《新能源汽車高壓安全與防護》課件-項目三 高壓電基礎(chǔ)理論

任務(wù)1高壓基礎(chǔ)理論與安全識別項目三高壓電基礎(chǔ)理論建議課時：1課時很多維修技術(shù)人員談到高電壓電動汽車時，都會談“壓”色變。你現(xiàn)在被安排到新能源汽車的售后維修車間實習(xí)，主管要求你給其他人員培訓(xùn)如何去識別新能源汽車上的高壓電，你能做到嗎？1.能夠描述電的基本概念；2.能夠描述歐姆定律在高壓系統(tǒng)的應(yīng)用；3.能夠描述區(qū)分高壓與低壓的方法；4.能夠描述識別高電壓車輛警示標(biāo)識的方法。1.能夠正確識別高電壓車輛警示標(biāo)識。高壓與低壓電的基本概念工作準(zhǔn)備實施步驟高電壓與安全歐姆定律1.電的基本概念（1）物質(zhì)、原子和電子電被定義為“在某個力的作用下，通過某個導(dǎo)體的電子流”。為了更好地理解這個定義，我們需要了解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。我們周圍的任何事物（固體、液體和氣體）均被認(rèn)為是物質(zhì)。物質(zhì)是由許多不同的原子和原子組合構(gòu)成的。物質(zhì)的組成（2）電子的運動一個電子以能夠保持其軌道的速度圍繞中子做旋轉(zhuǎn)運動。中子吸引力與電子旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生離心力之間的平衡使每個電子保持著各自的運動軌道（殼層）。殼層外部的電子叫做價電子。電流的形成形式（3）導(dǎo)體與絕緣體原子隨物質(zhì)的不同而有所區(qū)別。一種物質(zhì)的價電子越多，電子越難以通過。相反，價電子的數(shù)量越少，該物質(zhì)越有利于電子的流過。不言而愈，導(dǎo)體與絕緣體之間的區(qū)別就在于其價電子的數(shù)量。汽車上的銅導(dǎo)線2.歐姆定律（1）電壓電壓是使電流流過一個導(dǎo)體的壓力（電動勢）。電壓的力是由兩個原子間的一個“勢差”而引起的；也就是說，正（+）電荷與負（-）電荷之間的數(shù)量差造成了這種不平衡的狀態(tài)。電壓與水壓的比較（2）電流電流是電子從一個原子到下一個原子的流動。以單位安培來計量電流，通常縮寫為A。一個安培表示有6280億個電子在一秒內(nèi)流過一個固定點。電流是一個很大的基本單位，例如，如果低于一個安培十分之一的電流流過人體，將會造成嚴(yán)重人體傷害。（3）電阻電阻阻礙或限制電路中的電流流動。所有電路均存在一定的電阻。所有的導(dǎo)體例如銅、銀和金等同樣也對電流具有一定的阻力。我們使用單位歐姆來計量電阻。表示電阻的符號是一個希臘字母Ω?？梢詫㈦娮枧c水塔中所形成的水流阻力做一個比較，來說明這個原理。（4）歐姆定律電壓、電流和電阻相互間有著某種特定的關(guān)系。使用以下公式，可以描述歐姆定律，以說明電壓（E表示電動勢），電流（I表示強度）和電阻（R）之間的關(guān)系。歐姆定律的表現(xiàn)形式3.高壓與低壓（1）基本概念依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T18384.3-2006人員觸電防護要求，根據(jù)不同電壓等級可能對人體產(chǎn)生的傷害和危險程度不同，在新能源汽車中，將電壓按照類型和數(shù)值分為以下2個類型：表

