混動與電動車輛的測試：新能源汽車電氣安全標準

--電動或半電動驅動車輛的安全和功能診斷（二）

高壓系統工作的三級資質：新能源汽車電氣安全標準

第 1 階段 - 非電氣工作：

（要求：經過適當指導的人員，EuP1。） HV 組件的安全操作。 了解 HV 組件的設計、操作模式和識別，但未對這些內容做過技術電氣方面工作。

第 2 階段 - 在沒有電壓的情況下工作：

（要求：有資格在斷電狀態下在高壓系統上工作的人員，FHV）

第 3 階段 - 處理帶電組件：

（要求：有資格在通電狀態下在高壓系統上工作的人員）。 將第 2 階段更進一步，處理帶電組件需要理論和實踐知識

安全法規和測試指令-新能源汽車電氣安全標準

國際標準化組織 (ISO) 在除電氣和電子工程以外的所有領域制定國際標準,國際電工委員會 (IEC) 負責的電氣和電子工程,國際電信聯盟 (ITU) 負責電信工程。這三個組織組成了世界標準合作組織 (WSC)。

ISO TC22

（技術委員會）SC21 涉及電動汽車的一般標準化，IEC TC69尤其是相關的電氣元件。

聯合國歐洲經濟委員會 (UN-ECE)。 ECE 法規、統一的車輛技術法規以及機動車輛中包含的組件和設備的集合。 自 1997 年起，非歐洲國家也可以采用該協議。 ECE 法規在車輛和部件的批準方面具有決定性作用。

聯合國歐洲經濟委員會 R100

法規編號：聯合國歐洲經濟委員會第 100 條：關于批準車輛對電動傳動系統的具體要求的統一規定，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 最近 [2015/505]。 該法規定義了電動汽車在運行過程中與任何充電設備分離的電力推進的安全要求，對高壓安全測試具有決定性意義。-ISO TC22標準

ECE R100 是歐洲和其他國家高壓系統車輛型式試驗的有效法規采用該法規的國家（蘇聯、美國、加拿大和以色列的所有非歐洲繼承國）。 在某種程度上，IEC 標準中規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題都得到解決。 因此，制造商在任何情況下都應考慮 IEC 標準。

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部件必須滿足防護等級 IPXXD以及所有其他區域的IPXXB。

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

3) 用高壓符號識別高壓元件

4) 高壓母線電纜必須配備橙色外護套。

5) 相對于工作電壓，以下要求適用于電力傳動系統的絕緣電阻母線接地：

> 100 Ω / V 對于直流母線，如果它與交流母線電氣隔離

> 100 Ω / V 對于交流母線，如果它受到以下保護：

1. 兩層或多層固體絕緣、隔離屏障或外殼

b) 機械堅固的保護裝置，在使用壽命期間具有適當的耐用性，例如： 電機外殼

> 500 Ω / V 對于交流母線和與其連接的任何直流母線

用于測試符合 UNECE R100 安全要求的合適測量方法和儀器

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

在 0.2 A 時，接地電阻必須小于 100 mΩ。 因此，必須使用測量儀器進行電阻測量，該測量儀器產生至少 0.2 A 的測量電流，并且還能夠測量毫歐范圍內的電阻。

事故預防法規和 UNECE R100 規定測量電流至少為 0.2 A。由于以下事實：

電阻隨著電流的增加而增加，汽車制造商還使用更高的電流值進行測試，例如 1 A。

使用普通的 2 線測量方法無法對小電阻值進行足夠精確的測量。

該方法測量已知電流源 I 超過待測電阻 Rt 的電壓降。 阻力是

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

4 線測量，也稱為開爾文測量，是一種合適的測量方法。 在這種情況下，測量電流通過兩根導線施加到被測設備，而電壓降則通過兩根單獨的導線直接在被測設備上測量。

相對于測量電流 I，流過高阻電壓表的電流 IU 可以忽略不計。 與被測設備上的電壓降相比，測量電纜上的電壓降也可以忽略不計。 此外，電流源 I 與 Rt 無關。 因此僅測量電阻 Rt 上的電壓。 然后電阻計算為 Rt = U / I。

測量絕緣電阻的程序

EV 運行期間在高壓系統上工作時防止直接接觸是通過有源組件（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確保的。 除此之外，一個集成的絕緣監測設備在運行期間監測高壓系統。 這是為了檢測任何故障電流并防止對用戶可能造成的危險。

絕緣電阻必須通過計算來測量或確定。 每個零件的測量值或必須使用任何給定高壓母線的截面進行計算； 這被稱為“單獨測量"。

1. 外源直流電測量方法：

使用可施加直流電壓的測量儀器，該電壓高于母線的工作電壓電壓。 在至少 50% 的工作電壓下在有源元件和接地之間進行測量。 這些測量儀器被稱為絕緣電阻測量或測試儀器。

