日本電動汽車碰撞試驗的防觸電性能試驗要求

　　去年，長安汽車即將量產的E30純電動汽車進行了據稱是中國電動車行業的首次星級碰撞試驗，并取得五星安全的好成績；陸地方舟與江鈴合作開發的電動汽車，通過了重慶國家機動車檢驗中心的碰撞試驗，成為國內為數不多的電動車前后碰撞試驗的成功者。5月26日，據稱符合國家標準的比亞迪E6電動出租車，被追尾后失控使尾部與右側綠化帶樹木相撞隨即起火，造成車上三人當場死亡。

　　通過碰撞試驗也罷，被追尾導致起火燃燒也罷，社會聽到、見到的只有其成功與失敗的結果，但往往不知道其中的緣由。這里介紹的《日本電動汽車碰撞試驗的防觸電性能試驗要求》（以下簡稱：要求），不宜說“他山之石可以攻玉”，但可以稱之為一面鏡子，即：電動汽車試驗前后的防觸電標準與要求有哪些，同時檢討我們自己有哪些做到了，有哪些超過了它，當然也包括有哪些尚未做到。

　　適用范圍

　　電動汽車包括原動力以電動機為中心，準乘人員10名以下、總質量2800kg以下的客貨汽車。但是，不包括電動機的工作電壓為AC30V或者DC60V以下的汽車。《要求》除滿足試驗中的指定項目之外，同樣適用已有的《前面全面碰撞安全性能試驗方法》、《前面錯位碰撞安全性能試驗方法》以及《側面碰撞安全性能試驗方法》。

　　名詞解釋

　　1）動力系統是指驅動用電機以及附屬的電子連接線束和連接器等充電能源存儲系統（RESS）；電能轉換系統電子轉換器（驅動用電機的電子控制裝置、DC/DC轉換器等電力控制或轉換裝置）；行駛輔助裝置（加熱器，除霜以及動力轉向的等）電力連接系統。

　　高電壓是指直流（DC）供電電壓在60V以上1500V以下，交流（AC）供電電壓在30V以上1000V以下的電器元件或回路。

　　工作電壓是指在通常工作時或回路開放狀態，所有導電性部分之間所發生的最大電位差（由汽車制造者制定）。直流供電電氣回路的工作電壓，由被分割的各個回路決定。

　　可充電能源存儲系統（RESS）。是指給驅動用電機提供電力能源的可充電的能源存儲系統。

　　充電連接系統是指主要用于外部電源和可充電能源存儲系統連接充電裝置。其中包括：車輛接口（車輛上用于連接外部電源的端口）；車輛接口和電力系統之間的電子連接線束和連接器以及電路和直流相連接的電路。

　　外部電源是指車輛外部的交流或直流的電源。

　　汽車室內。是指收容乘員的空間內車頂、地板，側壁，車門、外側車窗玻璃、肩部隔壁、后部隔壁、后門等帶電部件直接接觸的電力保護屏障以及附件的邊界部分。

　　直接接觸是指人體接觸電力系統的帶電部件。

　　帶電部件是指以通常通電使用為目的導電部分。

　　間接接觸是指人體接觸露出導電部分。

　　保護等級IPXXB。是指與電力系統的帶電部件直接接觸時的保護等級要求。

　　外漏導電部分是指通常不通電，但是發生故障時有可能通電的具有導電性的部件中，不使用工具能夠容易接觸的部件。在這種情況下，如何判斷是否能夠容易，原則上根據保護等級IPXXB構造的有無來決定。

　　絕緣電阻是指與電力系統的帶電部件可能發生接觸的外漏導電部分之間，以及電力系統的帶電部件和電氣機箱之間的絕緣性。

　　殘余電壓是指發生碰撞后5s～60s高壓母線（擁有自動切斷裝置的汽車中驅動電動機部分的電路）的正極（V2）、負極（V1）和電氣機箱之間電壓，以及高壓母線（擁有自動切斷裝置的汽車中驅動電動機部分的電路）的正極和負極電壓（Vb）。

