纯电动客车高压部件安全性能浅析

郑传琴

摘 要：本文通过介绍纯电动客车的高压部件的安全性能，对电动客车高压系统的安全设计进行分析，并为电动客车高压下的电器设计控制提出相应策略。

关键词：纯电动客车 高压部件 安全性能

1 引言

随着时代的进步，科技的发展，传统式客车和混合式客车逐渐被纯电动客车所取代，但是在纯电动客车的行驶过程中，由于纯电动客车使用了高压电池作为动力来源，其安全性能还有待考量。所以，随着纯电动客车的大面积推广和应用，对纯电动客车高压系统安全性能的控制与分析已经是刻不容缓。

2 高压系统结构及其安全要求

2.1 高压系统结构

就目前来说，纯电动客车的高压系统结构是由整车控制系统、电池系统、主驱动系统、辅助驱动系统、高压供配电系统等共同组成的。具体如图1所示。其中整车控制系统的主要作用就是对驾驶的具体意图进行了解和负责，并严格的根据驾驶的实际需求情况为依据，来合理的控制高压供配电系统经过多个不同的供电回路中，将高压系统结构内部的电池系统、主驱动系统、辅助驱动系统相连接，而后在根据总线网络来对电池、主驱动以及辅助驱动的运行状态展开监控，从而确保高压系统运行的稳定性与安全性。

2.2 高压系统结构的安全要求

一般来说电动了车的工作电压范围为380-650V之间。为了能够在一定程度上上确保驾驶人员的与整车的安全性与稳定性，我国政府相关部门针对高压系统的安全性制定了严格的标准，具体如下：工作人员所能够触碰到的部件电压应该小于36V;高压系统内的所有部件绝缘防护等级需要高于500Ω/V;电动客车所使用的电池安全标准需要符合国家相关标准的规定，国家要求标准为：GB/T18384.1-2015、GB/T314673-2015等标准;高压系统所选择的点击和控制规格需要符合GB/T18488-2015国家标准;而整车则需要以GB/T18384-2015标准;就整车的储能装置方面而言，其电压必须要高于60V，并且需要具备手动切断的功能。

3 电动客车高压上电安全设计分析

虽然电动客车在运行上较传统的汽车便捷、绿色环保许多，但是在电动客车的高压电上，还是存在一定的安全隐患。首先，对于电动客车而言，电动客车的电流与电压十分高。在电动客车中，大概使用的电池为300-600V的电池，而对人体安全的电池来说，客车在出现漏电的情况不大于2mA，人体在触碰到客车电气系统的时候，人体体内的电流应该是小于2mA的。在电动客车使用的过程中，要保证高压电线的绝缘性，以便在出现漏电情况时，会对人体造成生命上的威胁。其次，电动客车电池使用过程中可能出现电池过热的现象。在各种原因下，最终使电动客车的电池出现过热的现象。而造成电池过热的情况有：过充放电、过电流、电池过温等原因。最后，电动客车在运行过程中，由于运行环境的恶劣，有可能产生安全隐患。当电动客车在暴雨等环境下运行的时候，可能会出现安全隐患，例如电池发热失控，造成火灾、泄漏、爆炸等事故。

4 电动客车行车过程高压安全设计分析

4.1 电动客车高压回路断路检测

在进行电动客车行车过程中，要对电动客车过程中高压回路断路进行检查。检查的重点在于对高压回路是否出现了线路接触不顺畅、线路断裂情况、高压电路是否接触不良等，并且进一步确认这些情况是否造成了线路接触点是否拉弧，这种情况的出现极易使线路出现更为严重的问题，更甚者导致火灾的发生。所以，要对高压线路连接部分进行细致的检查，同时对低压回路线路特殊设计的部分进行辅佐排查，保证线路的安全性。如若发现线路有接触不良的情况，此时的低压检查回路也会发生着变化，那么电动客车的控制系统就会停止工作，并向驾驶员发送危险警报的信息，提醒驾驶员进行电路排查工作。

4.2 电动客车高压系统绝缘检测

在对电动客车高压系统绝缘检测的过程中，要严格根据国家的标准进行排查工作。在国家的标准中，对绝缘电阻的要求如下：最低为100Ω/V，最好是高于500Ω/V。而对于电动客车的高压系统的绝缘要求上，要在国家制定的标准之上，提升对电动客车的要求。在客车内配备绝缘监测设备，对车内的绝缘阻值进行实时的监控。每当电动客车高压系统绝缘阻值小于600Ω，那么就对驾驶员提供警报提醒，根据实时数值反馈驾驶员前车仪表盘上，让驾驶员或维修员及时了解客车高压系统的绝缘情况;当客车绝缘值小于 100Ω时，及时的进行系统的运行，保证客车整车控制的运转停止，阻断客车电池的消耗。

