3 电动汽车高压安全与防护1.3.1 高压电

1.3 电动汽车高压安全与防护

1.3.1 高压电

1.基本概念

依据国家标准《电动汽车安全要求第3部分:人员触电防护》(GB/T 18384.3—2015)中人员触电防护要求,根据不同电压等级可能对人体产生的伤害和危险程度不同,在电动汽车中,将电压按照类型和数值分为两个类型,如表1-3-1所示。

表1-3-1 电压的类型和数值

考虑到空气的湿度和人体在不同工作环境下的电阻,基于安全考虑将车辆电压分为以下安全级别。

A级:较为安全的电压等级。直流电小于或等于60V,交流电(50~150Hz)低于25V,在此电压范围内的维护人员不需要采取特殊的放电保护。

B级:对人体会产生伤害,被认为是高压。在改电压下必须采取必要的防护设备对维护人员进行保护。

2.特征

在电动汽车中,低压通常指的是12V电源系统的电气线路,而高压主要指的是动力电池及相关线路的电压。电动汽车的高压具有如下特点:

(1)高压系统的电压一般都设计在200V以上。例如大多数的电动汽车或混合动力汽车的动力电池电压都在280V左右,如图1-3-1所示。

(2)高压存在的形式既有直流,也有交流,包括动力电池的直流,也有充电时220V电网交流电以及电动机工作时的三相交流电。

(3)高压系统对绝缘的要求更高,大多数传统汽车上设计的绝缘材料,当电压超过200V时可能就变成了导体,因此在电动汽车上的绝缘材料需要具有更高的绝缘性能。

图1-3-1 帝豪EV300动力电池工作电压274~411V

(4)高压系统对正负极距离的要求。12V电压情况下,对正负之间的距离需要很近时才会有击穿空气的可能,但是当电压高到200V以上时,正负极之间有一个很大的距离时就会发生击穿空气而导电,也就是我们常说的电弧。

1.3.2 电动汽车中的高压标识

为防止意外触及高压系统,电动汽车对高压部件均采用特殊的标识或颜色,对维修人员或车主给予警示。电动汽车通常采用两种形式进行高压的标识警示,包括高压警示标识和导线颜色。

1.高压警示标识

每个电动汽车的高压组件壳体上都带有一个标记,售后服务人员或车主均可通过标记直观看出高压可能带来的危险,所用警示牌基于国际标准危险电压警告标志。

如图1-3-2所示,高压警示标识采用黄色底色或红色底色,图形上布置有高压触电国家标准。

图1-3-2 高压警示标识

2.高压警示颜色

由于高压导线可能有几米长,因此在一处或两处通过警示牌标记意义不大,维修服务人员可能会忽视这些标牌。因此用橙色警示色标记出所有高压导线,高压导线的某些插接器以及高压安全插接器也采用橙色设计,如图1-3-3所示。

图1-3-3 橙色高压导线和插接器

1.3.3 电动汽车高压断开方法

电动汽车动力电池单元存在高压,日常检修和维护时需要将高压电断开,因此电动汽车上设计了手动维修开关,手动维修开关连接动力电池内部中间位置,如图1-3-4所示。断开手动维修开关可断开动力电池内部串联结构,从而断开高压电输出。比亚迪e5/e6、吉利帝豪EV300、荣威E50等车型手动维修开关装在动力电池接线盒总成中间表面位置,打开驾驶室内储物盒可操作手动维修开关。

图1-3-4 手动维修开关连接示意图

1.比亚迪e6/e5手动维修开关的断开

(1)打开车辆驾驶室内储物盒并取出内部物品,如图1-3-5所示。

图1-3-5 打开储物盒

(2)取出储物盒底部隔板,如图1-3-6所示。

图1-3-6 取出储物盒底部隔板

(3)如图1-3-7所示,使用十字螺丝刀将盖板安装螺钉(4pcs)拧下,并掀开盖板。

图1-3-7 拆卸盖板安装螺钉

(4)取出手动维修开关上的盖板,如图1-3-8所示。

图1-3-8 取出手动维修开关上的盖板

(5)拉动手动维修开关手柄呈竖直状态,向上提拉,取出手动维修开关,如图1-3-9所示。

图1-3-9 取出手动维修开关

(6)使用电工绝缘胶布封住手动维修开关插接件母端,如图1-3-10所示。

图1-3-10 用电工绝缘胶布封住手动维修开关插接件母端

2.吉利帝豪手动维修开关的断开与连接要点

(1)打开前机舱盖,断开蓄电池负极连接线。

(2)在驾驶室内打开主、副驾驶座椅之间的扶手箱盖板,如图1-3-11所示。

图1-3-11 打开扶手箱盖板

(3)如图1-3-12所示,拆卸扶手箱底部盖板,盖板下即手动维修开关。

图1-3-12 拆卸扶手箱底部盖板

(4)如图1-3-13所示,拇指按住维修开关把手卡扣,其余手指按住把手,当把手由水平位置到垂直位置时,向上垂直拨出维修开关插头。

图1-3-13 拔出手动维修开关

(5)使用电工绝缘胶布封住插接器母端,防止异物落入维修插座造成维修开关短路。最后关闭扶手箱盖板,如图1-3-14所示。

图1-3-14 关闭扶手箱盖板