电动汽车高压电安全测试解读

电动汽车高压电安全测试解读张渤;邹圣星;范学;李高林【摘要】The author briefly introduces the measurement and requirements of high voltage safety test of EV with the example of some vehicle model.% 介绍电动汽车在高压电安全测试方面的方法以及要求，并结合某车型进行测量。期刊名称】 汽车电器年(卷),期】 2012(000)010【总页数】6页(P48-53)【关键词】电动汽车;高压电安全测试;HV【作 者】 张渤;邹圣星;范学;李高林【作者单位】 深圳市比亚迪汽车有限公司,深圳518118;深圳市比亚迪汽车有限公 司,深圳518118;深圳市比亚迪汽车有限公司,深圳518118;深圳市比亚迪汽车有限 公司,深圳518118【正文语种】 中 文【中图分类】 U469.72随着对能源的需求以及对环境保护的需求，越来越多的电动汽车问世，人们也从最 开始的性能及价格的关注转移到了对品质和安全的关注，当然，作为整个电动汽车 的核心，高压电池、高压回路以及整个电动汽车的安全是必不可少的。纯电动汽车 工作模式下最高电压可达600 V左右，对于如此高的电压，消费者在驾驶、充电 或其他操作的时候，如何保障其安全则是我们研究的重点。 本文主要介绍电动汽车高压部件在电安全方面的要求及测试，以确保消费者在正常 操作和误操作时都不会有触电危险。国际标准化组织为此制定了 ISO 6469系列高 压安全标准。本文参考GB/T 18384以及ISO 6469对电动汽车安全设计中的电安 全方面进行解读。1 GB/T 18384标准解读1.1 电气产品安全的意义产品的设计和机构必须能够保证在正常使用和可能的失效条件下，不会对使用者产 生触电和其他危险，不会对周围环境产生危害，如火灾等。产品在设计和生产时， 对可能产生的危害，应提供双重的保护措施。1.2 电压等级及设备分类1) 根据GB/T 18384.32001,把电压分为2个等级，如表1所示。2 )设备等级分类:I类设备，即依靠基本绝缘对带电部件进行防触电保护，并把 这个设备中外露可导电部件与保护导体相连的设备，如图1所示；口类设备， 即使用双重绝缘或加强绝缘进行防触电保护的设备，如图2所示。表1电压等级注:rms (root mean square )表示交流电压的有效值。电压等级工 作电压/V直流系统交流系统(15150 H z)(r m s)A 0U60 0U25 B 60U1000 25U500 Q/V。2.2.2 充电口绝缘电阻的要求1 ）交流充电口绝缘电阻的要求车辆充电口应与外部电源地（电网地）有导通 连接，并且应该有一个端子把车辆的车身地连接到电网地；充电枪含有充电期间 与电网连接的电路，在充电连接断开的情况下，其总绝缘电阻应大于1MQ,参考 IEC 61851要求。2 ）直流充电口绝缘电阻的要求车辆充电口应与外部电源地（电网地）有导通 连接，如有等电势要求，应该有一个端子把车辆与外部充电器的车身地连接到电网 地；充电枪含有充电期间与充电口连接的电路，在充电连接断开的情况下，其总 的绝缘电阻应大于500 Q/V。2.2.3 动力回路绝缘电阻测试方法电动汽车先断开高压电，然后将12 V电气系统的正、负极从蓄电池上取下并连接 到车身地，再断开RESS两端与动力驱动电路的连接，将动力直流回路所有单元连 接在一起，采用动力系统标称电压的1.5倍或500 V（DC ）电压，两者取最大值。 测量回路与车身地之间的绝缘电阻。图10是以某车型动力回路绝缘电阻测试案例，采用便携式绝缘电阻仪进行测量。2.3 动力回路的绝缘耐压测试 测试动力回路与车身地之间的绝缘耐压，具体步骤同动力回路绝缘电阻测试。其测 试电压采用表3中口类设备的等级。在试验中，不能发生绝缘体的击穿，也不能出现闪络。2.4 防护等级测试2.4.1 防护等级测试工具介绍防护等级测试一般为2类:测试手指（IPXXB ）；测试金属棒（IPXXD ）。具 体测试见图11、 图12。2.4.2 防护等级要求1 ）汽车充电口的防护等级要求断开充电耦合器，输入口的电压应30 V AC或60 V DC。如不满足以上要求，则充电口需满足IPXXB的要求。