郑天宇　刘佳盟

摘要：电动汽车由于高压用电问题可能导致安全事故发生。为保障电动汽车的行车可靠性和乘员人身安全，本文在对电动汽车电气系统安全性进行分析的基础上，构建了电动汽车电气系统的安全标准体系.

关键词：电动汽车，安全性分析，标准体系，标准制定，电气系统

随着汽车保有量的不断增长，汽车在带给我们出行便利的同时也使得能源、安全以及环保问题成为人们关注的重要问题。在此背景下，以自载电池为能源的现代电动汽车，以其结构简单、绿色无污染、能源来源多样化、工作可靠、维修简便等特点受到了国家政策的支持和大众的推崇。然而，在电动汽车市场爆发式增长的同时，电动汽车的安全隐患也开始浮出水面。电动汽车的高压电气系统工作电压在300V以上，但是由于其阻抗较小，工作过程中电流有可能达到数百安培，如果瞬时短路，电动汽车高压电气系统瞬时放电电流将会成倍增加，高压电气系统的不稳定性将极大地危害到车上人员的安全。另外，人们普遍认为纯电动车要比燃油车更加安全可靠，但是如果电动汽车高压系统发生障碍，其造成的恶劣影响绝不会比燃油车小。例如：2016年美国东部的特斯拉电动汽车爆炸事件，造成两名乘员当场死亡，这已是特斯拉的第四起自燃事件。电动汽车安全事故的频发值得引起技术人员和大众的深刻思考。

1电动汽车电气系统及其安全性分析

1.1电动汽车电气系统

电动汽车的电气系统主要包括电力驱动模块、车载电源模块以及辅助模块。其中，电力驱动模块的功能是将蓄电池中储存的电能转换成车轮的动能，并在电动汽车减速制动时，将车轮的动能转换成电能并将其存储在动力蓄电池中，它主要是由驱动电机、电机控制器和传动系统等构成;车载电源模块的功能是为驱动电机提供电能、监测电源的使用情况以及控制充电机为动力蓄电池充电，它主要是由车载充电机、动力电池组和电池管理系统等构成;辅助模块的功能是为灯光、仪表等电动汽车其他辅助装置提供正常工作所需要的动力电源，它主要是由辅助电池和DC/DC功率变换器等构成。由于动力电池、驱动电机以及DC/DC功率变换器属于重要的高压电气单元，保障其安全性和可靠性对于保障电动汽车高压电气系统的安全性具有全局性的作用。因此，本文以动力电池、驱动电机以及DC/DC功率变换器为例对其安全性进行深入分析。

1.2电动汽车电气系统安全性能分析

（1）动力电池安全性分析

动力电池是电动汽车驱动能量的唯一能源，其性能直接影响电动汽车的续航能力以及安全性，需具备以下特点：高能量密度、制造成本低、寿命长，维修少、活性物质存放长;自放电自衰减小、充放电性能好、效率高;设备简单、尺寸小、安全性能好、更换快捷、少量或无需特殊维护设备等。本文以市场上最为常见的磷酸铁锂电池为例进行安全性分析。磷酸铁锂电池是一种以磷酸铁锂为正极材料的Li+（锂离子）电池。充电时，Li+在电场力的作用下进入电解液，穿过隔膜后再次从电解液迁移至石墨晶体表面上，然后嵌入石墨晶格中。放电时，Li+从石

墨晶体中脱嵌出来进入电解液，穿过隔膜后迁移到磷酸铁锂晶体的表面，然后再次嵌入到磷铁锂晶格。在滥用情况下磷酸铁锂电池存在着安全隐患，磷酸铁锂电池在使用过程中会产生气体，当气体在电池体内累积到一定程度时，电池内部压力会突然异常增大从而导致电池解体爆炸。另外，在电池制造和循环过程中会产生单质铁，单质铁的持续累积将会导致电池隔膜刺穿，内部短路风险高，从而造成危害。

