測試混合動力和電動汽車測試/電動或混合動力車輛的安全和功能診斷 電動汽車專用萬用表METRAHIT IM系列

電動汽車中的高壓技術(shù)

如今，混合動力和電動汽車（乘用車）中的高壓系統(tǒng)由高達(dá)500 V的儲能裝置供電。未來，電壓水平預(yù)計(jì)將增加大約兩倍。商用車輛已經(jīng)在使用工作電壓高達(dá)1000 V的技術(shù)。

然而，在涉及對人類健康和生命的電氣危害的情況下，只有低于60 V DC和30 V AC的電壓值才被認(rèn)為是安全的。由于電動汽車系統(tǒng)中出現(xiàn)的電壓遠(yuǎn)高于這些安全限值，近年來進(jìn)行了廣泛的危險(xiǎn)分析。除其他事項(xiàng)外，歐盟已經(jīng)發(fā)布了對制造商具有約束力的指令，而制造商又制定了操作和工作說明，以一定程度地消除使用過程中以及生產(chǎn)、開發(fā)、維護(hù)和維修過程中由于電能造成的危害。

職業(yè)健康和安全指南規(guī)定了可接受的殘余風(fēng)險(xiǎn)，與使用完整家用電器相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)大致相當(dāng)。

對用戶和檢查員的危險(xiǎn)

使用電氣設(shè)備和系統(tǒng)所涉及的危險(xiǎn)通常來自與流經(jīng)身體的電流、電弧、電磁干擾和靜電電荷有關(guān)的危險(xiǎn)。其他潛在但可避免的危險(xiǎn)可能是由資質(zhì)不充分的人員在車輛上不當(dāng)執(zhí)行電氣工作，以及車輛的技術(shù)缺陷造成的。

根據(jù)德國電氣、電子和信息技術(shù)協(xié)會（VDE），50 V的交流電壓或120 V的直流電壓已被視為對健康成年人構(gòu)成生命威脅的觸摸電壓。德國聯(lián)邦職業(yè)安全與健康辦公室（BAUA）發(fā)布的電氣系統(tǒng)運(yùn)行期間的安全技術(shù)規(guī)則規(guī)定了25 V AC和60 V DC的最大值。

IUE（德國電氣事故檢查研究所）已確定，約40%涉及1000 V以下的電氣事故發(fā)生在故障排除和維修工作期間。

Figure 1: 橙色標(biāo)識的高壓部件 ：電動汽車專用萬用表METRAHIT IM系列

機(jī)動車輛高壓系統(tǒng)引起的電氣危險(xiǎn)

• 在研究、開發(fā)、生產(chǎn)和服務(wù)中從事混合動力和電動汽車工作的人員仍存在一定的剩余風(fēng)險(xiǎn)。盡管法律指南要求車輛具有*的本質(zhì)安全性，并通過車輛制造商實(shí)施的技術(shù)設(shè)計(jì)措施來實(shí)現(xiàn)，但即使采取了所有適當(dāng)?shù)拇胧?，也無法*消除這種殘余風(fēng)險(xiǎn)（上述家用電器示例）。
  觸摸因內(nèi)部故障而通電的高壓部件可能會導(dǎo)致電流流過人體。即使在直流電流約為30至50 mA的情況下，如果在胸腔附近進(jìn)行接觸，呼吸肌肉組織也可能會收縮，導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)在電流流動時(shí)長時(shí)間處于靜止?fàn)顟B(tài)。50赫茲的交流電僅10毫安，暴露時(shí)間超過2秒，可導(dǎo)致心室顫動甚至心臟驟停。
  
  

• 對于混合動力和電動汽車，需要考慮哪些電氣危險(xiǎn)？

• ?電弧會導(dǎo)致燒傷甚至死亡

• ?剩余電壓或未絕緣電纜

• ?導(dǎo)致故障電流失控的絕緣故障

車輛類型

電池電動汽車（BEV）、混合動力電動汽車（HEV）和插入式混合動力電動汽車（PHEV）之間存在差異。

嚴(yán)格來說，電動汽車只使用電能作為驅(qū)動力。所需能量存儲在車輛內(nèi)，例如在可充電電池中，或根據(jù)需要從外部電源供電，例如借助架空接觸線或接觸軌，或通過感應(yīng)。電動汽車上也會產(chǎn)生電能的頻率較低。

混合動力汽車配備了兩個(gè)不同的驅(qū)動系統(tǒng)，每個(gè)驅(qū)動系統(tǒng)都有自己的儲能系統(tǒng)。通常，除了傳統(tǒng)的驅(qū)動系統(tǒng)（帶相關(guān)燃油箱的內(nèi)燃機(jī)）外，還需要一個(gè)電力驅(qū)動系統(tǒng)（帶高壓電池的電動機(jī)）。插電式、輕度和微型混合動力汽車之間存在差異。

Figure 2: Types of Electric Vehicles / 電動汽車專用萬用表METRAHIT IM系列