2 ）外壳和防护栅的防护等级要求防护栅/外壳最小满足IPXXB。乘员厢和负载厢 的外壳/防护栅最小满足IPXXD。3 ）连接器的防护等级要求如果连接器可不用工具断开，则在未匹配的情况下需满 足 IPXXB。2.4.3 测试案例测试案例 （图13、图14 ）说明:把连接好的试指接触端插入充电连接口处，万用表一端接测试手指，另一端接触被测回路，若不导通则说明接口满足IPXXB的要 求，反之不满足。2.5 等电势测试2.5.1 基本要求 所有能形成等电势电流器件的部分，都应能承受在最长失效时间内的最大电流。任 何电压等级B级的电路中，人可触碰到的裸露可导部件之间的等电势电阻值必须不超过0.1 Q。2.5.2 测试方法测试电流最小1 A，交流电压30 V AC （直流电压60 V DC）,在两个可导部 件之间至少持续5 s的时间。测试部分要与其它未测量部分绝缘。测试部件必须包 括电压等级B级的支架。接地电阻测试仪如图15所示。等电势测试中，采用不超过30 V的无负载电压的电流源，将25 A交流电（至少1 A）加在等电势的接线上。通过分离的电缆及测试触点（四线测量）来测量试验 电流及电压，以某车型配电箱外壳导电部位与车身地之间的等电势电阻为例，如图 16、图17所示。2.6 泄漏电流测试2.6.1 基本要求1）充电情况下 主要模拟电动汽车在充电情况下裸露部件的外壳，也即汽车车身， 测试车身地和大地之间的漏电流是否能造成对人身的危害。2）非充电情况下 主要模拟电动汽车在正常运行或驻车等非充电情况下裸露部件的 外壳，也即汽车车身，测试车身地和大地之间的漏电流是否能造成对人身的危害。2.6.2 测试方法1）充电状态下对于电动汽车，在充电时因车身通过地线与大地连接（含慢充和 快充），可看做I类设备，这时可以进行接地电流测试，测试时需通过装置断开地 线连接。模拟地线接触不良，具体原理图如图18所示。2）非充电状态下 对于电动汽车，在充完电断开充电装置后，电动汽车无接地装置， 应看做口类设备。对于口类设备，需测试外壳泄漏电流，测试时建议上电、怠速， 测试原理图如图19所示。无论电动汽车在哪种状态下，均需要测试导电外壳之间的泄漏电流，测试原理如图 20所示。以上所有的电安全试验，建议在最严酷条件下开展，例如下雨天。3 结束语电动汽车的安全是众人关注的焦点，只有满足了标准中的安全规定，才能保障车主 的使用安全。本文仅解读了电安全部分，其它如机械安全、化学安全、物理安全、 气候安全等部分限于篇幅，未进行阐述。参考文献:1 IS0 DIS 6469-32009，电动道路车辆安全要求第3部分:防止人员触电S.2 ISO DIS 6469-12009，电动道路车辆安全要求第1部分:车载储能装置S.3 GB / T 18384.12001 ,电动汽车安全要求第1部分:车载储能装置S.4 GB / T 18384.32001 ,电动汽车安全要求第3部分:人员触电防护S.IEC 61851 ,电动车辆传导充电系统S.附:审稿意见及作者回复1）网上下载的GB/T 18384标准文本中有“本标准不适用于指导电动汽车的装配、 维护和修理”，这与论文内容是否有点冲突？回复:GB/T 18384是一份电动汽车安全设计指导规范，我们本次的论文课题为电动汽车高压电安全测试解读，测试是为了验证设计，故论文的内容与标准不冲突。GB标准是设计要求，论文是解读测试，是为了验证产品的设计要求。GB 标准中规定的其它安全设计要求，限于篇幅，未进行解读。另外，已去掉文中“维修”的内容，仅保留了消费者的相关使用内容。2 ）国家还有GB/T 197512005，也是关于这方面的标准，为何没有参考和引用？ 回复:GB/T 197512005中的高压电安全标准也是参考GB/T 18384，所以GB/T 18384为源头标准。3）文中提及的 “碰撞时的高压安全”是制定电动车辆安全标准等全球标准的联合 国专门机构“世界车辆法规协调论坛（WP29） ”的碰撞安全工作组“GRSP”在 2009年12月举行的第46次会议上，通过的电动车辆国际安全标准修正案中的内 容。在这方面，想听听作者的高见。回复:关于碰撞安全，我本人不是负责此方面的，故对此了解不深，不方便对此进 行评论。我们有汽车安全方面的专家，后续如有机会可以邀请其做评论。