电动汽车上高压回路和低压回路的隔离要求是什么?

汽车   2024-09-20 08:51   陕西  

Hello, 大家好!今天的这篇文章其实已经憋了好久了,因为和ISO 5474有关系。它终于在6月份正式发布了,对于我们高压领域的技术人员影响其实还是很大的。目前网上可以搜到标准内容,建议一定要去看,因为你会发现非常多的干货。(刚试着百度搜了一下,需要购买才可以看到全文)

ISO 5474的发布会取代ISO 17409-2020,而中国的GB/T 43332-2023就是对应的ISO 17409-2020。这意味着国家标准将来也会由于ISO 5474的发布跟新。

为了让大家方便理解,相关标准的全称如下:

  • ISO 5474-1 Electrically propelled road vehicles - Functional and safety requirements for power transfer between vehicle and external electric circuit - Part 1: General requirements for conductive power transfer

  • ISO 5474-2 Electrically propelled road vehicles - Functional and safety requirements for power transfer between vehicle and external electric circuit - Part 2: AC power transfer

  • ISO 5474-3 Electrically propelled road vehicles - Functional and safety requirements for power transfer between vehicle and external electric circuit - Part 3: DC power transfer

  • ISO 17409 Electrically propelled road vehicles - Conductive power transfer - Safety requirements

  • GB/T 43332 电动汽车传导充放电安全要求

在正式进入今天的主题之前,首先回答之前很多读者的疑问:为什么逆变器前面有电池包还需要考虑来自于充电桩的冲击电压?

正式答案来了,截图来自于ISO 5474-1:

由此可以看出在直流充电时,电池包,逆变器和其它高压部件都是直接连接到充电桩的。这就是为什么在绝缘配合设计时需要考虑来自于直流充电桩的冲击电压2500V

OK,我们要进入今天的主题了。今天这篇文章的重点是想和大家一起讨论一下,高压和低压之间是否需要隔离,为什么需要隔离以及需要怎样的隔离?

高压回路和低压回路是否需要隔离?

我相信对于这个问题大家会给出一致答案:肯定需要啊!

那每一个高压回路和每一个低压回路都需要隔离吗?让我想象一下大家的表情和回答:眉头紧锁,这个,不一定吧,虽然不知道为什么,但是九年义务教育的经验告诉我们:如果描述绝对,结论肯定不对。

为什么需要隔离?

为了回答这个问题,我画了示意图方便大家理解。

如果高压和低压没有隔离,或者隔离失效,高压会从高压区域流到低压接插件,并且和人体形成回路,对人产生电击。

为什么会产生电击很好理解也很好接受。但是需要注意的是,并不是所有的高压回路和低压回路之间需要隔离,只有会被接触到的低压区域才需要隔离。

对于这个可接触的强调,在我前面的文章中提到过很多次,并且在GB/T 17045 电击防护的通用要求中也有非常明确的描述,可以自行查看。

我能猜出来也许你在想“为什么低压接插件是接地的,为什么电流回路没有走地?”,我想说你并不孤独,因为我也有过同样的疑问。但是我不打算在这篇文章中解释,因为信息量太大,怕吸收不好。所以今天先直接给出结论,后面有机会会专门写一篇文章来解释。

高压区域和低压区域需要什么样的隔离方式?

功能绝缘?基本绝缘?加强绝缘?还是其它?

在前面的文章中,有一篇专门讲电击防护的通用要求,要考虑正常工作条件下的基本防护,也需要考虑单一失效条件下的故障防护,两层防护是强制必须的。

所以对于高压和低压之间的隔离方式也同样适用。

接下来放出结论,此截图来自于ISO 5474-3,非常明确的要求了高压和可接触的低压部分需要什么绝缘方式。

由于是英文的,所以我大致给大家总结一下:

高压回路和可接触的低压回路之间的隔离需要满足以下三种方式的其中一种:

1)双重绝缘或加强绝缘

2)基本绝缘+限制电压在60V dc30V ac以内

3)基本绝缘+限制能量+静态接触电流 3.5mA ac10mA dc

更加详细的内容可以自行去查看标准,不过由此可以看出只有功能绝缘或者只有基本绝缘是不允许的。为什么是这三种可选择的方式?看过我的电击防护系列的通用要求以及“以人为本”后,相信你就理解了。

今天就先写到这里,信息量有点大,需要大家好好消化一下,也许打破了以往的设计经验。不过我们要抱着开放的心态接受新事物新观点,毕竟人家说的还挺有道理的,自己设计的看起来还真的是有漏洞。

虚心接受,好好反思,设计合规。


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