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浅谈电动汽车的高压安全测试
来源:汽车维修与保养  作者:佚名  2015-04-17 08:03:57

    随着能源以及环境问题的日益严峻,世界上各个汽车生产大国都将把越来越多的电动汽车投入市场。电动汽车的一个重要特点就是带有高压动力回路,其工作回路中的电压甚至可以达到600V以上。因此在考虑电动汽车给我们带来环保效益的同时,高压安全问题同样不容忽视。因此,如何保护相关人员的安全已成为我们关注的重点。

    一、电 :汽车高瑾的危害
    人体电阻主要是皮肤电阻,人体表皮角质层的电阻很大,在干燥情况下可达到6~10kΩ,甚至更高,潮湿情况下可降到1 kΩ。在理论研究中,我们可以把人体本身看作是一个大电阻(1kΩ),当对人体施加一个电压时,便会产生对应的电流,电流的强度和作用时间的长短会对人体造成不同的伤害。从图1中可以看出,当电流强度大于50mA,作用时间超过10ms时,会造成人体心室颤动、呼吸困难,危及触电人员安全。若以800~1200Ω作为人体电阻值,根据欧姆定律:U=1R, 40~60V的电压就可能造成这类危害。

    如之前提到的,电动汽车的电压可高达600V以上,因此,在电动汽车推广的同时,如何保证驾驶人员、乘车人员以及汽车保养与维修人员的安全,是值得我们关注的话题。在电动汽车安全要求标准GB/T18384.3-2001中,也对电动汽车的电压作了规范定义,标准里将电动汽车的工作电压分为A、B两级,如表1所示。

    对于A级电压,不需要进行触电防护,对于任何B级电压电路的中的带电部件,都应为接触人员提供防护。

    二、电动汽车安全要求标准解读
    G B/T18384是电动汽车安全要求标准,其分为三部分:车载储能部分、功能安全和故障防护、人员触电防护。标准针对电动汽车的电气安全提出了一系列的要求,以保证电动汽车在正常使用情况下的一些可能失效不会对使用者和周围环境造成危害。
    电动汽车动力系统一般由高压电池、驱动电机、DC-DC,DC-AC等高压部件组成。其结构如图2所示,为了保证高压动力系统的安全性,我们需从多个方面去进行验证。

  1.动力电池的绝缘电阻
    对电压60<U≤1000的动力蓄电池,要求根据G B/T18384中的标准方法进行绝缘电阻的计算,得到的绝缘电阻值除以电池的标称电压所得到的值不应小于100Ω/V。与之相比,美国工程师协会标准SAE J1766与欧盟的ECE R100都要求绝缘电阻不小于500Ω/V。
动力电池的绝缘测试过程,如图3所示。通过图中方式测量动力电池正极与负极对底盘(分不带负载和带负载尺。)的电压,其中,R0为一个已知的100~500Ω/V的标准电阻。由此,我们可以计算动力电池绝缘电阻Ri,Ri=(V1-V2)/V2·R0(V1>V'1)或Ri=(V'1-V'2)/ V'2·R0 (V'1>V1)。但从上面我们也可以看出,如果使用一般的电压表来测量动力电池的电压,要经历较为繁琐的过程,同时,结果需人为计算。

    2.动力系统的绝缘电阻
    对于动力系统绝缘电阻测量,GB/T18384.3-2001要求须使用一个至少是动力系统标称电压1.5倍或者500V电压(两者取其高者)的设备来进行测量,对绝缘电阻的要求如表2所述。

    3.绝缘电阻监控
    对于电动汽车,因考虑到其高压电的危害性,在车上需要提供绝缘电阻监控系统,依据标准GB/T18384.3-2001中要求,在监测到绝缘电阻小于1000/V时,电路自动断开。
    4.等电势
    为了防止因存在电势差造成的触电危险,在高压组件的外壳或者可导电的外盖等部件之间应该采用导线与车身支架相连的方式,以达到等电势的效果,见图4。在欧盟,ECE R100中针对等电势也做出了规定,要求高压组件外壳至车身任一点之间的电阻不大于0.1Ω。

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关键词:电动汽车

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