新能源汽车电驱系统:GBT18488 安全接地电阻测试

来源:火狐直播app    发布时间:2024-06-10 22:19:37
通用贴片电阻

  在三合一电驱系统的DV试验项目中都会有一个接地电阻测试。总成为何需要接地?接地电阻为什么设定的是0.1Ω呢?为满足接地电阻要求,三合一系统的设计关键是什么?读完这篇文章也许会有答案。

  GB/T 18488.1及GB/T18488.2 中对于接地电阻,定义的为安全接地,分别要求如下:

  在解释这样的一个问题,我们应该引入一个新的概念:电位均衡 (potential equalization), 这个概念有时候也会被称为等电势连接,在电动车中指的是高压部件的暴露在外的导电部件(主要指的是金属外壳,防护罩等)需良好的与电底盘相连接,形成等电势体。

  那么为何需要形成等电势体呢?我们的角度来看两张图,两个高压部件分别发生了正极绝缘失效和负极绝缘失效,假设绝缘失效的时候正好有人双手分别接触到两个高压部件外壳时,第一张图中的人没有触电,而第二张图中的人却触电了。不同之处在于啥地方呢?前者中高压部件外壳同时与电底盘相连,而后者没有连接。有了接地以后,即使两个高压部件分别发生正负极绝缘失效,但是外壳想通而等电势,即使触碰人也不会触电,这就是安全接地对于高压电安全的作用。

  解释清楚了接地的作用及重要性,可能有人会问“这个不是整车的要求吗?而标准里讲的是电机及电机控制器可导电部分与外壳接地之间的电阻,怎么不一样呢?这是因为高压部件接地需求的出发点,是为满足整车侧等电势要求。为了能够更好的保证高压部件与电底盘之间的接地电阻以及相连高压部件之间的接地电阻在合格范围内,我们第一步要保证电驱总成安全接地电阻足够小,这也就是为什么18488中提出了接地点到外壳可导电部分的电阻要小于0.1Ω。

  上面我们已讲清了为何需要接地这样的一个问题,那么电驱系统模块设计时需要如何考虑这样的一个问题呢? 下面介绍几个系统模块设计时需要仔细考虑的几个方面:

  接地线需要考虑到出线的方向及角度,铜端子需要考虑到防转设计,固定螺栓尽量使用法兰面大的,以增加接线端子导电面积,减小接触电阻。

  ▪ 线型选择:一般来说接地线采用镀锡铜编织线,根本原因是铜容易氧化而导致电阻变大,使用镀锡铜编织线一方面能够抗氧化,另外一种原因是增加导线的抗拉力。

  ▪ 线径选择: 外导线的线径设计时需要仔细考虑导线电阻,一般要求是等于或者接近高压部件所用的高压线缆的线径。 具体线径的选择可以考虑短时间高压部件的短路电流的大小。

  在目前流行的二合一、三合一电驱动系统产品中,电机控制器往往是放置于电机之上,由于电机控制器的抗振等级是弱于电机的,而且电机与减速器的振动通过壳体传导到控制器上可能会产生NVH问题。为了优化这样的一个问题,橡胶垫往往会应用在电机控制器与电机之间。但是NVH问题得到优化,却带来了个新问题,那就是橡胶垫是绝缘的,电机与电机控制器壳体之间的接地电阻很有可能会>0.1Ω。

  综上所述,在我们考虑增加橡胶垫的时候,一定要考虑接地电阻的问题,如果是接地电阻过大,就需要在电机与电机控制器之间增加一根接地线 测试原理和方法

  如下图,接地电阻测试原理很简单,即欧姆定律。 但是测试的电流和电压是需要满足如图要求。 另外如果在测试电驱系统接地电阻时需要将电驱总成放置于绝缘件上面。

  通过上面的分析我们大家可以知道接地电阻我们大家都希望是越小越好,而目前国标的要求是0.1Ω,而实际上国外的一些标准是明显比这个要求高的。 在后续更新的国标会不会更新并提高该项要求,我们拭目以待。