王斌刚　陈银银

【摘 要】新能源汽车发展已成为国家战略趋势，但是在新能源汽车发展过程中也暴露出了很多问题，续航里程短、充电时间长、充电基础设施配置不到位、高压安全等，高压安全问题倍受广大用户关注，尤其是当特斯拉、蔚来、比亚迪、江淮等纯电动汽车出现几期自燃事故后，用户对于纯电动汽车的安全问题更加忧虑，本文就电动汽车安全控制策略问题进行分析和阐述，希望对于电动汽车的发展提供一定的理论依据。

【关键词】新能源汽车;高压安全;安全策略;控制策略;新能源。

引言

新能源汽车发展已成为国家战略趋势，但是目前国际、国内已量产的新能源汽车已经出现多起自燃、接触器爆炸、高压触电等多起安全事故，本文所研究的电动汽车安全控制策略将对新能源汽车研发、制造和生产起到一定的指导作用。

一、高压安全控制策略的目的和意义

1.1、新能源汽车与传统汽车的最大区别是新能源汽车增加了动力电池、PDU、新能源轿车增加了OBC，驱动电机代替了发动机、DC-DC代替了发电机;

1.2、传统汽车电器件电压等级为24V或者12V，而新能源汽车电压等级提高到180V到500V，客车或者卡车因电量增大，电压平台甚至提高到750V左右;

1.3、传统汽车的发动机ECU更换成整车控制器VCU，增加了电池管理系统BMS，甚至新能源汽车因动力电池系统水冷增加热管理控制器TMS，随着整车控制系统的增加，整车控制系统逻辑变得比较复杂;

二、高压安全控制策略的制定依据

高压安全控制策略是每个车企和高压安全系统工程师关注的焦点，也是大家努力的方向，那么如何做好高压安全控制呢？

首先我们得从高压安全的理论依据入手，首先根据纯电动汽车安全标准要求，并从车载储能装置、功能安全、故障保护、人员触电防护及高压电安全管理控制策略等方面综合考虑;制定一套完整的车辆设计手册、检验标准和规范;常见的规范如下：

2.1法规点检表

法规点检表是车辆开发的依据，必须弄清楚法规要求，例如：GB 7258、GB/T 18384.1、GB/T 18384.2、GB/T 18384.3、GB/T 18487.1、GB/T 18487.2、GB/T 18487.3等等，将标准中与本车型有关的内容列出来，作为设计的输入文件，做成点检表，以方便后续设计点检验收。

2.2、车辆安全策划

纯电动车辆安全设计，除了法规符合性点检外，还需要从车辆本身、制造企业的研发、生产、工艺水平和能力出发，制定适合本企业能够实现的设计规范、制造规范、质量检验规范等标准文件，便于管控整车安全流程;因此车辆安全策划关系到整车的研发部门、制造部门、质量部门，需要大家共同去完成;

三、整车常见的高压安全问题

3.1、绝缘电阻故障处理

电动汽车电气化程度相对传统汽车要高，其中像电池包、电驱动系统、高压用电辅助设备、充电机及高压线束等在汽车发生碰撞、翻转及汽车运行的恶劣环境（汽车振动、外部环境湿度及温度）影响下，都有可能导致高压电路与汽车底盘间的绝缘性能降低，由此可能造成汽车火灾的发生，直接影响汽车驾乘人员的生命安全。因此，在电动汽车高压系统设计时，首先应确保绝缘电阻值大于 500 Ω/V;其次当汽车发生绝缘电阻值低于规定值时，高压管理系统应及时切断所有的高压回路并发出声光报警，并持续一定时间待原先故障消失后，汽车才能允许进行下一次上电。高压电路进行绝缘检测具体实施标准参照国标《电动汽车安全要求第 1 部分：车载储能装置》。

3.2、电压检测与故障处理

纯电动汽车的动力来源是动力电池，动力电池的电压与其放电能力和放电效率有很大的关系。当动力电池电压处于低电压时仍大电流放电，将会损坏高压用电设备并会严重影响电池使用寿命。当检测到电压过高或过低时，应及时切断相关回路。因此为了保障纯电动汽车在动力蓄电池低压时用电器及动力蓄电池和驾乘人员的安全，需要设计电压检测电路对高压电路系统工作电压进行实时准确的检测和安全合理的故障处理

四、电动汽车安全设计要求

4.1、高压电电磁兼容性设计

由于纯电动汽车上存在高压交流系统，具有较强的电磁干扰性，因此高压线束设计时电源线与信号线尽量采用隔离或分开配线;电源线两端考虑采用隔离接地，以免接地回路形成共同阻抗耦合将噪声耦合至信号线;输入与输出信号线应避免排在一起造成干扰;输入与输出信号线尽量避免在同一个接头上，如不能避免时应将输入与输出信号线错开放置，高压线束采用85%以上屏蔽网防护，以便电磁泄露影响其他系统正常工作。

4.2、高压部件和高压线束的防护与标识设计

高压部件的防护主要包括防水、机械防护及高压警告标识等。尤其是布置在机舱内的部件，如电机及其控制系统、电动空调系统、DC/DC 电压转换器、车载充电机等及它们中间的连接接口，都需要达到一定的防水和防护等级。并且高压部件应具有高压危险警告标识，以警示用户与维修人员在保养与维修时注意这些高压部件。

4.3、预充电回路保护设计

因为高压设备控制器輸入端存在大量的容性负载，直接接通高压主回路可能会产生高压电冲击，故为避免接通时的高压电冲击，高压系统需采取预充电回路的方式对高压设备进行预充电。图 4 示出纯电动汽车高压系统预充电回路原理图。

由于纯电动汽车线束包括低压线束与高压线束，为提示和警示用户和维修人员，高压线束应采用橙色线缆并用橙色波纹管对其进行防护。同时高压连接器也应标识为橙色，起到警示作用，并且所选高压连接器应达到 IP67 防护等级。

五、总结

通过参与大量的电动汽车开发项目设计，本文纯电动汽车安全控制策略的设计理论依据、设计要求、设计原则、整车高压安全常见的故障处理方式等进行分析，并总结提出电动汽车安全控制策略的制定原则，对纯电动汽车的安全设计提供了一定的参考依据。

（作者单位：山西省运城市盐湖区大运汽车股份有限公司）