纯电动汽车高压电气系统安全设计_杨国亮
纯电动汽车高压电气系统安全设计
纯电动汽车高压电气系统安全设计一、纯电动汽车电气系统安全分析纯电动轿车电气系统主要包括低压电气系统、高压电气系统及CAN通讯信息网络系统。
1、低压电气系统采用12V供电系统，除了为灯光照明系统、娱乐系统及雨刷器等常规低压用电器供电外，还为整车控制器、电池管理系统、电机控制器、DC/DC转换器及电动空调等高压附件设备控制回路供电；2、高压电气系统主要包括动力电池组、电驱动系统、DC/DC电压转换器、电动空调、电暖风、车载充电系统、非车载充电系统及高压电安全管理系统等；3、CAN总线网络系统用来实现整车控制器和电机控制器、以及电池管理系统、高压电安全管理系统、电动空调、车载充电机和非车载充电设备等控制单元之间的相互通信。
图a高压配电盒纯电动汽车电压和电流等级都比较高，动力电压一般都在300～400V（直流），电流瞬间能够达到几百安。
人体能承受的安全电压值的大小取决于人体允许通过的电流和人体的电阻。
有关研究表明，人体电阻一般在1000～3000Ω。
人体皮肤电阻与皮肤状态有关，在干燥、洁净及无破损的情况下，可高达几十千欧，而潮湿的皮肤，特别是受到操作的情况下，其电阻可能降到1000Ω以下。
由于我国安全电压多采用36V，大体相当于人体允许电流30mA、人体电阻1200Ω的情况。
所以要求人体可接触的电动汽车任意2处带电部位的电压都要小于36V。
根据国际电工标准的要求，人体没有任何感觉的电流安全阈值是2mA，这就要求人体直接接触电气系统任何一处的时候，流经人体的电流应该小于2mA才认为整车绝缘合格。
因此，在纯电动汽车的开发过程中，应特别考虑电气系统绝缘问题，严格按照电动汽车相关国标标准要求设计，确保绝缘电阻能够满足人身安全需求，保证绝缘电阻值大于100Ω/V。
二、电动汽车高压电气系统安全设计概述相对于传统汽车而言，纯电动汽车采用了大容量、高电压的动力电池及高压电机和电驱动控制系统，并采用了大量的高压附件设备，如：电动空调、PTC电加热器及DC/DC转换器等。
c-ncap中对新能源汽车的碰撞高压电气安全要求
文章标题：c-ncap中对新能源汽车的碰撞高压电气安全要求探究1. 背景介绍新能源汽车的发展日益成熟，越来越多的消费者开始关注电动汽车、混合动力车等新型汽车。
而随着新能源汽车的需求增加，人们对于其安全性能的关注度也与日俱增。
在这样的背景下，c-ncap（我国新车评价计划）对新能源汽车的碰撞高压电气安全要求成为了人们关注的焦点。
2. 碰撞安全要求c-ncap的碰撞安全要求是新能源汽车安全评价的必要内容之一。
在进行新能源汽车碰撞测试时，c-ncap将会评价车辆在碰撞情况下的安全表现，包括车辆整体结构的抗撞能力、安全气囊的保护性能、座椅及头枕的保护程度等。
c-ncap还会对新能源汽车在碰撞后的高压电气安全性能进行评估，以确保车辆在碰撞事故中高压电气系统的安全性。
3. 高压电气安全要求在c-ncap的新能源汽车碰撞测试中，高压电气安全要求是至关重要的一环。
由于新能源汽车采用电动驱动系统，高压电池和高压电气系统成为了车辆的核心部件。
高压电气系统的安全性直接关系到车辆在碰撞事故中的安全性能。
c-ncap对新能源汽车的高压电气安全要求主要包括以下几个方面：3.1 高压电池结构新能源汽车的高压电池结构需要具备足够的抗撞能力，以确保在碰撞事故中不会因为电池损坏而引发安全隐患。
c-ncap会对电池的包装结构、外壳材料、安装位置等进行评估，以确保其具备良好的碰撞安全性能。
3.2 高压电气系统隔离在碰撞事故中，高压电气系统需要能够迅速隔离并切断电源，以防止电气系统的短路或漏电现象。
c-ncap会对车辆的高压电气系统隔离措施进行测试，以验证其在碰撞事故中的安全性能。
3.3 高压电气系统绝缘高压电气系统的绝缘性能直接关系到车辆在碰撞事故中的安全性能。
c-ncap会对车辆的高压电气系统绝缘材料、绝缘层厚度、绝缘性能等进行评估，以确保车辆在碰撞事故中不会因为电气系统故障而引发安全隐患。
