與傳統(tǒng)汽車低電壓系統(tǒng)不同，新能源汽車具有高壓系統(tǒng)，存在用電安全問(wèn)題。

 

 

一、高壓電類型

根據(jù)GB/T18384.3—2015《電動(dòng)汽車安全要求第三部分：人員觸電防護(hù)》中規(guī)定：考慮到空氣濕度及人體在不同工作環(huán)境中的電阻，基于不同電壓等級(jí)對(duì)人體可能造成的損傷和危害程度的不同，新能源汽車按車型和數(shù)值將其電壓分為兩種安全級(jí)別。

A級(jí)：較安全的電壓等級(jí)，在直流系統(tǒng)中，最大工作電壓應(yīng)小于等于60V，在交流時(shí)，最大工作電壓應(yīng)低于30V，在此電壓下，維修人員無(wú)需進(jìn)行特殊的防電保護(hù)。

B級(jí)：會(huì)對(duì)人造成傷害，被認(rèn)為高壓。為了保護(hù)維修人員，必須在電壓下安裝必要的保護(hù)裝置。

 

二、高壓類型

DC高壓主要分布于電池與各驅(qū)動(dòng)元件之間，例如電池與驅(qū)動(dòng)逆變器之間聯(lián)接的，和電池到高壓壓縮機(jī)之間聯(lián)接的均是DC高電壓。

AC高壓主要在逆變器和驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間，以及充電接口和車載充電器之間。不同點(diǎn)在于逆變器是驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間的AC高電壓一般都是300V左右，而充電接口和車載充電器之間的AC高電壓是外部電網(wǎng)的220V電壓。

 

三、高壓安全設(shè)計(jì)

新能源汽車高電壓存在時(shí)間

持續(xù)存在：長(zhǎng)期使用新能源汽車的動(dòng)力電池會(huì)保持高壓狀態(tài)，即使在車輛停運(yùn)時(shí)，由于動(dòng)力電池總是儲(chǔ)存電力，所以在滿足動(dòng)力電池放電條件后，電池仍會(huì)向外放電。

運(yùn)行期間存在：在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中有高壓元件，是指點(diǎn)火開(kāi)關(guān)在ON/RUN或其它運(yùn)行的狀態(tài)下，組件會(huì)存在高壓。逆變器、高壓壓縮機(jī)、PTC加熱器和DC-DC轉(zhuǎn)換器組件只有在系統(tǒng)工作時(shí)，電池產(chǎn)生的高電壓才能裝載到這些元件上。

 

四、安全隱患

1.高電壓觸電安全

人可承受的安全電壓取決于身體允許通過(guò)的電流和身體的電阻。身體的阻力主要包括的是體內(nèi)電阻、體表面電阻、體表面電容。人的電阻會(huì)隨環(huán)境而變化，但通常不會(huì)低于1kΩ。在國(guó)內(nèi)電網(wǎng)中，一般安全電壓都是使用36V，大致等于人體允許電流30mA(以1200Ω)(人體電阻是1200Ω)，這就要求新能源汽車任何兩個(gè)帶電部位的電壓都小于36V。

不管是純電動(dòng)車，還是高壓混合動(dòng)力車，電壓、電流等級(jí)均較高。正常情況下，動(dòng)力電池電壓在300-600V之間。通常電流可以達(dá)到數(shù)百安，這遠(yuǎn)超出了人體所能承受的極限。

2.動(dòng)力電池的安全

鋰電池組在正常使用過(guò)程中不存在安全問(wèn)題，但濫用時(shí)會(huì)引起電池?zé)嵝?yīng)劇烈，這是鋰離子電池安全問(wèn)題的導(dǎo)火線，最終表現(xiàn)為電池的“熱失控”，進(jìn)而引發(fā)安全事故。有下列幾種情況會(huì)引起熱失控：

①過(guò)充電和過(guò)放電

②過(guò)流

③電池溫度過(guò)高

3.危險(xiǎn)操作條件下的安全

由于新能源汽車電壓過(guò)高，在行駛過(guò)程中發(fā)生事故時(shí)，若不進(jìn)行良好的安全設(shè)計(jì)，極易產(chǎn)生安全隱患。這類安全隱患包括：

①高壓系統(tǒng)短路

②發(fā)生碰撞或翻車

③涉水或遭遇暴雨

④在充電過(guò)程中車輛意外移動(dòng)

 

五、安全設(shè)計(jì)

①維修安全：傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車輛的維修安全；對(duì)新能源汽車的特殊安全維護(hù)。新能源汽車的安全維護(hù)主要是防止高壓電擊。

②碰撞安全：車輛在碰撞期間以及碰撞后有關(guān)人員的人身安全。

③電氣安全：防止人員與高壓電接觸；合理分配電池能量；充電時(shí)高壓安全；行駛過(guò)程中高壓安全；碰撞時(shí)電氣安全；維修時(shí)的電氣安全。

④功能安全：

1)轉(zhuǎn)矩安全管理。為了避免汽車發(fā)生意外運(yùn)動(dòng)，必須在整車控制器中增加轉(zhuǎn)矩安全控制。轉(zhuǎn)矩安全策略具體如下：

1.整車控制器負(fù)責(zé)對(duì)整車進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出所需轉(zhuǎn)矩差大于某一標(biāo)定值，考慮轉(zhuǎn)矩輸出存在安全風(fēng)險(xiǎn)，此時(shí)整車控制器可將其控制在安全范圍之內(nèi)。

2.當(dāng)整車控制器要求轉(zhuǎn)矩與電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩之差大于某一標(biāo)定值時(shí)，則認(rèn)為電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制存在風(fēng)險(xiǎn)，這時(shí)整車控制器就會(huì)限制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出。如果二者相差太大，切斷電源電池的功率輸出。

2)安全充電。要防止充電時(shí)發(fā)生車輛移動(dòng)，以及避免快充、慢充、行駛模式?jīng)_突等問(wèn)題。

1.只允許將檔位置于P位的充電。

2.充電時(shí)，所需的轉(zhuǎn)矩和實(shí)際輸出的轉(zhuǎn)矩應(yīng)為0。

3.插入充電槍后，不得關(guān)閉控制高壓電輸出的接觸器。

4.當(dāng)充電回路絕緣電阻小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的阻值時(shí)，應(yīng)停止充電，并切斷高壓接觸器。