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電池系統(tǒng)安全標(biāo)準(zhǔn)參考

電池系統(tǒng)安全

基于市場(chǎng)上出現(xiàn)的電動(dòng)汽車泡水、碰撞、底盤劃傷后的起火事件，電池系統(tǒng)安全從系
統(tǒng)設(shè)計(jì)（機(jī)械安全、熱安全、電氣安全）、安全測(cè)試、生產(chǎn)三階段展開，保證電池系統(tǒng)的
安全。
4.2.1 機(jī)械安全
電池系統(tǒng)應(yīng)具備足夠的機(jī)械強(qiáng)度，保證在整車正常使用的生命周期內(nèi)不會(huì)因振動(dòng)、機(jī)
械沖擊等工況引發(fā)安全風(fēng)險(xiǎn)。
4.2.1.1基于正碰、側(cè)碰、側(cè)柱碰、底碰、石擊的電池及整車安全設(shè)計(jì)
針對(duì)于整車碰撞衍生出電池系統(tǒng)碰撞、擠壓工況，需要結(jié)合整車設(shè)計(jì)及電池系統(tǒng)安裝
位置有針對(duì)性的進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保證電池系統(tǒng)的機(jī)械安全。
電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度應(yīng)至少滿足《GB/T 31467.3-2015電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力蓄電池
包和系統(tǒng)第 3部分：安全性要求與測(cè)試方法》中電池系統(tǒng)模擬碰撞的標(biāo)準(zhǔn)要求或整車企業(yè)
的標(biāo)準(zhǔn)要求。
4.2.1.1.1電池系統(tǒng)碰撞安全設(shè)計(jì)
（1）應(yīng)分析碰撞過(guò)程中電池箱體及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)（電池模組、高低壓線束）產(chǎn)生的最
大變形情況，并結(jié)合電池模組允許的最大變形量來(lái)判斷碰撞過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)；
（2）應(yīng)具有吸能效果的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮相應(yīng)材料的塑性要求；
（3）應(yīng)具有合理的內(nèi)部加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)，提高整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；
（4）考慮電連接件的可靠性，避免碰撞過(guò)程中發(fā)生短路風(fēng)險(xiǎn)；
（5）提高熱管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，增加防護(hù)設(shè)計(jì)，避免碰撞過(guò)程中冷卻液泄露風(fēng)險(xiǎn)。
4.2.1.1.2電池系統(tǒng)擠壓安全設(shè)計(jì)
（1）電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)滿足相應(yīng)的剛度、強(qiáng)度要求：如外圍采用防撞梁結(jié)構(gòu)；
（2）合理的電池系統(tǒng)內(nèi)部安全距離設(shè)計(jì)；
（3）合理的熱管理系統(tǒng)布置：建議液冷系統(tǒng)水管布置避開易碰撞側(cè)；
（4）合理的電氣系統(tǒng)布置：電池系統(tǒng)內(nèi)的高低壓線束的走線路徑應(yīng)盡量與電池系統(tǒng)
的非變形區(qū)域結(jié)構(gòu)相連接，同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)絕緣防護(hù)及線束固定。
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4.2.1.1.3電池系統(tǒng)防石擊安全設(shè)計(jì)
（1）合理的底部裝甲或防護(hù)板設(shè)計(jì)；
（2）箱體接插件端防護(hù)較薄弱，且易受沙石沖擊，建議增加防護(hù)板遮擋。
4.2.1.2振動(dòng)可靠性安全設(shè)計(jì)
振動(dòng)是對(duì)結(jié)構(gòu)件耐久性的考驗(yàn)，區(qū)別于傳統(tǒng)車，電池系統(tǒng)激勵(lì)源產(chǎn)生主要是由于汽車
在行駛過(guò)程中，路面的不平整造成的，路面的激勵(lì)頻率大部分都是集中在低頻端，電池系
統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中主要宗旨是提高電池系統(tǒng)的整體固有頻率。
電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度應(yīng)至少滿足《GB/T 31467.3-2015電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力蓄電池
包和系統(tǒng) 第 3 部分：安全性要求與測(cè)試方法》中電池系統(tǒng)振動(dòng)可靠性的標(biāo)準(zhǔn)要求或整車
企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)要求。
（1）提高電池系統(tǒng)整體固有頻率：
·提高電池系統(tǒng)剛度：如增加車體安裝點(diǎn)，優(yōu)化固定梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；
·減少電池系統(tǒng)的重量：輕量化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料選擇；
（2）疲勞強(qiáng)度高的材料選擇；
（3）提高電池系統(tǒng)強(qiáng)度：避免質(zhì)量過(guò)度集中，在質(zhì)量集中位置增強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；固定
梁焊接要求、結(jié)構(gòu)緊固件的選型及固定扭矩設(shè)計(jì)均應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求。
4.2.1.3全生命周期高防護(hù)等級(jí)安全設(shè)計(jì)
安裝在車身外部的電池系統(tǒng)應(yīng)具備 IP67 或以上的防護(hù)等級(jí)，并應(yīng)定期維護(hù)檢測(cè)以避
免整個(gè)生命周期內(nèi)防護(hù)等級(jí)在使用過(guò)程造成降低。
4.2.1.3.1電池系統(tǒng)接觸防護(hù)
（1）集成式 BDU，并具備外殼防護(hù)設(shè)計(jì)；
（2）模組級(jí)別正負(fù)極位置防護(hù)設(shè)計(jì)；
（3）高壓連接器防護(hù):
·連接器插座與插頭中接觸件都需與保護(hù)外殼做相互絕緣處理，保證外殼絕緣不帶電，
保證操作人員的安全。
·在電池系統(tǒng)高壓連接器防護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，最常選擇使用的是 IPXXB/IPXXD的防護(hù)等級(jí)。
4.2.1.3.2電池系統(tǒng)防水防塵
（1）電池系統(tǒng)箱體防護(hù)要求：
·電池箱體防護(hù)在全生命周期等級(jí)達(dá)到 IP67等級(jí)；
·電池箱體密封墊設(shè)計(jì)時(shí)，考慮其吸水率、壓縮率、及阻燃特性；
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（2）防水透氣閥:與箱體配合處防護(hù)在全生命周期等級(jí)達(dá)到 IP67等級(jí)；
（3）電氣接口防護(hù)要求:
連接器插座與插頭連接端處于箱體外部，此端須保證插座與插頭接觸良好、過(guò)流、過(guò)
壓持續(xù)、穩(wěn)定、拆卸方便，同時(shí)有插座端口保護(hù)蓋設(shè)計(jì)。有以下內(nèi)容需保證：
·連接器插座與箱體配合處的防護(hù)等級(jí)須達(dá)到 IP67 等級(jí)；
·連接器插座與插頭連接后的防護(hù)等級(jí)須達(dá)到 IP67 等級(jí)；
·連接器插座端口在未插合存放倉(cāng)庫(kù)時(shí)，保護(hù)蓋須防塵防潮且能滿足經(jīng)過(guò)長(zhǎng)途運(yùn)輸震
動(dòng)后保護(hù)蓋不會(huì)掉落。
4.2.1.3.3電池系統(tǒng)防爆防護(hù)
電池系統(tǒng)應(yīng)具備有效的泄壓裝置，可以快速平衡內(nèi)外部氣壓變化，防止因內(nèi)部氣壓過(guò)
高造成殼體變形引起的防護(hù)等級(jí)降低或失效。
泄壓裝置安裝的位置和方向應(yīng)避免對(duì)乘員艙或車輛周邊人員造成人身傷害，且應(yīng)避免
引燃整車。
4.2.1.3.4電池系統(tǒng)防腐防護(hù)
在全生命周期內(nèi)防腐的要求，要根據(jù)電池系統(tǒng)使用壽命要求和使用區(qū)域環(huán)境要求來(lái)確
定電池系統(tǒng)的防腐等級(jí)。
4.2.2熱安全
通過(guò)熱管理系統(tǒng)對(duì)電池系統(tǒng)進(jìn)行加熱、散熱、均衡、保溫；電池系統(tǒng)內(nèi)部要有防止熱
擴(kuò)散的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；關(guān)鍵部件的阻燃設(shè)計(jì)；來(lái)確保電池系統(tǒng)的熱安全。
4.2.2.1可靠熱管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)
根據(jù)鋰離子電池結(jié)構(gòu)及工作原理可知，無(wú)論在高溫或是低溫，都有引發(fā)電池?zé)崾Э氐?br /> 風(fēng)險(xiǎn)，而電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)就是結(jié)合 BMS控制策略和調(diào)整功能，控制電芯工作在
舒適溫度范圍內(nèi)、并降低電芯之間的溫差實(shí)現(xiàn)性能均衡，從而保證系統(tǒng)熱安全并延長(zhǎng)系統(tǒng)
壽命。要實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)，需從冷卻、加熱、保溫三個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)還需保證整個(gè)系
統(tǒng)的氣密安全，不允許發(fā)生冷卻液泄露。需關(guān)注低溫冷卻管路可能引發(fā)的冷凝水，避免因
此而導(dǎo)致的絕緣、短路安全隱患。
（1）冷卻
a.根據(jù)指定的嚴(yán)苛工況下的系統(tǒng)發(fā)熱量確定電池包散熱形式及控制邊界，保證電池最
高溫度不超過(guò)允許使用溫度，且大多數(shù)時(shí)間能在舒適溫度范圍工作。
b.建議正常工況下電池系統(tǒng)內(nèi)部采集的溫度點(diǎn)之間的最大溫差不超過(guò) 5℃，極限工況
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下最大溫差不超過(guò) 10℃，且能滿足極限工況的連續(xù)運(yùn)行（例如持續(xù)高速工況加快充）。
c.為適應(yīng)不同工況，散熱系統(tǒng)可按有無(wú) chiller以及風(fēng)扇擋位分為多種回路：
·風(fēng)冷散熱系統(tǒng)中，能夠?qū)︼L(fēng)扇狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)并判定是否工作正常；當(dāng)風(fēng)扇或冷卻系
統(tǒng)其它部件出現(xiàn)故障時(shí)能及時(shí)報(bào)警并采取保護(hù)措施（如限制充放電功率等）；
·液冷系統(tǒng)中，能夠?qū)嚎s機(jī)、水泵等部件進(jìn)行檢測(cè)并判定是否工作正常；當(dāng)冷卻系
統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)能及時(shí)報(bào)警并采取保護(hù)措施（如限制充放電功率等）。
（2）加熱
a.在指定環(huán)境溫度下，實(shí)現(xiàn)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)將電池系統(tǒng)加熱到規(guī)定溫度，使系統(tǒng)能夠快
速達(dá)到允許充放電的工作溫度。
b.電池系統(tǒng)最低溫度低于最小允許充電溫度時(shí)，建議對(duì)電池加熱之后再進(jìn)行充電。
c.加熱過(guò)程中盡量降低電池系統(tǒng)內(nèi)部采集的溫度點(diǎn)之間最大溫差。
d.以電池包內(nèi)置加熱部件（如 PTC 等）進(jìn)行加熱的設(shè)計(jì)中，應(yīng)具備相應(yīng)的安全設(shè)計(jì)
（如引入二次熱熔保護(hù)機(jī)制），當(dāng)加熱部件溫度過(guò)高時(shí)，能夠切斷加熱部件電源，防止加
熱元件出現(xiàn)干燒進(jìn)而引燃電池。
（3）保溫
a.將電池系統(tǒng)由常溫環(huán)境分別轉(zhuǎn)入高溫和低溫環(huán)境靜置，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)中的電池
最高/最低溫度不超過(guò)目標(biāo)值。