電壓的類型和數(shù)值電壓級別工作電壓（單位：V）DC（直流）50~150HzAC（交流）A0＜U≤600＜U≤25B60＜U≤100025＜U≤660（2）特征在新能源汽車中，低壓通常指的就是12V電源系統(tǒng)的電氣線路，而高壓主要指的是動力蓄電池及相關(guān)線路的電壓。特斯拉MODULES動力蓄電池總電壓400V4.認(rèn)識高壓標(biāo)識為防止意外觸及高壓系統(tǒng)，新能源汽車對高壓部件均采用特殊的標(biāo)識或顏色對維修人員或車主給予警示。新能源汽車通常采用兩種形式進行高電壓的標(biāo)識警示，這包括高壓警示標(biāo)識和導(dǎo)線顏色。（1）高壓警示標(biāo)識每個新能源汽車的高電壓組件殼體上都帶有一個標(biāo)記，售后服務(wù)人員或每位車主均可通過標(biāo)記直觀看出高電壓可能帶來的危險，所用警示牌基于國際標(biāo)準(zhǔn)危險電壓警告標(biāo)志。高壓警示標(biāo)識（2）高壓警示顏色由于高壓導(dǎo)線可能有幾米長，因此在一處或兩處通過警示牌標(biāo)記意義不大。售后服務(wù)人員可能會忽視這些標(biāo)牌。因此用橙色警示色標(biāo)記出所有高電壓導(dǎo)線，高電壓導(dǎo)線的某些插頭以及高電壓安全插頭也采用橙色設(shè)計。如圖所示。高壓橙色導(dǎo)線及連接器絕緣防護裝備隨車充電器，充電樁實訓(xùn)中心新能源汽車（在國家車型目錄內(nèi)車輛）萬用表1.使用萬用表測量電動汽車充電樁輸出電壓，并記錄下電壓值。注意：測量充電樁電源輸入端電壓，充電樁輸出端電壓只有在充電樁內(nèi)部接觸器閉合的情況下才有電壓輸出。2.打開實訓(xùn)中心新能源車輛前機艙蓋，識別以下標(biāo)識的位置并說明其含義。安全標(biāo)示3.識別以下橙色導(dǎo)線的位置，并說明其含義。橙色導(dǎo)線1.高電壓與安全在電動汽車中，高壓電氣系統(tǒng)的工作電壓在數(shù)百伏，較高的工作電壓對電源系統(tǒng)與車輛底盤之間的絕緣性能提出了更高要求。高壓電的位置對于電動汽車的高壓電系統(tǒng)和自動斷路器的工作狀態(tài)及功能的監(jiān)測，需要檢測的參數(shù)可以分成以下幾類：（1）高壓電氣參數(shù)：高壓系統(tǒng)電壓、電流，高壓總線剩余電量；（2）高壓電路參數(shù)：動力電池絕緣電阻、高壓總線等效電容；（3）非電測量參數(shù)：環(huán)境溫度、濕度；（4）數(shù)字量測參數(shù)：主要是開關(guān)量的輸入和輸出。根據(jù)電動汽車和人體安全標(biāo)準(zhǔn)，在最大交流工作電壓小于660V，最大直流工作電壓小于1000V以及整車質(zhì)量小于3500kg的條件下，電動汽車的高壓安全要求如下：（1）人體的安全電壓低于60V，觸電電流和持續(xù)時間乘積的最大值小于30mA·s；（2）絕緣電阻除以電池的額定電壓至少應(yīng)該大于100歐姆/V，最好是能確保大于500歐姆/V；（3）對于各類電池，充電電壓不能超過上限電壓，一般最高不超過額定電壓的30%；（4）對于高于60V的高壓系統(tǒng)的上電過程至少需要100ms，在上電過程中應(yīng)該采用預(yù)充電過程來避免高壓沖擊；（5）在任何情況下繼電器斷開時間應(yīng)該小于20ms，當(dāng)高壓系統(tǒng)斷開后1s，汽車的任何導(dǎo)電的部分和可接觸的部分對地電壓峰值應(yīng)當(dāng)小于42.4V（交流）/60V（直流）。（1）電是一種能量，也是電子流動的表現(xiàn)形式。（2）絕緣體是可以防止或阻止電流的物質(zhì)，采用該種材料包裹導(dǎo)線可以起到防止電擊等作用。（3）描述電壓、電流和電阻相互間特定的關(guān)系的定律是歐姆定律。（4）在新能源汽車中，低壓通常指的就是

