汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)下載：關(guān)注以上公眾號(hào)，回復(fù)關(guān)鍵字“汽車標(biāo)準(zhǔn)”

電動(dòng)汽車?yán)锩嬗嘘P(guān)高壓部分的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)核的很多內(nèi)容，是繼承和學(xué)習(xí)自IEC和ISO的，而傳統(tǒng)的電氣安全方面的主要是IEC和UL兩家機(jī)構(gòu)來做。本文梳理一下Hi-pot（high potential test electrical safety stress test）測(cè)試。Hipot測(cè)試，狹義來說是介質(zhì)耐壓測(cè)試，是在相互絕緣的部位或某個(gè)獨(dú)立部位與地層之間施加并持續(xù)一段時(shí)間的電壓，目的是證明材料能在額定電壓或由于開關(guān)、電弧等類似現(xiàn)象而引起的瞬間過電壓情況下能安全地工作。廣義來說可以分為絕緣電阻測(cè)試和電離強(qiáng)度測(cè)試，如下圖所示：




第一部分 現(xiàn)有GBT電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定

1）【整車級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)】GBT 18384.3-2015 電動(dòng)汽車安全要求 第3部分：人員觸電防護(hù)，這是整個(gè)車輛級(jí)別的要求，是從系統(tǒng)上進(jìn)行梳理整個(gè)要求，也是采用了絕緣電阻和耐電壓兩種。因?yàn)橛辛穗姵叵到y(tǒng)，要求使用電橋法來測(cè)定（這個(gè)可以做成電橋法的自動(dòng)化測(cè)試設(shè)備，而非兆歐表測(cè)定的方法）。





2）GBT 31498-2015 電動(dòng)汽車碰撞后安全要求：這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是在整車上要求車輛在碰撞以后各個(gè)部分的絕緣要求與之前保持一致。也就是說，部件的絕緣電阻值的底線要求是建立在整個(gè)壽命周期之后，還需要考慮碰撞沖擊之后。這是個(gè)很嚴(yán)格的要求，所以在部件級(jí)別上我們需要考慮整個(gè)生命周期還有事故條件。



3）【部件級(jí)別要求】GB/T 18384.1 電動(dòng)汽車安全要求第1 部分：車載可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)，這里規(guī)定了電橋法測(cè)量絕緣電阻，對(duì)耐電壓沒有要求。



4）【部件級(jí)別要求】GB/T 24347 電動(dòng)汽車DC∕DC 變換器：規(guī)定了絕緣電阻和耐電壓兩項(xiàng)內(nèi)容，這里把絕緣電阻和耐電壓性能都加入了EOL測(cè)試。



5）【部件和充電系統(tǒng)要求】GBT 18487.1-2015 電動(dòng)車輛傳導(dǎo)充電系統(tǒng) 一般要求：這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)包含了整個(gè)充電系統(tǒng)的要求，所以涵蓋了充電樁/充電線纜、車載充電機(jī)、充電接口，把整個(gè)充電系統(tǒng)部分的要求全部羅列出來。對(duì)應(yīng)了IEC的標(biāo)準(zhǔn)要求，涵蓋的范圍比較寬，特別是與一般交流電氣安全相關(guān)，所以這里與普通的UL/IEC要求相同。



6）【部件和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)要求】GB/T 18488.1-2015電動(dòng)汽車用電機(jī)系統(tǒng)，電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器的絕緣問題其實(shí)是挺大的，因?yàn)樯婕暗嚼@組還涉及到交流電壓相對(duì)復(fù)雜的寄生電容部分的耦合產(chǎn)生的漏電。所以這里分成了冷態(tài)和熱態(tài)兩種。在逆變器里面，直流母線部分的絕緣檢測(cè)一般依靠BMS里面的電路；交流部分就需要自己來做檢測(cè)了。

6.1 絕緣電阻：這部分運(yùn)動(dòng)部件弄起來確實(shí)需要一套辦法，細(xì)節(jié)我也不懂^_^，就冷態(tài)絕緣阻抗而言，可以用兆歐表打多個(gè)輸入和輸出點(diǎn)。



6.2 耐電壓測(cè)試
這里主要規(guī)定了測(cè)試點(diǎn)，是基于電機(jī)和逆變器實(shí)際的情況來做的。


第二部分 幾種Hi-pot實(shí)驗(yàn)
1） 耐壓方面的測(cè)試和技術(shù)積累
測(cè)試原理如下圖所示，一個(gè)高于正常工作的電壓加在被測(cè)設(shè)備的絕緣體上，并持續(xù)一段規(guī)定的時(shí)間，如果其間的絕緣性足夠好，加在上面的電壓就只會(huì)產(chǎn)生很小的漏電流。如果一個(gè)被測(cè)設(shè)備絕緣體在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，其漏電電流保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，這里就可以判定合格。測(cè)試電壓必須在一定時(shí)間內(nèi)逐漸地上升到所要求的試驗(yàn)電壓值，保證試驗(yàn)電壓值穩(wěn)定加在被測(cè)絕緣體上不少于一定時(shí)間，所測(cè)漏電流值與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的泄漏電流閾值相比較。測(cè)試結(jié)束后，試驗(yàn)電壓必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)逐漸地降至零。

絕緣材料的特性決定了交流和直流電壓的擊穿機(jī)理不同，大多數(shù)絕緣材料和系統(tǒng)都包含了一系列不同的介質(zhì)。當(dāng)對(duì)之施加交流試驗(yàn)電壓時(shí)，電壓將按材料的介電常數(shù)和尺寸等參數(shù)的比例來分配電壓。而直流電壓只按材料的電阻的比例來分配電壓。絕緣結(jié)構(gòu)發(fā)生擊穿，往往是電擊穿，熱擊穿，放電等多種形式同時(shí)存在，很難截然分開。而交流電壓比直流電壓增加了熱擊穿的可能性。通常而言交流耐壓測(cè)試比直流耐壓測(cè)試更加嚴(yán)格。



如前所說介質(zhì)擊穿試驗(yàn)主要用在開發(fā)階段，測(cè)試電壓逐漸增加直到電介質(zhì)故障或分解，允許太多電流流動(dòng)。我們用這種實(shí)驗(yàn)來探測(cè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的弱點(diǎn)，查看材料的擊穿電壓并查看發(fā)生故障的位置。有一個(gè)很實(shí)用的辦法，是我們把跑完各種實(shí)驗(yàn)的樣品，拿來做這塊的實(shí)驗(yàn)，以探測(cè)我們的設(shè)計(jì)耐久性。

絕緣耐受實(shí)驗(yàn)采用的設(shè)備和上面的實(shí)驗(yàn)方法是類似的，在不同的車輛和部件要求里面，我們可以提取出自己的企業(yè)要求，形成一個(gè)試用范圍較寬的要求。我們最終想要得到的，是在電路層級(jí)，材料設(shè)計(jì)層級(jí)，獲取以下的失效的情況，然后建立設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。