b.高溫環(huán)境保溫時(shí)，建議減小電池系統(tǒng)內(nèi)部采集的溫度點(diǎn)之間溫差。
（4）氣密安全
a.對(duì)于液冷系統(tǒng)，應(yīng)采用相應(yīng)的措施防止管路、接頭等部位發(fā)生泄漏，并在生產(chǎn)過(guò)程
中采取相應(yīng)的檢測(cè)工藝以確保產(chǎn)品安全。
b.當(dāng)液冷系統(tǒng)發(fā)生泄漏至可能產(chǎn)生安全隱患的閾值的時(shí)，建議具有檢測(cè)手段能及時(shí)檢
測(cè)并報(bào)警。
4.2.2.2電池系統(tǒng)熱擴(kuò)散防護(hù)設(shè)計(jì)
引起熱失控風(fēng)險(xiǎn)的因素有很多，如極端的環(huán)境溫度、過(guò)充過(guò)放、內(nèi)短外短、電池制造
缺陷等等。既然無(wú)法完全避免熱失控風(fēng)險(xiǎn)，那就需要采取相關(guān)的防護(hù)設(shè)計(jì)來(lái)降低熱失控發(fā)
生時(shí)的危害。熱量傳遞是熱失控?cái)U(kuò)散蔓延的重要原因，因此傳熱特性會(huì)直接影響熱失控?cái)U(kuò)
散速率。此外，電池間的電連接也會(huì)影響熱失控?cái)U(kuò)散?，F(xiàn)行的熱擴(kuò)散測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)可參
見《電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力蓄電池安全要求》，測(cè)試對(duì)象為模組和電池包，要求單個(gè)電池
發(fā)生熱失控時(shí)，引起熱擴(kuò)散、進(jìn)而導(dǎo)致乘員艙發(fā)生危險(xiǎn)之前 5 分鐘，應(yīng)提供一個(gè)熱事件
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報(bào)警信號(hào)，同時(shí)建議系統(tǒng)應(yīng)具備避免熱失控事件傳播到相鄰電池的能力。可見，熱擴(kuò)散防
護(hù)必須從電芯、模組、系統(tǒng)三個(gè)方面進(jìn)行考慮。
（1）電芯級(jí)
a.相鄰電芯間建議具備一定的隔熱設(shè)計(jì)（如增加絕熱氈、氣凝膠等隔熱阻燃材料），
延緩熱蔓延。
b.電芯防爆設(shè)計(jì)（如防爆閥等）指向建議避免直接朝向相鄰電芯，防止產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。
電芯的開閥保護(hù)時(shí)間，需要在單電芯、模組中保持一致性，開閥的條件應(yīng)在一定的偏差范
圍內(nèi)。
（2）模組級(jí)
a.模組間建議考慮合適的間距，具備一定的防止熱蔓延的能力；建議采用隔熱設(shè)計(jì)（如
隔熱罩等），抑制熱量在相鄰模組間的蔓延。
b.設(shè)計(jì)合理的電連接孔、泄氣孔及火焰導(dǎo)向孔，防止蔓延。
c.對(duì)于不具備單體熔斷功能的電芯，模組建議采用可熔斷連接設(shè)計(jì)，防止電芯內(nèi)短路
時(shí)其他并聯(lián)電池產(chǎn)生電流倒灌，引發(fā)熱失控。
（3）系統(tǒng)級(jí)
a.電池殼體（包括上蓋、底板以及密封條等附件）應(yīng)采用阻燃材料，以避免明火引燃
整車；
b.電池包內(nèi)部高壓線束（包括主回路高壓線束、電池電壓采集線束等）建議具有熔斷
保護(hù)，防止在熱失控期間因線束受損短路引起的二次傷害。
4.2.2.3電池關(guān)鍵部件阻燃設(shè)計(jì)
為延緩熱失控?cái)U(kuò)散，延長(zhǎng)乘員逃生時(shí)間，電池系統(tǒng)的零部件應(yīng)盡量選用阻燃等級(jí)較高
或者不燃燒的材料，這樣即使在熱失控的極端環(huán)境下，這些零部件至少不會(huì)進(jìn)一步加劇反
應(yīng)。
（1）電池系統(tǒng)內(nèi)部有機(jī)材料（如結(jié)構(gòu)膠、導(dǎo)熱膠等）應(yīng)采用阻燃等級(jí)較高的材料。
（2）應(yīng)重點(diǎn)評(píng)估電池包內(nèi)薄片非金屬材料的阻燃等級(jí)。
（3）其他與電芯直接接觸材料，以及電氣件、熱管理部件等應(yīng)選用阻燃等級(jí)較高或
者不燃燒的材料。
（4）在電芯熱失控以后，建議評(píng)估噴發(fā)物對(duì)模組周圍帶來(lái)的絕緣下降引起的短路造
成的二次加熱。
4.2.3電氣安全
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4.2.3.1絕緣要求
4.2.3.1.1電氣絕緣
（1）電池系統(tǒng)的絕緣設(shè)計(jì)應(yīng)滿足 GB/T18384或企業(yè)要求；
（2）通過(guò)絕緣材料來(lái)提供觸電防護(hù)的，則電氣系統(tǒng)的帶電部分應(yīng)當(dāng)全部用絕緣體覆
蓋；
（3）絕緣材料應(yīng)能承受電動(dòng)汽車及其系統(tǒng)的溫度等級(jí)和最大工作電壓；
（4）絕緣體應(yīng)有足夠的耐電壓能力，進(jìn)行耐電壓試驗(yàn)不應(yīng)發(fā)生絕緣擊穿或電弧現(xiàn)象。
4.2.3.1.2電氣間隙、爬電距離
（1）電池系統(tǒng)高壓系統(tǒng)的電氣間隙和爬電距離參考 GB/T 16935.1-2008；
（2）根據(jù)耐壓等級(jí)、環(huán)境污染等級(jí)確定電氣間隙；
（3）根據(jù)環(huán)境污染等級(jí)、材料 CTI值、工作電壓、工作海拔高度等確定爬電距離；
（4）當(dāng)主電路與控制電路或輔助電路的額定絕緣電壓不一致時(shí)，其電氣間隙和爬電
距離可分別按照其額定值選取。主電路或控制電路導(dǎo)電部分之間具有不同額定值時(shí)，電氣
間隙與爬電距離應(yīng)按照最高額定絕緣電壓選取。
4.2.3.1.3電位均衡
（1）所有組成電位均衡電流通路的組件（導(dǎo)體、連接部分）應(yīng)能承受單點(diǎn)失效下的
最大電流；
（2）電位均衡通路中任意兩個(gè)可以被人同時(shí)觸碰到的外露可導(dǎo)電部分之間的電阻應(yīng)
不超過(guò) 0.1Ω ，滿足標(biāo)準(zhǔn) GB/T 18384.3-2015要求。
4.2.3.2電連接可靠性安全設(shè)計(jì)
電池系統(tǒng)內(nèi)的電連接設(shè)計(jì)包括模組內(nèi)電連接設(shè)計(jì)和模組外電連接設(shè)計(jì)。模組內(nèi)電連接
設(shè)計(jì)包括：電芯間電連接、溫度及電壓采樣；
（1）電芯間電連接
電芯間電連接需要滿足過(guò)流要求，材質(zhì)一般是銅、鋁或者鎳，應(yīng)注意避免銅鋁間電化
學(xué)腐蝕。
（2）溫度采樣
a.作為檢測(cè)電池狀態(tài)的一個(gè)重要手段，在設(shè)計(jì)時(shí)主要關(guān)注兩個(gè)方面：排布位置和連接
可靠。
b.排布位置建議可采集到模組內(nèi)最高及最低溫度。
c.采樣線可考慮防短路措施。
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（3）電壓采樣
由于電壓采樣直接與電芯正負(fù)極相連，若連接位置阻抗過(guò)大，會(huì)影響電壓的采樣精度，
因此，電壓采樣需選擇阻抗較小且比較安全可靠的連接方式，采樣線需要考慮防短路措施。
（4）模組外電連接設(shè)計(jì)
包括模組間電連接設(shè)計(jì)、模組與電氣件間的電連接設(shè)計(jì)、電氣件間電連接。
模組外電連接一般使用鎖螺栓或螺母作為對(duì)外電連接端口，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意避免電電
連接部位受載，同時(shí)應(yīng)保證螺栓連接可靠性。
（5）為了電池系統(tǒng)維護(hù)的方便性和安全性，建議系統(tǒng)要設(shè)計(jì)有專門的維修接口，如
用于熔斷器的更換，以及電池系統(tǒng)內(nèi)單體電池狀態(tài)調(diào)整接口。
4.2.3.2.1系統(tǒng)過(guò)電流能力
（1）電池系統(tǒng)內(nèi)部主回路各連接部分應(yīng)具有在整個(gè)生命周期內(nèi)承受系統(tǒng)最大持續(xù)電
流的能力。
（2）電連接面積選擇考慮溫升和老化要求。
4.2.3.2.2電氣連接可靠性
（1）電池系統(tǒng)內(nèi)部主回路各電連接部分應(yīng)具有有效的設(shè)計(jì)，建議采用螺紋膠鎖死，
以保證在整個(gè)生命周期內(nèi)保持連接阻抗的可靠性。
（2）電池系統(tǒng)內(nèi)部主回路各電連接部分的連接阻抗應(yīng)具備明確的指標(biāo)及檢測(cè)方法，
以便在生產(chǎn)及維護(hù)時(shí)進(jìn)行檢測(cè)；
（3）電池系統(tǒng)內(nèi)線束高低壓連接端子與電線連接應(yīng)牢固，應(yīng)滿足 QC/T 29106汽車電
線束技術(shù)條件中的規(guī)定；
（4）連接器需要具有一個(gè)鎖緊裝置以避免分離或接觸不良。高壓連接器應(yīng)具有高壓
互鎖功能。
4.2.3.2.3接地要求
高壓零部件接地一方面是為了改善 EMC，另一方面是為了滿足安全需要。高壓零部件
接地需滿足如下要求：
（1）所有與高壓部件靠近的金屬導(dǎo)體必須接地，如：冷卻板、接插件固定板、靠近
高壓線的冷卻管道所連接的水口、BMU（HVM）外殼、EDM金屬底板、金屬托盤等；
（2）所有接地點(diǎn)表面應(yīng)保證導(dǎo)電性，不應(yīng)有導(dǎo)電性差的漆及氧化物，防止接地不良；
（3）所有接地點(diǎn)應(yīng)保證一定的安裝扭矩；
（4）電池系統(tǒng)內(nèi)部接地建議采用專用的接地螺栓螺母或使用編織導(dǎo)線，電池系統(tǒng)與
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車底盤接地線推薦使用編織導(dǎo)線，同時(shí)接地端子需鍍錫；
（5）接地線應(yīng)盡可能短；
（6）電池系統(tǒng)內(nèi)接地點(diǎn)應(yīng)與車身電底盤連接。
4.2.4電池系統(tǒng)安全性測(cè)試方法
電池系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證主要是驗(yàn)證電池系統(tǒng)完整的性能和功能，可考慮以下幾個(gè)方面：
（1）按照《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》國(guó)標(biāo)要求，通過(guò)振動(dòng)、機(jī)械沖擊、模
擬碰撞、擠壓、濕熱循環(huán)、浸水、熱穩(wěn)定性、溫度沖擊、鹽霧、高海拔、過(guò)溫保護(hù)、過(guò)流
保護(hù)、外部短路保護(hù)、過(guò)充電保護(hù)、過(guò)放電保護(hù)測(cè)試。
（2）建議進(jìn)行帶載振動(dòng)試驗(yàn)，充分發(fā)掘連接異常及溫升異常，評(píng)估安全可靠性（振
動(dòng)時(shí)充放電）。
（3）建議進(jìn)行動(dòng)態(tài) IP模擬測(cè)試（振動(dòng)、沖擊整車涉水等）。
（4）建議采用同一測(cè)試樣品在環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、振動(dòng)狀態(tài)下同步進(jìn)行多因素應(yīng)
力綜合評(píng)估，評(píng)估完成后對(duì)該測(cè)試樣品再進(jìn)行 IP防護(hù)等級(jí)評(píng)估，應(yīng)能夠滿足 IP防護(hù)等級(jí)
的要求。
4.2.5電池系統(tǒng)生產(chǎn)安全要求
4.2.5.1生產(chǎn)過(guò)程中安全防護(hù)要求
（1）嚴(yán)格按照工藝流程裝配，裝配過(guò)程中避免出現(xiàn)壓線等現(xiàn)象，防止操作中短路。
（2）生產(chǎn)及轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中應(yīng)對(duì)單體、模組、系統(tǒng)及關(guān)鍵部件（熔斷器、接觸器等）進(jìn)
行必要的防護(hù)，避免因磕碰、跌落等造成安全隱患。
（3）生產(chǎn)及轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中裸露的 BMS或采集板應(yīng)進(jìn)行有效的靜電防護(hù)。
（4）電池系統(tǒng)宜具備手動(dòng)維修開關(guān)或 Fuse。生產(chǎn)及轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中，電池系統(tǒng)上的維修
開關(guān)應(yīng)當(dāng)拔掉插頭并蓋上防護(hù)蓋，確保切斷電池系統(tǒng)對(duì)外的高壓輸出，電池系統(tǒng)上的高壓
連接器應(yīng)裝有防護(hù)蓋，確保操作人員安全。
（5）對(duì)模組、殼體的連接硬點(diǎn)進(jìn)行必要的防護(hù)，避免因部件變形造成緊固點(diǎn)失效。
（6）對(duì)柔性或易變形部件（如密封墊、發(fā)泡硅膠）等進(jìn)行工裝防護(hù)，避免因部件變
形造成失效。
（7）電池系統(tǒng)內(nèi)部應(yīng)對(duì)帶電部件及連接點(diǎn)進(jìn)行有效的防護(hù)，滿足 GB 4208 中規(guī)定的
IPXXB防護(hù)等級(jí)要求，防止在生產(chǎn)或維護(hù)過(guò)程中因人員誤觸導(dǎo)致的安全隱患。
（8）裝配過(guò)程中使用的工裝及工具與產(chǎn)品接觸部分宜采用絕緣材質(zhì)或做好絕緣防護(hù)，
避免裝配過(guò)程產(chǎn)生短路風(fēng)險(xiǎn)。
71