12V電源系統(tǒng)的電氣線路，而高壓主要指的是動力蓄電池及相關(guān)線路的電壓。（5）新能源汽車采用兩種形式進行高電壓的標(biāo)識警示，包括高壓警示標(biāo)識和導(dǎo)線顏色。（1）電流有兩種表現(xiàn)形式，即直流電流與交流電流。（對）（2）電阻阻礙或限制電路中的電流流動，因此電流能導(dǎo)通的電路沒有電阻。（錯）（3）B級的電壓等級中，該電壓下的維護人員不需要采取特殊的防電保護。（錯）（4）高壓警示標(biāo)識采用黃色底色，或紅色底色，圖形上布置有高壓觸電國標(biāo)。（對）（5）為了醒目，新能源汽車采用紅色警示色標(biāo)記出所有高電壓導(dǎo)線。（錯）（1）下列關(guān)于電的描述正確的是？（AB）A.電子的移動形成電B.電有交流與直流C.電是有物質(zhì)的原子移動產(chǎn)生的D.電的正負極沒有區(qū)別（2）根據(jù)電的特性，物質(zhì)可以基本分為哪兩類？（不含半導(dǎo)體）（AB）A.導(dǎo)體B.絕緣體C.中性體D.正負體（3）下列關(guān)于歐姆定律的描述正確的是？（AB）A.主要是關(guān)于電壓、電流、電阻的關(guān)系描述B.電壓一定時，電阻越大，電流越小C.電阻一定時，電壓越大，電流越小D.電壓等于電阻除以電流1.電的基本概念2.簡述電流的表現(xiàn)形式3.請簡要敘述新能源車輛中高壓與低壓電的概念4.簡述新能源車輛高壓標(biāo)識的形狀、特征以及作用1.實訓(xùn)教師使用萬用表測量電動汽車充電樁輸出電壓，學(xué)生觀察并記錄下電壓值。2.打開實訓(xùn)中心新能源車輛前機艙蓋，識別高壓標(biāo)識的位置并說明其含義。3.識別橙色導(dǎo)線的位置，并說明其含義根據(jù)制定的計劃實施，完成以下任務(wù)并記錄任務(wù)2新能源汽車高壓部件認(rèn)知項目三高壓電基礎(chǔ)理論建議課時：1課時維修帶有高電壓的新能源汽車之前，必須正確認(rèn)識車輛上哪些部件具有高壓。你的主管讓你去維修一輛純電動汽車，但是和你一起維修的另一名技師并不了解車輛上哪些部件是危險的，你能在維修前給他正確的引導(dǎo)和說明嗎？1.能夠描述新能源汽車高電壓的主要位置；2.能夠描述新能源汽車高電壓的特征；3.能夠描述混合動力汽車高電壓的部件及特點；4.能夠描述純電動汽車高電壓的部件及特點。1.能夠正確判斷混合動力汽車高電壓部件位置；2.能夠正確判斷純電動汽車高電壓部件位置。主要高電壓部件及特點新能源汽車高電壓的主要位置工作準(zhǔn)備實施步驟高電壓車輛高壓特征1.新能源汽車高電壓的主要位置純電動汽車與混合動力汽車設(shè)計有高電壓。高電壓車輛的高電壓部件主要集中在以下幾個位置：（1）驅(qū)動系統(tǒng)包括動力電蓄池和三相電機，以及電機驅(qū)動控制器和逆變器。（2）空調(diào)與加熱系統(tǒng)包括有高壓電驅(qū)動的壓縮機，高壓的PTC加熱器。（3）充電系統(tǒng)包括有為動力電蓄池充電的車載充電器和充電接口。（4）電源系統(tǒng)主要是DC-DC轉(zhuǎn)換器。高電壓車輛的高壓部件安裝位置具有以下特點：1）高壓部件主要集中在整體式車身的外部。北汽EV純電動汽車位于底盤的橙色高壓導(dǎo)線2.高電壓車輛高壓特征（1）高電壓類型純電動汽車和混合動力汽車，其高電壓系統(tǒng)均同時具有直流高壓和交流高壓。直流高壓主要分布在動力蓄電池到各個驅(qū)動部件的位置，如動力蓄電池到驅(qū)動逆變器之間連接的是直流高電壓；動力蓄電池到高壓壓縮機之間連接的是直流高電壓。交流高壓主要分布在逆變器與驅(qū)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(qū)動電機之間的交流高電壓電壓通常都在300V左右，而充電接口與車載充電器之間的交流高電壓即為外部電網(wǎng)的220V50Hz的電壓。（2）存在時間高電壓車輛上的高電壓并不是持續(xù)存在的，除了動力蓄電池會持續(xù)存在高電壓外，其它的系統(tǒng)或部件只有在運行的時候才具有高電壓。充電期間具有高電壓的部件3.主要高電壓部件及特點（1）混合動力汽車高電壓部件驅(qū)動車輛時，其主要的高壓部件有動力蓄電池、逆變器和電機。在逆變器內(nèi)部具有的逆變轉(zhuǎn)換包括有直流變直流、交流變直流、以及直流變交流：1）直流/直流：把動力蓄電池高電壓的直流電轉(zhuǎn)換為車輛電氣系統(tǒng)所用的直流電，并給車輛12V蓄電池充電。