触电防护是动力电池体系电气安全规划的重要内容,一般来讲,能够经过两类途径来完成:一是直触摸摸防护,如绝缘规划、屏护防护(遮拦/外壳,IPXXB/IPXXD等);二是直接防护,包含等电位衔接、电气阻隔(电气空隙、爬电间隔)。这儿谈谈对等电位的一些了解与知道。
什么是等电位衔接?
在电工术语中,等电位衔接,也叫维护接地,《雷电与避雷工程》一书对等电位的界说如下:“等电位衔接是把建筑物内、邻近的一切金属物,如混凝土内的钢筋、自来水管、煤气管及其它金属管道、机器根底金属物及其它大型的埋地金属物、电缆金属屏蔽层、电力体系的零线、建筑物的接地线一致用电气衔接的办法衔接起来(焊接或许牢靠的导电衔接)使整座建筑物内部的金属物成为一个杰出的等电位体。”
在国标GB/T18384-3:2015《电动汽车安全要求第3部分》中,将等电位衔接(电位均衡)界说为:电气设备显露可导电部分之间电位差最小化。
为什么要求等电位衔接?
在电气安全技能不断地开展和更新的进程中,人们注意到,很多电气事端是由过大的电位差引起的,比方雷击伤亡事端便是因为雷电所发作的上万伏特电压直接加诸到人体和大地之间,巨大的电位差发作瞬间大电流,形成受雷击的人因呼吸中止或心脏麻痹而伤亡。与雷击事端比较,全球有更多的人因为遭受民用电或工业用电的电击而伤亡,其原理与雷击事端相同,均是因为带电物体在人体不同部位发作了巨大的电位差,从而形成严峻损伤。
国际上非常重视等电位衔接的效果,它对用电安全、防雷以及电子信息设备的正常工作和安全运用,都是十分必要的。等电位衔接后,可防止体系电源线路中的毛病电压导致电击事端,一起可削减电位差、电弧、电火花发作的机率,防止接地毛病引起的电气火灾事端和人身电击事端。
等电位衔接的效果首要如下:
防止人身遭受电击:将电气设备在正常运转时不带电的金属导体部分与接地极之间作杰出的金属衔接,以维护人体的安全,防止人身遭受电击。
确保电气体系正常运转:电力体系接地一般为中性点接地,中性点的接地电阻很小,因而中性点与地间的电位差挨近与零。
防止雷击和静电的损害:雷击时会发作静电感应和电磁感应,物料在出产和运送过程中因冲突而引起的静电,都或许形成电击或是火灾的危险。
在电动汽车产品中,假如整个电池组的最大电压超越60V(DC),就现已超越了人体安全电压的规模,有必要进行等电位衔接,以确保运用安全。
在等电位衔接的情况下,即便电池组的正极或负极与电池组壳体的绝缘因毛病而失效,因为车辆上一切的暴露金属部件都现现已过等电位衔接达到了同一电位,因而人体触摸这些金属部件时,不会有电流发作,人体在车辆上面仍然是安全的,不会发作电击事端。
与电动汽车相关的等电位衔接规范有哪些?
①GB/T 18384-3电动汽车安全要求第3部分:人员触电防护
②EN 1987-3 Electrically propelled road vehicles-Specific requirements for safety-Part3:ProtecTIon of users against electrical hazards
③ISO 6469-3 Electrically propelled road vehicles-Safety specificaTIon-Part3:ProtecTIon of persons against electric shock GB/T 18384-3对等电位衔接的规划要求、测验要求在规范6.3.1和6.9中做了清晰规定。
怎么进行等电位衔接的规划和查验?
关于等电位衔接的验证,GB/T18384-3:2015给出的测验办法在规范7.4部分:
GB/T18384-3:2015的测验暗示和实例如下图所示:
有些客户拟定的等电位衔接要求比GB/T18384-3:2015和ISO6469-3更严厉一些,要求等电位衔接的阻抗有必要小于0.01欧姆。
那么,关于动力电池体系来讲,怎么进行等电位衔接的规划?
规划思路:
规划原理:
规划方案:
首要,要求电池箱的壳体有必要与车辆的地(车辆壳体)完成等电位衔接,能够选用地线衔接的方法,也能够选用粗螺栓衔接的方法,这取决于车辆的全体规划方案。
关键:
1)地线衔接,地线色彩为黑色;
2)粗螺栓衔接
其次,电池箱壳体上面的一切可触摸的导电金属部件(比方盖板、支架、水冷管等),都有必要与壳体是等电位衔接的,这能够经过焊接、压接、螺栓衔接等各种方法完成。假如等电位衔接是经过压接或螺栓衔接来完成的,那么触摸面不能喷漆或做绝缘处理,不然触摸阻抗很大,无法满意要求。针对等电位衔接的螺栓,其类型和扭矩等也有相应的标准要求。
关键:
1)焊接,焊接牢靠性;
2)压接,触摸面不能做喷漆或绝缘处理,不然触摸阻抗大,无法满意要求;
3)螺栓衔接,触摸面不能做喷漆或绝缘处理,不然触摸阻抗大,无法满意要求;
类型和扭矩有相应标准要求。
再次,关于等电位衔接所用的导体(比方接地线等),要求其色彩是黑色,便于修理和拆开时辨认。用于等电位衔接的导体截面积和触摸面的面积都有必要确保不低于高压线束的截面积,这首要是考虑绝缘失效时,高压电流有或许流经等电位回路,假如等电位衔接的截面积不够大,很或许因过流而发热,并从而引起火灾。
关键:
1)用于等电位衔接的导体截面积和触摸面面积都有必要确保不低于高压线束截面积
2)衔接点需特别处理,防止不同资料间的电位差带来的腐蚀效果。
当然,在产品规划时,等电位衔接的技能完成不会仅局限于客户的技能要求,应根据产品的具体情况,采纳充沛的办法和手法,来确保电位衔接的要求,从而确保产品的运用安全。
这儿有两点强调下:
(1)有些搭档关于等电位与接地简单混杂,这儿论述下:
共同点:要求有必要满意衔接电阻满足小,使衔接的两导体之间无电位差,一起对线体的外表的色彩也有要求(不同范畴的色彩要求不一样);
不同点:接地没有严厉要求接地线的载流才能,而等电位对衔接导线有清晰的载流要求:大于但不低于主功率线束的截面积,即载流才能等于或大于主功率线束。
(2)有些电动大巴电箱与车身底盘间选用绝缘垫衔接,这是有危险的。一般,BMS的绝缘监测子体系一端衔接在高压上(高压正或高压负),另一端衔接在24V地(即车身底盘)。BMS经过收集高压正/负和车身底盘间的电势差来判别绝缘是否失效。当电箱进水,电箱与高压间的绝缘电阻失效时,
因为电箱与车身间选用绝缘垫,箱体未与BMS相连,所以BMS只能检测高压与车身的绝缘失效,不能检测箱体与高压的绝缘失效。