混動(dòng)與電動(dòng)車(chē)輛的測(cè)試：新能源汽車(chē)電氣安全標(biāo)準(zhǔn)

--電動(dòng)或半電動(dòng)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的安全和功能診斷（二）

高壓系統(tǒng)工作的三級(jí)資質(zhì)：新能源汽車(chē)電氣安全標(biāo)準(zhǔn)

第 1 階段 - 非電氣工作：

（要求：經(jīng)過(guò)適當(dāng)指導(dǎo)的人員，EuP1。） HV 組件的安全操作。 了解 HV 組件的設(shè)計(jì)、操作模式和識(shí)別，但未對(duì)這些內(nèi)容做過(guò)技術(shù)電氣方面工作。

第 2 階段 - 在沒(méi)有電壓的情況下工作：

（要求：有資格在斷電狀態(tài)下在高壓系統(tǒng)上工作的人員，F(xiàn)HV）

第 3 階段 - 處理帶電組件：

（要求：有資格在通電狀態(tài)下在高壓系統(tǒng)上工作的人員）。 將第 2 階段更進(jìn)一步，處理帶電組件需要理論和實(shí)踐知識(shí)

安全法規(guī)和測(cè)試指令-新能源汽車(chē)電氣安全標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 (ISO) 在除電氣和電子工程以外的所有領(lǐng)域制定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),國(guó)際電工委員會(huì) (IEC) 負(fù)責(zé)的電氣和電子工程,國(guó)際電信聯(lián)盟 (ITU) 負(fù)責(zé)電信工程。這三個(gè)組織組成了世界標(biāo)準(zhǔn)合作組織 (WSC)。

ISO TC22

（技術(shù)委員會(huì)）SC21 涉及電動(dòng)汽車(chē)的一般標(biāo)準(zhǔn)化，IEC TC69尤其是相關(guān)的電氣元件。

聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì) (UN-ECE)。 ECE 法規(guī)是國(guó)際公認(rèn)的、統(tǒng)一的車(chē)輛技術(shù)法規(guī)以及機(jī)動(dòng)車(chē)輛中包含的組件和設(shè)備的集合。 自 1997 年起，非歐洲國(guó)家也可以采用該協(xié)議。 ECE 法規(guī)在車(chē)輛和部件的批準(zhǔn)方面具有決定性作用。

聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì) R100

法規(guī)編號(hào)：聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)第 100 條：關(guān)于批準(zhǔn)車(chē)輛對(duì)電動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的具體要求的統(tǒng)一規(guī)定，1996 年 8 月 23 日的第一版，2013 年 7 月 15 日的最后一系列 (02) 修訂，大多數(shù) 最近 [2015/505]。 該法規(guī)定義了電動(dòng)汽車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中與任何充電設(shè)備分離的電力推進(jìn)的安全要求，對(duì)高壓安全測(cè)試具有決定性意義。-ISO TC22標(biāo)準(zhǔn)

ECE R100 是歐洲和其他國(guó)家高壓系統(tǒng)車(chē)輛型式試驗(yàn)的有效法規(guī)采用該法規(guī)的國(guó)家（蘇聯(lián)、美國(guó)、加拿大和以色列的所有非歐洲繼承國(guó)）。 在某種程度上，IEC 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的安全要求超出了 ECE R100 的要求，其中并非所有高壓安全問(wèn)題都得到解決。 因此，制造商在任何情況下都應(yīng)考慮 IEC 標(biāo)準(zhǔn)。

符合 UNECE R100 的電氣安全要求-ECE R100

1) 乘客艙和行李箱中的所有活動(dòng)部件必須滿(mǎn)足防護(hù)等級(jí) IPXXD以及所有其他區(qū)域的IPXXB。

2) 所有外露的導(dǎo)電部件——如導(dǎo)電屏障和導(dǎo)電外殼——必須可靠接地，以確保防止因間接接觸而引起的電擊，以免發(fā)生危險(xiǎn)電位。在這方面，事故預(yù)防法規(guī)和 UNECE R100 都規(guī)定任意兩個(gè)可觸摸導(dǎo)電部件之間的最大電阻在 0.2 A 時(shí)小于 100 mΩ。