2）交流/直流：把三相交流電轉(zhuǎn)換成直流電給動力蓄電池充電。3）直流/交流：把動力蓄電池的直流電轉(zhuǎn)換成三相交流電給電機供電。（2）純電動汽車高電壓部件如圖所示，為典型純電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)（3）高電壓部件的位置及特點1）電機如圖所示為驅(qū)動電機內(nèi)部具有高壓的部件位置。驅(qū)動電機高壓位置2）逆變器如圖所示為逆變器上的主要高壓部件位置，逆變器通常模塊殼體采用金屬全封閉設(shè)計，主要的高電壓位置集中的模塊電纜的接口上。逆變器高壓位置3）高壓壓縮機對于混合動力汽車來說，空調(diào)壓縮機可以由電機來驅(qū)動。由于空調(diào)機消耗大量能量，需要對其供電（例如可以由動力蓄電池的直流電壓供電）。電動機可采用三相異步電動機，這相當(dāng)于在空調(diào)壓縮機中集成了直流/交流逆變器。高壓壓縮機在運行時，位于壓縮機上的高壓電纜接口、高壓連接電纜以及壓縮機本身均具有高電壓。4）動力電池。如圖所示，動力電池上所有的部件，這包括維修開關(guān)、連接導(dǎo)線均具有高電壓。動力電池高壓位置5）充電。充電的新能源汽車，充電樁和充電手柄上具有高電壓。需要注意的是，出于對車主的安全考慮，當(dāng)前的充電樁和充電接口，在車輛未充電時，系統(tǒng)內(nèi)部都會自動斷開電路循環(huán)，也就是說未正式充電前，充電樁和接口是安全的。絕緣防護裝備充電器北汽新能源純電動汽車；比亞迪秦混合動力汽車；榮威e50純電動汽車；或其他同類新能源汽車。絕緣拆裝組合工具本任務(wù)主要識別純電動汽車與混合動力汽車高壓部件的位置，包括以下2個任務(wù)：1.識別純電動汽車高電壓部件位置及高壓存在的時間。2.識別混合動力汽車高電壓部件位置及高電壓存在的時間。實施任務(wù)前準(zhǔn)備：（1）對高電壓車輛周圍布置好明顯的警示標(biāo)識。（2）檢查車輛，確保車輛無故障，主要是高壓漏電類故障。（3）制作以下標(biāo)識，用于在實訓(xùn)過程中標(biāo)識高壓部件。實施步驟：1）觀察實訓(xùn)車輛，記錄下車輛的型號。2）使用充電器給車輛充電，并將手中的高壓標(biāo)識粘貼到具有高壓的部件上面。3）打開車輛的前機艙，標(biāo)識在車輛未運行時的高壓部件。4）標(biāo)識車輛在運行時前機艙的高壓部件。5）打開車輛行李艙，標(biāo)識車輛行李艙內(nèi)的高壓部件。6）舉升車輛，拆卸車輛下護板，標(biāo)識車輛底部的高壓部件。7）總結(jié)純電動汽車和混合動力汽車高壓部件的安裝位置特點。1.北汽EV200高壓部件識別（1）車輛型號及充電接口位置車輛型號：車輛型號（2）打開前機艙蓋，可以找到以下部件的位置：1）PDU-高壓動力分配單元、DC-DC轉(zhuǎn)換器、車載充電器。2）電機控制器。3）高壓電纜接口。前機艙部件（3）舉升車輛，拆下前部、底板護板，可以找到以下部件的位置：1）三相電動機。2）動力電池。3）高壓電纜。底盤部件（4）降下車輛，在車內(nèi)可以找到電池維修開關(guān)位置，如圖車內(nèi)部件和電池維修開關(guān)2.比亞迪秦混合動力高壓部件識別（1）車輛型號及充電接口位置車輛型號：車輛型號（2）打開行李艙，拆卸車輛內(nèi)飾，可以找到以下部件位置：1）動力蓄電池。2）動力分配單元，即BDU。3）車載充電器。行李艙內(nèi)部件（3）打開前機艙蓋，從機艙蓋內(nèi)可以找到以下部件的位置：1）電機控制器。2）DC-DC轉(zhuǎn)換器。機艙內(nèi)部件（4）在車內(nèi)行李艙位置可以找到手動維修開關(guān)位置，如圖手動維修開關(guān)位置3.