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电动汽车高压电安全测试解读

文档作者：张渤邹圣星范学李高林文档来源：深圳市比亚迪汽车有限公司		点击数：	更新时间： 2021年05月27日
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电动汽车高压电安全测试解读
张渤，邹圣星， 范学， 李高林
(深圳市比亚迪汽车有t~t&amp;amp;- ， 深圳518118)
摘要：介绍电动汽车在高压电安全测试方面的方法以及要求， 并结合某车型进行测量。
关键词： 电动汽车； 高压电安全测试：HV
中图分类号：U469．72 文献标识码：B 文章编号：1003—8639(2012)10—0048—06
Unscram bling High Voltage Safety Test of EV
ZHANG Bo，Z0U Sheng—xing，FAN Xue，LI Gao．1in
(Shenzhen BYD Auto Co．，Ltd．，Shenzhen 5181 18，China)
Abstract： The author briefly introduces the measurement and requirements of high voltage safety test of EV
with the example of some vehicle mode1．
Key words： EV；high voltage safety test；HV
随着对能源的需求以及对环境保护的需求． 越
来越多的电动汽车问世， 人们也从最开始的性能及
价格的关注转移到了对品质和安全的关注． 当然。
作为整个电动汽车的核心， 高压电池、高压回路以
及整个电动汽车的安全是必不可少的。纯电动汽车
工作模式下最高电压可达600 v左右， 对于如此高
的电压， 消费者在驾驶、充电或其他操作的时候。
如何保障其安全则是我们研究的重点。
本文主要介绍电动汽车高压部件在电安全方面
的要求及测试， 以确保消费者在正常操作和误操作
时都不会有触电危险。国际标准化组织为此制定了
ISO 6469系列高压安全标准。本32~ -GB／T 18384
以及IS0 6469对电动汽车安全设计中的电安全方面
进行解读。
1 GB／_r 18384标准解读
1．1 电气产品安全的意义
产品的设计和机构必须能够保证在正常使用和
可能的失效条件下， 不会对使用者产生触电和其他
危险， 不会对周围环境产生危害， 如火灾等。产品
在设计和生产时， 对可能产生的危害， 应提供双重
的保护措施。
1．2 电压等级及设备分类
1) 根据GB／T 18384-3— 2001， 把电压分为2个
等级， 如表1所示。
2)设备等级分类：① I类设备， 即依靠基本
绝缘对带电部件进行防触电保护， 并把这个设备中
外露可导电部件与保护导体相连的设备， 如图1所
表1 电压等级
电压等级
工作电压，v
直流系统 (15 茕 )
注：Fills (root mean square)表示交流电压的有效值。
L
N
图1 I类设备
外壳
绝缘
示； ② Ⅱ 类设备， 即使用双重绝缘或加强绝缘进行
防触电保护的设备， 如图2所示。
车载高压部件一般包括： 电池包、DC—DC、驱
动电机、空调压缩机等高压部件。这些部件都需要
进行电安全测试。
1．3 高压电器电安全要求
GB 18384中电安全试验主要项目有： 绝缘电
阻、绝缘耐压、等电势、防直触等．ISO 6469中增
加了泄漏电流测试项目。具体解读如下。
1．3．1 绝缘电阻
动力电池(储能装置) 的绝缘电阻根据GB，]r
修改稿收稿日期：2012—08—22
作者简介：张渤(1988一)，女，本科，主要从事汽车零部件测试及研究T 作。
《汽车电器》2012年第10期
L
N
L
N
壳
差
量
图2 Ⅱ 类设备
1 8384．1提供的公式进行计算。其测试原理如图3所示。
除高压电池包外， 汽车高压部件也需进行绝缘
电阻试验， 其试验原理如图4所示， 将整个高压回
路连接在一起。测量回路与汽车底盘之间的绝缘
电阻。
U≈ s
●●-————一
Ur~ss
· 91·-—----—·—---一
注：RESS为可充电储能装置。
图3 绝缘电阻测试原理图
图4 动力系统绝缘电阻的测试原理图
电
动力系统绝缘电阻测试电压根据GB 18384．3选
择． 使用一个至少为动力系统标称电压1．5倍的试验
电压或500V (DC) 电压， 两者取较高值， 施加电
压时间应足够长， 以获得稳定的读数。表2为两类
