李高林， 黄舞浩， 邹圣星， 范 学

（深圳市比亚迪汽车有限公司汽车工程研究院， 广东深圳 518118）

紧急维修开关是保证电动汽车高压电气安全的关键部件， 是关键时刻实现高压系统电气隔离的执行部件， 合理地设计和操作紧急维修开关对于电动汽车的电气安全至关重要。 本文通过对比目前市面上几款电动汽车的紧急维修开关设计方案， 对紧急维修开关的电气部位、 操作位置、 防护等级3方面设计要求和操作要求进行阐述。

1 电动汽车断电系统

电动汽车高压断电系统如图1所示。 电气断开部位有2处， 一处是紧急维修开关， 另外一处则是主继电器。

控制主继电器的软件控制来源有3个部分。

1） 启动按钮 当档位切换至OFF档时， 主继电器即会断开， 高压线路被切断。

2） 碰撞断电信号 当碰撞传感器识别到碰撞发生时， 即通过电源管理控制ECU断开继电器， 从而切断高压回路。

3） 互锁装置激活切断信号 互锁装置检测到存在高压部件开盖等危险情况时， 即通过电源管理控制ECU控制主继电器切断高压回路。

由以上分析可知， 通过手动操作断开高压电的方式有2种： ①操作启动按钮， 使档位切换至OFF档； ②操作紧急维修开关。 平时最常用的断电方式就是操作启动按钮， 只有在车辆维修、 存在漏电危险等特殊情况时才使用紧急维修开关。

图2为几个典型车型紧急维修开关的实物图，包括VOLT、 e6、 PRIUS等车型。

2 紧急维修开关设计要求

2.1 紧急维修开关电气部位

紧急维修开关电气部位布置一般有2种， 一种是位于高压电源的正极， 参见图3； 另一种是布置于电池组中间， 参见图4。 车型A紧急维修开关位于电池包的正极， 其在电池正极与紧急维修开关有一段电路， 如果采用此类布置方式， 需要保证此段电路处于人体不能接触区域。

2.2 紧急维修开关操作部位

紧急维修开关作为高压安全部件， 它的操作部位布置需遵循一些原则， 包括以下3个大方面。

1） 操作部位应能长期保持干燥， 不易接触到水、 饮料等其他液体， 并有适当隔离物进行隔离。

2） 操作部位应靠近驾驶员， 以便紧急情况时驾驶员能较快操作。

3） 操作开关的布置应易于操作， 覆盖物的拆卸不应设计得太过繁琐， 以便紧急情况时能较快操作。

车型C的紧急维修开关布置于后备厢， 远离了驾驶员位置， 不便于紧急操作。 如图5所示。

车型D的紧急维修开关位于后排座椅旁， 并存在卡扣式的盖板， 方便操作， 能较好地兼顾了3方面的要求。 如图6所示。

2.3 防直触设计

依据GB／T17951-2005 《混合动力电动汽车安全要求》 的规定， 如果高压连接器可不用工具断开， 则在未匹配的情况下需满足IPXXB 防护等级的要求， 即防止手指直接接触，所以紧急维修开关的底座插孔应该依据IPXXB防护等级进行设计。 图7为IPXXB防直触测试示意图。

3 紧急维修开关操作要求

因涉及高压安全， 故紧急维修开关的规范操作是非常重要的， 不规范的操作不仅可能造成车辆故障， 还有可能引起高压拉弧等危险。 紧急维修开关规范操作如下。

1） 紧急维修开关是在特殊情况下才使用， 如车辆维修、 漏电报警等情况， 在非特殊情况下不允许对紧急维修开关进行操作。

2） 紧急维修开关的操作应由专业人员进行，至少操作人员应该进行过相关培训。

3） 操作时， 操作人员必须佩带必要的劳保用品， 如绝缘手套、 绝缘胶鞋等， 其电压等级必须大于电池组的最高电压。 用前需检查其是否完好无损， 确保安全。

4） 拔下紧急维修开关手柄后， 必须妥善保管，直至检修完毕， 避免误操作。

5） 拆开紧急维修开关之后， 必须等待至少10 min后方能进行维修操作， 以确保高压线路的余电已释放， 如果条件允许建议等待时间为30 min。

推荐的操作步骤： ①断开点火开关， 并将钥匙移开智能钥匙系统探测范围； ②断开低压蓄电池负极端子； ③确认绝缘手套不漏气， 并佩戴； ④断开紧急维修开关； ⑤将紧急维修开关保存于自己口袋当中； ⑥等待10 min或更长时间， 以便高压部件总成内部电容放电； ⑦进行维修操作。

4 总结

紧急维修开关暂无法规规定其配置要求， 目前为各厂家自行配备的功能件， 故部分电动汽车是无此开关的。

紧急维修开关是新能源汽车的关键部件， 目前国内对于紧急维修开关的研究还处在基础阶段， 本文对紧急维修开关的设计及操作要求进行了详细论述， 同时给出了详细的操作规范， 供各位读者参考。

［1］ ISO 6469-3： 2011 电动汽车 安全技术规范 第3部分：人员电气伤害防护标准［S］.