榮威e50主要高壓部件識別（1）驅(qū)動電動機總成榮威e50驅(qū)動電動機為三相交流電動機，接受PEB的控制，是整個車輛的動力源。如圖手動維修開關(guān)位置（2）電力電子箱電力電子箱是控制驅(qū)動電動機的電器組件，在高速CAN上與整車控制器VCU、儀表、車身等控制器通信。接收VCU的轉(zhuǎn)矩命令以控制驅(qū)動電動機，且電力電子箱控制器帶有自診斷功能，確保系統(tǒng)安全運行。電力電子箱內(nèi)部（3）高壓配電單元高壓配電單元，位于前機艙中，固定在PEB和PDU托盤上，如圖所示。其主要作用為，將高壓動力電池組的高壓電分配給各高壓用電器；同時，可以對電動空調(diào)壓縮機和加熱器高壓回路起過電流保護作用。高壓配電單元高壓配電單元內(nèi)部（4）動力電池動力電池為整車提供動力能源，它包含5個模塊，其中3個27串3并的大模塊，2個6串3并的小模塊。如圖動力電池組（1）純電動汽車和混合動力汽車，其高電壓系統(tǒng)均同時具有直流高壓和交流高壓。（2）交流高壓主要分布在逆變器與驅(qū)動電機之間，以及充電接口與車載充電器之間。（3）除了動力蓄電池會持續(xù)存在高電壓外，其它的系統(tǒng)或部件只有在運行的時候才具有高電壓。（4）純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與混合動力汽車的區(qū)別的是在逆變器前方增加了一個充電器。（5）高壓壓縮機在運行時，高壓電纜接口、高壓連接電纜以及壓縮機本身均具有高電壓。（1）用于連接高壓部件之間的導(dǎo)線也屬于高電壓部件。（對）（2）大多數(shù)車輛動力蓄電池、逆變器等都布置在乘客艙內(nèi)部。（錯）（3）新能源汽車充電系統(tǒng)部件僅在車輛充電期間存在高電壓。（對）（4）當(dāng)電機運行時，高壓電纜、插頭，以及電機定子繞組上均會存在直流高電壓。（錯）（5）充電樁和充電接口，在車輛未充電時，系統(tǒng)內(nèi)部都會自動斷開電路循環(huán)。（對）（1）高壓新能源汽車高壓部件主要有？（ABC）A.動力電池B.驅(qū)動電機及控制器C.高壓附屬部件D.車窗電機（2）動力電池的高電壓具有的特點是？（A）A.一直持續(xù)有高電壓B.關(guān)閉點火開關(guān)后高壓消失C.高壓僅有25V左右D.內(nèi)部存在直流和交流高壓（3）動力電機或控制器高電壓具有的特點是？（BD）A.一直持續(xù)有高電壓B.關(guān)閉點火開關(guān)后高壓消失C.高壓僅有25V左右D.內(nèi)部存在直流和交流高壓（4）高壓壓縮機和PTC高電壓具有的特點是？（BD）A.一直持續(xù)有高電壓B.關(guān)閉點火開關(guān)后高壓消失C.高壓僅有25V左右D.PTC加熱器位于蒸發(fā)箱內(nèi)不易碰到1.新能源汽車高電壓的主要位置2.高電壓車輛高壓特征3.主要高電壓部件及特點識別純電動汽車高電壓部件位置及高壓存在的時間：識別混合動力汽車高電壓部件位置及高電壓存在的時間：根據(jù)制定的計劃實施，完成以下任務(wù)并記錄任務(wù)3新能源汽車安全設(shè)計項目三高壓電基礎(chǔ)理論建議課時：1課時現(xiàn)在有一輛電動汽車發(fā)生了事故，你被指派過去現(xiàn)場處理事故車輛的清理工作，你能正確區(qū)別哪些地方是安全的，哪些車輛部件或系統(tǒng)依然會存在高電壓嗎？1.能夠描述新能源汽車的主要安全隱患；2.能夠描述新能源汽車的安全設(shè)計方案及特點。1.能夠正確分析新能源汽車的安全設(shè)計特點，并靈活運用。新能源汽車的安全隱患工作準(zhǔn)備實施步驟新能源汽車安全要求的國家標(biāo)準(zhǔn)新能源汽車的安全設(shè)計1.新能源汽車的安全隱患新能源汽車安全隱患包括有高壓觸電、動力蓄電池泄漏與燃燒，以及車輛特殊情況下可能存在的其他風(fēng)險等。新能源汽車主要高壓電氣系統(tǒng)部件（1）高壓安全無論是純電動汽車，還是高電壓的混合動力汽車，其電壓和電流等級都比較高。