日本電動汽車碰撞試驗的防觸電性能試驗要求

年初，長安汽車即將量產(chǎn)的E30純電動汽車進(jìn)行了據(jù)稱是中國電動車行業(yè)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(fā)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(nèi)為數(shù)不多的電動車前后碰撞試驗的成功者。5月26日，據(jù)稱符合國家標(biāo)準(zhǔn)的比亞迪E6電動出租車，被追尾后失控使尾部與右側(cè)綠化帶樹木相撞隨即起火，造成車上三人當(dāng)場死亡。 　　通過碰撞試驗也罷，被追尾導(dǎo)致起火燃燒也罷，社會聽到、見到的只有其成功與失敗的結(jié)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。 　　1.適用范圍 　　電動汽車包括原動力以電動機為中心，準(zhǔn)乘人員10名以下、總質(zhì)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?！兑蟆烦凉M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(cè)面碰撞安全性能試驗方法》。 　　2.名詞解釋 　　1)動力系統(tǒng)是指驅(qū)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(tǒng)(RESS);電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)電子轉(zhuǎn)換器(驅(qū)動用電機的電子控制裝置、DC/DC轉(zhuǎn)換器等電力控制或轉(zhuǎn)換裝置);行駛輔助裝置(加熱器，除霜以及動力轉(zhuǎn)向的等)電力連接系統(tǒng)。 　　2)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。 　　3)工作電壓是指在通常工作時或回路開放狀態(tài)，所有導(dǎo)電性部分之間所發(fā)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。 　　4)可充電能源存儲系統(tǒng)(RESS)。是指給驅(qū)動用電機提供電力能源的可充電的能源存儲系統(tǒng)。 　　5)充電連接系統(tǒng)是指主要用于外部電源和可充電能源存儲系統(tǒng)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(tǒng)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。 　　6)外部電源是指車輛外部的交流或直流的電源。 　　7)汽車室內(nèi)。是指收容乘員的空間內(nèi)車頂、地板，側(cè)壁，車門、外側(cè)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。 　　8)直接接觸是指人體接觸電力系統(tǒng)的帶電部件。 　　9)帶電部件是指以通常通電使用為目的導(dǎo)電部分。 　　10)間接接觸是指人體接觸露出導(dǎo)電部分。 　　11)保護等級IPXXB。是指與電力系統(tǒng)的帶電部件直接接觸時的保護等級要求。 　　12)外漏導(dǎo)電部分是指通常不通電，但是發(fā)生故障時有可能通電的具有導(dǎo)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(jù)保護等級IPXXB構(gòu)造的有無來決定。 　　13)絕緣電阻是指與電力系統(tǒng)的帶電部件可能發(fā)生接觸的外漏導(dǎo)電部分之間，以及電力系統(tǒng)的帶電部件和電氣機箱之間的絕緣性。 　　14)殘余電壓是指發(fā)生碰撞后5s～60s高壓母線(擁有自動切斷裝置的汽車中驅(qū)動電動機部分的電路)的正極(V2)、負(fù)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(qū)動電動機部分的電路)的正極和負(fù)極電壓(Vb)。 　　其測定方法是：在碰撞試驗之前，開關(guān)S1和已知放電電阻器Re和相應(yīng)的靜電容量相并聯(lián)(圖1)。碰撞試驗5s～60s之間，關(guān)閉開關(guān)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(guān)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(jié)果是以焦耳為單位的總能源(TE)。 　　碰撞試驗5s～60s之間內(nèi)測量Vb，當(dāng)X電容器的靜電容量(Cx)是由汽車制造商規(guī)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(guī)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 　　15)殘余能源是指發(fā)生碰撞后，5s～60s電力系統(tǒng)的高壓部件內(nèi)的能源。 　　16)電子回路是指正常工作時，電流流動的電力系統(tǒng)的帶電部件連接的集合。 　　17)高壓母線是指高壓工作時的可充電能源存儲系統(tǒng)，包含充電連接系統(tǒng)的電路。 　　18)RESS的電路是指通過自動切斷裝置被切斷的電力系統(tǒng)電路，包含可充電能源存儲系統(tǒng)(RESS)的部分。 　　