混合動力和純電動汽車電氣安全測試METRAHIT IM E-DRIVE

電動汽車中的高壓技術

如今，混合動力和電動汽車（乘用車）中的高壓系統(tǒng)由高達500 V的儲能單元提供。預計未來電壓水平將增加兩倍。而部分商用車已經(jīng)在使用工作電壓高達1000 V的技術。但是，在涉及對人類健康和生命的電氣危害時，只有低于60VDC和30VAC的電壓值才被認為是安全的。由于電動汽車系統(tǒng)中產(chǎn)生的電壓遠遠高于這些安全限值，因此近年來進行了廣泛的危害分析 。且歐盟已經(jīng)發(fā)布了對制造商具有約束力的規(guī)定，從而在最大程度上消除高壓在生產(chǎn)，開發(fā)，維護和維修過程中造成的危害。

用戶和維修人員面臨的危險

使用電氣設備和系統(tǒng)所涉及的危險總是由與電流流經(jīng)人體，電弧，電磁干擾和靜電電荷相關的危險引起的。其他潛在但仍可避免的危險可能是由于不合格的人員在車輛上執(zhí)行不當?shù)碾姎夤ぷ饕约败囕v技術缺陷造成的。

IUE（德國電氣事故檢查研究所）確定，在涉及高達1000V的所有電氣事故中，約有40%發(fā)生在故障排除和維修工作期間。

圖 1：以橙色標識的高壓元件

機動車中高壓系統(tǒng)引起的電氣危害

盡管法律指導原則要求車輛具備很高的電氣安全性， 但是對于在研發(fā)，生產(chǎn)和服務中從事混合動力和電動汽車工作的人員來說，仍然存在一定的風險。

觸摸由于內(nèi)部故障而通電的高壓組件可能會導致電流流過人體。如果接觸點在胸腔附近，即使大約30至50 mA的直流電也可能使呼吸肌肉組織收縮，從而導致呼吸停止。如果在50 Hz  的交流下觸電時間大于2秒，即使電流僅為10 mA也可引起心室顫動甚至心臟驟停。

在混合動力和純電動汽車方面，需要考慮哪些電氣危害？

■ 電弧 可能導致燒傷甚至死亡

■ 殘余電壓或非絕緣電纜

■ 絕緣故障，導致電流失控

歐洲 UNECE R100 的電氣安全要求

01、乘客艙和后備箱中的所有帶電部件必須符合 IPXXD 防護等級，所有其他區(qū)域必須滿足  IPXXB 防護等級。

02、所有暴露的導電部件（如導電屏障和導電外殼）都必須可靠地接地，以確保防止因間接接觸而引起的電擊。 在這方面，事故預防法規(guī)和UNECE R100都規(guī)定了任何兩個可接觸的導電部件之間的最大電阻必須小于100mΩ @0.2 A。

03、使用高壓符號識別高壓元件

02、高壓母線電纜必須配備橙色外護套。

02、絕緣電阻：

■ 直流線路為 100 Ω / V

■ 交流線路為500 Ω / V

測試是否符合UNECE R100安全要求的測量方法和儀器

檢查接地連接的電阻  – 要求：< 100 m Ω @0.2A

在 0.2 A 時，接地電阻必須 小于100 m Ω。  因此，電阻測量儀器必須能產(chǎn)生至少0.2 A的測量電流，并且還能夠測量毫歐范圍內(nèi)的電阻。

事故預防法規(guī)和UNECE R100規(guī)定測量電流至少為 0.2 A。由于電阻隨著安培數(shù)的增加而增加，汽車制造商還指定使用更高的電流值（例如 1A）進行測試。