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電車試驗(yàn)：電動(dòng)乘用車防觸電安全

2021-12-26 18:20:27·  來(lái)源：汽車測(cè)試網(wǎng)  
　
一、電壓等級(jí)依據(jù)GB18384-2020,根據(jù)整車的最大工作電壓，將電氣元件或電路分為以下等級(jí)，見表1-1。對(duì)于48V 系統(tǒng),只要可以保證直流系統(tǒng)不超過(guò)60Vd.c,其交流電機(jī)之
一、 電壓等級(jí)
依據(jù)GB18384-2020,根據(jù)整車的最大工作電壓，將電氣元件或電路分為以下等級(jí)，見表1-1。

對(duì)于48V 系統(tǒng),只要可以保證直流系統(tǒng)不超過(guò)60Vd.c,其交流電機(jī)之外的部分就可以不被認(rèn)定為B 級(jí)電壓電路,不需要滿足相關(guān)的觸電防護(hù)要求。
二、 使用中觸電防護(hù)要求
使用中的人員觸電防護(hù)要求應(yīng)包括高壓標(biāo)記要求、直接接觸防護(hù)要求、間接接觸防護(hù)要求及防水要求四個(gè)部分。
1、 高壓標(biāo)記要求
1.1 高壓警告標(biāo)記要求
應(yīng)滿足GB18384-2020 關(guān)于5.1.2.1 章節(jié)的修改內(nèi)容。
1.2 B 級(jí)電壓電線標(biāo)記要求
應(yīng)滿足GB18384-2020 關(guān)于5.1.2.2 章節(jié)的要求。
2、 直接接觸防護(hù)要求
直接接觸防護(hù)要求的提出是為了避免人員與帶電部件直接接觸而發(fā)生觸電事故。直接接觸防護(hù)可以通過(guò)B 級(jí)電壓部件的遮攔和外殼實(shí)現(xiàn)人員與B 級(jí)電壓帶電部分的物理隔離。除了B 級(jí)電壓部件的遮攔和外殼，高壓連接器、高壓維修開關(guān)、充電插座在插接/耦合及非耦合/斷開狀態(tài)下，都應(yīng)該滿足相應(yīng)的要求。
2.1 遮攔外殼要求
B 級(jí)電壓部件的遮攔和外殼應(yīng)滿足IPXXD 防護(hù)等級(jí)要求。如果遮攔或外殼可以徒手打開，則其可以打開的部分應(yīng)具備高壓互鎖裝置，滿足1.1.2.2.5 章節(jié)的高壓互鎖要求。并且應(yīng)在1s 內(nèi)完成下電及放電。
2.2 連接器要求
高壓連接器在裝配完好時(shí)，應(yīng)滿足IPXXD 防護(hù)等級(jí)要求。選用的配對(duì)耦合高壓連接器物理結(jié)構(gòu)上的連接引導(dǎo)部分應(yīng)不同，以滿足防錯(cuò)插功能。其他應(yīng)滿足GB18384-2020 中5.1.3.3章節(jié)的要求。
2.3 高壓維修斷開裝置要求
如果車輛具有高壓維修開關(guān)且高壓維修開關(guān)可以被徒手打開或者拔出，那么高壓維修開關(guān)應(yīng)滿足GB18384-2020 中5.1.3.4 章節(jié)的要求。對(duì)于未配備高壓維修開關(guān)的車輛，應(yīng)根據(jù)不同高壓設(shè)計(jì)方案，如通過(guò)斷開12V 電源或電子維修開關(guān)等同樣可保證1s 內(nèi)將B 級(jí)電壓回路電壓下降到30Va.c.（rms）或60Vd.c 以下。
2.4 充電插座要求
車輛端充電插座在未耦合狀態(tài)下，應(yīng)至少滿足以下要求之一：
（1）交流充電插座在未耦合狀態(tài)下應(yīng)滿足IPXXB，且應(yīng)在充電插頭被拔下1min 內(nèi)將B 級(jí)電壓回路電壓下降到30Va.c.（rms）且60Vd.c 以下，或電路存儲(chǔ)總能量小于0.2J；
（2）由于直流充電座無(wú)法在未耦合狀態(tài)下滿足IPXXB 要求，要滿足更高的防護(hù)要求，應(yīng)在充電插頭被拔下后1s 內(nèi)將B 級(jí)電壓回路電壓下降到30Va.c.（rms）且60Vd.c 以下，或電路存儲(chǔ)總能量小于0.2J。
