日本电动汽车碰撞试验的防触电性能试验要求

年初，长安汽车即将量产的E30纯电动汽车进行了据称是中国电动车行业的首次星级碰撞试验，并取得五星安全的好成绩;陆地方舟与江铃合作开发的电动汽车，通过了重庆国家机动车检验中心的碰撞试验，成为国内为数不多的电动车前后碰撞试验的成功者。5月26日，据称符合国家标准的比亚迪E6电动出租车，被追尾后失控使尾部与右侧绿化带树木相撞随即起火，造成车上三人当场死亡。 　　通过碰撞试验也罢，被追尾导致起火燃烧也罢，社会听到、见到的只有其成功与失败的结果，但往往不知道其中的缘由。这里介绍的《日本电动汽车碰撞试验的防触电性能试验要求》(以下简称：要求)，不宜说“他山之石可以攻玉”，但可以称之为一面镜子。 　　1.适用范围 　　电动汽车包括原动力以电动机为中心，准乘人员10名以下、总质量2800kg以下的客货汽车。但是，不包括电动机的工作电压为AC30V或者DC60V以下的汽车。《要求》除满足试验中的指定项目之外，同样适用已有的《前面全面碰撞安全性能试验方法》、《前面错位碰撞安全性能试验方法》以及《侧面碰撞安全性能试验方法》。 　　2.名词解释 　　1)动力系统是指驱动用电机以及附属的电子连接线束和连接器等充电能源存储系统(RESS);电能转换系统电子转换器(驱动用电机的电子控制装置、DC/DC转换器等电力控制或转换装置);行驶辅助装置(加热器，除霜以及动力转向的等)电力连接系统。 　　2)高电压是指直流(DC)供电电压在60V以上1500V以下，交流(AC)供电电压在30V以上1000V以下的电器元件或回路。 　　3)工作电压是指在通常工作时或回路开放状态，所有导电性部分之间所发生的最大电位差(由汽车制造者制定)。直流供电电气回路的工作电压，由被分割的各个回路决定。 　　4)可充电能源存储系统(RESS)。是指给驱动用电机提供电力能源的可充电的能源存储系统。 　　5)充电连接系统是指主要用于外部电源和可充电能源存储系统连接充电装置。其中包括：车辆接口(车辆上用于连接外部电源的端口);车辆接口和电力系统之间的电子连接线束和连接器以及电路和直流相连接的电路。 　　6)外部电源是指车辆外部的交流或直流的电源。 　　7)汽车室内。是指收容乘员的空间内车顶、地板，侧壁，车门、外侧车窗玻璃、肩部隔壁、后部隔壁、后门等带电部件直接接触的电力保护屏障以及附件的边界部分。 　　8)直接接触是指人体接触电力系统的带电部件。 　　9)带电部件是指以通常通电使用为目的导电部分。 　　10)间接接触是指人体接触露出导电部分。 　　11)保护等级IPXXB。是指与电力系统的带电部件直接接触时的保护等级要求。 　　12)外漏导电部分是指通常不通电，但是发生故障时有可能通电的具有导电性的部件中，不使用工具能够容易接触的部件。在这种情况下，如何判断是否能够容易，原则上根据保护等级IPXXB构造的有无来决定。 　　13)绝缘电阻是指与电力系统的带电部件可能发生接触的外漏导电部分之间，以及电力系统的带电部件和电气机箱之间的绝缘性。 　　14)残余电压是指发生碰撞后5s～60s高压母线(拥有自动切断装置的汽车中驱动电动机部分的电路)的正极(V2)、负极(V1)和电气机箱之间电压，以及高压母线(拥有自动切断装置的汽车中驱动电动机部分的电路)的正极和负极电压(Vb)。 　　其测定方法是：在碰撞试验之前，开关S1和已知放电电阻器Re和相应的静电容量相并联(图1)。碰撞试验5s～60s之间，关闭开关S1，测量电压Vb和电流Ie值并记录。电压Vb和电流Ie的乘积，在关闭S1的瞬间(tc)开始到电压Vb下降到高压60VDC以下时(th)需要时间的积分，结果是以焦耳为单位的总能源(TE)。 　　碰撞试验5s～60s之间内测量Vb，当X电容器的静电容量(Cx)是由汽车制造商规定时，总能源TE由以下公式计算。 　　碰撞试验的5s～60s之间，测定V1和V2(参照图1)，Y电容器的静电容量(Cy1、Cy2)是由汽车制造商规定时，由以下公式来计算总能源TEy1、TEy2 图1X电容器所存储的高压母线能源的测量 　　15)残余能源是指发生碰撞后，5s～60s电力系统的高压部件内的能源。 　　16)电子回路是指正常工作时，电流流动的电力系统的带电部件连接的集合。 　　17)高压母线是指高压工作时的可充电能源存储系统，包含充电连接系统的电路。 　　