19)驅(qū)動電機電路是指通過自動切斷裝置切斷的電力系統(tǒng)的電路，包含驅(qū)動電機的部分。 　　20)自動切斷裝置是指碰撞時感知撞擊，驅(qū)動電機電路中RESS的電路切斷機構(gòu)。 　　21)電動機箱是指互相通電來連接的導(dǎo)電部分的合體，以這個電勢為基準(zhǔn)。 　　22)電能源變換系統(tǒng)是指提供為以電的驅(qū)動力的電能源產(chǎn)生的系統(tǒng)(燃料電池)。 　　23)電氣保護屏障是指對于從某個方向直接接觸電力系統(tǒng)帶電部件時所設(shè)置的保護部件。 　　24)附件是指對于從某個方向接觸內(nèi)部機器時實施環(huán)繞保護的部件。 　　25)開放式驅(qū)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(yīng)提供汽車制造商提供的數(shù)據(jù)，包括試驗準(zhǔn)備以及測試方法等需要特別確認(rèn)的事項。 　　2)試驗汽車的狀態(tài) 　　(1)可充電能源存儲系統(tǒng)(RESS)應(yīng)達(dá)到汽車制造商規(guī)定的汽車正常功能為止的充電，或者開放式驅(qū)動用蓄電池的可充電能源存儲系統(tǒng)(RESS)，應(yīng)注入規(guī)定最大量的電解液。 　　(2)電子式轉(zhuǎn)換器應(yīng)在確認(rèn)其正常動作的基礎(chǔ)上，使該轉(zhuǎn)換器在停止工作的狀態(tài)下進(jìn)行碰撞試驗。 　　(3)自動關(guān)閉裝置在碰撞時應(yīng)保持在正常工作狀態(tài)。但在試驗時判斷不能滿足汽車制造商規(guī)定的工作條件時，關(guān)閉從驅(qū)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(zhǔn)備 　　1)自動關(guān)閉裝置的工作狀況指示燈應(yīng)安裝在試驗用車的容易看見的側(cè)后面。但是，車內(nèi)的自動關(guān)閉裝置的工作狀況確認(rèn)的指示燈等，為了容易確認(rèn)不規(guī)定安裝在指定位置。 　　2)間接接觸測定的準(zhǔn)備。決定測定對應(yīng)的導(dǎo)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(jìn)行加工。 　　3)測定絕緣電阻的準(zhǔn)備。決定電力系統(tǒng)的帶電部件和可能接觸到的外漏導(dǎo)電部分之間以及電力系統(tǒng)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(jìn)行加工。 　　4)測定決定測試要點間絕緣電阻的穩(wěn)定性。根據(jù)絕緣電阻監(jiān)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進(jìn)行必要的改造來完成測試。另外，卸載該裝置的情況下，通過電力系統(tǒng)的帶電部件和機箱之間的絕緣電阻不變化的圖紙等來證明。 　　5)剩余電壓測定包括：決定在高壓母線的電壓測定要點，和設(shè)置在高壓母線上隨時測定電壓的裝置。 　　6)剩余能源測定包括決定在高壓母線中的電力系統(tǒng)高壓部件內(nèi)的能量測點要點，和設(shè)置隨時測定在高壓母線上電力系統(tǒng)的高壓部件能源的裝置。 　　7)為了能后確認(rèn)碰撞后可充電能源存儲系統(tǒng)(RESS)的電解液有無泄漏，在電子保護屏障以及附件上適當(dāng)擦拭涂料。 　　8)為便于電解液和其他集合體(汽油，燃料的代替液體等)的區(qū)分，應(yīng)在這些其他集合體上標(biāo)示顏色。 　　4.測試項目以及測定范圍 　　1)自動關(guān)閉裝置工作的有無。在碰撞試驗后，確認(rèn)并記錄自動關(guān)閉裝置工作狀況的有無。 　　2)關(guān)于觸電保護性能的條件 　　(1)碰撞試驗后，確認(rèn)有無與電力系統(tǒng)(與充電系統(tǒng)相連系統(tǒng)除外)的帶電部件直接接觸。 　　(2)碰撞試驗后，測量試驗前指定導(dǎo)電部件和機箱之間的電阻，確認(rèn)該導(dǎo)電部件的安裝位置(車內(nèi)或車外)以及是否是外露導(dǎo)電部件。 　　(3)碰撞試驗后，測量并記錄試驗前與指定電力系統(tǒng)(與充電系統(tǒng)相連系統(tǒng)除外)的帶電部件可能接觸的外露導(dǎo)電部件之間以及電力系統(tǒng)(與充電系統(tǒng)相連系統(tǒng)除外)的帶電部件和機箱之間的絕緣電阻。 　　(4)碰撞后，記錄從5s～60s之間的最大電壓值、最大能源值。 　　3)確認(rèn)并記錄可充電能源存儲系統(tǒng)(RESS)的電解液的泄漏情況。如果是開放式驅(qū)動用電池的話，也要有相應(yīng)的記錄。 　　4)確認(rèn)并記錄可充電能源存儲系統(tǒng)(RESS)的固定狀況等。 　　5)試驗結(jié)束后，馬上對可充電能源存儲系統(tǒng)(RESS)的固定狀況等安全性能特征部分進(jìn)行觀察，同時進(jìn)行拍攝，記錄全部試驗情況。 　　6)測量數(shù)據(jù)的處理(四舍五入)。 　　(1)電解液的漏出量的測定值是指以升為單位到小數(shù)點后一位。 　　(2)外露導(dǎo)電部分和機箱之間的電阻是指以歐姆為單位到小數(shù)點第4位。 　　(3)工作電壓是指以伏為單位到小數(shù)點后1位。 　　(4)工作電壓1伏的絕緣電阻值的有效位數(shù)是3位。 　　(5)剩余電壓是指以伏為單位到小數(shù)點后1位。 　　(6)剩余能源是指以模塊為單位到小數(shù)點后2位。( 編輯/李艷嬌 )