　　其測定方法是：在碰撞試驗之前，開關S1和已知放電電阻器Re和相應的靜電容量相并聯（圖1）。碰撞試驗5s～60s之間，關閉開關S1，測量電壓Vb和電流Ie值并記錄。電壓Vb和電流Ie的乘積，在關閉S1的瞬間（tc）開始到電壓Vb下降到高壓60VDC以下時（th）需要時間的積分，結果是以焦耳為單位的總能源（TE）。

　　碰撞試驗5s～60s之間內測量Vb，當X電容器的靜電容量（Cx）是由汽車制造商規定時，總能源TE由以下公式計算。

　　碰撞試驗的5s～60s之間，測定V1和V2（參照圖1），Y電容器的靜電容量(Cy1、Cy2)是由汽車制造商規定時，由以下公式來計算總能源TEy1、TEy2

　圖1X電容器所存儲的高壓母線能源的測量

　　殘余能源是指發生碰撞后，5s～60s電力系統的高壓部件內的能源。

　　電子回路是指正常工作時，電流流動的電力系統的帶電部件連接的集合。

　　高壓母線是指高壓工作時的可充電能源存儲系統，包含充電連接系統的電路。

　　RESS的電路是指通過自動切斷裝置被切斷的電力系統電路，包含可充電能源存儲系統（RESS）的部分。

　　驅動電機電路是指通過自動切斷裝置切斷的電力系統的電路，包含驅動電機的部分。

　　自動切斷裝置是指碰撞時感知撞擊，驅動電機電路中RESS的電路切斷機構。

　　電動機箱是指互相通電來連接的導電部分的合體，以這個電勢為基準。

　　電能源變換系統是指提供為以電的驅動力的電能源產生的系統（燃料電池）。

　　電氣保護屏障是指對于從某個方向直接接觸電力系統帶電部件時所設置的保護部件。

　　附件是指對于從某個方向接觸內部機器時實施環繞保護的部件。

　　開放式驅動用蓄電池是指以被大氣放出的氫氣的形式作為必要的液體的蓄電池。

　　3.試驗

　　1）試驗前應提供汽車制造商提供的數據，包括試驗準備以及測試方法等需要特別確認的事項。

　　2）試驗汽車的狀態

　　（1）可充電能源存儲系統（RESS）應達到汽車制造商規定的汽車正常功能為止的充電，或者開放式驅動用蓄電池的可充電能源存儲系統（RESS），應注入規定最大量的電解液。

　　（2）電子式轉換器應在確認其正常動作的基礎上，使該轉換器在停止工作的狀態下進行碰撞試驗。

　　（3）自動關閉裝置在碰撞時應保持在正常工作狀態。但在試驗時判斷不能滿足汽車制造商規定的工作條件時，關閉從驅動用電動機的電子回路到RESS的電子回路后可以實施試驗。

　　3）試驗前準備

　　1）自動關閉裝置的工作狀況指示燈應安裝在試驗用車的容易看見的側后面。但是，車內的自動關閉裝置的工作狀況確認的指示燈等，為了容易確認不規定安裝在指定位置。

　　2）間接接觸測定的準備。決定測定對應的導電部件和機箱之間的電阻的要點，必要情況下可以為能夠在試驗后容易測定電阻而進行加工。

　　3）測定絕緣電阻的準備。決定電力系統的帶電部件和可能接觸到的外漏導電部分之間以及電力系統的帶電部件和機箱之間的絕緣電阻等的測定要點。在必要的情況下，必要情況下可以為能夠在試驗后容易測定電阻而進行加工。

　　4）測定決定測試要點間絕緣電阻的穩定性。根據絕緣電阻監控器中下降動作等來判斷測定值不安定的情況下，可以通過讓該裝置工作停止或者卸載該裝置等

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