動力蓄電池的電壓一般在300~600V。正常工作時，電流可達幾百安培。人體觸電的主要形式（2）動力蓄電池安全新能源汽車的關(guān)鍵部分是動力蓄電池，對于動力蓄電池安全性的研究是分析高壓電類型新能源汽車安全性的前提。近年來，鋰離子電池在純電動汽車和混合動力汽車上得到了廣泛的應(yīng)用。所以以鋰離子電池為例，來介紹動力蓄電池的安全性。新能源汽車動力蓄電池與安裝位置1）過充電與過放電在給車輛進行充電時，特別是在電池充電末期，電池內(nèi)部離子的濃度增加，擴散性能下降，濃差極化增加，電池接受能力下降，電池再充電就會出現(xiàn)過充電。過充電導(dǎo)致的溫度過高著火2）過電流鋰電池過電流主要有以下幾種情況：a.低溫環(huán)境下充放電。在低溫環(huán)境下，由于電池的導(dǎo)電性和擴散性下降，特別是電池負極的鋰離子活動能力下降，電池可接受電流的能力下降，容易導(dǎo)致電池出現(xiàn)過電流。b.電池老化、電池的性能下降（包括容量降低、內(nèi)阻增加、倍率特性下降等）后，仍按照原來電流充電容易導(dǎo)致產(chǎn)生的相對電流過大。c.電池并聯(lián)成組。3）電池過溫上述提到的過充、過放、過電流會導(dǎo)致電池過溫，以下幾種情況也會引起電池過溫：a.電池的熱管理系統(tǒng)失效。表現(xiàn)為動力蓄電池組總成內(nèi)電池溫度傳感器損壞，或者是檢測控制電路失效或散熱風(fēng)扇損壞。系統(tǒng)監(jiān)測電池溫度b.電池溫度采樣點有限。車輛上電池數(shù)量眾多，很難對每個單體電池都實現(xiàn)溫度檢測。c.溫度采樣點受限制。由于電池本身結(jié)構(gòu)的原因，新能源汽車的電池管理模塊對電池的溫度采樣點一般都在電池正負極接線柱上，或者通過貼片采集電池外殼的溫度，不能反映實際的電池內(nèi)部溫度。d.工作環(huán)境溫度高。如果電池靠近驅(qū)動電機或空氣壓縮機等發(fā)熱部件，會導(dǎo)致電池過溫。e.電池溫度升高會引發(fā)的隱患包括有電池本身性能的逐步下降，進一步加劇了電池內(nèi)部的短路。此外由于電池本身溫度過高，會導(dǎo)致電池產(chǎn)生熱溫度變形，從而產(chǎn)生泄漏等事故的發(fā)生。（3）危險運行工況下的安全新能源汽車由于存在高電壓，因此在行駛中發(fā)生事故時，如果沒有很好的安全設(shè)計，很容易發(fā)生安全隱患。這些安全隱患包括有：1）高壓系統(tǒng)短路當(dāng)動力系統(tǒng)的高壓線短路時，將會導(dǎo)致動力蓄電池瞬間大電流放電，此時動力蓄電池和高壓線束的溫度迅速升高，將會導(dǎo)致動力蓄電池和高壓線束的燃燒，嚴(yán)重時還可能會引起電池爆炸。2.新能源汽車的安全設(shè)計從上面的敘述可以看出，新能源汽車存在的安全風(fēng)險包括:高壓系統(tǒng)短路、高壓系統(tǒng)絕緣故障、高壓系統(tǒng)脫落、高壓充電風(fēng)險等。新能源汽車安全設(shè)計新能源汽車維修安全碰撞安全電氣安全功能安全（1）維修安全維修安全主要包含兩方面:傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的維修安全和針對新能源汽車的特殊維修安全。新能源汽車的維修安全主要是防止高壓觸電。奧迪混合動力汽車上的維修開關(guān)（2）碰撞安全當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時，車輛的安全系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)滿足以下要求:碰撞過程中以及碰撞后都要保證相關(guān)人員的人身安全。慣性開關(guān)在電路圖中的位置（3）電氣安全新能源汽車的電氣安全主要包括以下方面:1）防止人員接觸到高壓電。