18)RESS的电路是指通过自动切断装置被切断的电力系统电路，包含可充电能源存储系统(RESS)的部分。 　　19)驱动电机电路是指通过自动切断装置切断的电力系统的电路，包含驱动电机的部分。 　　20)自动切断装置是指碰撞时感知撞击，驱动电机电路中RESS的电路切断机构。 　　21)电动机箱是指互相通电来连接的导电部分的合体，以这个电势为基准。 　　22)电能源变换系统是指提供为以电的驱动力的电能源产生的系统(燃料电池)。 　　23)电气保护屏障是指对于从某个方向直接接触电力系统带电部件时所设置的保护部件。 　　24)附件是指对于从某个方向接触内部机器时实施环绕保护的部件。 　　25)开放式驱动用蓄电池是指以被大气放出的氢气的形式作为必要的液体的蓄电池。 　　3. 试验 　　1)试验前应提供汽车制造商提供的数据，包括试验准备以及测试方法等需要特别确认的事项。 　　2)试验汽车的状态 　　(1)可充电能源存储系统(RESS)应达到汽车制造商规定的汽车正常功能为止的充电，或者开放式驱动用蓄电池的可充电能源存储系统(RESS)，应注入规定最大量的电解液。 　　(2)电子式转换器应在确认其正常动作的基础上，使该转换器在停止工作的状态下进行碰撞试验。 　　(3)自动关闭装置在碰撞时应保持在正常工作状态。但在试验时判断不能满足汽车制造商规定的工作条件时，关闭从驱动用电动机的电子回路到RESS的电子回路后可以实施试验。 　　3)试验前准备 　　1)自动关闭装置的工作状况指示灯应安装在试验用车的容易看见的侧后面。但是，车内的自动关闭装置的工作状况确认的指示灯等，为了容易确认不规定安装在指定位置。 　　2)间接接触测定的准备。决定测定对应的导电部件和机箱之间的电阻的要点，必要情况下可以为能够在试验后容易测定电阻而进行加工。 　　3)测定绝缘电阻的准备。决定电力系统的带电部件和可能接触到的外漏导电部分之间以及电力系统的带电部件和机箱之间的绝缘电阻等的测定要点。在必要的情况下，必要情况下可以为能够在试验后容易测定电阻而进行加工。 　　4)测定决定测试要点间绝缘电阻的稳定性。根据绝缘电阻监控器中下降动作等来判断测定值不安定的情况下，可以通过让该装置工作停止或者卸载该装置等进行必要的改造来完成测试。另外，卸载该装置的情况下，通过电力系统的带电部件和机箱之间的绝缘电阻不变化的图纸等来证明。 　　5)剩余电压测定包括：决定在高压母线的电压测定要点，和设置在高压母线上随时测定电压的装置。 　　6)剩余能源测定包括决定在高压母线中的电力系统高压部件内的能量测点要点，和设置随时测定在高压母线上电力系统的高压部件能源的装置。 　　7)为了能后确认碰撞后可充电能源存储系统(RESS)的电解液有无泄漏，在电子保护屏障以及附件上适当擦拭涂料。 　　8)为便于电解液和其他集合体(汽油，燃料的代替液体等)的区分，应在这些其他集合体上标示颜色。 　　4.测试项目以及测定范围 　　1)自动关闭装置工作的有无。在碰撞试验后，确认并记录自动关闭装置工作状况的有无。 　　2)关于触电保护性能的条件 　　(1)碰撞试验后，确认有无与电力系统(与充电系统相连系统除外)的带电部件直接接触。 　　(2)碰撞试验后，测量试验前指定导电部件和机箱之间的电阻，确认该导电部件的安装位置(车内或车外)以及是否是外露导电部件。 　　(3)碰撞试验后，测量并记录试验前与指定电力系统(与充电系统相连系统除外)的带电部件可能接触的外露导电部件之间以及电力系统(与充电系统相连系统除外)的带电部件和机箱之间的绝缘电阻。 　　(4)碰撞后，记录从5s～60s之间的最大电压值、最大能源值。 　　3)确认并记录可充电能源存储系统(RESS)的电解液的泄漏情况。如果是开放式驱动用电池的话，也要有相应的记录。 　　4)确认并记录可充电能源存储系统(RESS)的固定状况等。 　　5)试验结束后，马上对可充电能源存储系统(RESS)的固定状况等安全性能特征部分进行观察，同时进行拍摄，记录全部试验情况。 　　6)测量数据的处理(四舍五入)。 　　(1)电解液的漏出量的测定值是指以升为单位到小数点后一位。 　　(2)外露导电部分和机箱之间的电阻是指以欧姆为单位到小数点第4位。 　　(3)工作电压是指以伏为单位到小数点后1位。 　　(4)工作电压1伏的绝缘电阻值的有效位数是3位。 　　(5)剩余电压是指以伏为单位到小数点后1位。 　　(6)剩余能源是指以模块为单位到小数点后2位。( 编辑/李艳娇 )