電動汽車里面有關(guān)高壓部分的標準內(nèi)核的很多內(nèi)容，是繼承和學(xué)習(xí)自IEC和ISO的，而傳統(tǒng)的電氣安全方面的主要是IEC和UL兩家機構(gòu)來做。本文梳理一下Hi-pot（high potential test electrical safety stress test）測試。Hipot測試，狹義來說是介質(zhì)耐壓測試，是在相互絕緣的部位或某個獨立部位與地層之間施加并持續(xù)一段時間的電壓，目的是證明材料能在額定電壓或由于開關(guān)、電弧等類似現(xiàn)象而引起的瞬間過電壓情況下能安全地工作。廣義來說可以分為絕緣電阻測試和電離強度測試，如下圖所示：




第一部分 現(xiàn)有GBT電動汽車標準的規(guī)定

1）【整車級別標準】GBT 18384.3-2015 電動汽車安全要求 第3部分：人員觸電防護，這是整個車輛級別的要求，是從系統(tǒng)上進行梳理整個要求，也是采用了絕緣電阻和耐電壓兩種。因為有了電池系統(tǒng)，要求使用電橋法來測定（這個可以做成電橋法的自動化測試設(shè)備，而非兆歐表測定的方法）。





2）GBT 31498-2015 電動汽車碰撞后安全要求：這個標準是在整車上要求車輛在碰撞以后各個部分的絕緣要求與之前保持一致。也就是說，部件的絕緣電阻值的底線要求是建立在整個壽命周期之后，還需要考慮碰撞沖擊之后。這是個很嚴格的要求，所以在部件級別上我們需要考慮整個生命周期還有事故條件。



3）【部件級別要求】GB/T 18384.1 電動汽車安全要求第1 部分：車載可充電儲能系統(tǒng)，這里規(guī)定了電橋法測量絕緣電阻，對耐電壓沒有要求。



4）【部件級別要求】GB/T 24347 電動汽車DC∕DC 變換器：規(guī)定了絕緣電阻和耐電壓兩項內(nèi)容，這里把絕緣電阻和耐電壓性能都加入了EOL測試。



5）【部件和充電系統(tǒng)要求】GBT 18487.1-2015 電動車輛傳導(dǎo)充電系統(tǒng) 一般要求：這個標準包含了整個充電系統(tǒng)的要求，所以涵蓋了充電樁/充電線纜、車載充電機、充電接口，把整個充電系統(tǒng)部分的要求全部羅列出來。對應(yīng)了IEC的標準要求，涵蓋的范圍比較寬，特別是與一般交流電氣安全相關(guān)，所以這里與普通的UL/IEC要求相同。



6）【部件和驅(qū)動系統(tǒng)要求】GB/T 18488.1-2015電動汽車用電機系統(tǒng)，電機和驅(qū)動器的絕緣問題其實是挺大的，因為涉及到繞組還涉及到交流電壓相對復(fù)雜的寄生電容部分的耦合產(chǎn)生的漏電。所以這里分成了冷態(tài)和熱態(tài)兩種。在逆變器里面，直流母線部分的絕緣檢測一般依靠BMS里面的電路；交流部分就需要自己來做檢測了。

6.1 絕緣電阻：這部分運動部件弄起來確實需要一套辦法，細節(jié)我也不懂^_^，就冷態(tài)絕緣阻抗而言，可以用兆歐表打多個輸入和輸出點。



6.2 耐電壓測試
這里主要規(guī)定了測試點，是基于電機和逆變器實際的情況來做的。


第二部分 幾種Hi-pot實驗
1） 耐壓方面的測試和技術(shù)積累
測試原理如下圖所示，一個高于正常工作的電壓加在被測設(shè)備的絕緣體上，并持續(xù)一段規(guī)定的時間，如果其間的絕緣性足夠好，加在上面的電壓就只會產(chǎn)生很小的漏電流。如果一個被測設(shè)備絕緣體在規(guī)定的時間內(nèi)，其漏電電流保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，這里就可以判定合格。測試電壓必須在一定時間內(nèi)逐漸地上升到所要求的試驗電壓值，保證試驗電壓值穩(wěn)定加在被測絕緣體上不少于一定時間，所測漏電流值與標準規(guī)定的泄漏電流閾值相比較。測試結(jié)束后，試驗電壓必須在規(guī)定的時間內(nèi)逐漸地降至零。

絕緣材料的特性決定了交流和直流電壓的擊穿機理不同，大多數(shù)絕緣材料和系統(tǒng)都包含了一系列不同的介質(zhì)。當(dāng)對之施加交流試驗電壓時，電壓將按材料的介電常數(shù)和尺寸等參數(shù)的比例來分配電壓。而直流電壓只按材料的電阻的比例來分配電壓。絕緣結(jié)構(gòu)發(fā)生擊穿，往往是電擊穿，熱擊穿，放電等多種形式同時存在，很難截然分開。而交流電壓比直流電壓增加了熱擊穿的可能性。通常而言交流耐壓測試比直流耐壓測試更加嚴格。



如前所說介質(zhì)擊穿試驗主要用在開發(fā)階段，測試電壓逐漸增加直到電介質(zhì)故障或分解，允許太多電流流動。我們用這種實驗來探測產(chǎn)品設(shè)計的弱點，查看材料的擊穿電壓并查看發(fā)生故障的位置。有一個很實用的辦法，是我們把跑完各種實驗的樣品，拿來做這塊的實驗，以探測我們的設(shè)計耐久性。

絕緣耐受實驗采用的設(shè)備和上面的實驗方法是類似的，在不同的車輛和部件要求里面，我們可以提取出自己的企業(yè)要求，形成一個試用范圍較寬的要求。我們最終想要得到的，是在電路層級，材料設(shè)計層級，獲取以下的失效的情況，然后建立設(shè)計準則。