4. 个人观点与理解针对c-ncap中对新能源汽车的碰撞高压电气安全要求，我认为其意义重大。
纯电动汽车高压电安全管理系统
纯电动汽车高压电安全管理系统汇报人：2023-12-22•引言•纯电动汽车高压电安全管理系统概述目录•硬件设计及选型•软件设计及实现方法•实验验证与性能评估•结论与展望01引言纯电动汽车的发展随着环保意识的提高和技术的不断发展，纯电动汽车逐渐成为未来交通出行的重要选择。
高压电安全的重要性纯电动汽车在行驶过程中涉及到高压电的使用，因此高压电安全是纯电动汽车发展的关键问题之一。
研究目的与意义为了保障纯电动汽车高压电安全，需要对其高压电安全管理系统进行研究，以确保驾驶员和乘客的安全。
背景与意义国内外研究现状国内研究现状国内对于纯电动汽车高压电安全管理系统已经有一定的研究，但尚未形成完整的体系，且在实际应用中仍存在一些问题。
国外研究现状国外对于纯电动汽车高压电安全管理系统研究较为深入，已经形成了一系列的标准和规范，并在实际应用中得到了广泛应用。
国内外研究比较国内外在纯电动汽车高压电安全管理系统研究方面存在一定差距，国内需要进一步加强对该领域的研究和应用。
02纯电动汽车高压电安全管理系统概述系统定义与组成纯电动汽车高压电安全管理系统是一种用于保障电动汽车高压电安全运行的设备，它能够实现对电动汽车电池、电机、充电设施等高压电气系统的实时监控、故障诊断、安全控制和保护。
系统组成纯电动汽车高压电安全管理系统主要由以下几个部分组成：1）高压电气系统；2）传感器；3）控制器；4）执行器；5）人机界面等组成。
工作原理纯电动汽车高压电安全管理系统通过传感器对高压电气系统的工作状态进行实时监测，将监测数据传输至控制器，控制器根据预设的算法对数据进行分析处理，判断高压电气系统是否存在故障或异常情况，并根据判断结果发出相应的控制指令，执行器根据控制指令对高压电气系统进行相应的操作，保障高压电气系统的安全运行。
要点一要点二工作特点纯电动汽车高压电安全管理系统具有以下特点：1）实时监控：能够实时监控高压电气系统的工作状态；2）故障诊断：能够对高压电气系统进行故障诊断，及时发现并处理故障；3）安全控制：能够根据高压电气系统的运行状态进行安全控制，保障高压电气系统的安全运行；4）保护：能够对高压电气系统进行保护，避免因故障或异常情况导致的损失。
任务一 纯电动汽车高压安全防护(教案)-《新能源汽车整车控制技术》同步教学(西北工业大学出版社)
任务一纯电动汽车高压安全防护一、教学目标（一）知识目标1.能够通过与客户交流和查阅相关维修技术资料获取车辆信息。
2.能够独立制订工作计划并按计划实施。
3.高压安全防护装备的检查。
4.高压安全防护及触电急救。
（二）能力目标将系统复杂的知识图表化——对知识进行加工提炼，绘制图表，便于理解、记忆和复习，提高自学能力。
（三）素质目标1.在学习和检修过程中，遵守汽车维修安全操作规程，并养成 7S 现场管理的工作习惯。
2.能与小组成员顺畅沟通、通力协作，共同完成任务。
3.能客观进行自评、互评，具备接受他人的评价的承受力。
二、教学重难点高压安全防护装备的检查、个人及车辆的高压安全防护，触电急救三、教学内容1.作业前准备工作维修工作人员对纯电动汽车进行维护时，一定要穿好绝缘鞋，身上不要携带金属物品，如项链、戒指、口袋里不要装硬币等。
使用至少1000V 耐久性的绝缘手套，并在使用前确认是否破损，在未佩戴绝缘手套的情况下不要直接接触高压电部分。
进行场地检查，在比较明显的位置使用三角警示牌提醒其他人员“高电压作业中触模危险”。
将维修车辆停放在维修工作区域时，先确认地面和发动机舱内没水，不允许在潮湿的环境下作业。
确认工作区域内配有二氧化碳灭火器。
准备所需维修工具，确认维修工具经过绝缘处理。
切忌手上沾有水时进行高压作业或在高压部件沾有水的状态下作业。
在地面或周围湿度过高时，须停止作业。
切断高压系统电源，首先切断手动维修开关。
2.人身安全防护装备（1）绝缘手套绝缘手套是用天然橡胶制成的，用绝缘橡胶或乳胶经压片、模压、硫化或浸模成型的五指手套，主要用于电工作业，是个体防护装备中绝缘防护的重要组成部分。