3) 用高壓符號(hào)識(shí)別高壓元件

4) 高壓母線(xiàn)電纜必須配備橙色外護(hù)套。

5) 相對(duì)于工作電壓，以下要求適用于電力傳動(dòng)系統(tǒng)的絕緣電阻母線(xiàn)接地：

> 100 Ω / V 對(duì)于直流母線(xiàn)，如果它與交流母線(xiàn)電氣隔離

> 100 Ω / V 對(duì)于交流母線(xiàn)，如果它受到以下保護(hù)：

兩層或多層固體絕緣、隔離屏障或外殼

b) 機(jī)械堅(jiān)固的保護(hù)裝置，在使用壽命期間具有適當(dāng)?shù)哪陀眯?，例如?電機(jī)外殼

> 500 Ω / V 對(duì)于交流母線(xiàn)和與其連接的任何直流母線(xiàn)

用于測(cè)試符合 UNECE R100 安全要求的合適測(cè)量方法和儀器

ECE R100檢查接地連接的電阻 – 要求：< 100 mΩ at 0.2A

在 0.2 A 時(shí)，接地電阻必須小于 100 mΩ。 因此，必須使用測(cè)量?jī)x器進(jìn)行電阻測(cè)量，該測(cè)量?jī)x器產(chǎn)生至少 0.2 A 的測(cè)量電流，并且還能夠測(cè)量毫歐范圍內(nèi)的電阻。

事故預(yù)防法規(guī)和 UNECE R100 規(guī)定測(cè)量電流至少為 0.2 A。由于以下事實(shí)：

電阻隨著電流的增加而增加，汽車(chē)制造商還指定使用更高的電流值進(jìn)行測(cè)試，例如 1 A。

使用普通的 2 線(xiàn)測(cè)量方法無(wú)法對(duì)小電阻值進(jìn)行足夠精確的測(cè)量。

該方法測(cè)量已知電流源 I 超過(guò)待測(cè)電阻 Rt 的電壓降。 阻力是

然后使用歐姆定律計(jì)算：R = U / I。但是，電壓不是在電阻 Rt 上測(cè)量的，而是在電阻總和或電流源上測(cè)量的，即在 Rt + Rcbl 上，其中 Rcbl = Σ（電纜、螺釘或插頭 連接器）

4 線(xiàn)測(cè)量，也稱(chēng)為開(kāi)爾文測(cè)量，是一種合適的測(cè)量方法。 在這種情況下，測(cè)量電流通過(guò)兩根導(dǎo)線(xiàn)施加到被測(cè)設(shè)備，而電壓降則通過(guò)兩根單獨(dú)的導(dǎo)線(xiàn)直接在被測(cè)設(shè)備上測(cè)量。

相對(duì)于測(cè)量電流 I，流過(guò)高阻電壓表的電流 IU 可以忽略不計(jì)。 與被測(cè)設(shè)備上的電壓降相比，測(cè)量電纜上的電壓降也可以忽略不計(jì)。 此外，電流源 I 與 Rt 無(wú)關(guān)。 因此僅測(cè)量電阻 Rt 上的電壓。 然后電阻計(jì)算為 Rt = U / I。

測(cè)量絕緣電阻的程序

EV 運(yùn)行期間在高壓系統(tǒng)上工作時(shí)防止直接接觸是通過(guò)有源組件（高壓電纜和高壓插頭連接器，如果適用）上使用的絕緣具有足夠的電阻來(lái)確保的。 除此之外，一個(gè)集成的絕緣監(jiān)測(cè)設(shè)備在運(yùn)行期間監(jiān)測(cè)高壓系統(tǒng)。 這是為了檢測(cè)任何故障電流并防止對(duì)用戶(hù)可能造成的危險(xiǎn)。

絕緣電阻必須通過(guò)計(jì)算來(lái)測(cè)量或確定。 每個(gè)零件的測(cè)量值或必須使用任何給定高壓母線(xiàn)的截面進(jìn)行計(jì)算； 這被稱(chēng)為“單獨(dú)測(cè)量”。

