二、高压电力系统的安全防护
众所周知,人体安全电压值为36V。高电压是指直流电的工作电压值为60~1500V;交流电的工作电压值为30~1000 V。高压电力系统是指工作电压值在上述范围内的高压电部件和电力线束以及插接件。纯
电动汽车和
混合动力汽车的电力驱动系统的工作电压,直流电的电压值普迫超过300V,交流电的工作电压则达345~800V,这就是说纯
电动汽车驱动系统的电力系统是高压电力系统。
1. 直接接触保护
在纯
电动汽车中,乘员直接触及
蓄电池组和其池高压电力系统的部件(包括DC/DC升压器、DC/AC逆变器、主线束/高压绝缘屏蔽电力电缆以及插接件)会导致触电,因此它们均需具有保护外套/障壁(包括像胶绝缘、金属网屏障及塑料封闭外壳等)防护,避免乘员直接触及。最为重要的是,上述保护装置不得在未使用工具的情况下被打开、拆开或移除。而确认检验部位是否符合直接接触防护的做法,是用各类试验探头和试验探针来确定的。
2. 间接接触保护
电绝缘的高压电路(包括动力
蓄电池组、高压电部件和高压电力主线束以及插接件)在正常情况下,它幻都是由障壁、保护外套、保护罩隔离的,车辆乘员触及不到它们。可是在电绝缘的高压电路由于故障,如发生碰撞或是由于某种外来冲击,使上述外套、护罩所保护的带电体拐电时,那些高压电部件会与车身间产生危险的电位差。为此必须将障壁、护套或护罩的裸露部分连接到低吸抗的带电底盘/车身,以使它们具有相同电位。因为与人体相比,带电的底盘/车身与高压部件间的电阻要低得多,所以几乎没有电流通过人体。三菱i-MiEV纯
电动汽车的车载动力
蓄电池组与底盘/车身就是连接在一起的,如图97所示。
为确保间接接触保护性能,当电流大于0. 2A时,所有外露可导电部件与车身/底盘之间电阻值必须低于0. 1Ω。
为满足直接接触保护和间接接触保护要求,三菱i-MiEV牌纯
电动汽车的高压电力系统安全措施整车结构如图98所示。
3.确保绝缘阻抗
由于动量转换装置或其池电气装置的影响,使高压电路与带电底盘/车身(电路系统参考电位)间无法完全断开。为确保乘员安全,必须确保高压电力系统与车身之间绝缘阻抗大于法规值,即对于直流电源的电力主线束处于工作电压时应至少为100Ω/V(如三菱i-MiEV纯
电动汽车的驱动电池组额定电压为330V,因此其 绝缘电阻必须超过33kΩ);对于交流电源的电力主线束处于工作电压时则至少为500Ω/V。
不论是直接接触导致的乘员触电,还是间接接触导致的乘员触电,乘员的人体都必须被防护,所以在纯
电动汽车上必须设置漏电检测系统。当人体与高压电力系统中的部件存在电位差,可能形成闭合回路时,就会危及乘员的人身安全。所以必须避免形成上述闭合回路。
为此必须监控高压电系统部件与带电底盘/车身间的绝缘电阻,当电阻值呈现低下时,漏电检测系统必须向用户发出警报。三菱i-MiEV牌纯
电动汽车的漏电检测系统的原理如图99所示。
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