电动汽车绝缘电阻快速检测方法

doi:10.3901/JME.260539

机械工程学报 ›› 2026, Vol. 62 ›› Issue (14): 355-363.doi: 10.3901/JME.260539

扫码分享

电动汽车绝缘电阻快速检测方法

张骞慧^1,2, 熊瑞¹, 侯金钢², 储琦², 朱宇华¹

1. 北京理工大学电动车辆国家工程研究中心北京 100081;
2. 北京汽车研究总院有限公司北京 101300

收稿日期:2025-06-25 修回日期:2026-01-20 发布日期:2026-08-29
作者简介:张骞慧，男，1983年出生，博士研究生。主要研究方向为动力电池管理系统。E-mail：zhangqianhui@bjev.com.cn;熊瑞(通信作者)，男，1985年出生，博士，教授，博士研究生导师，IET Fellow。主要研究方向为动力/储能电池管理与控制。E-mail：rxiong@bit.edu.cn
基金资助:
北京市自然学基金-小米创新联合基金(L223013)资助项目。

Rapid Detection Method for Insulation Resistance of Electric Vehicles

ZHANG Qianhui^1,2, XIONG Rui¹, HOU Jingang², CHU Qi², ZHU Yuhua¹

1. National Engineering Research Center of Electric Vehicles, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081;
2. Strategy Development Department, Beijing Automotive Research Institute Co., Ltd., Beijing 101300

Received:2025-06-25 Revised:2026-01-20 Published:2026-08-29

摘要/Abstract

摘要： 电动汽车在线绝缘检测对保障车辆与电池安全至关重要。针对电动汽车常用的不平衡电桥法，分析电桥电阻切换后的过渡过程，以及该过程持续时间对绝缘电阻估计误差的影响规律。基于电桥切换后绝缘检测电路正负端电压及其对地电压的时间响应特性，提出了一种不平衡电桥绝缘电阻快速检测方法。通过外接电阻改变整车绝缘电阻状态，并与常规检测方法进行对比，结果表明：最大偏差在10%以内，绝缘电阻检测可在1～6 s内完成。利用仿真数据模拟实车运行工况下直流母线电压波动情况，即使在总电压快速变化时，该方法仍能快速、准确地检测绝缘电阻。提出的绝缘电阻快速检测方法，相比常规方法大幅缩短了检测时间，显著提升了绝缘检测的实时性，可有效应用于电动汽车绝缘电阻检测。

关键词: 电动汽车, 动力电池, 绝缘检测, 不平衡电桥法

Abstract: Online insulation detection for electric vehicles is crucial for ensuring vehicle and battery safety. Focusing on the unbalanced bridge method commonly used in electric vehicles, this paper analyzes the transient process after bridge resistance switching and the influence of its duration on insulation resistance estimation error. Based on the time-response characteristics of the positive and negative terminal voltages and their corresponding ground voltages after bridge switching, a rapid insulation resistance detection method using the unbalanced bridge approach is proposed. By externally connecting resistors to modify the vehicle’s insulation resistance state and comparing the results with conventional detection methods, the maximum deviation is shown to be within 10%, and the insulation resistance can be determined within 1-6 s. Simulation data are used to emulate DC bus voltage fluctuations under real-world vehicle operating conditions, demonstrating that the method remains capable of fast and accurate insulation resistance detection even during rapid changes in total voltage. The proposed rapid insulation resistance detection method significantly reduces detection time compared with conventional approaches, greatly enhances real-time performance, and can be effectively applied to insulation resistance detection in electric vehicles.

Key words: electric vehicles, insulation detection, insulation detection, electric bridge method

中图分类号:

TG156

张骞慧, 熊瑞, 侯金钢, 储琦, 朱宇华. 电动汽车绝缘电阻快速检测方法[J]. 机械工程学报, 2026, 62(14): 355-363.

ZHANG Qianhui, XIONG Rui, HOU Jingang, CHU Qi, ZHU Yuhua. Rapid Detection Method for Insulation Resistance of Electric Vehicles[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2026, 62(14): 355-363.