外源直流電測(cè)量方法：

使用可施加直流電壓的測(cè)量?jī)x器，該電壓高于母線(xiàn)的工作電壓電壓。 在至少 50% 的工作電壓下在有源元件和接地之間進(jìn)行測(cè)量。 這些測(cè)量?jī)x器被稱(chēng)為絕緣電阻測(cè)量或測(cè)試儀器。

車(chē)輛電池直流電測(cè)量方法：

此測(cè)量使用 Ri ≥ 10 MΩ 的電壓表。首先，在電池插座 (Vb) 以及 HV 母線(xiàn)的正極和負(fù)極（分別為 V1 和 V2）處測(cè)量電壓。 如果 V1 ≥ V2，則在 HV 負(fù)極和地之間連接一個(gè)已知的參考電阻，并測(cè)量 V1'。

內(nèi)部電阻計(jì)算如下。Ri = Ro * (Vb/V1' – Vb/V1) 或 Ri = Ro * Vb * (1/V1' – 1/V1)絕緣電阻計(jì)算如下： Rins = Ri/Vb。

等電位測(cè)試

如果 V2 > V1，測(cè)量和計(jì)算類(lèi)似，但在 HV plus 和接地之間使用參考電阻：Ri = Ro * Vb * (1/V2' – 1/V2)。

第二種測(cè)量方法不需要任何外部電壓源，但需要多次測(cè)量，確定發(fā)生了哪種情況并進(jìn)行計(jì)算。 因此，在沒(méi)有自帶電壓源的測(cè)量?jī)x器可用于測(cè)量絕緣電阻的情況下，它更像是一種臨時(shí)解決方案。

METRAHIT IM 電子驅(qū)動(dòng)一體機(jī)-等電位測(cè)試

Gossen Metrawatt 的 等電位測(cè)試萬(wàn)用表METRAHIT IM E-Drive 就是一個(gè)合適的測(cè)量?jī)x器的例子。它結(jié)合了四個(gè)儀器合二為一：萬(wàn)用表，測(cè)試接地的毫歐表，絕緣測(cè)試儀，測(cè)量絕緣電阻和帶有額外線(xiàn)圈適配器 XTRA 的匝間短路測(cè)試儀。毫歐測(cè)量可以在 UNECE R100 規(guī)定的最低要求 200 mA 以及相當(dāng)高的 1 A 測(cè)量電流下進(jìn)行，從而提高測(cè)量可靠性。由于連接處的材料和溫度差異而產(chǎn)生的熱電壓可能會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。

它配備了針對(duì)相關(guān)測(cè)量范圍的自動(dòng)熱電壓補(bǔ)償。METRAHIT H+E CAR 的 4 線(xiàn)或開(kāi)爾文測(cè)量是通過(guò)測(cè)量電纜進(jìn)行的，帶有彈簧加載測(cè)試尖端的鱷魚(yú)夾或探針，即使在不導(dǎo)電的情況下也能實(shí)現(xiàn)可靠接觸表面。絕緣電阻測(cè)量是在兆歐功能的幫助下使用可選測(cè)試進(jìn)行的，電壓為 50、100、250、500 和 1000 V。任何干擾電壓都會(huì)自動(dòng)檢測(cè)并顯示。

使用測(cè)試探頭上的 START/STOP 鍵可以方便地開(kāi)始和停止測(cè)量。附加的 STORE 鍵測(cè)試探頭上用于存儲(chǔ)單個(gè)測(cè)量值（非常人性化）。

可借助極化指數(shù) (PI) 和介電吸收率 (DAR) 檢查絕緣老化狀態(tài)。 除此之外，METRAHIT IM E-DRIVE 還包括萬(wàn)用表功能，用于測(cè)量電壓、電流、電阻、電容、連續(xù)性、二極管、頻率、轉(zhuǎn)速和占空比，以及使用 TC 或 PT100/1000 傳感器進(jìn)行溫度測(cè)量。 電流和電壓是針對(duì) AC、CD 和 AC+DC 測(cè)量的帶寬分別為 10 和 100 kHz TRMS。