（9）生產(chǎn)及裝運(yùn)過(guò)程各零部件應(yīng)固定牢固，避免運(yùn)動(dòng)過(guò)程中摩擦損壞導(dǎo)致短路。
（10）接通高壓電前，必須進(jìn)行高壓電部件殼體接地檢查，確認(rèn)高壓電部件的裝配和
連接可靠。
（11）對(duì)高壓電部件進(jìn)行拆裝前，必須進(jìn)行斷電操作，確認(rèn)已斷開緊急開關(guān)和 12V電
源。
（12）在高壓部件的拆卸、安裝或其他操作時(shí)，操作人員需要取得低壓電工證資質(zhì)，
佩戴高壓絕緣手套，穿絕緣靴，同時(shí)必須做好自身的絕緣保護(hù)措施，身上不得帶有任何金
屬物品。
4.2.5.2合理的下線檢測(cè)
序列測(cè)試類別測(cè)試項(xiàng)目測(cè)試目的
1 線束測(cè)試線束測(cè)試檢測(cè)電池系統(tǒng)低壓接口所有針腳是否正確
2 CAN通訊檢測(cè)產(chǎn)品通訊是否正常
3 絕緣電阻檢查產(chǎn)品的絕緣電阻性能
4 絕緣耐壓檢查產(chǎn)品的絕緣耐壓性能
5 絕緣檢測(cè)功能檢查 BMS的絕緣檢測(cè)功能靜態(tài)測(cè)試
6 高壓互鎖功能檢查 BMS的高壓互鎖功能
7 軟件版本檢查軟件版本是否正確
8 硬件版本檢查硬件版本是否正確
9 壓差檢查未充放電前壓差是否滿足要求
10 總壓檢查電池系統(tǒng)總壓是否滿足要求
11 充電功能檢查充電是否正常
12 充放電測(cè)試放電功能檢查放電是否正常
13 總電壓精度檢查 BMS電壓精度值是否滿足要求
14 電流精度檢查 BMS電流精度值是否滿足要求
15 直流內(nèi)阻測(cè)試 DCR測(cè)試檢查電池系統(tǒng)直流內(nèi)阻值是否滿足要求
4.3動(dòng)力電池運(yùn)輸要求
明確電池系統(tǒng)在運(yùn)輸過(guò)程中的包裝、存儲(chǔ)等條件的安全要求，防止運(yùn)輸過(guò)程中存在的
安全隱患，或因自身的安全問題造成對(duì)環(huán)境或周圍人員、財(cái)產(chǎn)的損壞。
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4.3.1運(yùn)輸檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)
電池系統(tǒng)運(yùn)輸檢測(cè)可參照聯(lián)合國(guó)《關(guān)于危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)慕ㄗh書——試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)》
第 3部分 38.3款(簡(jiǎn)稱 UN38.3)內(nèi)容要求。
4.3.2包裝及運(yùn)輸要求
4.3.2.1包裝要求
（1）電池系統(tǒng)的包裝應(yīng)符合防潮防震的要求，應(yīng)采取措施防止電池系統(tǒng)與同一包裝
內(nèi)導(dǎo)電物質(zhì)相互接觸。
（2）電池系統(tǒng)內(nèi)部所有零部件應(yīng)按照正常生產(chǎn)要求進(jìn)行固定。
（3）電池系統(tǒng)所有接口需進(jìn)行獨(dú)立保護(hù)，防止碰撞和短路。所有電氣接口設(shè)置絕緣
阻燃防護(hù)罩，確保接口處無(wú)金屬部分裸露在外。
（4）電池系統(tǒng)設(shè)有維修開關(guān)(MSD)的，包裝前確保維修開關(guān)已經(jīng)取下，且維修開關(guān)接
口處有絕緣材料進(jìn)行包裹保護(hù)。
（5）包裝箱應(yīng)考慮運(yùn)輸環(huán)境條件（公路運(yùn)輸、鐵路運(yùn)輸、水路運(yùn)輸?shù)惹闆r），包裝箱
需經(jīng)過(guò)堆碼試驗(yàn)、跌落試驗(yàn)等試驗(yàn)合格。
（6）包裝箱應(yīng)易于制造、裝配，便于儲(chǔ)運(yùn)、機(jī)械裝卸。
（7）包裝箱內(nèi)應(yīng)在指定位置裝入隨同電池系統(tǒng)提供的文件和物料。
（8）包裝箱應(yīng)設(shè)置產(chǎn)品標(biāo)簽，包含下列內(nèi)容：名稱、物料編碼、客戶名稱、制造廠
名或商標(biāo)等、生產(chǎn)日期、SN、每箱的數(shù)量、凈重和毛重、堆碼重量極限。
4.3.2.2運(yùn)輸要求
（1）電池系統(tǒng)建議在 40%SOC以下狀態(tài)運(yùn)輸，以 30%SOC為宜；
（2）根據(jù)聯(lián)合國(guó)《關(guān)于危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)慕ㄗh書-規(guī)章范本》（簡(jiǎn)稱 TDG）的內(nèi)容要求，
電池系統(tǒng)在運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)避開易燃、易爆、易腐蝕危險(xiǎn)品；
（3）電池系統(tǒng)與包裝箱必須完全定位鎖死，包裝箱與運(yùn)輸工具也需通過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)架等完
全鎖死；在運(yùn)輸過(guò)程中，應(yīng)防止劇烈震動(dòng)、沖擊、日曬、雨淋；
（4）包裝和運(yùn)輸過(guò)程中，要避免人員對(duì)動(dòng)力電池系統(tǒng)的踩踏和不良接觸；
（5）運(yùn)輸器具滿足運(yùn)輸試驗(yàn)要求；
（6）運(yùn)輸器具要求絕緣，防止意外短路；
（7）消防設(shè)備能滿足運(yùn)輸車輛發(fā)生緊急事故的需求。
73