2.5 高壓互鎖要求
車輛上易于拆卸或可以徒手拆卸的遮擋/外殼及高壓連接器應(yīng)具備高壓互鎖裝置。高壓互鎖的設(shè)計(jì)一般包括硬件設(shè)計(jì)及控制策略設(shè)計(jì)，應(yīng)保證被保護(hù)部件被拆卸時(shí)，在人接觸到B 級(jí)電壓帶電部分前將B 級(jí)電壓帶電部分變?yōu)椴粠щ姴糠?，具體應(yīng)滿足1.1.2.3.6 故障后下電要求及1.1.2.3.7 下電后放電要求。
3、 間接接觸防護(hù)要求
3.1 絕緣電阻要求（不包含燃料電池）
高壓系統(tǒng)的絕緣電阻應(yīng)滿足GB18384-2020 中5.1.4.1 章節(jié)的要求。充電插座的絕緣電阻應(yīng)滿足1.1.2.3.5 章節(jié)要求。
3.2 絕緣監(jiān)測(cè)要求
車輛應(yīng)具備絕緣監(jiān)測(cè)功能。絕緣監(jiān)測(cè)功能應(yīng)在車輛上高壓前與上高壓后持續(xù)對(duì)B 級(jí)電壓電路的絕緣電阻進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而區(qū)分電池包內(nèi)絕緣故障與高壓負(fù)載絕緣故障，并在絕緣阻值低于某個(gè)閾值時(shí)，予以報(bào)警。報(bào)警的閾值應(yīng)考慮絕緣監(jiān)測(cè)裝置精度的影響,不小于1.1.2.3.1 章節(jié)要求的絕緣電阻，具體數(shù)值可以由主機(jī)廠自行設(shè)定。報(bào)警方式可以是提示音或者通過(guò)儀表的文字或者符號(hào)顯示。
3.3 電位均衡要求
電位均衡是為了保證B 級(jí)電壓電路中的高壓部件的可導(dǎo)電外殼不會(huì)因?yàn)榻^緣電阻失效而帶有高壓電，從而形成電勢(shì)差，產(chǎn)生觸電風(fēng)險(xiǎn)。
電位均衡具體要求應(yīng)滿足GB18384-2020 中5.1.4.3 章節(jié)要求，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以要求單個(gè)部件的可導(dǎo)電外殼與電平臺(tái)的電阻小于40mΩ。如果采用焊接的形式實(shí)現(xiàn)電位均衡，視為滿足要求。
3.4 電容耦合要求
電容耦合是針對(duì)Y 電容的安全防護(hù)要求，如果高壓系統(tǒng)中Y 電容總能量超過(guò)對(duì)人體安全能量限值0.2J，在高壓系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生單點(diǎn)失效的情況下，就會(huì)發(fā)生觸電事故，因此要對(duì)這種情況予以設(shè)計(jì)防護(hù)。電容耦合要求應(yīng)滿足GB18384-2020 中5.1.4.4 章節(jié)的要求。
3.5 車輛充電插座接地及絕緣電阻要求
交流充電插座應(yīng)滿足GB18384-2020 中5.1.4.5.1 章節(jié)的要求。
直流充電插座應(yīng)滿足GB18384-2020 中5.1.4.5.2 章節(jié)的要求。
3.6 故障后下電要求
按照GB/T31498-2015 的要求，在車輛發(fā)生碰撞后，應(yīng)當(dāng)立即進(jìn)行高壓下電，避免碰撞后造成人員與高壓帶電部分直接接觸或間接接觸引發(fā)的觸電事故。
在發(fā)生絕緣失效、高壓互鎖等故障時(shí)，建議依據(jù)車輛狀態(tài)比如行駛速度等具體情況來(lái)考量是否進(jìn)行下電處理。
3.7 下電后放電要求
車輛在每次正常下電后或者故障下電后，都應(yīng)該將B 級(jí)電壓回路中能量大于0.2J 的電容的能量釋放掉，避免能量始終存儲(chǔ)于B 級(jí)電壓回路中，在車輛故障或者車輛被拆卸時(shí)造成觸電事故。
