国家职业资格全国统一鉴定
电工 论文
（国家职业资格一级）
姓 名：
身份证号：
准考证号：
所在省市：
所在单位：
汽车抛锚
新能源汽车高压安全与防护
摘要：纯电动汽车和混合动力汽车的高压系统均同时具有直流高压和交流高压，依据国家标准GB/T 18384.3—2015《电动汽车安全要求第3部分：人员触电防护》要求，在电动汽车维修时必须严格按照流程进行，必须遵循高压安全操作规范和机动车维修操作规范。
前言
新能源汽车相比于传统内燃机汽车，由于驱动系统存在高电压，其安全系统设计更为复杂。纯电动汽车和混合动力汽车的高压系统均同时具有直流高压和交流高压，直流高压主要分布在动力电池到各个驱动部件的位置，交流高压主要分布在逆变器与驱动电机之间，以及充电接口与车载充电器之间。无论是纯电动汽车，还是高电压的混合动力汽车，其电压和电流等级都比较高。动力电池的电压一般为300-600V，正常工作时，电流可达几百安培，这已经远远超过人体能承受的极限，因此，在执行新能源车辆维护与维修期间，必须遵循高压安全操作规范和机动车维修操作规范，做好新能源汽车高压安全与防护。
1 新能源汽车的高压安全隐患
1.1高压触电安全
人体能承受的安全电压的高低取决于人体允许通过的电流和人体的电阻。人体电阻主要由 体内电阻、体表电阻、体表电容组成。人体电阻随着条件的不同在很大范围内变化，但是一般不低于lkΩ。我国民用电网中的安全电压多采用36V,大体相当于人体允许电流30mA(以人体电阻为120Ω)的情况，这就要求人体可接触的新能源汽车任意两个带电部位的电压要小于36V，流过人体的电流应当小于2mA才认为车辆绝缘合格。
1.2动力电池安全
新能源汽车的关键部分是动力电池，对于动力电池安全性的研究是分析高压电类型新能源汽车安全性的前提。锂离子电池在纯电动汽车和混合动力汽车上得到了广泛的应用，所以以锂离子电池为例，来介绍动力电池的安全性。
锂离子电池在正常使用过程中不会出现安全问题，但电池的滥用会导致电池的热效应加剧，这是锂离子电池出现安全问题的，最终表现为电池的“热失控”，从而引起安全事故。导致热失控有以下几种情况：过充电与过放电；过电流；电池过温。
1.3危险运行工况下的安全
新能源汽车由于存在高电压，因此在行驶中发生事故时，如果没有很好的安全设计，很容易发生安全隐患。这些安全隐患包括有：高压系统短路；发生碰撞或翻车；涉水或遭遇暴雨；充电时车辆的意外移动。
2 新能源汽车的高压安全设计
新能源汽车存在的安全隐患包括高压系统短路、高压系统绝缘故障、高压系统脱落、高压充电风险等。根据这些安全隐患以及实际的工作状况，对新能源汽车主要从以下几个方面进行设计，如图1所示。
图1 新能源汽车高压安全设计
2.1维修安全
维修安全主要包含两方面：传统内燃机汽车的维修安全和针对新能源汽车的特殊维修安全。新能源汽车的维修安全主要是防止高压触电。因此，维修人员在对高电压类型汽车进行操作之前应当保证不会有触电风险，为此大多数汽车在系统上设计有维修开关，当断开维修开关时，动力电池的动力输出立即中断。在操作上应当遵从以下流程：在断开电池的动力输出后，需等待5分钟才能接触高压部件。
2.2碰撞安全
当车辆发生碰撞时，车辆的安全系统应当满足在碰撞过程中以及碰撞后都要保证相关人员的人身安全。对于新能源汽车来说，除了传统汽车的相关保护要求之外，还应当满足以下要求：
（1）碰撞过程中避免乘员和行人遭受触电风险，在保证人员安全的情况下尽量保护关键零部件不受损害；
（2）碰撞后保证维护和救援人员没有触电风险。为此，有些车辆设计有如图2所示的电路，
将惯性开关串联到高压接触器的供电回路中，当发生碰撞时惯性开关断开，从而切断高压接触器的供电电源，此时动力电池的高压输出便会被断开，保证了乘员、行人、维护和救援人员的高压安全。
图2 惯性开关在电路图中的位置
2.3电气安全
新能源汽车的电气安全主要包括：防止人员接触到高压电、电池能量的合理分配、充电时的高压安全、行驶过程中的高压安全、碰撞时的电气安全、维修时的电气安全。为保证新能源汽车的电气安全，一般会设计有以下安全装置：
（1）高压零部件的接插件既可防止人员直接接触到高压，还可防水、防尘，减小高压系统绝缘出现问题的风险；
发布评论