通過(guò)按 STORE 鍵或自動(dòng)將單個(gè)測(cè)量值快速可靠地存儲(chǔ)到儀器中通過(guò)數(shù)據(jù)保持功能。通過(guò)集成的藍(lán)牙端口實(shí)時(shí)傳輸測(cè)量值或讀取測(cè)量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 Windows IZYTRONIQ 軟件和 METRALOG 應(yīng)用程序可用于測(cè)量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、可視化和進(jìn)一步處理，以及生成測(cè)試報(bào)告。由于獨(dú)特的鋰聚合物快換電池，該儀器獨(dú)立于電源且可移動(dòng)單元格，因此可以在任何位置使用。電池使用隨附的 2 A USB 插入式電源組或任何其他標(biāo)準(zhǔn) USB 電源組進(jìn)行外部充電。使用電源模塊而不是電池組操作儀器的選項(xiàng)允許連續(xù)操作。 Gossen Metrawatt 一直非常重視用戶(hù)和儀器本身的安全。該儀器符合 IEC 61010 的測(cè)量類(lèi)別 CAT IV 600 V / CAT III 1000 V。高達(dá) 600 V 的過(guò)載保護(hù)和毫歐測(cè)量范圍的高質(zhì)量保險(xiǎn)絲保護(hù)儀器和用戶(hù)。

匝間短路測(cè)試

電機(jī)中出現(xiàn)的問(wèn)題，無(wú)論是否涉及電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)，都可能是由電氣或機(jī)械原因引起的。 電氣原因包括繞組、控制器或電子設(shè)備中的故障。 絕緣電阻測(cè)量檢測(cè)繞組和外殼之間的絕緣故障。 通過(guò)比較多相電動(dòng)機(jī)中繞組的電氣特性，可以很容易地檢測(cè)到線(xiàn)圈內(nèi)的匝間短路。 帶有可選線(xiàn)圈適配器 XTRA 的 萬(wàn)用表METRAHIT IM EDRIVE 使用 1 kV 浪涌電壓進(jìn)行測(cè)試（浪涌測(cè)試）。 通過(guò)這種方式，檢測(cè)到僅在施加工作電壓時(shí)才會(huì)出現(xiàn)的缺陷。

等電位測(cè)試 萬(wàn)用表METRAHIT IM EDRIVE

IM E-DRIVE 隨附的橡膠皮套及其堅(jiān)固的硬殼是橙色的，就像車(chē)輛中高壓電纜的絕緣層一樣。 該外殼可容納儀器和所有隨附的附件：一個(gè)探頭、一個(gè) Kelvin 夾和探頭各一個(gè)、一對(duì)測(cè)量電纜、一個(gè)可充電電池和一個(gè)帶 USB 充電電纜的插入式電源組。 箱子還有實(shí)用的儲(chǔ)物箱，用于存放可選配件，例如額外的電池或電源組。

METRAHIT IM E-DRIVE 配備了一個(gè)集成的藍(lán)牙端口，用于連接數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。未來(lái)的計(jì)劃包括增加一個(gè) WiFi 端口和一個(gè)帶有 USB 數(shù)據(jù)接口的網(wǎng)絡(luò)模塊。選定的客戶(hù)將還提供用于集成到專(zhuān)有應(yīng)用程序和系統(tǒng)的接口協(xié)議。

該儀器的供貨范圍還包括 IZYTRONIQ 數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，該軟件具有 Business Starter 許可證

版本。該軟件使管理設(shè)備、機(jī)器、系統(tǒng)和醫(yī)療設(shè)備以及使用雙樹(shù)結(jié)構(gòu)的位置以及檢查員、測(cè)試儀器、目錄和序列成為可能。與測(cè)試/測(cè)量?jī)x器的數(shù)據(jù)交換是雙向的。推送打印功能也支持通過(guò)藍(lán)牙將測(cè)量值從儀器傳輸?shù)杰浖?bào)告編輯器可用于個(gè)性化測(cè)試報(bào)告模板、將報(bào)告保存為 Word 和 PDF 文件、插入公司徽標(biāo)和簽名以及使用 Microsoft Word 自由編輯報(bào)告。

審核編輯 黃昊宇