2）電池能量的合理分配。3）充電時的高壓安全。4）行駛過程中的高壓安全。5）碰撞時的電氣安全。6）維修時的電氣安全等。（4）功能安全此外，對于電動類型的新能源汽車，還需要從以下2個功能方面采取安全設(shè)計，避免安全隱患的發(fā)生。1）扭矩安全管理為防止車輛出現(xiàn)不期望的運動，需要在整車控制器中加入扭矩安全控制策略。具體扭矩安全策略如下:a.整車控制器負責(zé)計算整車的扭矩需求，計算的扭矩需求的差值大于某個標(biāo)定值，則認(rèn)為扭矩輸出存在安全風(fēng)險，此時整車控制器會將車速限制在安全范圍內(nèi)。b.若整車控制器的需求扭矩與電機的實際扭矩的差值大于某個標(biāo)定值，則認(rèn)為電機的扭矩控制存在風(fēng)險，此時整車控制器將會限制電機的扭矩輸出，若兩者差值一直過大，則切斷動力蓄電池的動力輸出。2）充電安全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，為此進行如下設(shè)計:a.只有檔位放在P檔時才允許充電。b.在充電過程中，扭矩需求及實際扭矩輸出都應(yīng)當(dāng)為0。c.當(dāng)充電槍插上時，不允許閉合控制高壓電輸出的接觸器。d.當(dāng)充電回路絕緣電阻小于標(biāo)準(zhǔn)要求的阻值時，應(yīng)當(dāng)停止充電并斷開高壓接觸器。絕緣防護裝備無北汽新能源純電動汽車；比亞迪秦混合動力汽車；或其他同類新能源汽車。廠家維修手冊及培訓(xùn)資料1.新能源汽車安全設(shè)計方面的部件認(rèn)知（1）動力電池安全設(shè)計以北汽新能源為例，查找動力電池廠家的資料，學(xué)習(xí)動力電池相關(guān)的安全設(shè)計策略。1）電池可用容量修正。電池管理系統(tǒng)BMS根據(jù)單體電池在環(huán)境溫度下的放電容量，以及慢充過程中因為電芯一致性變差導(dǎo)致電池系統(tǒng)充電并未真正充滿等因素，確定可用容量上報給整車控制器VCU，VCU根據(jù)該值計算續(xù)航里程。2）SOC估算及修正策略。根據(jù)車載充電模式和行車模式下單體電池最高電壓進行SOC修正。3）放電過程電流控制策略。行車放電過程中，放電電流不能超過電池BMS系統(tǒng)給整車VCU上報的最大允許放電電流值。放電過程電流控制策略是BMS根據(jù)動力電池當(dāng)前的SOC及最高溫度實時調(diào)整“最大允許放電電流”數(shù)值。4）能量回饋過程控制策略。BMS通過上報“最大允許充電電流”給整車控制器來表現(xiàn)動力電池當(dāng)前狀態(tài)可以接受最大回饋電流的能力。5）車載充電電流控制策略。車載充電時，BMS根據(jù)當(dāng)前最小溫度請求允許最大充電電流。當(dāng)單體最高電壓充電到3.6V時，BMS請求充電電流降到5A。單體最高電壓達到3.7V，停止充電，并把SOC修正為100%。6）地面充電控制策略。快充時動力電池系統(tǒng)與地面充電樁之間的交互信息及工作流程嚴(yán)格按照《GB/T27930-2011電動汽車非車載傳導(dǎo)式充電機與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議》執(zhí)行。受限于動力電池的充電能力，為了更好地實現(xiàn)快充功能，在快充過程中設(shè)計有加熱功能。7）保溫過程控制策略。車載充電完成之后，根據(jù)電池的溫度判斷是否需要保溫，如果需要保溫，進入保溫過程。a.進入保溫條件：電池溫度Tmax＜25℃并且Tmin＜10℃。b.在保溫過程中，如果Tmin<5℃，BMS向車載充電機請求加熱需求電壓360V，加熱需求電流5A，并閉合加熱繼電器。c.保溫過程中，當(dāng)Tmin≥8℃時，斷開加熱繼電器，停止加熱。d.保溫時間：6h。