设备的绝缘电阻要求值。
表2 绝缘电阻要求值
注：绝缘电阻按照设备的标称电压计算。
1．3．2 绝缘耐压
绝缘耐压主要考核产品在异常高压下绝缘系统
的承受能力。当设备不运作时，x,-j-测试点施以一高
压， 测试是否有绝缘破坏或电气闪络发生。
GB 18384中绝缘耐压有3个等级。实际测试中
建议采用ISO 6469中绝缘耐压的等级， 其将国标中
Ⅱ 类设备的附加绝缘2U+2 250等级取消， 与双重绝
缘等级合并为一个等级。具体测试要求见表3。
表3 绝缘耐压试验电压选择
注：1)此处， 为最大工作电压；2)也可选择交流电
压有效值的1-414倍的直流电压作为试验电压。
1．3．3 泄漏电流
当电流经过绝缘阻抗后溢出， 称之为泄漏电
流．当电流经由人体接触， 使电流经过人体流向大
地． 即造成电气伤害。泄漏电流测试与绝缘耐压、
接地保护测试的不同之处在于被测设备是在运行的
状态下进行测试的， 其示意图如图5所示。泄漏回
路中会加上一个人体模拟阻抗电路， 可模拟在真实
情况下人体的阻抗。
图5 泄漏电流测试示意图
不论是国家标准法规还是地区标准法规。泄漏
电流的标准因产品绝缘类型不同而有所不同。
“CLASS I、Ⅱ 、Ⅲ ” 主要考虑产品的绝缘系统，
源自IEC体系。简要介绍如下： CLASS I是指产品
的防触电保护不仅依靠基本绝缘， 而且还包括接地
方式， 也即上文中的I类设备；CLASS 11是指产
品的防触电保护不仅依靠基本绝缘， 而且还包括附
加的安全措施， 例如双重绝缘或加强绝缘， 但没有
接地或依赖安装条件的保护措施， 也即Ⅱ 类设备；
CLASS Ⅲ 是指产品的防触电保护依靠电源电压为安
全特低电压(SELV)． 以保证其不会产生危险电压。
泄漏电流可大致划分为接地泄漏电流、外壳泄
漏电流与患者泄漏电流， 如表4所示。
I类设备不需要测量外壳泄漏电流(金属外壳
必须进行接地以提供触电保护)。由于金属外壳已
在接地电阻测试中进行过等电势测试， 因此仅需测
试未接地的外壳。
《汽车电器》2o12年第10期
表4 泄漏电流的分类
分类 含义
接地泄漏
电流
外壳泄漏
电流
是指通过保护接地线流人接地端子的电流
是指人出没被测设备时通过人体流过的电流
这里不包括因出没接触部而流人人体的电流
患耄 漏羹薹薷 蔷 龋
患者测量 是指在正常使用状态下． 患者在接触部之间
电流 流过的非有意发生生理反应的电流
对于Ⅱ类设备来说， 所有外壳都未接地以提供
触电保护， 因此必须进行测试。
外壳泄漏电流有两个流过途径： “外壳一人
体一接地端子” 以及“外壳一人体一外壳”。请注
意， 为“外壳一人体一外壳” 时， 人必须触摸两处
1．5kQ
±0．1％
0．22uF± 1％
10kQ±O．1％
申0±．0 2％2 F上
隔离的电绝缘封闭部分(也就是完全隔离)。
模拟人体试验用网络的选择， 测试中推荐使用
IEC 60990规定的网络C进行测试， 当然也可商讨使
用其他网络进行测试。网络C的原理如图6所示
泄漏电流大小的确定： ① 按相关的标准GB／
T18488．1— 2006 《电动汽车用电机及其控制器第一
部分：技术条件》的要求为5 mA；② GB 4706．1的
要求为不应超过下述值：对I类便携式器具0．75 1TIA．
对1I类器具0．25 mA， 因电动汽车在非充电状态的
防护等级等同于lI类设备， 故建议泄漏电流要求值
选取为O．25 1TIA
1．3．4 防直触
整车高压部件的安装要满足防护要求． 外壳要
满足防人身直接碰触而受到的电击危害。如图7所示。
1．5kn
±O．1％
0．22UF± l％
1OkQ±O．1％
5
+。．
00g l
％ 申 虫
一 l 芊uF±1％
V
可兼容知觉／反应的网络(ON1) 可兼容放弃的网络(ON2)
图6 网络C的原理图
以下为可能遇到的危险：① 手指可通过产品上
的孔接触到带危险电压的零部件， 外部的小导体
(如手链)可通过小孔接触带有危险电压的零部件；
⑦ 带危险电压的元件与安全低电压之间的绝缘被击
穿，使可接触的零部件带上危险电压； ⑧ 电容的放
电； ④ 接地不良。
常规的防直触有2类： 防手指触摸、防金属探
针触摸(例如维修工具)。IPXXD： 防金属探针接
近。IPXXB： 防止手指接近。GB 4208中对以上两
种防护等级测试方法的要求如表5所示。
表5 试具的尺寸要求
附加字母 试具 试验用力，N
B
=， ==== 铰接试指1
t材N- (金属) 80
10± l
D
⋯一。； j ：2⋯ ⋯
． 约100 ＼ 100±0 2 ～
l’ 棱边去毛刺、_l
手 、(÷ 刚 试验线
(绝缘材料) 挡盘(绝缘材料) (金属)
