新能源汽車高壓系統的安全與防護
2021年11月22日 14:34瀏覽：2588 收藏：1
High Energy Vehicle Type of High Voltage
依據國家標準 GB/T 18384.3—2015《電動汽車 安全要求第 3 部分：人員觸電防護》要求:
考慮到空氣的濕度和人體在不同工作環境下的電阻，根據不同電壓等級可能對人體產生的傷害和危險程度不同，在新能源汽車中將車輛電壓按照類型和數值分為兩個安全級別。
A 級是
較為安全的電壓等級
，在直流中，最大工作電壓應小于或等于 60V ；在交流中，最大工作電壓應低于 30V，該電壓下的維護人員不需要采取特殊的防電保護。
B 級對人體會產生傷害，被認為是
高壓
。在該電壓下必須采取必要的防護設備對維護人員進行保護。
直流高壓
主要分布在動力電池到各個驅動部件的位置。如：
交流高壓
主要分布在逆變器與驅動電機之間，以及充電接口與車載充電器之間。不同的是：
逆變器與驅動電機
之間的交流高電壓通常都在 300V 左右
充電接口與車載充電器
之間的交流高電壓即為外部電網的 220V 的電壓
High-Voltage Electric Signs
持續存在
新能源汽車的動力電池持續存在高電壓，即使當車輛停止運行期間，由于動力電池始終存儲有電能，因此當滿足動力電池的放電條件后，該部件將繼續對外放電。
運行期間存在
運行期間存在高壓的部件，是指當點火開關處于ON、RUN 或其他運行狀態時，部件存在高電壓。
逆變器、高壓壓縮機、PTC 加熱器及 DC － DC 變換器部件只有在系統運行時，來自動力電池的高電壓才會加載到這些部件上。
人體能承受的安全電壓的高低取決于人體允許通過的電流和人體的電阻。人體電阻主要由
人體電阻隨著條件的不同在很大范圍內變化，但是一般不低于 1kΩ。
我國民用電網中的安全電壓多采用 36V，大體相當于人體允許電流 30mA（以人體電阻為 1200Ω）的情況，這就要求人體可接觸的新能源汽車任意兩個帶電部位的電壓要小于36V。
無論是純電動汽車，還是高電壓的混合動力汽車，其電壓和電流等級都比較高。
動力電池的電壓一般為 300~600V。正常工作時，電流可達幾百安培。這已經遠遠超過人體能承受的極限。
鋰離子電池在正常使用過程中不會出現安全問題，但電池的濫用會導致電池的熱效應加劇。
這是鋰離子電池出現安全問題的導 火索，最終表現為電池的“熱失控”，從而引起安全事故。導致熱失控有以下幾種情況。
新能源汽車由于存在高電壓，因此在行駛中發生事故時，如果沒有很好的安全設計，很容易發生安全隱患。這些安全隱患包括有：
新能源汽車的維修安全主要是防止高壓觸電。維修安全主要包含兩方面：
當車輛發生碰撞時，車輛的安全系統應當滿足以下要求：碰撞過程中以及碰撞后都要保證相關人員的人身安全。
電動類型的新能源汽車，需要從以下兩個功能方面采取安全設計，避免安全隱患的發生。
為防止車輛出現不期望的運動，需要在整車控制器中加入轉矩安全控制策略。具體轉矩安全策略如下：
①整車控制器負責計算整車的轉矩需求，計算的轉矩需求的差值大于某個標定值，則認為轉矩輸出存在安全風險，此時整車控制器會將車速限制在安全范圍內。
②若整車控制器的需求轉矩與電機的實際轉矩的差值大于某個標定值，則認為電機的轉矩控制存在風險，此時整車控制器將會限制電機的轉矩輸出。若兩者差值一直過大，則切斷動力電池的動力輸出。
在充電時需要防止車輛移動，以及避免快充、慢充、行駛模式之間的沖突，為此進行以下設計：
② 在充電過程中，轉矩需求及實際轉矩輸出都應當為 0。
③ 當充電q插上時，不允許閉合控制高壓電輸出的接觸器。
④ 當充電回路絕緣電阻小于標準要求的阻值時，應當停止充電并斷開高壓接觸器。
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