在使用前必须对绝缘手套进行充气检验，若发现有破损则不能使用。
（2）绝缘鞋绝缘鞋的作用是使人体与地面绝缘，防止电流通过人体与大地之间构成通路，对人体造成电击伤害，使触电时的危险降低到最小程度，所以电气作业时不仅要戴绝缘手套，还要穿绝缘鞋。
新能源汽车高压电气系统安全评估研究
新能源汽车高压电气系统安全评估研究新能源汽车的快速发展与普及，给人们的出行方式带来了巨大的变革。
与传统燃油车相比，新能源汽车具有环保、节能、安全等诸多优势，成为了未来汽车产业的发展方向。
而在新能源汽车的核心技术中，高压电气系统一直是备受关注的焦点之一。
高压电气系统不仅是新能源汽车的动力源，也是其一项关键的安全风险。
因此，对新能源汽车高压电气系统的安全评估研究显得尤为重要。
一、新能源汽车高压电气系统概述新能源汽车的高压电气系统是指整车中的动力电池组、电机控制器、高压直流-直流变换器等组成的系统。
其中，动力电池组作为高压电气系统的核心部件，不仅能够存储大量的电能，还能为电机提供所需的高压直流电源。
而电机控制器则是控制电机转速、转矩等参数的关键设备，高压直流-直流变换器则负责将动力电池组输出的直流电转换为电机所需的直流电。
在新能源汽车的高压电气系统中，由于需要承载较高的电压和电流，因此一旦出现故障，可能会导致严重的安全事故。
比如电池过热、电路短路、电气火灾等，都会对车辆和乘车人员造成危险。
二、新能源汽车高压电气系统安全评估方法为了保障新能源汽车高压电气系统的安全运行，需要对其进行全面的安全评估。
在对高压电气系统进行安全评估时，通常会涉及到以下几个方面的内容：电池组安全性评价、电机控制器可靠性评估、电气火灾风险评估等。
1. 电池组安全性评价电池组是新能源汽车高压电气系统中最为重要的组件之一，其安全性评价直接影响到整个系统的安全性。
在电池组的安全性评价中，通常会考虑到电池的热失控、短路、过充、过放等情况，以及对外界环境的耐受性等。
通过对电池组各项指标的评估，可以为车辆设计和生产提供重要的参考依据。
2. 电机控制器可靠性评估电机控制器是新能源汽车高压电气系统中的另一项核心组件，其可靠性评估同样至关重要。
在电机控制器的可靠性评估中，通常会包括对其工作环境的适应性、稳定性、抗干扰性等方面的考察。
通过对电机控制器的可靠性评估，可以有效提高整个系统的稳定性和安全性。
电工技师论文
国家职业资格全国统一鉴定电工论文（国家职业资格一级）论文题目：新能源汽车高压安全与防护姓名：身份证号：准考证号：所在省市：所在单位：新能源汽车高压安全与防护摘要：纯电动汽车和混合动力汽车的高压系统均同时具有直流高压和交流高压，依据国家标准GB/T 18384.3—2015《电动汽车安全要求第3部分：人员触电防护》要求，在电动汽车维修时必须严格按照流程进行，必须遵循高压安全操作规范和机动车维修操作规范。
前言新能源汽车相比于传统内燃机汽车，由于驱动系统存在高电压，其安全系统设计更为复杂。
纯电动汽车和混合动力汽车的高压系统均同时具有直流高压和交流高压，直流高压主要分布在动力电池到各个驱动部件的位置，交流高压主要分布在逆变器与驱动电机之间，以及充电接口与车载充电器之间。
无论是纯电动汽车，还是高电压的混合动力汽车，其电压和电流等级都比较高。
动力电池的电压一般为300-600V，正常工作时，电流可达几百安培，这已经远远超过人体能承受的极限，因此，在执行新能源车辆维护与维修期间，必须遵循高压安全操作规范和机动车维修操作规范，做好新能源汽车高压安全与防护。
1 新能源汽车的高压安全隐患1.1高压触电安全人体能承受的安全电压的高低取决于人体允许通过的电流和人体的电阻。
人体电阻主要由体内电阻、体表电阻、体表电容组成。
人体电阻随着条件的不同在很大范围内变化，但是一般不低于lkΩ。
我国民用电网中的安全电压多采用36V,大体相当于人体允许电流30mA(以人体电阻为120Ω)的情况，这就要求人体可接触的新能源汽车任意两个带电部位的电压要小于36V，流过人体的电流应当小于2mA才认为车辆绝缘合格。