4.4動(dòng)力電池售后保養(yǎng)要求
明確電池系統(tǒng)在使用過(guò)程中的維護(hù)保養(yǎng)的措施、項(xiàng)目、頻次等基本要求，及推薦建議
等，對(duì)其安全狀態(tài)進(jìn)行跟蹤，及時(shí)排除安全隱患。
4.4.1動(dòng)力電池保養(yǎng)、檢測(cè)規(guī)范
4.4.1.1日常維護(hù)
（1）充放電
建議在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境溫度、SOC狀態(tài)下對(duì)電池系統(tǒng)進(jìn)行充放電。
（2）存放
長(zhǎng)期存放時(shí)，電池系統(tǒng)電量要處在適當(dāng)狀態(tài)，并定期進(jìn)行深度充放電；存放區(qū)域遠(yuǎn)離
熱源、化學(xué)腐蝕等場(chǎng)地。
（3）行駛
建議用戶養(yǎng)成良好的駕駛習(xí)慣，避免猛踩油門，形成瞬間大電流放電。
4.4.1.2定期保養(yǎng)
為保證電池系統(tǒng)安全運(yùn)行，建議電動(dòng)汽車定期前往售后服務(wù)中心檢查（建議每 5000
公里/每半年）。
對(duì)電池系統(tǒng)的定期保養(yǎng)與檢測(cè)，必須由專業(yè)人員操作，且保養(yǎng)與檢測(cè)場(chǎng)所應(yīng)備有與電
池系統(tǒng)接口配套的絕緣保護(hù)蓋，在操作前需對(duì)電氣接口安裝絕緣保護(hù)蓋，確保操作人員安
全。
定期保養(yǎng)與檢測(cè)可選擇如下項(xiàng)目：
（1）均衡充電——可利用維護(hù)接口使用診斷工具讀取電池系統(tǒng)內(nèi)部電芯電壓一致性
狀態(tài)，根據(jù)電芯電壓差異情況使用專門的維護(hù)儀、或者車載充電機(jī)進(jìn)行均衡充電保養(yǎng)。
（2）氣密性檢測(cè)——檢測(cè)電池系統(tǒng)殼體防護(hù)狀態(tài)，使用專用檢測(cè)工裝對(duì)電池系統(tǒng)外
部接口進(jìn)行封堵，向殼體內(nèi)部注入氣體，通過(guò)保壓法進(jìn)行測(cè)試。
（3）絕緣性能檢測(cè)——檢測(cè)電池系統(tǒng)絕緣性能，可通過(guò) 2種方式進(jìn)行。
·車輛“啟動(dòng)”狀態(tài)下，使用診斷工具讀取 BMS軟件上報(bào)的絕緣值；（推薦）
·車輛“下電”狀態(tài)下，使用絕緣測(cè)試儀檢測(cè)電池系統(tǒng)高壓輸出端對(duì)接地點(diǎn)的絕緣值。
（4）外觀檢查——檢查電池系統(tǒng)外殼及表面部件（接插件、壓力閥、緊固螺栓）是
否存在變形、破損、裂紋、松動(dòng)等情況。如發(fā)現(xiàn)異常，視情況進(jìn)行開箱檢查。
（5）故障碼檢查——使用診斷工具讀取電池系統(tǒng)內(nèi)部故障碼，對(duì)當(dāng)前故障和歷史故
74

