動力電池系統(tǒng)高壓電氣設(shè)計要求

動力電池系統(tǒng)高壓電氣設(shè)計要求高壓電氣設(shè)計要求1．高壓電氣設(shè)計通用要求高壓電氣系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)電壓、電流等級和應(yīng)用環(huán)境等因素（如車載工況、溫度、濕度、海拔、電磁干擾等）進(jìn)行選型和設(shè)計開發(fā)。電池包內(nèi)部電氣布置的設(shè)計應(yīng)符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。2．絕緣和耐壓在全生命周期內(nèi)，要求高壓電氣系統(tǒng)的輸出端（正極和負(fù)極）與電池箱體之間的絕緣阻抗大于2.5MΩ，或者滿足《電動汽車安全要求第3部分：人員觸電防護(hù)》（GB/T18384.3—2015）規(guī)定的高壓電氣回路絕緣阻抗要求。同時，動力電池系統(tǒng)的絕緣防護(hù)設(shè)計還需要考慮密封性能，主要是因為水或者水蒸氣進(jìn)入電池系統(tǒng)內(nèi)部，會引起系統(tǒng)內(nèi)部的高壓帶電部分與売體通過阻值較低的水相連接，導(dǎo)致高壓絕緣失效。另外，高壓電氣系統(tǒng)也要具有絕緣失效檢測功能，具體通過電池管理系統(tǒng)（BMS）進(jìn)行檢測。高壓電氣系統(tǒng)的輸出端（正極和負(fù)極）與電池箱體之間的耐電壓強度應(yīng)滿足《電動汽車安全要求第3部分：人員觸電防護(hù)》（GB/T18384.3—2015）規(guī)定的相關(guān)要求。3．直接接觸防護(hù)直接接觸防護(hù)主要包括電氣絕緣和屏護(hù)防護(hù)要求。除了滿足上述絕緣防護(hù)要求之外，高壓電氣系統(tǒng)的帶電部件，應(yīng)具有屏護(hù)防護(hù)，包括采用保護(hù)蓋、防護(hù)欄、金屬網(wǎng)板等來防止發(fā)生直接接觸。這些防護(hù)裝置應(yīng)牢固可靠，并耐機械沖擊。在不使用工具或無意識的情況下，它們不能被打開、分離或移開。其中，帶電部件在任何情況下都應(yīng)由至少能提供《外売防護(hù)等級（IP代碼）》（GB4208—2017）中IPXXD防護(hù)等級的売體來防護(hù)，同時規(guī)定在打開電池箱體上蓋后，應(yīng)具有IPXXB防護(hù)等級。4．間接接觸防護(hù)間接接觸防護(hù)主要包括等電位、電氣間隙和爬電距離要求。動力電池系統(tǒng)應(yīng)通過絕緣的方法來來防止與高壓電氣系統(tǒng)中外露的可導(dǎo)電部件的間接接觸，所有電氣部件的設(shè)計、安裝應(yīng)避免相互摩擦，防止發(fā)生絕緣失效。尤其是高壓線纜的布置需要考慮安全間隙，并進(jìn)行必要的固定和絕緣防護(hù)，應(yīng)避免在行車過程中與可導(dǎo)電部件發(fā)生摩擦。電池箱體必須與車輛的地（車身）實現(xiàn)等電位聯(lián)結(jié)，連接阻抗應(yīng)不超過0.1Ω。電池包上的所有可接觸的導(dǎo)電金屬部件（比如模組金屬端板側(cè)板、電池箱體金屬上蓋、金屬支架、水冷板等），都必須與電池箱體是等電位聯(lián)結(jié)的。對于等電位聯(lián)結(jié)所用的導(dǎo)體（比如接地線等），要求其顏色是黑色，便于維修和拆卸時辨認(rèn)。等電位聯(lián)結(jié)的螺栓或線束還需滿足一定截面積的要求，一般要求等電位聯(lián)結(jié)的導(dǎo)線或螺栓其截面積總和需大于等于電池系統(tǒng)中高壓導(dǎo)線截面積。動力電池系統(tǒng)應(yīng)滿足《低壓系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的絕緣配合第1部分：原理、要求和試驗》（GB/T16935.1—2008）中電氣間隙和爬電距離相關(guān)要求，尤其是電池模組需要重點關(guān)注。5．預(yù)充電回路保護(hù)由于整車端高壓電氣系統(tǒng)中存在大量的容性負(fù)載，直接接通高壓主回路可能會產(chǎn)生高壓電沖擊，為了避免接通瞬間的大電流沖擊，高壓電氣系統(tǒng)需具有預(yù)充電功能。通常，要求預(yù)充電時間不超過1000ms，并且在短時間內(nèi)的頻繁上下電不能出現(xiàn)預(yù)充電阻過熱損壞的現(xiàn)象。預(yù)充電過程中，應(yīng)能對整車端高壓回路的絕緣、短路狀態(tài)進(jìn)行判斷和失效保護(hù)。6．余能泄放保護(hù)由于整車端高壓電氣系統(tǒng)中存在大量的容性負(fù)載，斷開高壓主回路之后仍存在較高的電壓和殘殘余電能。為避免可能帶來的危害，在高壓回路切斷后應(yīng)采用余能泄放的方法，保證動力電池系統(tǒng)端電壓不超過DC60V。通常要求整車高壓電氣系統(tǒng)具有主動能量泄放電路。7．過電流/短路保護(hù)高壓電氣系統(tǒng)中的所有零部件都必須滿足典型使用工況的動力負(fù)載要求，并且能滿足一定的過電流能力，不能允許規(guī)定的行駛工況條件下出現(xiàn)過熱導(dǎo)致高壓部件絕緣層融化、燒蝕或者冒煙的情況。同時，應(yīng)合理地控制過電流時間，防止整個動力系統(tǒng)因為長時間過載而發(fā)生過熱起火事件。當(dāng)高壓電氣系統(tǒng)中發(fā)生瞬時大電流或者短路時，要求能自動切斷高壓回路，以確保高壓電附件設(shè)備不被損壞，避免發(fā)生電池的熱失控，保證駕乘人員的安全。高壓電氣系統(tǒng)設(shè)計可以設(shè)置過載或短路的保護(hù)部件，例如設(shè)置熔斷器等。8．高壓電電磁兼容性高壓線束布置和接插件選型應(yīng)考慮電磁兼容需求。高壓線束設(shè)計時，主回路動力線纜與信號線盡量采用隔離或分開布線。電池包外部連接用高壓線束、高壓插接件選型要求接地和