1.2动力电池安全新能源汽车的关键部分是动力电池，对于动力电池安全性的研究是分析高压电类型新能源汽车安全性的前提。
锂离子电池在纯电动汽车和混合动力汽车上得到了广泛的应用，所以以锂离子电池为例，来介绍动力电池的安全性。
锂离子电池在正常使用过程中不会出现安全问题，但电池的滥用会导致电池的热效应加剧，这是锂离子电池出现安全问题的导火索，最终表现为电池的“热失控”，从而引起安全事故。
纯电动汽车高压电气系统安全设计探究
纯电动汽车高压电气系统安全设计探究摘要结合国际电工现行要求及标准，人体无任何感觉情况下电流是2mA安全阂值，故要求人体所直接接触到电气系统各部位，流经人体实际电流均务必把控于 2 mA范围，如此才视为整车绝缘均合格。
故纯电动类型汽车开发设计期间，务必考虑到电气系统的绝缘层面问题，结合电动汽车现行国标要求及标准实施安全系统科学设计，以保证绝缘电阻可满足于人身安全层面需求，绝缘电阻需＞100Ω/V范围，可以说，纯电动汽车内高压电气的系统安全性设计较为重要，直接关系着驾乘人员自身的生命安全。
故本文主要围绕着纯电动汽车内高压电气的系统安全性设计开展深入的研究和探讨，仅供参考。
关键词：电气系统；高压；纯电动汽车；安全设计纯电动汽车内高压电气实际运行期间，系统安全较为重要，直接关系着驾驶者以及设备运行安全。
故积极落实纯电动汽车内高压电气的系统安全性设计，有着一定的现实意义和价值。
1.纯电动汽车内电气系统的安全分析纯电动汽车内电气系统以高压以及低压电气、CAN通讯的信息网络相应系统为主。
低压电气实行12 V供电，为车辆灯光照明、雨刷器、娱乐等低压电器系统供电，且为电动空调、转换装置、电机控制装置、电池管理、整车控制装置、高压附件以及设备的控制回路予以供电；纯电动汽车内高压电气，该系统内部以电驱动、动力的电池组、高压电的安全管理、非车载式充电、车载充电、电暖风、电动空调、电压转换装置各个系统为主；CAN的总线网络，则用于整车控制装置、电机控制装置、非车载式充电装置、车载充电装置、电动空调、高压电的安全管理、电池管理所有控制单元通信[1]。
纯电动汽车内电流以及电压均为较高等级，动力电压通常是直流300~400 V，电流瞬间达到百安。
而人体所能承受安全的电压值由人体可允许通过电流以及电阻所决定。
人体电阻通常为1 000~3 000Ω，部分研究指出，人体皮肤的电阻和皮肤状态关系密切，洁净干燥、无破损状态下，可达到几十千欧；潮湿皮肤态下，尤其受操作影响下，则电阻＜1 000Ω。
基于整车安全的EV冷藏车高压附件控制策略研究
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ： Ｐ ｌ ｅ ｆ 、 ／ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｒ ｅ ｆ ｒ ｉ ｇ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｖ ｅ ｈｉ ｃ ｌ ｅ； ｈｉ ｇ ｈ ｖ ｏ ｈａ ｇ ｅ ａ ｃ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｒ ｉ ｅ ｓ； ｖ ｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ； ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｙ ｇ
随着 客户 对新 能 源汽 车 在驾 驶过 程 中车 辆 舒 适 性 、功能 性等 需求的不断提高 ，使得 纯电动物流车 的 高压 附件 逐渐 增 多 。随之 而来 的就是 纯 电动 汽车 的高压 能量消耗量增大 ，对整车 电气的安全性要 求逐 步提高 为了能够更好地保 障整车安全 ，在不影 响客 户使用 的条件 下延长续驶里程 ，这就 需要整车控制器 Ｖ Ｃ Ｕ 对高压 附件各 元器件进行能量优 化管理 ，提高 整 车能量利用效率 ＝ 本 文 针对 某款 纯 电动 冷 藏 车 ，通过 整 车控 制 器
