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剖析讨论 储能体系BMS绝缘电阻检测原理及问题

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　　摘要：现有的检测绝缘阻抗时，一般直接借用电动轿车动力电池的绝缘电阻检测办法。而参阅电动轿车安全要求第1部分GB/T 18384.1-2015中给出的绝缘电阻丈量原理，一般会选用电桥法进行丈量。绝缘电阻不是咱们惯例了解的定值电阻，它与体系中固有的杂散分布式电容或对地Y电容等有关，会导致国标中给出的测验办法失效。这种失效现象现在在大容量储能体系中十分杰出，本文将从原理上进行剖析。

　　在GB/T 18384.1-2015车载可充电储能体系中规则BMS需求对动力电池体系一切部件集成结束的状况下进行绝缘检测，且选用绝缘电阻阻值来衡量绝缘状况。绝缘电阻可分为总正对地和总负对地。

　　现有的储能体系BMS检测一般直接借用车载体系及其规范，首要选用电桥法丈量，结合PCS（储能变流器）体系，整个储能体系的绝缘检测原理如下图1-1所示：

　　依据上图，Rx是BAT+对地电阻，Ry是BAT-对地电阻，R1，R2是丈量用的已知阻值的规范电阻，丈量办法如下：

　　过程1：闭合RLY1，断开RLY2，收集U1点对地的电压为U1，收集电池的总电压为U;

　　过程2：闭合RLY2，断开RLY1，收集U2点对地的电压为U2，收集电池的总电压为U;

　　分时切换RLY1和RLY2，依据过程1和过程2，以及上述两个方程，从而可解出Rx，Ry的值；Rx和Ry别离为电池总正和总负对地的绝缘阻抗值。

　　将上述检测办法运用于大容量储能体系后，出现了误报绝缘阻抗过低，实践并无绝缘反常的问题。以下将对误报的原因进行剖析。

　　在选用电桥法丈量绝缘电阻的过程中，当闭合KM2后，电池与PCS体系直流侧相连接，因为PCS内部有对地Y电容，依据检测原理图2-1所示，电池的绝缘检测回路在进行通道切换时，Rx，Ry，R1，R2等电阻连接了电池正，负以及PE，在进行正负别离切换检测时，PE点相关于电池正和负会有电平跳动，会经过PE、Y电容、电池线缆构成回路，给PCS内部的Y电容充放电

　　电池正负对地的阻抗检测回路在进行切换过程中，PCS直流侧对地的Y电容对地会有充放电，在沟通耦合过程中，电容对地阻抗十分小，绝缘阻抗的检测效果也会很小，从而报出绝缘检测毛病。

　　关于非阻隔PCS体系，PCS沟通侧挂接于市电，因为市电侧或许挂接多种负荷，市电的沟通进线相关于PE的阻抗较小，在非阻隔体系中，除了直流侧检测中的充放电回路，PCS一旦闭合沟通接触器或许继电器，比较于PCS开机作业（闭合沟通侧接触器或继电器）之前，相同选用电桥法丈量，直流侧的绝缘阻抗检测会更低，乃至趋近于0。

　　关于选用多模块非阻隔并联体系，非阻隔PCS能够简略了解为电池端到沟通端有必定的阻抗，这样BMS内阻经过PCS内阻到沟通端并联，从而出现了阻抗并联的效果，大规划并联后，选用电桥法丈量绝缘阻抗时，BMS的检测回路也会经过非阻隔体系并联，下降绝缘阻抗检测值。

　　所以关于多机并联检测，需求必定的BMS时序操控，防止BMS检测内阻相互影响。

　　经过上述剖析，归纳整个储能体系运用来看，影响到储能体系BMS绝缘检测问题的首要两个要素是，电桥法，BMS检测内阻；

　　最直接有用的是不选用电桥法来检测绝缘电阻，能够选用自动注入式检测法等，这儿不再胪陈；能够直接实时检测非阻隔，多机并联的交直流绝缘阻抗。

　　假如依然选用电桥法，依据BMS绝缘检测内阻和PCS 端口Y电容容量，BMS延伸通道切换至绝缘电阻采样读取的时刻，保证BMS检测过程中的充放电回路安稳；一起关于多模块并联体系计划，绝缘检测选用轮询方法，能够处理电桥法引进的绝缘阻抗检测值偏低问题。

　　当储能体系选用的是梯次退役电池，而且BMS战略更新保护困难，能够屏蔽BMS本身电桥法绝缘检测功用，外加多分支的绝缘检测设备来处理。新艾电气组串集中式产品将此充沛运用在多个项目事例中，使得梯次电池包不进行任何软件或硬件改造即可运用，比方新艾在南网的大规划梯次电池运用的项目事例。

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