1±0．1
1．3．5 等电势
等电势是指属于高压部件暴露的导电部件(如
外壳保护盖， 分隔墙)互相连在一起， 并连到车辆
5D 《汽车电器》2012年第10期
图7 防护性示意图
地线上。对于属于高压部件的导电盖子或外壳， 应
达到足够低的等电势。可以采用导线(编织带) 连
接高压零部件的外壳跟地， 以达到等电势； 零部件
也可以使用支架与车身相连达到等电势。
如果高压部件的盖子或外壳由若干单独的部件
组成． 那么在盖子或外壳表面的任何位置均应满足
等电势要求。2 m内的两个裸露部件的测量， 可通
过这两部件的电压降和电流进行计算。
当两高压部件在2 m之内， 其高压部件之间的
等电势电阻≤ 100 mQ ； 不考虑距离， 高压部件至车
身地任何一点之间的等电势电阻≤ 100 mQ ： 高压部
件至其最近车身地之间的等电势电阻应≤40 nl13,；
非直连车身地的高压部件， 与其相邻支架或其它接
触部件之间的等电势电阻≤ 10 mn。
图8为等电势的测试方法。等电势测试也称为
图8 测试参考图
如
)

图18 充电状态下的泄漏电流测试
类设备。对于Ⅱ类设备， 需测试外壳泄漏电流， 测
试时建议上电、怠速， 测试原理图如图19~)T示。
图19 非充电状态下的泄漏电流测试
无论电动汽车在哪种状态下。均需要测试导电
外壳之间的泄漏电流， 测试原理如图20所示。
图20 导电外壳之间的泄漏电流测试示意图
以上所有的电安全试验． 建议在最严酷条件下
开展， 例如下雨天。
3 结束语
电动汽车的安全是众人关注的焦点． 只有满足
了标准中的安全规定， 才能保障车主的使用安全。
本文仅解读了电安全部分， 其它如机械安全、化学
安全、物理安全、气候安全等部分限于篇幅， 未进
行阐述。
参考文献：
[1】ISO DIS 6469—3— 20O9， 电动道路车辆安全要求第3部
分： 防止人员触电fS1．
[2】ISO DIS 6469—1— 2009， 电动道路车辆安全要求第1部
分： 车载储能装置『S1．
【3]GB／T 18384．1～2001，电动汽车安全要求第1部分：车
载储能装置[S】．
[4】GB／T 18384_3— 2OO1，电动汽车安全要求第3部分：人
员触电防护[S】．
[5】IEC 61851，电动车辆传导充电系统[S】．
附： 审稿意见及作者回复
1) 网上下载的GB／T 183845~准文本中有“本
标准不适用于指导电动汽车的装配、维护和修理”，
这与论文内容是否有点冲突?
回复： GB／T 18384是一份电动汽车安全设计
指导规范。我们本次的论文课题为《电动汽车高压
电安全测试解读》， 测试是为了验证设计， 故论文
的内容与标准不冲突。GB标准是设计要求， 论文
是解读测试． 是为了验证产品的设计要求。GB标
准中规定的其它安全设计要求， 限于篇幅， 未进行
解读。另外， 已去掉文中“维修” 的内容， 仅保留
了消费者的相关使用内容。
2) 国家还有GB／T 19751— 2O05． 也是关于这
方面的标准， 为何没有参考和引用?
回复： GB／T 19751— 2O05中的高压电安全标
准-G 是参考GB／T 18384． 所以GB／T 18384为源头
标准。
3) 文中．提72．的“碰撞时的高压安全” 是制定
电动车辆安全标准等全球标准的联合国专门机构
“世界车辆法规协调论坛(W P29)” 的碰撞安全工
作组“GI：kSP” 在2009A~-12月举行的第46次会议上，
通过的电动车辆国际安全标准修正案中的内容。在
这方面， 想听听作者的高见。
回复： 关于碰撞安全。我本人不是负责此方面
的， 故对此了解不深． 不方便对此进行评论。我们
有汽车安全方面的专家， 后续如有机会可以邀请其
做评论。
(编辑孙韶华)
本刊变更简讯
经多方考虑，并报湖南省新闻出版局备案，本
刊2013年作以下调整：
1) 为避开节假日读者延迟收到杂志的情况，
2013~#1月份起将杂志出版日期从原来的每月1日调整
为每月20日出版。
2)《汽车电器》是一本技术性较强的期刊，为方
便读者使用查阅、收藏资料。本刊从2011年第5期开
始至今，按内容或车型等分类推出系列专刊，正文也
从2009年的59页调整到67页， 有些期甚至更多页码。
为应对编辑、组稿及纸张等成本的上涨，从2O13年1
月起将每期杂志价格调整为10元。全年120元。
2013年，我们将更加努力，在内容上下功夫，
以不负读者的厚望与支持!
汽车电器杂志社
《汽车电器》2。12年第10期

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