放電形式應(yīng)具有主動(dòng)放電及被動(dòng)放電兩種形式，主動(dòng)放電應(yīng)通過(guò)控制策略結(jié)合硬件設(shè)計(jì)在下電后5s 內(nèi)將B 級(jí)電壓回路電壓下降到30 Va.c.（rms）且60 Vd.c 以下或?qū) 級(jí)電壓回路中電容存儲(chǔ)的總能量降至0.2J 以下。被動(dòng)放電應(yīng)始終有效，不依靠控制策略。在B 級(jí)電壓回路與電源斷開后，應(yīng)在2min 內(nèi)將B 級(jí)電壓回路電壓下降到30 Va.c.（rms）且60 Vd.c 以下或?qū) 級(jí)電壓回路中電容存儲(chǔ)的總能量降至0.2J 以下。
4、 防水要求
4.1 整車防水要求
為了保障車輛涉水、清洗等使用工況下的電氣安全，需要對(duì)車輛進(jìn)行模擬涉水、模擬清洗試驗(yàn)，并在試驗(yàn)后進(jìn)行絕緣電阻測(cè)試以考核車輛是否存在觸電風(fēng)險(xiǎn)。
模擬涉水及模擬清洗的試驗(yàn)要求應(yīng)按照GB18384-2020 中6.3.1 及6.3.2 章節(jié)的要求進(jìn)行。在完成每項(xiàng)試驗(yàn)后，應(yīng)先馬上進(jìn)行第一次絕緣電阻測(cè)試，24 小時(shí)后再進(jìn)行第二次絕緣電阻測(cè)試。兩次絕緣電阻測(cè)試結(jié)果均應(yīng)滿足1.1.2.3.1 章節(jié)絕緣電阻要求。
4.2 高壓部件防水要求
所有高壓部件在裝配完好的情況下，后備廂及乘員艙外的高壓部件防水等級(jí)應(yīng)至少達(dá)到IPX7，后備廂及乘員艙內(nèi)的高壓部件應(yīng)至少達(dá)到IPX4 等級(jí)要求。
1.1.2.5 維修斷開裝置要求車輛應(yīng)具有可以斷開高壓回路的維修斷開裝置，可以采用高壓維修開關(guān)或低壓維修開關(guān)兩種形式之一。
(1) 高壓維修開關(guān)
如車輛具有高壓維修開關(guān)，應(yīng)能通過(guò)對(duì)高壓維修開關(guān)的操作，實(shí)現(xiàn)高壓回路的通斷。高壓維修開關(guān)應(yīng)具備高壓互鎖裝置，以保證上電狀態(tài)下誤操作時(shí)不會(huì)造成電弧。
(2) 低壓維修開關(guān)
如車輛具有低壓維修開關(guān)，應(yīng)能通過(guò)斷開低壓維修開關(guān)，間接實(shí)現(xiàn)高壓回路的斷開。建議設(shè)計(jì)至少兩種方式同時(shí)保證實(shí)現(xiàn)高壓回路的間接斷開，提高操作結(jié)果的可靠性。
三、 碰撞后觸電安全
1、 總要求
電動(dòng)汽車在進(jìn)行碰撞試驗(yàn)時(shí)可分為兩種測(cè)試狀態(tài)，一種是高壓下電狀態(tài)下進(jìn)行試驗(yàn)，一種是高壓上電狀態(tài)下進(jìn)行試驗(yàn)。對(duì)于高壓上電狀態(tài)下進(jìn)行的碰撞試驗(yàn)，整車B 級(jí)電壓系統(tǒng)中每一個(gè)互相隔離的子B 級(jí)電壓子系統(tǒng)應(yīng)至少當(dāng)滿足下面四項(xiàng)要求中的一項(xiàng)，保障車輛不發(fā)生直接接觸和間接接觸造成的觸電事故；對(duì)于高壓下電情況下進(jìn)行的碰撞試驗(yàn)，由于電力負(fù)載沒有電壓和能量來(lái)源,應(yīng)滿足1.1.3.4 物理防護(hù)要求或1.1.3.5 絕緣電阻要求，REESS 和充電子系統(tǒng)應(yīng)滿足下面四項(xiàng)要求（1.1.3.2-1.1.3.5）中的一項(xiàng)。
2、 電壓要求
應(yīng)滿足GB/T31498-2015 中4.2.2 章節(jié)要求。
3、 電能要求
應(yīng)滿足GB/T31498-2015 中4.2.3 章節(jié)要求。
4、 物理防護(hù)要求
應(yīng)滿足GB/T31498-2015 中4.2.4 章節(jié)要求。
5 絕緣電阻要求
應(yīng)滿足GB/T31498-2015 中4.2.5 章節(jié)要求。 
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