障進(jìn)行評(píng)估，對(duì)功能、安全相關(guān)的故障碼做進(jìn)一步的診斷。
（6）冷卻系統(tǒng)檢查及維護(hù)，如風(fēng)冷系統(tǒng)近出風(fēng)口的過(guò)濾系統(tǒng)清理,保證散熱通道的暢
通。水冷系統(tǒng)的冷媒進(jìn)行定期檢測(cè)更換,避免由于冷媒的變性造成冷卻系統(tǒng)的冷卻性能及
功能下降。
4.4.2動(dòng)力電池年檢項(xiàng)目及方法
為保證電動(dòng)汽車電池系統(tǒng)安全運(yùn)行，建議對(duì)電池系統(tǒng)進(jìn)行定期年檢。
電池系統(tǒng)年檢項(xiàng)目可包含“電池系統(tǒng)保養(yǎng)、檢測(cè)規(guī)范”等相關(guān)檢測(cè)，同時(shí)可視需要增
加電耗測(cè)試（整車）和容量測(cè)試等項(xiàng)目。如針對(duì)續(xù)駛里程衰減較明顯的車輛，可使用專業(yè)
測(cè)試設(shè)備檢測(cè)電池系統(tǒng)容量、內(nèi)阻、溫升等參數(shù)。
若在年檢中發(fā)現(xiàn)特定故障，可開箱檢查電池系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)，重點(diǎn)關(guān)注箱內(nèi)環(huán)境（是否
有進(jìn)水、泄漏）、零部件表面狀態(tài)（生銹、霉變）、接插件狀態(tài)、模組外形（是否有鼓包變
形）、高壓連接點(diǎn)緊固狀態(tài)等等。如應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注碰撞事故歷史車輛以及長(zhǎng)年限、長(zhǎng)里程車
輛。
75

5 電機(jī)系統(tǒng)與電驅(qū)動(dòng)總成安全
5.1 總體要求
隨著國(guó)家能源戰(zhàn)略導(dǎo)向、四階段油耗以及碳排放積分法規(guī)出臺(tái)，電動(dòng)汽車將在未來(lái)占
據(jù)更大市場(chǎng)。電動(dòng)汽車以混合動(dòng)力和純電動(dòng)汽車為主。在混合動(dòng)力汽車中，除了傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)
機(jī)以外還有驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)，用以聯(lián)合驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)能量回收。在純電動(dòng)汽車中，電機(jī)則是唯
一的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置。
從電驅(qū)動(dòng)總成發(fā)展趨勢(shì)和構(gòu)型特點(diǎn)上看，乘用車驅(qū)動(dòng)電機(jī)向高速化、高壓化和集成化
方向發(fā)展，現(xiàn)有主流產(chǎn)品最高轉(zhuǎn)速不超過(guò) 16000rpm，未來(lái)轉(zhuǎn)速將達(dá)到 18000rpm或更高。
直流母線電壓 150～350～800VDC 左右，電機(jī)輸出功率在 30kW～250kW 之間，輸出扭矩在
100Nm～500Nm 之間，配套合適速比的減速器或者變速器后電驅(qū)動(dòng)總成輸出扭矩（輪端）
2000Nm～5000Nm；電機(jī)輸出與車輪驅(qū)動(dòng)軸同軸或者平行布置。
對(duì)于商用車來(lái)說(shuō)，當(dāng)前最主流的驅(qū)動(dòng)形式是電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，含電機(jī)匹配固定速比減速
器的動(dòng)力總成（輕型商用車應(yīng)用廣泛），重型商用車通常采用電機(jī)匹配兩檔或者多檔變速
器的動(dòng)力總成。商用車驅(qū)動(dòng)電機(jī)通常輸出功率在 50kW～300kW 之間，專用工程車輛驅(qū)動(dòng)
功率需求可達(dá) 400kW以上。不同載荷的商用車所需要的驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)矩從 400Nm～5000Nm不
同，商用車電機(jī)系統(tǒng)的直流母線電壓通常在 350VDC～800VDC 之間或者更高。商用車最主
要的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)布置型式仍然是類似傳統(tǒng)商用車的動(dòng)力總成通過(guò)傳動(dòng)軸與主減速器連接的
形式，輪邊驅(qū)動(dòng)、集成式電驅(qū)動(dòng)橋在商用車也有廣泛應(yīng)用。
在動(dòng)力總成中，電機(jī)不僅是一個(gè)動(dòng)力源、傳動(dòng)部件，同時(shí)還是安全件和法規(guī)件。電機(jī)
作為動(dòng)力源，同發(fā)動(dòng)機(jī)相比，電機(jī)可以四象限運(yùn)行，以轉(zhuǎn)矩控制模式為主。在軟件功能或
者硬件失效情況下，電驅(qū)動(dòng)總成可能出現(xiàn)非預(yù)期的轉(zhuǎn)矩輸出，比如轉(zhuǎn)矩輸出過(guò)大或反向等
故障，造成意外的人員傷害。作為傳動(dòng)件，電機(jī)是傳動(dòng)鏈上的一環(huán)，電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)或由于
PI 參數(shù)調(diào)整不當(dāng)，可能導(dǎo)致傳動(dòng)系扭振造成整車舒適性方面的問題。在高壓安全方面，
除 48V 電機(jī)外，車用電機(jī)工作電壓都超過(guò)了安全電壓 60V，有的可達(dá)到 500V 甚至更高，
存在高壓安全風(fēng)險(xiǎn)。整車上公告要求電機(jī)按照 GB/T 18488 試驗(yàn)，在企業(yè)準(zhǔn)入和補(bǔ)貼申領(lǐng)
等環(huán)節(jié)都需要采集電機(jī)的編碼和殼體拓印等信息，因此電機(jī)是法規(guī)件。電驅(qū)動(dòng)總成通常位
于整車的底部，運(yùn)行環(huán)境惡劣；電機(jī)大部分工況處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，特別是乘用車驅(qū)動(dòng)電
機(jī)的工作轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)燃油車的發(fā)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速，由此帶來(lái)的機(jī)械安全問題尤其需要重
視。電機(jī)穩(wěn)態(tài)工作溫度通常在 120℃左右，部分工況下甚至達(dá)到或超過(guò) 160℃，電機(jī)控制
76