如果進入保溫過程達到6h，停止保溫，退出保溫過程。8）動力電池故障處理策略。動力電池系統(tǒng)在行車模式/車載充電模式/地面充電模式下診斷、上報和處理的故障，及處理措施及恢復(fù)條件。2.車輛安全設(shè)計比亞迪秦主要從以下幾個方面進行安全設(shè)計：1）碰撞保護→通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測當(dāng)車輛安全氣囊引爆后，系統(tǒng)將自動切斷正常高電壓。2）高壓互鎖→通過在高壓連接器上設(shè)計監(jiān)測低壓開關(guān)，當(dāng)開關(guān)被斷開時先斷開高電壓，防止觸電。3）電源極性反接保護→意外接錯電源正負極，系統(tǒng)將自動切斷高電壓。4）開蓋檢測→在高壓電池與部件的蓋子上設(shè)立低壓開關(guān)，在低壓開關(guān)打開（蓋子被打開）時，系統(tǒng)切斷高電壓。5）主動泄放與被動泄放→通過主動與被動監(jiān)測是否存在對車身短路，自動快速將電池組電能泄放掉，避免電池發(fā)熱燃燒。此外，秦高壓系統(tǒng)的每一個高壓回路均有保險做為過流保護。動力蓄電池內(nèi)部的接觸器與保險絲3.高壓維修安全設(shè)計比亞迪秦對維修人員有特殊的安全操作要求，這包括如圖所示的4個方面。秦維修的高壓安全須知此外，系統(tǒng)設(shè)計的維修開關(guān)（ServiceSwitch），主要作用是當(dāng)車輛在以下情況時直接斷開高壓回路，從而保證操作人員的安全。例如：1）檢修所有高壓模塊產(chǎn)品。2）檢修所有動力蓄電池包四周的零部件。3）檢修其他以需要拆卸或移動高壓產(chǎn)品為前提的零部件。維修開關(guān)

1.新能源汽車安全要求的國家標(biāo)準(zhǔn)（1）動力蓄電池安全要求1）動力蓄電池的絕緣電阻、爬電距離的要求應(yīng)符合GB/T18384.1的要求。2）應(yīng)保證車輛的任何地方不得有安裝在車輛上的動力蓄電池產(chǎn)生的危險氣體聚集。3）動力蓄電池艙應(yīng)盡可能與乘客艙隔開。動力蓄電池艙應(yīng)確保均勻散熱和通風(fēng)，使車輛運行過程中或過程后，動力蓄電池處于安全允許的溫度范圍內(nèi)，動力蓄電池排出的有害氣體能安全地逸到大氣中，不允許排到乘客艙。4）在發(fā)生意外事故或其他故障條件下，動力蓄電池可能會釋放出較多的有害物質(zhì)，此時應(yīng)使其危險降到最低限度，尤其要注意乘客艙。5）動力蓄電池和動力電路系統(tǒng)應(yīng)通過斷路器和熔斷器進行保護。該裝置應(yīng)能在車輛制造廠規(guī)定的過流、與動力蓄電池連接的電路出現(xiàn)短路的情況下，自動斷開與動力蓄電池的連接電路。該裝置的響應(yīng)時間應(yīng)由車輛制造廠根據(jù)動力蓄電池參數(shù)、動力蓄電池和電路發(fā)生過流或短路的防護方式來確定。6）動力蓄電池類型應(yīng)清晰可見地注明動力蓄電池的化學(xué)類型以便識別。（2）觸電防護安全要求1）防止與動力電路系統(tǒng)中帶電部件直接接觸非高電壓動力電路系統(tǒng)本標(biāo)準(zhǔn)不做要求。2）車輛不得含有暴露的導(dǎo)線、接線端、連接單元。動力電路系統(tǒng)的帶電部件，應(yīng)通過絕緣或使用蓋、防護欄、金屬網(wǎng)板等來防止直接接觸。這些防護裝置應(yīng)牢固可靠，并耐機械沖擊。在不使用工具或無意識的情況下，它們不能被打開、分離或移開。3）在乘客艙及行李箱中，帶電部件在任何情況下都應(yīng)由至少能提供IPXXD防護等級的殼體來防護。4）發(fā)動機艙中的帶電部件應(yīng)設(shè)計為只有在有意接近的情況下，才有可能接觸到。5）打開機蓋后，與系統(tǒng)連接的部件應(yīng)具有IPXXB防護等級。6）車輛其他地方的帶電部件，應(yīng)