4.3 电动客车温度检测分析

另外，电动客车的温度也是影响其安全性的重要因素。在对电动客车温度检测的过程中，主要是针对电驱动系统及电池箱体进行温度的检测。当前者出现高温情况时，则表明在电机控制器部分出现了散热不良的问题，如果这种情况持续过久，则对整个电动客车产生危害，造成安全问题。针对温度的不同情况进行一个不同程度的警报系统设置。当温度高于第一级时，这时则调动客车自身系统进行一个功率的处理;当温度高于第二级别时，则需要驾驶员对车体进行检查。而对于车体的电池箱体进行检测过程中，需要对其模块的温度过高与温度过低提高警惕。小于设定值时，禁止对车辆充電，保证动力电池安全。

4.4 电动客车系统电压检测

对电动客车系统进行电压检测的过程中，主要是对总压、单体电压进行一个检测。而针对两者的检测需要从不同方面进行。在对总压进行监控时，主要是通过整车控制系统进行一个监控，而对单体电压进行监测时没需要进行动力电池不同模块的检查。当电池的电压过于大时，说明充电时长过久，需要对电池停止充电;当电池电压过低时，则说明电池电量不足，需要及时的进行充电。驾驶员要根据电动可测系统的电压检测，及时的对电池进行工作，保证电池的安全性运作。

5 电动客车高压下电控制策略分析

5.1 正常状态下电控制策略分析

驾驶员要针对电动客车不同情况进行电控制。在正常状态下，驾驶员首先切断客车高压电源，那么这个时候客车的安全控制系统也应随之停止工作。在此之前，驾驶员需要对车辆状态进行分析，如果车体处于静止的情况，那么这个时候需要将电机控制器关闭，使其停止运作，并将主接触器断开，然后将辅助系统关闭，最后再关闭总正接触器，这样来进行正常状况下的电控制。

5.2 故障状态下电控制策略分析

在车体故障状态下，要对电动客车采取不同的电控制措施。而故障状况可能是由于在电动客车启动、运行、停车等等状态中出现的，一旦报警系统启动，那么客车的安全控制系统就会针对故障状态启动对紧急的电控制的方案。根据故障的不同程度，车体具体的严重等级，来进行不同程度的供电情况，以使客车在不同情况下有不同程度的电供应，并且实现各个部件在发生意外情况下的安全性。

5.3 其他策略

其实电动客车的高压下电设计控制策略除了正常状态下电控制策略与故障状态下的电控制策略以外，还有很多其他措施，例如：故障检测与诊断功能的设计。其实故障的检测与诊断功能能够针对电动车动力系统当中的所有环节展开随时随地的监控，能够借助CAN总线的输出获取每个环节的实际状态与分值，从而作为报警命令或者通断指令，以此来启动相应的安全保护功能，最大限度的提高电动车的安全性与可靠性。而故障检测和诊断功能的设计包括以下几个方面：

第一，对主电路的互锁工能进行监测，想要保证高压电路实现可靠的链接，就必须要在接通高压电路之前完成对供电电路的检测。

第二，针对绝缘性展开详细的检测。一般来说，电动汽车在运行的过程中各个部件之间经常会发生碰撞、加压或者摩擦的现象，从而导致电动汽车的高压电路和底盘之间的绝缘性能呈现大幅度的下降情况，而此时电源的正负极线路就回通过绝缘层造成漏电回路现象的发生。为了能够有效的规避这一问题，就需要在时时刻刻的对正极母线、底盘与负极母线、底盘的绝缘性能进行检测，只有绝缘的电阻高于100Ω/V时，才能给电动汽车的安全性能提供保障。而针对电气绝缘性能的实时监测是提高电气安全技术的关键。

第三，对温度情况进行监测。电动汽车在运行的过程中需要对电池、点击、控制器以及电池箱高压的连接间温度展开实时的监测，一旦温度高于正常范围，就需要立即采取过热保护功能降低其温度。

第四，余电泄放保护。正常情况下高压电路中的容性负载量较大，当高压电被切断以后，供电回路中的电压与电能并不能在短时间内完全消失，仍然存在较高的电能和电压，基于这样的情况下，为了能够减少其所带来的危害，就不要在切断高压电源后，将供电回路中的多余电压与电能以余电泄放的方式进行保护。

6 结束语

对电动客车高压部件安全控制的分析，是我国进行电动汽车研究的基础，为我国进行更进一步电动客车车的发展提供了经验。通过对电动客车高压系统安全控制的分析，保证了电动客车的可靠性，并为电动汽车的安全设置奠定基础。

参考文献：

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[2]张俊，谢伟东.纯电动汽车高压回路安全监测系统设计[J].机电工程，2013，30（3）：364-367.

[3]刘碧军，杨林，朱建新，等.电动汽车高压电安全测试系统的研究[J].汽车工程，2005，27（3）：274-277.