器的最高工作溫度也會(huì)達(dá)到 100℃以上，電驅(qū)動(dòng)總成溫度監(jiān)測(cè)、防止永磁同步電機(jī)高溫退
磁、防止高溫接觸燙傷等方面的要求亟待規(guī)范。電驅(qū)動(dòng)總成在復(fù)雜的環(huán)境里工作，需要整
個(gè)壽命期內(nèi)適應(yīng)各種氣候環(huán)境。特別是在夏季內(nèi)澇嚴(yán)重地區(qū)和冬季極寒地區(qū)，電驅(qū)動(dòng)總成
的防護(hù)安全要求更加苛刻。相比于傳統(tǒng)燃油車，復(fù)雜電磁環(huán)境是電驅(qū)動(dòng)總成需要面對(duì)的另
一個(gè)挑戰(zhàn)，這對(duì)電驅(qū)動(dòng)總成的電磁兼容性提出了更高的要求。電驅(qū)動(dòng)總成高壓、大電流、
高溫等工作特點(diǎn)導(dǎo)致了電驅(qū)動(dòng)總成的維護(hù)保養(yǎng)與傳統(tǒng)燃油車動(dòng)力總成相比有很大不同，維
護(hù)保養(yǎng)過(guò)程中的人身安全需要特別關(guān)注。
綜上，電驅(qū)動(dòng)總成安全應(yīng)從高壓安全、機(jī)械安全、熱安全、防護(hù)安全（含電磁輻射與
抗擾等）、安全保護(hù)策略、功能安全、維護(hù)保養(yǎng)安全等七個(gè)方面進(jìn)行全面考慮。
5.2 高壓安全
相對(duì)于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車而言，電動(dòng)汽車一般有高達(dá)上百伏的電氣系統(tǒng)，超過(guò)了直流
安全電壓范圍（直流 60V），如不進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)與防護(hù)，將可能帶來(lái)人員電擊等高壓安
全問題。在高壓安全方面應(yīng)主要考慮如下技術(shù)要求和措施，如絕緣電阻、耐電壓、高壓安
全標(biāo)識(shí)、高壓接觸防護(hù)、等電位連接、高壓放電、高壓接口安全、漏電保護(hù)和碰撞后安全
等。
5.2.1 絕緣電阻要求
5.2.1.1電機(jī)定子繞組對(duì)機(jī)殼絕緣電阻要求
應(yīng)符合 GB/T 18488.1-2015中 5.2.7.1條的規(guī)定。
5.2.1.2電機(jī)定子繞組對(duì)溫度傳感器絕緣電阻要求
應(yīng)符合 GB/T 18488.1-2015中 5.2.7.2條的規(guī)定。
5.2.1.3電機(jī)控制器絕緣電阻要求
B級(jí)電壓的電機(jī)控制器，應(yīng)符合 GB/T 18488.1-2015中 5.2.7.3條的規(guī)定并滿足如下
要求：
1）動(dòng)力端子對(duì)外殼，冷態(tài)及熱態(tài)絕緣電阻均不小于 5MΩ ；
2）動(dòng)力端子對(duì)低壓端子（非地），冷態(tài)及熱態(tài)絕緣電阻均不小于 5MΩ ；
以上測(cè)量應(yīng)按照最高工作電壓選擇兆歐表，測(cè)試方法按照 GB/T 18488.2進(jìn)行。
5.2.1.4絕緣檢測(cè)要求
通常電池包內(nèi)部集成的絕緣檢測(cè)功能可以針對(duì)整車高壓系統(tǒng)的直流側(cè)絕緣情況進(jìn)行
監(jiān)測(cè)和報(bào)警。建議電機(jī)控制器具有交流側(cè)絕緣檢測(cè)功能。
77

5.2.2耐電壓要求
按照電驅(qū)動(dòng)總成的最高工作電壓設(shè)定測(cè)試電壓并考慮冷態(tài)、熱態(tài)，制定不同要求，具
體如下：
5.2.2.1驅(qū)動(dòng)電機(jī)繞組的匝間沖擊耐電壓要求
應(yīng)符合 GB/T 18488.1-2015中 5.2.8.1條的規(guī)定，最高工作電壓是指三相交流線電壓
有效值。
5.2.2.2驅(qū)動(dòng)電機(jī)繞組對(duì)機(jī)殼的工頻耐電壓要求
應(yīng)符合 GB/T 18488.1-2015中 5.2.8.2.1條的規(guī)定。最高工作電壓是指三相交流線電
壓有效值。漏電流控制值按照技術(shù)文件要求執(zhí)行。
5.2.2.3驅(qū)動(dòng)電機(jī)繞組對(duì)溫度傳感器的工頻耐電壓要求
應(yīng)符合 GB/T 18488.1-2015中 5.2.8.2.2條的規(guī)定。溫度傳感器對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)殼體的工
頻耐電壓測(cè)試要求和限值同 5.2.8.2.2條的規(guī)定。
5.2.2.4驅(qū)動(dòng)電機(jī)工頻耐電壓測(cè)試電壓及測(cè)試次數(shù)的要求
按照 GB 755要求，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的工頻耐電壓應(yīng)僅對(duì)成品電機(jī)進(jìn)行測(cè)試，驗(yàn)收時(shí)避免對(duì)
繞組重復(fù)進(jìn)行全值耐電壓測(cè)試。如果應(yīng)客戶需求進(jìn)行第二次或多次耐壓測(cè)試時(shí)，試驗(yàn)電壓
值應(yīng)為前一次測(cè)試電壓值的 80%，直到測(cè)試電壓降至 1500VAC最低試驗(yàn)電壓，測(cè)試時(shí)間為
1分鐘。
對(duì)于完全重繞的繞組，等同新電機(jī)對(duì)待，采用全值耐電壓測(cè)試。
對(duì)于部分重繞的繞組或經(jīng)過(guò)大修后的電機(jī)進(jìn)行耐電壓試驗(yàn)，則推薦采用下述細(xì)則：
1）對(duì)部分重繞繞組的試驗(yàn)電壓值為新電機(jī)試驗(yàn)電壓值的 75%。試驗(yàn)前，對(duì)舊的繞組
應(yīng)仔細(xì)地清洗并烘干。
2）對(duì)經(jīng)過(guò)大修的電機(jī)，在清洗和烘干后，應(yīng)承受 1.5 倍額定電壓的試驗(yàn)電壓，如額
定電壓為 100VAC及以上時(shí)，試驗(yàn)電壓至少為 1000VAC，如果額定電壓為 100VAC以下時(shí)，
試驗(yàn)電壓至少為 500VAC。
5.2.2.5電機(jī)控制器工頻耐電壓要求
在產(chǎn)品認(rèn)證時(shí)，電機(jī)控制器需按照 GB/T 18488.1-2015中 5.2.8.2.3 條的規(guī)定進(jìn)行工頻
耐壓測(cè)試。對(duì)于有 Y 電容的電機(jī)控制器，允許出廠檢驗(yàn)進(jìn)行直流耐壓測(cè)試，測(cè)試值為規(guī)定
的工頻耐壓值的 1.414倍。
控制器整機(jī)裝配完成后必須先進(jìn)行絕緣和耐電壓檢測(cè)，測(cè)試通過(guò)以后才允許上高壓運(yùn)
行。
78