2. 車輛電池直流電測量方法：

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

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

等電位測試

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

第二種測量方法不需要任何外部電壓源，但需要多次測量，確定發生了哪種情況并進行計算。 因此，在沒有自帶電壓源的測量儀器可用于測量絕緣電阻的情況下，它更像是一種臨時解決方案。

METRAHIT IM 電子驅動一體機-等電位測試

Gossen Metrawatt 的 等電位測試 萬用表METRAHIT IM E-Drive 就是一個合適的測量儀器的例子。它結合了四個儀器合二為一：萬用表，測試接地的毫歐表，絕緣測試儀，測量絕緣電阻和帶有額外線圈適配器 XTRA 的匝間短路測試儀。毫歐測量可以在 UNECE R100 規定的要求 200 mA 以及相當高的 1 A 測量電流下進行，從而提高測量可靠性。由于連接處的材料和溫度差異而產生的熱電壓可能會影響測量結果。

它配備了針對相關測量范圍的自動熱電壓補償。METRAHIT H+E CAR 的 4 線或開爾文測量是通過測量電纜進行的，帶有彈簧加載測試的鱷魚夾或探針，即使在不導電的情況下也能實現可靠接觸表面。絕緣電阻測量是在兆歐功能的幫助下使用可選測試進行的，電壓為 50、100、250、500 和 1000 V。任何干擾電壓都會自動檢測并顯示。

使用測試探頭上的 START/STOP 鍵可以方便地開始和停止測量。附加的 STORE 鍵測試探頭上用于存儲單個測量值（非常人性化）。

萬用表METRAHIT IM EDRIVE

可借助極化指數 (PI) 和介電吸收率 (DAR) 檢查絕緣老化狀態。 除此之外，METRAHIT IM E-DRIVE 還包括萬用表功能，用于測量電壓、電流、電阻、電容、連續性、二極管、頻率、轉速和占空比，以及使用 TC 或 PT100/1000 傳感器進行溫度測量。 電流和電壓是針對 AC、CD 和 AC+DC 測量的帶寬分別為 10 和 100 kHz TRMS。

通過按 STORE 鍵或自動將單個測量值快速可靠地存儲到儀器中通過數據保持功能。通過集成的藍牙端口實時傳輸測量值或讀取測量數據存儲器。 Windows IZYTRONIQ 軟件和 METRALOG 應用程序可用于測量數據的存儲、可視化和進一步處理，以及生成測試報告。由于鋰聚合物快換電池，該儀器獨立于電源且可移動單元格，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準 USB 電源組進行外部充電。使用電源模塊而不是電池組操作儀器的選項允許連續操作。 Gossen Metrawatt 一直非常重視用戶和儀器本身的安全。該儀器符合 IEC 61010 的測量類別 CAT IV 600 V / CAT III 1000 V。高達 600 V 的過載保護和毫歐測量范圍的高質量保險絲保護儀器和用戶。

匝間短路測試

電機中出現的問題，無論是否涉及電動機或發電機，都可能是由電氣或機械原因引起的。 電氣原因包括繞組、控制器或電子設備中的故障。 絕緣電阻測量檢測繞組和外殼之間的絕緣故障。 通過比較多相電動機中繞組的電氣特性，可以很容易地檢測到線圈內的匝間短路。 帶有可選線圈適配器 XTRA 的 萬用表METRAHIT IM EDRIVE 使用 1 kV 浪涌電壓進行測試（浪涌測試）。 通過這種方式，檢測到僅在施加工作電壓時才會出現的缺陷。

等電位測試 萬用表METRAHIT IM EDRIVE

IM E-DRIVE 隨附的橡膠皮套及其堅固的硬殼是橙色的，就像車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：一個探頭、一個 Kelvin 夾和探頭各一個、一對測量電纜、一個可充電電池和一個帶 USB 充電電纜的插入式電源組。 箱子還有實用的儲物箱，用于存放可選配件，例如額外的電池或電源組。

METRAHIT IM E-DRIVE 配備了一個集成的藍牙端口，用于連接數據處理系統。未來的計劃包括增加一個 WiFi 端口和一個帶有 USB 數據接口的網絡模塊。選定的客戶將還提供用于集成到專有應用程序和系統的接口協議。

該儀器的供貨范圍還包括 IZYTRONIQ 數據庫軟件，該軟件具有 Business Starter 許可證

版本。該軟件使管理設備、機器、系統和醫療設備以及使用雙樹結構的位置以及檢查員、測試儀器、目錄和序列成為可能。與測試/測量儀器的數據交換是雙向的。推送打印功能也支持通過藍牙將測量值從儀器傳輸到軟件。報告編輯器可用于個性化測試報告模板、將報告保存為 Word 和 PDF 文件、插入公司徽標和簽名以及使用 Microsoft Word 自由編輯報告。