Ｘ Ｉ Ｉ Ｂ ａ ｎ — ｔ ｏ ｎ ｇ ，Ｙ Ａ Ｎ Ｇ Ｇ ｕ ｎ — ｌ ｉ ａ ｎ ｇ ．ＷＵ Ｑ ｉ （ １ ． Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ［ Ａ Ｉ Ｎ ａ ｉ Ａ ｕ ｔ ｏ ｍ ｏ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｃ ｏ ． ，Ｌ ｔ ｄ ． ，Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ３ ０ ０ ４ ５ ７ ，ｅ ｈ ｉ ｎ ａ ： Ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ Ａ ｕ ｔ ｏ ｍｏ ｂ ｉ ｌ ｅ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ，Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ２ ６ ０ ６ ，ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；３ ． Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｈ ｕ ａ ｔ ａ ｉ Ｍｏ ｒ ｔ ｏ ｒ Ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ ，Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ２ ２ ｌ ８ ．Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ）
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警告标识等。尤其是布置在机舱内的部件，如电机及其 控制系统、电动空调系统、DC/DC 电压转换器、车载充 电机等及它们中间的连接接口，都需要达到一定的防 水和防护等级。并且高压部件应具有高压危险警告标 识，以警示用户与维修人员在保养与维修时注意这些 高压部件。
由于纯电动汽车线束包括低压线束与高压线束， 为提示和警示用户和维修人员，高压线束应采用橙色 线缆并用橙色波纹管对其进行防护。同时高压连接器 也应标识为橙色，起到警示作用，并且所选高压连接器 应达到 IP67 防护等级。 3.3 预充电回路保护设计
现代电动汽车一般分为纯电动汽车、混合动力汽 车、燃料电池电动汽车、外接式可充电混合动力汽车及 增程式电动汽车。纯电动汽车是指完全由蓄电池提供 电力驱动的电动汽车，工作电压高达几百伏，远远高于 安全电压。且高压系统工作时放电电流有可能达到数 十安，甚至高达上百安[1]。当高压电路发生绝缘、短路及 漏电等情况时，会直接对驾乘人员的人身生命财产安 全造成危害。因此，在设计高压系统和对高压系统关键 部件进行选型时，不仅要满足整车驱动的要求，还必须 确保驾乘人员和汽车运行环境安全。因此，纯电动汽车 整车的电气系统安全性已成为评价纯电动汽车安全性 的一项重要指标。文章简述了某公司纯电动轿车高压 电气系统的安全设计与控制策略。
Ｄｅｓｉｇｎ－Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ
FOCUS 技术聚焦
路中设置保险和接触器，当发生过载或短路而引起保 险或接触器短路时，高压管理系统会通过对接触器触
原边电流
磁芯
副边补偿线圈
点和相关控制接触器闭合的有效指令进行综合判定， 若检测出相关电路故障，高压管理系统会发出声光报
霍尔元件
AMP
警以提示驾驶员。 3.5 故障检测与故障处理方法 3.5.1 绝缘电阻检测与故障处理