耐電壓測(cè)試要求如下：
1）電壓等級(jí)要求參照 GB/T 18488.1-2015 中表 2 的規(guī)定。
2）試驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)方法參照 GB/T 18488.2-2015 中 5.8.4 條的規(guī)定。
3）漏電流限值按照技術(shù)文件要求執(zhí)行。
因耐壓測(cè)試對(duì)某些器件產(chǎn)生一定的損傷，會(huì)影響到器件的使用壽命，所以應(yīng)盡量減少
耐壓測(cè)試的次數(shù)。如果應(yīng)客戶需求進(jìn)行第二次或多次耐壓測(cè)試時(shí)，試驗(yàn)電壓值應(yīng)為前一次
測(cè)試電壓值的 80%，直到測(cè)試電壓降至 1500VAC最低試驗(yàn)電壓，測(cè)試時(shí)間為 1分鐘。
5.2.3屏蔽與接地
5.2.3.1電機(jī)與電機(jī)控制器間高壓線束屏蔽與接地要求
高壓多相連接系統(tǒng)應(yīng)帶有屏蔽層，屏蔽層兩端與高壓部件外殼有效接地，實(shí)現(xiàn)電纜兩
端 360 度全方位屏蔽，每端接地電阻不大于 40mΩ 。高壓屏蔽電纜屏蔽層應(yīng)符合 GB/T
25087-2010中 6.3條要求，并且滿足整車電磁兼容要求。
5.2.3.2控制器直流母線屏蔽與接地要求
高壓連接系統(tǒng)應(yīng)帶有屏蔽層，屏蔽層電機(jī)控制器端與控制器外殼有效接地，實(shí)現(xiàn)電纜
360度全方位屏蔽，接地電阻不大于 40mΩ 。
5.2.3.3位置傳感器線束屏蔽與接地要求
位置傳感器線束應(yīng)采用雙絞線，并外套屏蔽層，建議屏蔽層兩端良好接地。
5.2.3.4 CAN總線屏蔽要求
建議電機(jī)控制器 CAN通訊線束使用屏蔽雙絞線，屏蔽層在電機(jī)控制器端應(yīng)良好接地；
或者按照技術(shù)文件要求執(zhí)行。
5.2.3.5電機(jī)、電機(jī)控制器及其他功率控制器接地要求
驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)控制器及其他功率控制器產(chǎn)品金屬外殼的接地電阻應(yīng)不大于 100mΩ 。
電機(jī)機(jī)座、控制器殼體等與底盤或者車身地之間應(yīng)有永久、可靠和良好的電氣連接。
接地線端子的連接應(yīng)可靠鎖緊并具備防松功能。
5.2.3.6等電位連接
下圖是電機(jī)系統(tǒng)的典型高壓拓?fù)?。?dāng)高壓部件正負(fù)極均出現(xiàn)絕緣問題（如正負(fù)極同時(shí)
與外殼短路或局部漏電）的情況下，為滿足人員防觸電要求，電機(jī)系統(tǒng)可導(dǎo)電外殼（遮攔）
與整車電平臺(tái)應(yīng)實(shí)現(xiàn)可靠的等電位連接。
79

逆變器電池

Q1 Q3 Q5
C C C

電機(jī)

G G G

短路保護(hù)裝置：熔斷器

Q2 Q4 Q6
C C C

U
V
W

M
NTC sensor

電池殼體

G G

電機(jī)殼體：通過(guò)螺栓與變速箱及發(fā)動(dòng)
機(jī)殼體相連

NTC sensor
IGBT-Module
逆變器殼體
PWM
R≤40mΩ R≤40mΩ R≤40mΩ
人
電底盤（車架）
圖 1 電機(jī)系統(tǒng)典型高壓拓?fù)?br /> 等電位連接形式可采用如下三種方式連接，如圖所示：
1）通過(guò)導(dǎo)體：如可導(dǎo)電的支架
2）電線束：如等電位連接線，顏色為棕色
3）直接連接：電機(jī)控制器直接通過(guò)螺栓與電平臺(tái)相連或者焊接在車身上
圖 2 等電位連接形式
等電位連接要求：
1）阻值要求；電機(jī)系統(tǒng)的可導(dǎo)電外殼（遮攔）與整車電平臺(tái)之間的電阻應(yīng)小于 100m
Ω 。
2）短路電流：等電位連接應(yīng)承載短路電流直至過(guò)流保護(hù)做出動(dòng)作。
3）壽命：等電位的電阻需保持直至高壓元件的指定壽命時(shí)間末。
4）連接要求：對(duì)于與車身地緊固的等電位連接形式，等電位連接線及螺栓應(yīng)耐腐蝕
超過(guò)其指定壽命時(shí)間，并且不允許自動(dòng)松開。
5）接地端子不應(yīng)兼作他用。
6）接地端子的螺栓和整車地應(yīng)有足夠截面，接地螺栓最小直徑按 GB14711-2006表 3
（同下表 1）的規(guī)定，接地導(dǎo)線截面積按 GB 755-2008表 19（同下表 2）的規(guī)定。
80

表 1 保護(hù)接地螺栓最小直徑
電機(jī)額定電流 A 保護(hù)接地螺栓最小直徑 mm
≤20 4
＞20~200 6
＞200~630 8
＞630~1000 10
＞1000 12
表 2 接地導(dǎo)線截面積
相線截面積/mm² 接地導(dǎo)線或防護(hù)導(dǎo)線相線截面積/mm² 接地導(dǎo)線或防護(hù)導(dǎo)線
截面積/mm² 截面積/mm²
4 4 95 50
6 6 120 70
10 10 150 70
16 16 185 95
25 25 240 120
35 25 300 150
50 25 400 185
70 35
5.2.3.7接地標(biāo)志要求
接地點(diǎn)應(yīng)有明顯的接地標(biāo)志。若無(wú)特定的接地點(diǎn)，應(yīng)在有代表性的位置設(shè)置接地標(biāo)志。
接地標(biāo)志依據(jù) GB/T 4026-2010標(biāo)以保護(hù)接地圖形符號(hào)“ ”，必要時(shí)再應(yīng)用字母符號(hào)
“PE”標(biāo)志。這些標(biāo)志不應(yīng)放在螺栓、可拆卸的墊圈或用作連接導(dǎo)線的可能拆卸的零部件
上。
5.2.4高壓接插件和連接器
1）B 級(jí)電壓部件的遮攔和外殼應(yīng)依據(jù) GB/T 18384.3-2015，滿足 IPXXB 防護(hù)等級(jí)要
求。
2）選用的配對(duì)耦合高壓接插件物理結(jié)構(gòu)上的連接引導(dǎo)部分應(yīng)不同，以滿足防錯(cuò)插功
能。
81

5.2.5 高壓放電
在電機(jī)系統(tǒng)從高壓回路斷開后，由于電機(jī)控制器內(nèi)部存在儲(chǔ)能器件，如直流母線支撐
電容等，電機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部高壓并不會(huì)立即消失，而是慢慢下降，在常規(guī)維護(hù)或者售后維修時(shí)
可能導(dǎo)致高壓電擊，造成人員傷亡。因此，為避免如上事故，電機(jī)系統(tǒng)需同時(shí)具備主動(dòng)放
電和被動(dòng)放電功能，即使主動(dòng)放電失效，被動(dòng)放電依然有效，且在規(guī)定時(shí)間內(nèi)必須降到安
全電壓以下，具體要求如下：
5.2.5.1主動(dòng)放電要求
在電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車中使用的電機(jī)控制器輸入端電壓通常高于安全電壓，為保
護(hù)人身安全，要求在電機(jī)控制器的直流側(cè)電容須配有放電電路，以快速降低直流側(cè)電容的
電壓。電驅(qū)動(dòng)總成必須具備主動(dòng)放電功能。主動(dòng)放電可以通過(guò)電機(jī)繞組或者外接專用放電
電阻實(shí)施。
按照 GB/T 18488.1-2015中 5.5.3條的要求，當(dāng) B級(jí)電壓系統(tǒng)斷電后，應(yīng)在 3s內(nèi)將
直流母線電壓降至安全水平（直流電壓 60 V以下）。
5.2.5.2被動(dòng)放電要求
電驅(qū)動(dòng)總成還應(yīng)具備被動(dòng)放電的功能，在直流側(cè)接入被動(dòng)放電元器件實(shí)施。即使主動(dòng)
放電功能無(wú)法完成，被動(dòng)放電裝置仍可對(duì)直流側(cè)電容進(jìn)行放電。此功能必須始終有效，而
非被觸發(fā)后才有效。
當(dāng) B級(jí)電壓系統(tǒng)斷電后，應(yīng)在 2min內(nèi)將直流母線電壓降至安全水平（直流電壓 60V
以下）。
5.2.6 高壓防觸電防護(hù)與警告
電驅(qū)動(dòng)總成上應(yīng)具有高壓警示標(biāo)志，高壓警示標(biāo)志應(yīng)滿足 GB/T 18384.3 -2015中 5.1
條的內(nèi)容。
圖 3 高壓警示標(biāo)志
電驅(qū)動(dòng)總成的 B級(jí)電壓部件的遮攔、外殼、接插件都應(yīng)通過(guò)以下兩種方式或其中一種
滿足直接接觸防護(hù)的要求。
82