（2）驱动电机安全性分析

驱动电机是一种基于电磁感应定律来实现电能转换的电磁装置。在高温湿热情况下，驱动电机外表面易出现锈蚀现象。另外，驱动电机在工作过程中遇到盐雾、浸泡等情况时容易引发安全事故，无法正常工作。因此，对驱动电机进行安全检测时需要进行过载能力试验、接触电流试验、绝缘电阻试验和介强度试验，以确保驱动电机的安全。

2电动汽车电气安全检测标准体系

电动汽车电气安全检测标准体系是协调电气安全检测标准的重要工具，将为标准使用提供技术支持，是标准化工作的一项重要组成。

2.1标准体系建立的原则

基于电动汽车电气安全检测标准体系自身特点，结合电动汽车电气安全性能分析，为确保标准体系科学、合理、可操作，建立电动汽车电气安全检测标准体系应遵循下列基本原则：（1）标准体系应具有科学合理性、实用有效性、动态性和可操作性;（2）标准体系中项目明细的确定，应以电动汽车电气安全检测的需求为牵引，突出电动汽车年审的技术急需，力求达到统筹兼顾;（3）标准体系的建立应当与现有电动汽车标准保持协调统一，继承已有成果，使整体达到最优;（4）标准体系的建立应借鉴国外电动汽车电气安全检测先进标准，有效利用国外相关标准体系资源。

2.2电动汽车电气安全检测标准体系框架

从电动汽车工业产业链结构角度考虑，电动汽车电气安全检测标准体系包括：动力电池、驱动电机以及DC/DC变换器等，它们是电动汽车高压电气系统最为重要的组成部分。从检测类别来看，电动汽车电气安全检测标准体系包括：电池检测、外观检测、上线检测以及违章检测等;从电动汽车电气安全的相关性质来看，电动汽车电气安全检测标准体系包括：基本性能、安全、互换性、技术要求等。电动汽车基本性能标准主要包括能源效率、能耗、动力性以及可靠性等;电动汽车安全标准主要包括过充/过放、短路、过热、挤压、水浸、低气压、高温/低温、恒定温热以及机械撞击等;互换性标准主要包括电动汽车电气安全檢测时尺寸和操作上的要求

。

3一般要求

常用的动力蓄电池包括锂离子电池、镍氢蓄电池、铅酸电池以及锌空气蓄电池等，其中，锂离子蓄电池应符合GJB4477-2002的要求，镍氢蓄电池应符合GBT15100-2016的要求，铅酸电池应符合GB/T18332.1-2001的要求，锌空气蓄电池应符合GB/T18333.2-2015的要求。所有车辆都应配备绝缘蓄电池，而且蓄电池单体连接应遵循的原则为：任何两个相邻的蓄电池单体之间的标称直流电压不能超过24V，安装在金属容器内的蓄电池单体应彼此绝缘。同时，动力蓄电池系统还应保持无漏液现象和表面清洁，不能出现变形、划痕和锈蚀。另外，当车辆配备车载充电器时，应符合GB5226.1-2008中的2.1-2.2，7.2.和8.1-8.2的要求。

4结语

本文研究在一定程度上弥补了我国在电动汽车电气系统安全检测方法及标准制定方面的不足，对电动汽车产业的发展具有重要意义，为电动汽车及其零部件的生产检测和车辆年审检测提供了有益的参考指标。但由于受到电气安全检测方法的复杂性以及动力电池等技术发展的影响，电动汽车电气系统安全检测方法及技术标准仍有许多地方需要不断完善，需要考虑标准体系的完善和电动汽车产业的发展配合问题，考虑标准在电动汽车行业中的应用推广问题等，这些都需要专业技术人员和标准制定者开展进一步的深入研究，为我国电动汽车产业的健康发展提供标准支撑和保障。

参考文献

1张娟，席晓霞，张国强.中美电动汽车标准对比分析的几点结论[J].标准科学，2014，（02）：72-75.

2何云堂，邵忠瑛.我国电动汽车标准体系建设及重点标准解读[J].大众标准化，2012，（09）：8-11.

3孙华.锂电池技术标准发展动态[J].机械制造，2017，（05）：35-38.