等的，主正处的电流值为16uA，主负处的电流为4uA。这样的话，此种场景下，标准推荐的测试方法的前提就是不成立的，由此反推标准中的测试方法是假设中间电芯与车身地之间的绝缘电阻无穷大，甚至可以不用去理会。
所以上面我们就发现了矛盾，即理论上标准中推荐的测试方法不能覆盖中间电芯出现绝缘故障的场景；而中间电芯出现绝缘故障，对人员来说同样是不可接受、需要提前识别的。到此为止，思路就有点发散而且困惑了，先不要想太多，只关注一个问题：当出现中间电芯的绝缘故障时，继续用标准推荐的测试方法去检测，会检测出来一个什么样子的结果呢？那我们就实际计算一下，结合上下两个图片，按照标准的测试方法，分别闭合S2\S7，得到两组采样值，并带入方程算出绝缘电阻。
这里我就直接写结果了，做了一个简单的计算表格，得出正负极对地的绝缘电阻分别为4.9KΩ和1.2KΩ；虽然正负极位置对车身地接入的电阻为1MΩ，但是由于电路的某种传递关系，当中间电芯出现绝缘电阻较小时，也会影响标准推荐测试方法的计算结果，也会起到预警的效果，当然理论上中间电芯出现绝缘故障的概率远远小于主正、主负端。
这次先初步总结一下绝缘检测的相关背景内容，测试的计算过程没有展开，后面详细地介绍常用的检测方法；以上所有，这次真的仅供参考。 著作权归作者所有，欢迎分享，未经许可，不得转载
首次发布时间：2023-08-26
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