1）帶電部分的基本絕緣；
2）遮攔或外殼，防止接近帶電部分。
3）B電壓部件的遮攔、外殼、接插件至少要滿足 GB/T 4208中規(guī)定的 IPXXB 防護(hù)等
級(jí)的要求。
如果遮攔或外殼可以徒手打開，則其可以打開的部分應(yīng)具備高壓互鎖裝置，滿足本
文 5.2.7章節(jié)的高壓互鎖要求。
5.2.7高壓互鎖
高壓互鎖（High Voltage Inter-lock，簡(jiǎn)稱 HVIL），是用低壓信號(hào)監(jiān)視高壓回路完
整性的一種安全設(shè)計(jì)方法。該互鎖回路首尾連接在自動(dòng)斷開裝置上，當(dāng)高壓電氣回路上任
何一個(gè)高壓防護(hù)罩或插接件從回路上斷開，就會(huì)觸發(fā)一個(gè)低壓電信號(hào)，高壓立即被斷開，
且高壓系統(tǒng)不能再次上電。對(duì)于滿足防護(hù)等級(jí) IPXXB的高壓接插件采用高壓互鎖措施；可
拆卸的外殼采用高壓互鎖措施；如沒有互鎖措施，應(yīng)能保證先觸發(fā)高壓系統(tǒng)的切斷并保證
外殼拆掉前有足夠的時(shí)間使高壓系統(tǒng)電壓低于 60Vdc。高壓互鎖形式多樣，可以用公母端
接插件對(duì)配、微動(dòng)開關(guān)或機(jī)械互鎖等。推薦乘用車產(chǎn)品具備高壓互鎖功能，建議商用車產(chǎn)
品選用高壓互鎖功能。如果高壓接線系統(tǒng)具備高壓互鎖功能，系統(tǒng)的功率端子和信號(hào)端子
應(yīng)滿足：
1）高壓連接系統(tǒng)連接時(shí)，功率端子先接通，信號(hào)端子后接通；
2）高壓連接系統(tǒng)斷開時(shí)，信號(hào)端子先斷開，功率端子后斷開。
5.2.8高壓接觸防護(hù)
可拆卸的電機(jī)控制器外殼，必須符合復(fù)雜拆卸，必須使用工具（非特指專用工具），
并采用下列兩種方式之一進(jìn)行外殼拆除：
拆除三個(gè)以上螺栓或兩種不同型號(hào)螺栓才能除去外殼。
只能使用配套的專用工具才能除去外殼，電機(jī)控制器安裝在前機(jī)艙內(nèi)，完全裝配好的
電機(jī)控制器防護(hù)等級(jí)應(yīng)滿足 ISO20653規(guī)定的 IPXXB或 IPXXD。
其他的可選措施包括高壓互鎖或者延遲接觸：
延遲接觸：應(yīng)保證執(zhí)行兩個(gè)獨(dú)立的操作后才能接近帶電部件，第一步操作必須觸發(fā)高
壓系統(tǒng)的切斷并保證，第二步操作時(shí)高壓部件電壓已經(jīng)低于 60Vdc 或低于 30Vac，人員觸
電防護(hù)同時(shí)應(yīng)滿足 GB/T 18384.3 的規(guī)定。
5.2.9 碰撞后安全
如果整車使用過(guò)程中發(fā)出碰撞，電驅(qū)動(dòng)總成需根據(jù)整車控制器指令執(zhí)行以下一個(gè)或多
83

個(gè)保護(hù)措施：
1）電機(jī)控制器切斷負(fù)載電流，無(wú)功率輸出；
2）電驅(qū)動(dòng)總成激活無(wú)負(fù)載狀態(tài)；
3）激活電驅(qū)動(dòng)總成安全狀態(tài)；
4）對(duì)高壓電路主動(dòng)放電。
具體指標(biāo)要求如下：
1）當(dāng)高壓系統(tǒng)切斷時(shí)，必須立即根據(jù)整車控制器要求開始高壓電路的主動(dòng)放電；
2）在碰撞信號(hào)發(fā)出的 3s內(nèi)，高壓電路的電壓必須降到 60Vdc以下。
5.2.10電驅(qū)動(dòng)總成爬電距離和電氣間隙要求
電氣間隙為兩導(dǎo)電部件之間在空氣中的最短距離，與產(chǎn)品沖擊耐受電壓、污染等級(jí)、
海拔高度有關(guān)。
5.2.10.1電機(jī)爬電距離和電氣間隙要求
根據(jù)電機(jī)的耐壓等級(jí)和海拔高度，參考 GB14711-2013中 11章節(jié)的規(guī)定確定電動(dòng)機(jī)的
爬電距離和電氣間隙，具體要求見 GB14711-2013表 4（工作電壓 31V~750V）及表 14（1000V
以上，這個(gè)電壓平臺(tái)在當(dāng)前電動(dòng)汽車領(lǐng)域應(yīng)用較少）。當(dāng)工作電壓在 750V～1000V 之間，
建議按照 GB14711-2013表 14工作電壓 1000V下的爬電距離和電氣間隙設(shè)計(jì)。
5.2.10.2控制器爬電距離和電氣間隙要求
1）電機(jī)控制器高壓系統(tǒng)的電氣間隙和爬電距離參考 GB/T 16935.1-2008；
2）根據(jù)耐壓等級(jí)、環(huán)境污染等級(jí)、工作海拔高度等確定電氣間隙；參考 GB/T
16935.1-2008附錄 F.2，海拔修正系數(shù)參考 GB/T 16935.1-2008，表 A.2
3）根據(jù)環(huán)境污染等級(jí)、材料 CTI 值、工作電壓等確定爬電距離；參考 GB/T
16935.1-2008附錄 F.4
4）當(dāng)主電路與控制電路或輔助電路的額定絕緣電壓不一致時(shí)，其電氣間隙和爬電距
離可分別按照其額定值選取。主電路或控制電路導(dǎo)電部分之間具有不同額定值時(shí)，電氣間
隙與爬電距離應(yīng)按照最高額定絕緣電壓選取。
5.2.11高壓接口安全要求
5.2.11.1防松脫設(shè)計(jì)要求
5.2.11.1.1可插拔高壓接插件要求
可插拔高壓接插件至少有兩級(jí)鎖止裝置，至少需要兩個(gè)不同的動(dòng)作才能將其從相互的
對(duì)接端分離；接插件之間具備防錯(cuò)插功能?？刹灏胃邏航硬寮?yīng)滿足 GB/T 37133-2018附
84

錄 A的要求。
5.2.11.1.2其它方式連接的要求
高壓連接系統(tǒng)的電纜壓接、螺紋連接、焊接等連接裝置，應(yīng)無(wú)松脫、斷裂等連接缺陷。
5.2.11.2高壓連接系統(tǒng)防護(hù)要求
正常連接時(shí)高壓連接系統(tǒng)的防護(hù)等級(jí)應(yīng)不低于 IP67。若高壓連接系統(tǒng)可不通過(guò)工具
手動(dòng)斷開，則非連接狀態(tài)的高壓連接系統(tǒng)各部分的防護(hù)等級(jí)應(yīng)滿足 IPXXB。
5.2.11.3高壓連接系統(tǒng)耐振動(dòng)要求
高壓連接系統(tǒng)的耐振動(dòng)要求應(yīng)滿足 GB/T 37133-2018第 7.4條的要求。
5.2.12低壓線束連接安全要求
5.2.12.1低壓線束連接可靠性
低壓連接系統(tǒng)的耐振動(dòng)要求應(yīng)滿足 QC/T 29106-2014第 4.10條的要求。
5.2.12.2低壓插件碰撞保護(hù)要求
設(shè)計(jì)時(shí)低壓接插件應(yīng)布置于不易受碰撞的地方或者應(yīng)有一定的防碰撞保護(hù)，避免系統(tǒng)
在運(yùn)輸、安裝、運(yùn)行過(guò)程中受損。
5.2.12.3低壓線束密封性檢查要求
正常連接時(shí)低壓連接系統(tǒng)的防護(hù)等級(jí)應(yīng)不低于 IP67。

電池系統(tǒng)安全標(biāo)準(zhǔn)參考

高效

智能

安全

方便

耐用

美觀