BMS——绝缘检测
绝缘电阻值是判断电气系统绝缘性能好坏的标准，而对于高压储能系统而言，检测电池簇的正/负极母线分别对地的绝缘电阻值是很重要的。
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1. 绝缘电阻检测
1.1 基本概念
绝缘电阻值是判断电气系统绝缘性能好坏的标准，而对于高压储能系统而言，检测电池簇的正/负极母线分别对地的绝缘电阻值是很重要的。
《GBT34131-2022电力储能用电池管理系统》 中要求：
5.3.1.8 绝缘电阻
5.3.1.8.1 对于锂离子电池和铅蓄电池的储能系统，电池簇总电压（标称）不小于 400 V，绝缘电阻检测相对误差应不大于±20%；电池簇总电压（标称）小于 400 V，绝缘电阻检测相对误差不大于±30%。 绝缘电阻大于 1MΩ的负向误差应不大于 20%，正向误差应不大于 200%，绝缘电阻不大于 50 kΩ，检测 误差应满足±10 kΩ。
5.3.1.8.2 对于液流电池储能系统，绝缘电阻应不小于 1 MΩ。
5.3.9 绝缘耐压性能要求
5.3.9.1 电池管理系统不工作时与电池系统相连的带电部件和其壳体之间的绝缘电阻值应不小于 10 M Ω；电池管理系统工作时与电池系统相连的带电部件和其壳体之间的绝缘电阻值除以电池系统的最大工作电压，应不小于 1000 Ω/V。
5.3.9.2 电池管理系统进行绝缘耐压试验后应能正常工作，且各项参数应满足 5.3.1 中采集数据指标要求。
1.2 常用检测方法
1.2.1 平衡桥法
在正极绝缘电阻（RP）和负极绝缘电阻（RN）分别并联一个较大的检测电阻，当一侧绝缘电阻变低时，都会迅速拉低该侧的电压，从而可检测出故障及电阻值。平衡桥法在单侧绝缘电阻显著降低后能快速检测出故障，但对于双极对地都降低也无法识别出故障。
1.2.2 不平衡桥法
相对于平衡桥法在每一侧增加了一路开关和一个电阻，通过交替切换两侧的开关改变两极对地的等效电阻，得到正、负极检测电阻上不平衡的检测电压，从而计算出正负极的绝缘电阻，正负极检测电阻上的电压随着开关切换周期变化，当某一极绝缘电阻变低时该侧检测电阻电压变小，对应另一侧检测电阻的电压变大。优点是能准确的检测正负极的绝缘电阻，缺点是切换开关后电路需要等待一段时间达到稳态，相对来说检测时间长。
1.2.3 交流电注入法
在某一极的绝缘电阻并联一个周期正负切换的交流电压和检测电阻，检测通过检测电阻的电流可计算绝缘电阻，该方法能快速准确检测出故障但不能判断是哪一极故障，且成本较高。
1.2.4 电流传感法
分别在正负极绝缘电阻并联一个检测电阻，分别检测流经两个检测电阻的电流，正常情况下两个电流相等，当出现绝缘故障时电流不相等，从而可计算出绝缘电阻，且发生绝缘故障一侧的检测电流变。缺点是成本高，且两极都发生绝缘故障绝缘电阻等比例降低时无法计算。
2. 绝缘检测算法-不平衡电桥法
2.1 基本原理
绝缘检测目的：检测电池正负极对外壳的绝缘电阻
KEY1、KEY2、KEY3都断开时，通过检测R3的电压，可以测算出电池总压U，如图（1）：
2.2 计算过程
电池正负极对外壳绝缘电阻计算结果如下：
如上可得总压
U
、
U
2
、
U
3
:
（
1
）
U
=
A
D
∗
3.3
4095
/
R
3
R
1
+
R
2
+
R
3
（
2
）
U
2
=
A
D
∗
3.3
4095
/
R
3
R
2
+
R
3
（
3
）
U
3
=
A
D
∗
3.3
4095
/
R
3
R
2
+
R
3
已知：
电压关系式
1
：
U
−
U
2
R
1
+
U
−
U
2
R
4
+
U
−
U
2
R
6
=
U
2
R
2
+
R
3
+
U
2
R
7
电压关系式
2
：
U
−
U
3
R
1
+
U
−
U
3
R
6
=
U
3
R
2
+
R
3
+
U
3
R
5
+
U
3
R
7
将
U
、
U
2
、
U
3
代入电压关系式即可得出电池正负极对外壳绝缘电阻
R
6
、
R
7
值：
R
6
=
？
R
7
=
？
\begin{align} &如上可得总压U、U2、U3:\\ &（1）U= \frac{AD*3.3}{4095}/\frac{R3}{R1+R2+R3}\\ &（2）U2= \frac{AD*3.3}{4095}/\frac{R3}{R2+R3}\\ &（3）U3= \frac{AD*3.3}{4095}/\frac{R3}{R2+R3}\\ \\ &已知：\\ &电压关系式1： \frac{U-U2}{R1}+\frac{U-U2}{R4}+\frac{U-U2}{R6} = \frac{U2}{R2+R3}+\frac{U2}{R7}\\ &电压关系式2： \frac{U-U3}{R1}+\frac{U-U3}{R6} = \frac{U3}{R2+R3}+\frac{U3}{R5}+\frac{U3}{R7}\\ &将U、U2、U3代入电压关系式即可得出电池正负极对外壳绝缘电阻R6、R7值：R6 = ？ R7=？ \end{align}
如上可得总压U、U2、U3:（1）U=4095AD∗3.3/R1+R2+R3R3（2）U2=4095AD∗3.3/R2+R3R3（3）U3=4095AD∗3.3/R2+R3R3已知：电压关系式1：R1U−U2+R4U−U2+R6U−U2=R2+R3U2+R7U2电压关系式2：R1U−U3+R6U−U3=R2+R3U3+R5U3+R7U3将U、U2、U3代入电压关系式即可得出电池正负极对外壳绝缘电阻R6、R7值：R6=？R7=？
2.3 软件策略
基于硬件电路及计算算法，制定如下绝缘电阻计算流程：
3. 测试方法
《GBT34131-2022电力储能用电池管理系统》 中要求：
6.2.8 绝缘电阻测量试验
绝缘电阻测量试验步骤如下：
a） 将电池管理系统与电池系统/电池模拟系统相连；
b） 将电池管理系统置于室温环境，静置1小时；
c） 将电池总电压分别调至满量程电压的50%、75%和100%；
d） 将电池系统总正对地及总负对地分别接入绝缘电阻测试设备，按照80 Ω/V、100 Ω/V、300 Ω /V、500 Ω/V和2 kΩ/V分别控制绝 缘电阻测试设备输出不同的电阻值，记录电池管理系统采集的电阻数据和绝缘电阻测试设备输出的电阻值；
e） 将电池管理系统采集数据与绝缘电阻阵列实际输出的电阻值进行比较。
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