导出引用管理器 EndNote|Reference Manager|ProCite|BibTeX|RefWorks

链接本文: http://www.cjmenet.com.cn/CN/10.3901/JME.260539

http://www.cjmenet.com.cn/CN/Y2026/V62/I14/355

参考文献

[1] GB 18384-2020. 电动汽车安全要求[S]. 北京：中国标准出版社，2020. GB 18384-2020. Electric vehicles safety requirements[S]. Beijing：Standards Press of China，2020.
[2] GB/T 38661-2020. 电动汽车用电池管理系统技术条件[S]. 北京：中国标准出版社，2020. GB/T 38661-2020. Technical specification of battery management system for electric vehicles[S]. Beijing： Standards Press of China，2020.
[3] 陈泽宇，熊瑞，孙逢春. 电动汽车电池安全事故分析与研究现状[J]. 机械工程学报，2019，55(24)：93-104，116. CHEN Zeyu，XIONG Rui，SUN Fengchun. Research status and analysis for battery safety accidents in electric vehicles[J]. Journal of Mechanical Engineering，2019，55(24)：93-104，116.
[4] 林烨，董红磊，肖凌云，等. 基于运行参数的电动汽车火灾原因判别模型[J]. 消防科学与技术，2023，55(24)：93-104，116. LIN Ye，DONG Honglei，XIAO Lingyun，et al. Research status and analysis for battery safety accidents in electric vehicles[J]. Journal of Mechanical Engineering，2019，55(24)：93-104，116.
[5] GB/T 32960.3-2016. 电动汽车远程服务与管理系统技术规范[S]. 北京：中国标准出版社，2016. GB/T 32960.3-2016.Technical specifications of remote service and management system for electric vehicles- Part3：Communication protocol and data format[S]. Beijing： Standards Press of China，2016.
[6] 杜吉飞. 直流系统绝缘监测关键技术研究[D]. 北京：北京交通大学，2020. DU Jifei. Research on key technology of insulation monitoring for DC system[D]. Beijing：Beijing Jiaotong University，2020.
[7] 梁文倩. 基于平衡桥等效模型的直流系统接地分析[J]. 电工技术，2023(11)：165-171. LING Wenqian. Analysis of DC System Grounding Basedon Equivalent Model of Balanced Bridge[J]. Electric Engineering，2023(11)：165-171.
[8] 孙克亮，雷小军，程思. 基于交流注入的电动汽车绝缘检测系统设计[J]. 国外电子测量技术，2018，37(7)：127-131. SUN Keliang，LEI Xiaojun，CHENG Si. Electric vehicle insulation resistance monitoring system design based on low frequency signal injection[J]. Foreign Electronic Measurement Technology，2018，37(7)：127-131.
[9] 陈宁，陈嘉瑶，钟志平. 基于电压注入法的电动汽车绝缘电阻在线检测[J]. 电气传动，2019，49(2)：66-73. CHEN Ning，CHEN Jiayao，ZHONG Zhiping. Isolation Resistance Online Detection for Electric Vehicle Based on Voltage Injection[J]. Electric Drive，2019，49(2)：66-73.
[10] 梁丰收，朱啸宇，薛伟光，等. 高压系统安规Y电容及寄生电容应用研究[J]. 汽车电器，2019，366(2)：1-4. LIANG Fengshou，ZHU Xiaoyu，XUE Weiguang，et al. Research on the application of Y capacitors and parasitic capacitors in high voltage system safety regulation[J]. Auto Electric Parts，2019，366(2)：1-4.
[11] DU J，ZHENG T Q，YAN Y，et al. Insulation monitoring method for DC system with ground capacitance in electric vehicles[J]. Applied sciences，2019，9(13)： 2607.
[12] 成昌焕，金暎桓，朴载东，等. 能够快速测量绝缘电阻的绝缘电阻测量设备和方法：中国：CN106461733B[P]. 2019-10-11. CHENG Changhuan，JIN Yinghuan，PIAO Zaidong，et al. Insulation resistance measurement apparatus and method capable of quickly measuring insulation resistance：China：CN106461733B[P]. 2019-10-11.
[13] 戚益炝，周文华，朱江华，等. 车用电池管理系统绝缘监测及故障诊断[J]. 现代机械，2023(5)：5-9. QI Yicang，ZHOU Wenhua，ZHU Jianghua，et al. Insulation monitoring and fault diagnosis of battery management system of vehicles[J]. Modern Machinery，2023(5)：5-9.
[14] 何耀，刘兴涛，张陈斌，等. 基于动力电池组内阻模型的绝缘检测算法[J]. 吉林大学学报，2013，43(5)：1165-1170. HE Yao，LIU Xingtao，ZHANG Chenbin，et al. Insulation detection algorithm for high-power battery system based on internal resistance model[J]. Journal of Jilin University，2013，43(5)：1165-1170.
[15] 嵇斗，王向军，柳懿. 关于脉冲分压电路动态响应的教学研究[J]. 中国电力教育，2014，327(32)：98-101. JI Dou，WANG Xiangjun，LIU Yi. Teaching research on dynamic response of pulse divider circuit[J]. China Electric Power Education，2014，327(32)：98-101.
[16] 金学波. Kalman滤波器理论与应用—基于MATLAB实现[M]. 北京：科学出版社，2016. JIN Xuebo. Kalman filter theory and applications—Implementation based on MATLAB[M]. Beijing：Science Press，2016.