纯电动汽车电压和电流等级都比较高，动力电压 一般都在 300～400 V（直流），电流瞬间能够达到几百 安。人体能承受的安全电压值的大小取决于人体允许 通过的电流和人体的电阻。有关研究表明，人体电阻一 般在 1 000～3 000 Ω。人体皮肤电阻与皮肤状态有关， 在干燥、洁净及无破损的情况下，可高达几十千欧，而 潮湿的皮肤，特别是受到操作的情况下，其电阻可能 降到 1 000 Ω 以下。由于我国安全电压多采用 36 V，
Design of Battery Electric Vehicle High Voltage Electrical System Safety
Abstract: The design of battery electric vehicle（BEV）safety not only considers the passenger's active safety and passive safety but also pays a great attention on battery system and high voltage system safety in BEV development. This paper introduces the relative solutions on the protection and identification of high voltage parts and high voltage wire harness, pre-charging circuit protection, protection of high pressure device overload/short, testing of insulation resistance, detection of battery electric current and voltage, inspection of high voltage contactor's contacting point, detection of interlocking circuit, detection of charging interlocking, discharging protection of high pressure system and collision safety, forming a complete safety design method for high voltage electrical system of BEV. This method can ensure the safe operation for high voltage system of BEV. Key words： Battery electric vehicle （BEV ）； High voltage electrical system； High voltage contact；Insulation resistance；High voltage interlock；Collision safety
导致高压电路与汽车底盘间的绝缘性能降低，由此可 可控制的并且有自我保护切断高压回路功能的高压接
能造成汽车火灾的发生，直接影响汽车驾乘人员的生 触器。根据整车设计的需求，任何电动汽车在动力主回
命安全。因此，在电动汽车高压系统设计时，首先应确 路中都会配置高压接触器，如果高压接触器触点发生
保绝缘电阻值大于 100 Ω/V；其次当汽车发生绝缘电 闭合或断开失效时，没有相应的正确处理方式应对，将
２０１５（１１）
Ｄｅｓｉｇｎ－Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ
FOCUS 技术聚焦
纯电动汽车高压电气系统
安全设计
杨国亮 1 齐同启 2 柳熹 3 许保同 1 （1.华泰汽车新能源汽车研究院；2.天津清源电动汽车有限责任公司；3.天津易众腾动力技术有限公司）
