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摘要：当前，节能环保已经成为了人们关注的热点问题，而新能源汽车的不断发展則与节能环保的观念不谋而合。因此，当前
关键词：新能源汽车：高压安全：高压防护
新能源汽车高压安全与防护技术
■文/李晓霖王广博
1.新能源汽车高压系统1. 1动力电池组
动力电池组由很多动力电池模组组成，同时还包括电池 管理系统（BMS )、动力电池箱以及辅助元件等，通过高低 压插件实现同整车的连接。动力电池组为各系统提供能量， 同时，动力电池组中的电池管理系统能够对电池组的状态进 行实时监测，根据监测结果判断动力电池组是否存在异常， 及时对动力电池组进行综合管理，并将电池状态及故障情况 上传，以保证动力电池组的工作状态，延长使用寿命。
汽车安全技术1.2高压控制盒
高压控制盒由是“配电枢纽”，用来完成动力电池高压 电源的输出及分配，实现对支路用电器的保护及切断，其内以实现对电机的精准控制。驱动电机控制器主要由IGBT 模 块、驱动板、控制板等部件组成。
1.4 DC/DC 转换器
在新能源汽车中，电源包括主电源即动力电池组以及辅 助电源即低压蓄电池。其中，动力电池组充当着汽车行驶的 驱动力，而辅助电源则为仪表系统等进行供电。对于辅助电 源来说，传统汽车是通过发电机发电对其进行充电，而在新 能源汽车中则是通过DC /D C 转换器进行电压转换来完成对 低压蓄电池的充电过程，这就避免了传统汽车由于用电设备 接入过多而导致的发电机供电不足等问题。因此，DC/DC 转换器是新能源汽车中十分关键的部件，它将动力电池组的部包括PTC 熔断器、压缩机熔断器、DC /D C 熔断器、车载充电机熔断器等部件，如图1所示。
1.3驱动电机及电机控制器
驱动电机是一个紧凑、质量轻、高功率输出、高效率的 永磁同步电机（PMSM )，永磁铁被镶入转子中，旋转磁场 和定子线圈共同作用产生转矩；电机旋变器被同轴安装在电 机上，用来检测转子旋转的角度，此旋转角度发送给电机控 制器；电机温度传感器检测电机定子内部的温度，此温度信 息也发送给电机控制器。
动力电池所产生的为直流电，而驱动电机所需为交流电， 因此需要由电机控制器来实现这种直流电到交流电的转换。 同时，电机控制器还会对电机的位置信号等信息进行采集，
图1新能源汽车高压系统高压直流电转化为12V 低压直流电，在为整车用电设备供 电的同时也为蓄电池充电。
1.5车载充电
新能源汽车动力电池组为高压直流电源，不能使用交流 电直接为动力电池组进行充电，因此，需要车载充电机将交 流电转化为直流电，完成动力电池电量的补充。
2.新能源汽车高压安全技术2. 1绝缘工具
常见绝缘维修工具主要包括：绝缘套筒、绝缘螺丝刀等(见图2)。
常见绝缘监测工具主要包括：绝缘万用表（见图3)、
图2绝緣维修工具 图3 绝緣万用表
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中国高新科技2020年第13期
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数字钳形表、测电笔等。
2. 2高压断电操作
(1) 实操人员需持证上岗，或在实训教师指导下进行，以确保安全性。
(2)
检查作业环境。设置安全隔离柱、警戒线等；对
检查绝缘工具、绝缘垫以及防护用具等进行检查，确保工具 的外观及功能完好，若发现问题，则停止作业，并及时进行 处理。同时，张贴“高压危险”等相关警示牌，以警示他人。
(3) 关闭点火开关置O FF 档位，并交于专人存放，或
者将钥匙锁进工具柜，防止他人接触钥匙。
(4) 断开蓄电池负极，进行防护和绝缘处理，等待
3~5min ，在此期间，可以进行车辆举升的准备工作等。
(5) 操作人员佩戴绝缘手套，拆下维修开关，并妥善
安放至其他人不易接触到的地方，并放置警示牌。
(6) 举升车辆，并检测绝缘地垫绝缘阻值是否符合要求^
(7) 举升车辆后，先后断开动力电池组的低压插头及 高压插头，并进行试电、放电工作。
3. 新能源汽车高压安全防护措施3. 1安全警示标识
安全警示标识通常包括高压警示标识和高压线束及插件 标识。新能源汽车中有很多高电压组件，在其壳体上均有高 压警示符号，已提示他人高压危险。该种标识通常以黄为 底，标识和边框为黑。通常情况下，高压电路中的导线 及插件设计为橙，与其他线束及插件加以区别，以起到警 示作用。
3. 2电气隔离
电气隔离主要是指使两个电路相互绝缘，不存在电器的 直接联系，但同时还需要使两个电路保持能量传输。
3. 3自动断路保护
自动断路保护是指当遇到碰撞、过电流、绝缘不良、短 路及高压电气回路不连续等特殊事件时，在无外界干预的情 况下，自动切断高压电气回路，以保护电气系统及人员安全。 通常，高压电气回路的切断是通过断路器等装置来实现。
有些车辆设置有碰撞监测及保护功能，该功能通常由两 种方法来实现，如图4所示。
图4
实现方法
由图4可知，两种方法均是在车辆发生碰撞时，碰撞传 感器发出信号，但方法1是将信号发送到主控控制装置，而
方法2则是直接触发高压电气系统断路器，最终均达到切断 高压电源的目的，以保护人员及电气系统安全。
3. 4漏电监测及保护
漏电监测及保护功能是指，当监测到漏电问题时，相关
传感器会发出信号，电池管理系统接收到信号后迅速发出指
令，使动力电池组母线自动断电、高压释放，保护人员安全。
对于新能源汽车所使用的外部充电设备，为了防止其出现漏
电情况，一般情况都配备有漏电保护器。3. 5预充电保护
在新能源汽车高压系统电路中，设有预充电电阻及充电 接触器等元器件。当充电开始时，为了避免过电流的冲击， 首先对预充电模块相关元器件进行充电，而后再进入正常充 电环节。
3. 6高压互锁
高压互锁的主要目的是保证系统的安全性，包括结构互 锁及功能互锁。其中，结构互锁主要是指当B M S 检测到系 统中出现断路问题，则启动安全防护，立即断开高压电气回 路并报警，从而确保人身安全。功能互锁则主要为了避免充 电过程中发生意外起动或线束拖拽等安全事故。
4. 结语
本文对新能源汽车高压电系统组成、高压安全技术以及 高压安全防护措施几个方面进行了研宄分析，总结了高压安 全与防护的相关内容。新能源汽车高压电气系统包含动力电 池组等核心部件，并且直接关系人身安全，因此，对于新能 源汽车高压安全与防护技术的研宄应引起更多关注。
(作者单位：天津职业技术师范大学）
2020年第13期•中H 高新科技
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