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电车试验：电动乘用车防触电安全

2021-12-26 18:20:27·  来源：汽车测试网  
　
一、电压等级依据GB18384-2020,根据整车的最大工作电压，将电气元件或电路分为以下等级，见表1-1。对于48V 系统,只要可以保证直流系统不超过60Vd.c,其交流电机之
一、 电压等级
依据GB18384-2020,根据整车的最大工作电压，将电气元件或电路分为以下等级，见表1-1。

对于48V 系统,只要可以保证直流系统不超过60Vd.c,其交流电机之外的部分就可以不被认定为B 级电压电路,不需要满足相关的触电防护要求。
二、 使用中触电防护要求
使用中的人员触电防护要求应包括高压标记要求、直接接触防护要求、间接接触防护要求及防水要求四个部分。
1、 高压标记要求
1.1 高压警告标记要求
应满足GB18384-2020 关于5.1.2.1 章节的修改内容。
1.2 B 级电压电线标记要求
应满足GB18384-2020 关于5.1.2.2 章节的要求。
2、 直接接触防护要求
直接接触防护要求的提出是为了避免人员与带电部件直接接触而发生触电事故。直接接触防护可以通过B 级电压部件的遮拦和外壳实现人员与B 级电压带电部分的物理隔离。除了B 级电压部件的遮拦和外壳，高压连接器、高压维修开关、充电插座在插接/耦合及非耦合/断开状态下，都应该满足相应的要求。
2.1 遮拦外壳要求
B 级电压部件的遮拦和外壳应满足IPXXD 防护等级要求。如果遮拦或外壳可以徒手打开，则其可以打开的部分应具备高压互锁装置，满足1.1.2.2.5 章节的高压互锁要求。并且应在1s 内完成下电及放电。
2.2 连接器要求
高压连接器在装配完好时，应满足IPXXD 防护等级要求。选用的配对耦合高压连接器物理结构上的连接引导部分应不同，以满足防错插功能。其他应满足GB18384-2020 中5.1.3.3章节的要求。
2.3 高压维修断开装置要求
如果车辆具有高压维修开关且高压维修开关可以被徒手打开或者拔出，那么高压维修开关应满足GB18384-2020 中5.1.3.4 章节的要求。对于未配备高压维修开关的车辆，应根据不同高压设计方案，如通过断开12V 电源或电子维修开关等同样可保证1s 内将B 级电压回路电压下降到30Va.c.（rms）或60Vd.c 以下。
2.4 充电插座要求
车辆端充电插座在未耦合状态下，应至少满足以下要求之一：
（1）交流充电插座在未耦合状态下应满足IPXXB，且应在充电插头被拔下1min 内将B 级电压回路电压下降到30Va.c.（rms）且60Vd.c 以下，或电路存储总能量小于0.2J；
（2）由于直流充电座无法在未耦合状态下满足IPXXB 要求，要满足更高的防护要求，应在充电插头被拔下后1s 内将B 级电压回路电压下降到30Va.c.（rms）且60Vd.c 以下，或电路存储总能量小于0.2J。
2.5 高压互锁要求
车辆上易于拆卸或可以徒手拆卸的遮挡/外壳及高压连接器应具备高压互锁装置。高压互锁的设计一般包括硬件设计及控制策略设计，应保证被保护部件被拆卸时，在人接触到B 级电压带电部分前将B 级电压带电部分变为不带电部分，具体应满足1.1.2.3.6 故障后下电要求及1.1.2.3.7 下电后放电要求。
3、 间接接触防护要求
3.1 绝缘电阻要求（不包含燃料电池）
高压系统的绝缘电阻应满足GB18384-2020 中5.1.4.1 章节的要求。充电插座的绝缘电阻应满足1.1.2.3.5 章节要求。
3.2 绝缘监测要求
车辆应具备绝缘监测功能。绝缘监测功能应在车辆上高压前与上高压后持续对B 级电压电路的绝缘电阻进行监测，从而区分电池包内绝缘故障与高压负载绝缘故障，并在绝缘阻值低于某个阈值时，予以报警。报警的阈值应考虑绝缘监测装置精度的影响,不小于1.1.2.3.1 章节要求的绝缘电阻，具体数值可以由主机厂自行设定。报警方式可以是提示音或者通过仪表的文字或者符号显示。
3.3 电位均衡要求
电位均衡是为了保证B 级电压电路中的高压部件的可导电外壳不会因为绝缘电阻失效而带有高压电，从而形成电势差，产生触电风险。