摘要：在电动汽车研发安全设计中，纯电动汽车安全设计除与传统燃油车一样考虑乘员的主动安全与被动安全外，还需 重点考虑动力电池系统和高压系统安全。为解决纯电动汽车高压电系统的安全问题，文章对高压部件和高压线束防护与 标识、预充电回路保护、高压设备过载/短路保护、绝缘电阻检测、动力电池电流电压检测、高压接触器触点状态检测、高压 互锁电路检测、充电互锁检测、高压系统余电放电保护以及碰撞安全等高压系统潜在的安全问题提出了相应的解决方 案，形成一整套完整的电动汽车高压电气系统的安全设计方案。该方案能确保电动汽车高压系统安全可靠地运行。 关键词：纯电动汽车；高压电气系统；高压触点；绝缘电阻；高压互锁；碰撞安全
电动汽车电气化程度相对传统汽车要高，其中像
副边补偿电流
测量输出 测量电阻
图 3 霍尔式电流传感器原理图
电池包、电驱动系统、高压用电辅助设备、充电机及高 3.5.4 高压接触器触点状态检测与故障处理
压线束等在汽车发生碰撞、翻转及汽车运行的恶劣环
为实现纯电动汽车的控制功能和高压电路的可自
境（汽车振动、外部环境湿度及温度）影响下，都有可能 行切断保护功能，在电动汽车的高压系统中必须配置
根据纯电动汽车的特殊结构及电路的复杂性，并 考虑纯电动汽车高压电安全问题[2]，必须对高压电系统 进行安全、合理的规划设计和必要的监控，这是电动汽 车安全运行的必要保证。 2.1 高压系统构成
图 1 示出纯电动汽车高压系统框图。作为纯电动 汽车高压系统安全管理的单元，合理的功能布局和安 全可靠的控制策略是实现该系统功能的重要保证。
1 纯电动汽车电气系统安全分析
纯电动轿车电气系统主要包括低压电气系统、高 压电气系统及 CAN 通讯信息网络系统。低压电气系统 采用 12 V 供电系统，除了为灯光照明系统、娱乐系统
及雨刷器等常规低压用电器供电外，还为整车控制器、 电池管理系统、电机控制器、DC/DC 转换器及电动空调 等高压附件设备控制回路供电；高压电气系统主要包 括动力电池组、电驱动系统、DC/DC 电压转换器、电动 空调、电暖风、车载充电系统、非车载充电系统及高压 电安全管理系统等；CAN 总线网络系统用来实现整车 控制器和电机控制器、以及电池管理系统、高压电安全 管理系统、电动空调、车载充电机和非车载充电设备等 控制单元之间的相互通信。
缘问题，严格按照电动汽车相关国标标准要求设计，确 避免时应将输入与输出信号线错开放置。
保绝缘电阻能够满足人身安全需求，保证绝缘电阻值 3.2 高压部件和高压线束的防护与标识设计
大于 100 Ω/V。
高压部件的防护主要包括防水、机械防护及高压
2 电动汽车高压电气系统安全设计概述
相对于传统汽车而言，纯电动汽车采用了大容量、 高电压的动力电池及高压电机和电驱动控制系统，并 采用了大量的高压附件设备，如：电动空调、PTC 电加 热器及 DC/DC 转换器等。由此而隐藏的高压安全隐患 问题和造成的高压电伤害问题完全有别于传统燃油汽 车。
- 41 -
技术聚焦 FOCUS
２０１５ 年 １１ 月
设计·创新
大体相当于人体允许电流 30 mA、人体电阻 1 200 Ω 3.1 高压电电磁兼容性设计
的情况。所以要求人体可接触的电动汽车任意 2 处带
由于纯电动汽车上存在高压交流系统，具有较强
电部位的电压都要小于 36 V。根据国际电工标准的要 的电磁干扰性，因此高压线束设计时电源线与信号线
总负继电器 图 2 纯电动汽车高压系统预充电回路原理图
3.4 高压设备过载/短路保护设计 当汽车高压附件设备发生过载或线路短路时，相
关高压回路应能自动切断供电，以确保高压附件设备 不被损坏，保证汽车和驾乘人员的安全。因此在高压系 统设计中应设置过载或短路的保护部件，如在相关回
２第０１１５１（期１１）
阻值低于规定值时，高压管理系统应及时切断所有的 有可能引起不正常控制而造成汽车不能正常启动或
高压回路并发出声光报警，并持续一定时间待原先故 不能启动。严重的情况下，将会给汽车和人身安全造成
障消失后，汽车才能允许进行下一次上电。高压电路进 危险。鉴于上述问题的严重性，应对高压接触器触点状
行绝缘检测具体实施标准参照国标 《电动汽车安全要 态进行安全有效的实时监控，并对故障进行处理。当高