為什么鋰電池PACK包要進(jìn)行等電位測(cè)試？

電動(dòng)汽車動(dòng)力電池屬于高壓系統(tǒng)。為防止因過大的電位差引起的安全事故，IEC標(biāo)準(zhǔn)等將等電位連接作為高壓系統(tǒng)的基本防護(hù)，也常稱作電位均衡要求。

本文參考的標(biāo)準(zhǔn)主要如下：

GB/T 18384.3-2015 電動(dòng)汽車安全要求 第3部分 人員觸電防護(hù)

GB XXXXX-XXXX 電動(dòng)汽車安全要求(征求意見稿)

LV 123 Electrical Characteristics and Electrical Safety of High-Voltage Components in Road Vehicles

參考資料如下：

《電動(dòng)汽車動(dòng)力電池系統(tǒng) 安全分析與設(shè)計(jì)》

本文主要內(nèi)容如下：

• 什么是等電位連接 WHAT

• 為什么需要等電位連接 WHY

• 等電位連接方法及要求 HOW

• 等電位連接測(cè)試方法 HOW

先了解下以下三個(gè)高頻名詞：

電位均衡 potential equalization 電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分之間電位差最小化

車身地 vehicle ground 車上的參考點(diǎn)或等電位點(diǎn)，能供給或接受大量電荷，并作為良好參考電位的物體，在車上一般指車架

等電位連接 Equipotential bonding 也稱為接地，將高壓系統(tǒng)的可導(dǎo)電部分經(jīng)地線連接到車身地，形成一個(gè)等電勢(shì)點(diǎn)

簡(jiǎn)單來說，就是以某一種方式（如地線，焊接，螺栓固定等）將可導(dǎo)電部分與車身地連接起來。

看一組圖來了解等電位連接的重要性

等電位連接方法

• 以HV Battery為例，電池箱的殼體必須與車身地相連，可以采用地線連接，也可以用螺栓連接

• 電池箱殼體上面所有殼接觸的可導(dǎo)電金屬部件（蓋板，支架，水冷管等）與殼體必須等電位連接，可以通過焊接、壓接、螺栓連接等方式

• 如果殼體有幾個(gè)單獨(dú)的部分組合而成，那么每個(gè)組成部分都應(yīng)滿足等電位連接要求

• 如果等電位連接通過壓接或者螺栓連接來實(shí)現(xiàn)，那么接觸面不應(yīng)進(jìn)行噴漆或者絕緣處理

• 如果殼體有噴漆或涂層，那么至少應(yīng)滿足以下一個(gè)要求：

• 1）接觸點(diǎn)不應(yīng)有涂層；

• 2）接觸點(diǎn)的涂層隨后將通過安裝過程或工藝步驟來去除

• 等電位連接線盡可能地短（<1m）（according to LV123）

電位均衡要求

在GB/T 18384.3-2015中，電位均衡要求為：

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)失效情況下的最大電流．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 0.1 ohm.

在GB XXXXX-XXXX 電動(dòng)汽車安全要求(征求意見稿)中，電位均衡要求為：

所有外露的導(dǎo)電體，例如可導(dǎo)電外殼和遮欄，應(yīng)傳導(dǎo)連接到電平臺(tái)。且滿足如下兩點(diǎn)要求：1. 所有外露導(dǎo)電體與電平臺(tái)間的連接阻抗應(yīng)不超過0.1 Ω 。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，即距離不超過2.5 m的兩個(gè)可導(dǎo)電部分間電阻應(yīng)不超過0.2 Ω 。若采用焊接的連接方式，則視作滿足上述要求。

可以看出，在新GB征求意見稿中，把電位均衡要求降低了

在LV 123中，對(duì)電位均衡的要求則很嚴(yán)格：

The electrical resistance between any position on the surface of the cover or the housing of an HV component and the connecting point of the means for equipotential bonding on this HV component shall be less than 10 mOhms (at EOL即在電池的整個(gè)生命周期，電池殼體上等電位的連接的任意兩點(diǎn)間的電阻值應(yīng)小于10m ohm

在GB/T 18384.3-2015中，電位均衡連續(xù)性試驗(yàn)為：

電位均衡電阻的測(cè)試需要在任何兩個(gè)外露導(dǎo)電部分施加一個(gè)測(cè)試的直流電，該直流的測(cè)試電流不小于 1A，電壓小于 60 V，且測(cè)試持續(xù)不小于 5 s. 被測(cè)路徑應(yīng)隔離在其他電位路徑外．這些導(dǎo)電部分應(yīng)分別包括B 級(jí)電壓組件的外殼，分別連接到車輛電平臺(tái)或遮攔／外殼的連接件．

如果電位均衡電阻測(cè)試結(jié)果可以保持足夠的精度，可以使用較低的試驗(yàn)電流和／或較短的試驗(yàn)時(shí)間．應(yīng)測(cè)量任何距離達(dá)到 2.5 m 的兩個(gè)外露導(dǎo)電部分之間的電壓，電阻可以通過電流和電壓來計(jì)算．注：2.5 m 為人通常能夠到的應(yīng)離．

實(shí)際上，電位均衡測(cè)量可用開爾文四線測(cè)量法（Kelvin Four-terminal sensing）來獲得。

在GB XXXXX-XXXX 電動(dòng)汽車安全要求(征求意見稿)中，就提出電位均衡測(cè)試可用電阻測(cè)試儀直接測(cè)量。

電位均衡可用電阻測(cè)試儀直接測(cè)量，也可以采用獨(dú)立直流電源配合電流和電壓檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行測(cè)量。其中電阻測(cè)試儀的測(cè)量電流可調(diào)，電阻測(cè)試分辨率高于0.01 Ω 。獨(dú)立直流電源電壓也可調(diào)節(jié)。

測(cè)試方法如下：a) 將電阻測(cè)試儀的兩個(gè)探針分別連接外露的可導(dǎo)電外殼或者遮欄，以及距離不超過 2.5 m 的電平臺(tái)。如圖 7 中所示；b) 增大測(cè)試電流，使測(cè)試電流大小至少達(dá)到 0.2 A；c) 將電阻測(cè)試儀的兩個(gè)探針分別連接兩個(gè)外露電可導(dǎo)電外殼或者遮欄，且探針測(cè)量點(diǎn)的距離不超過 2.5 m。如圖 8 中所示；d) 重復(fù)步驟 b。

本文主要講了高壓系統(tǒng)的等電位連接，包括等電位連接方法，電位均衡要求以及電位均衡測(cè)試。目前國(guó)內(nèi)實(shí)行的標(biāo)準(zhǔn)是GB/T 18384.3-2015，所提出的電位均衡要求為：“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)≤ 0.1 Ω”。在新國(guó)標(biāo)電動(dòng)汽車安全要求(征求意見稿)中，對(duì)電位均衡的要求為“ 外露導(dǎo)電體與電平臺(tái)間的連接阻抗應(yīng)≤0.1 Ω ；任意兩個(gè)可以被人同時(shí)觸碰到的外露可導(dǎo)電部分應(yīng)≤0.2 Ω ?！?/span>

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