电动汽车绝缘电阻快速检测方法

Rapid Detection Method for Insulation Resistance of Electric Vehicles

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	史彪飞, 刘忠韬, 孟宪夫, 魏中康, 张伟东, 魏恒. 单电机前驱电动汽车低速辅助转向控制研究[J]. 机械工程学报, 2026, 62(8): 125-138.
[2]	李浩然, 周海超, 王国林, 张荣芸, 赵春来. 基于PMSM无传感器控制的路面附着系数与轮胎侧偏特性参数估计[J]. 机械工程学报, 2026, 62(8): 196-209.
[3]	熊璐, 韩寅锋, 冷搏, 刘铭, 朴文海, 韩伟. 考虑系统不确定性的分布式驱动电动汽车纵向动力学研究[J]. 机械工程学报, 2026, 62(8): 246-258.
[4]	刘伟, 汪若尘, 丁仁凯, 孙东, 陈轶杰, 郭中阳. 轮毂驱动电动汽车机电耦合模型构建与振动负效应分析[J]. 机械工程学报, 2026, 62(8): 272-284.
[5]	刘帅帅, 张利鹏, 马浩然, 王兴宇, 张俊达, 赵明慧, 甄龙信. 角模块架构电动汽车单轮跨越障碍底盘协同控制[J]. 机械工程学报, 2026, 62(8): 382-397.
[6]	李清明, 胡官阳, 徐铮铮, 周浩楠, 梅德庆, 汪延成. 电动汽车集成模块化热管理系统设计与性能测试[J]. 机械工程学报, 2026, 62(6): 292-301.
[7]	刘辉, 马小康, 韩立金, 项昌乐. 基于深度强化学习和模型预测控制的混合动力电动汽车实时能量管理策略[J]. 机械工程学报, 2026, 62(6): 302-313.
[8]	史彪飞, 李亮, 吕皓玉, 徐迎港, 李钊男. 分布式驱动电动汽车原地转向机理研究[J]. 机械工程学报, 2026, 62(12): 285-296.
[9]	张保坤, 邓钧君, 王震坡, 陈德亮, 李蓝天, 李明洋. 电动汽车双向无线电能传输系统研究综述[J]. 机械工程学报, 2025, 61(8): 170-192.
[10]	汤勇, 赵威, 尹树彬, 袁雪鹏, 袁伟, 张仕伟. 基于相变传热的动力电池高效复合热控技术研究综述[J]. 机械工程学报, 2025, 61(4): 176-194.
[11]	尤国贵, 卢剑伟, 张国军, 苏俊收, 蔡泽民. 插电式混合动力汽车能量管理策略研究综述[J]. 机械工程学报, 2025, 61(4): 195-218.
[12]	王法安, 杨全合, 殷国栋, 梁晋豪, 张兆国. 考虑时变状态参数的车辆纵-垂向运动矢量控制[J]. 机械工程学报, 2025, 61(4): 239-248.
[13]	李骏, 李继秋, 孙亚诚, 单丰武, 曾建邦. 基于驾驶行为的纯电动汽车剩余续驶里程预测[J]. 机械工程学报, 2025, 61(4): 262-272.
[14]	熊瑞, 朱宇华, 张骞慧, 张奎, 梅冰昂, 孙逢春. 锂离子电池低温加热技术研究进展及应用综述[J]. 机械工程学报, 2025, 61(22): 109-132.
[15]	熊瑞, 李幸港. 基于简化P2D模型的锂离子电池析锂评估方法[J]. 机械工程学报, 2025, 61(22): 176-188.