电位均衡具体要求应满足GB18384-2020 中5.1.4.3 章节要求，在进行设计时，可以要求单个部件的可导电外壳与电平台的电阻小于40mΩ。如果采用焊接的形式实现电位均衡，视为满足要求。
3.4 电容耦合要求
电容耦合是针对Y 电容的安全防护要求，如果高压系统中Y 电容总能量超过对人体安全能量限值0.2J，在高压系统内发生单点失效的情况下，就会发生触电事故，因此要对这种情况予以设计防护。电容耦合要求应满足GB18384-2020 中5.1.4.4 章节的要求。
3.5 车辆充电插座接地及绝缘电阻要求
交流充电插座应满足GB18384-2020 中5.1.4.5.1 章节的要求。
直流充电插座应满足GB18384-2020 中5.1.4.5.2 章节的要求。
3.6 故障后下电要求
按照GB/T31498-2015 的要求，在车辆发生碰撞后，应当立即进行高压下电，避免碰撞后造成人员与高压带电部分直接接触或间接接触引发的触电事故。
在发生绝缘失效、高压互锁等故障时，建议依据车辆状态比如行驶速度等具体情况来考量是否进行下电处理。
3.7 下电后放电要求
车辆在每次正常下电后或者故障下电后，都应该将B 级电压回路中能量大于0.2J 的电容的能量释放掉，避免能量始终存储于B 级电压回路中，在车辆故障或者车辆被拆卸时造成触电事故。
放电形式应具有主动放电及被动放电两种形式，主动放电应通过控制策略结合硬件设计在下电后5s 内将B 级电压回路电压下降到30 Va.c.（rms）且60 Vd.c 以下或将B 级电压回路中电容存储的总能量降至0.2J 以下。被动放电应始终有效，不依靠控制策略。在B 级电压回路与电源断开后，应在2min 内将B 级电压回路电压下降到30 Va.c.（rms）且60 Vd.c 以下或将B 级电压回路中电容存储的总能量降至0.2J 以下。
4、 防水要求
4.1 整车防水要求
为了保障车辆涉水、清洗等使用工况下的电气安全，需要对车辆进行模拟涉水、模拟清洗试验，并在试验后进行绝缘电阻测试以考核车辆是否存在触电风险。
模拟涉水及模拟清洗的试验要求应按照GB18384-2020 中6.3.1 及6.3.2 章节的要求进行。在完成每项试验后，应先马上进行第一次绝缘电阻测试，24 小时后再进行第二次绝缘电阻测试。两次绝缘电阻测试结果均应满足1.1.2.3.1 章节绝缘电阻要求。
4.2 高压部件防水要求
所有高压部件在装配完好的情况下，后备厢及乘员舱外的高压部件防水等级应至少达到IPX7，后备厢及乘员舱内的高压部件应至少达到IPX4 等级要求。
1.1.2.5 维修断开装置要求车辆应具有可以断开高压回路的维修断开装置，可以采用高压维修开关或低压维修开关两种形式之一。
(1) 高压维修开关
如车辆具有高压维修开关，应能通过对高压维修开关的操作，实现高压回路的通断。高压维修开关应具备高压互锁装置，以保证上电状态下误操作时不会造成电弧。
(2) 低压维修开关
如车辆具有低压维修开关，应能通过断开低压维修开关，间接实现高压回路的断开。建议设计至少两种方式同时保证实现高压回路的间接断开，提高操作结果的可靠性。
三、 碰撞后触电安全
1、 总要求
电动汽车在进行碰撞试验时可分为两种测试状态，一种是高压下电状态下进行试验，一种是高压上电状态下进行试验。对于高压上电状态下进行的碰撞试验，整车B 级电压系统中每一个互相隔离的子B 级电压子系统应至少当满足下面四项要求中的一项，保障车辆不发生直接接触和间接接触造成的触电事故；对于高压下电情况下进行的碰撞试验，由于电力负载没有电压和能量来源,应满足1.1.3.4 物理防护要求或1.1.3.5 绝缘电阻要求，REESS 和充电子系统应满足下面四项要求（1.1.3.2-1.1.3.5）中的一项。
2、 电压要求
应满足GB/T31498-2015 中4.2.2 章节要求。
3、 电能要求
应满足GB/T31498-2015 中4.2.3 章节要求。
4、 物理防护要求
应满足GB/T31498-2015 中4.2.4 章节要求。
5 绝缘电阻要求
应满足GB/T31498-2015 中4.2.5 章节要求。 
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