《新能源汽车电力电子技术》课件 任务三 新能源汽车用电安全与防护

《新能源汽车用电安全与防护》

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很多维修技术人员谈到新能源汽车高压时，都会谈“压”色变。你现在到新能源汽车的售后维修车间实习，主管安排你给其他人员培训避免高压伤害的防护措施，你能做到吗？目录1《新能源汽车用电安全与防护》相关理论2《新能源汽车用电安全与防护》任务实施保障机制《新能源汽车用电安全与防护》知识充电站1第一部分

学习目标知识目标能力目标1.掌握高压安全基础知识。2.掌握电流带来的危害。3.掌握高压防护措施。1.会在高压作业时做好防护。一、高压安全基础知识1.新能源汽车的高压电目前主流的新能源汽车主要有30OV和500V两个电压平台。300V电压平台并不是说新能源汽车中的高压零部件工作电压就是额定的300V,300V是一个变量，只要是300V以上的新能源汽车都称为300V电压平台。要保证新能源汽车拥有足够的功率，而低压系统难以在车上进行合理的布局，因此新能源汽车采用高电压、低电流的控制方式保证车辆的功率，就形成了300V和500V电压平台的高压系统。例如:吉利帝豪EV450的工作电压是352V,同级别的比亚迪e5（17款）的工作电压高达650V。一、高压安全基础知识(1)纯电动汽车的高压电纯电动汽车的高压电系统同时具有2种:直流高压电和交流高压电。储存在动力蓄电池中的电能以及动力蓄电池高压母线端的电源都属于高压直流电。高压母线的电压通过充配电总成再分配到其他高压部件，如通过高压配电箱分配到电机控制器，此时电机控制器会将高压直流电逆变成三相可调电压、可变频率的交流电。在进行车辆维修时，必须要做好安全防护措施，防止触电，防护措施依据高压电存在形式有所区分。一、高压安全基础知识（2）插电式混合动力电动汽车的高压电插电式混合动力汽车是在原有的燃油（或燃气）发动机系统中，增加由高压动力蓄电池、高压控制电路和驱动电机组成的电力驱动系统，通过两个动力系统相互配合，达到高效、节能地驱动车辆的目的。除和纯电动汽车相同的高压电存在形式及部件外，其发电机系统也属于高压系统，如比亚迪车系的BSG电机系统。一、高压安全基础知识2.电压等级与安全电压(1)工业电压等级电压等级是指电力系统及电力设备的额定电压级别系列。额定电压是电力系统及电力设备规定的正常电压，即与电力系统及电力设备某些运行特性有关的标称电压。目前，我国将电压等级划分为:1)安全电压:我国规定安全电压为42V、36V、24V、12v、6V共5种，一般情况下安全电压不超过交流36V和直流50V。虽然36V以下的电压是安全的，但在潮湿的环境中，安全电压会下降到24V甚至12V以下。2)低压:是指对地电压为1000V及以下。交流系统中的单相220v和三相四线制的380V/220V中性点接地系统均属低压。一、高压安全基础知识3)高压:是指1000V以上的电力传输变电电压或380v以上的配用电电压，范围为10k-220kV。4)超高压:330kV-750kV。5)特高压:1000kV交流或800kV直流以上。国际上通过ISO标准给出了强制性安全规定，危险电压是:25V以上的交流电、60v以上的直流电。新能源汽车的标准电压一般为300V-650V,虽然按照国家标准进行划分，应该属于低压范围，但是为了和传统车辆12V电源进行区别，通常都称为高电压。一、高压安全基础知识(2)电动汽车电压等级《电动汽车安全要求》(GB/T18384-2020)里面的“4.电压等级”中明确规定，根据最大工作电压，将电气元件或电路分为以下几级，见表1-3-1。表1-3-1电动汽车电压等级在汽车领域，特别是混合动力电动汽车、燃料电池电动汽车和纯电动汽车，高压电是指:直流电压60V<U≤1500V;交流电压30V<U≤100OV。B级电压电路指的是大于60V的高压电路。二、电流对人体的危害1.电流对人体伤害的原理当电流流过人体时，会切断神经系统发出的信号(包括通向心脏的信号)，导致内脏和组织烧伤，影响人体功能，甚至危及生命。(1)触电效应高压触电的危害。1)电击效应2)热效应3)化学效应

4)肌肉刺激效应5)发生静态短路的热效应6)由于短路引起火花7)带电高压线路接通和断开时产生的弧光二、电流对人体的危害(2)电流的分类根据电流对人体的身体机能反应和伤害程度，触电电流可分为感知电流、摆脱电流和致命电流(也称心室颤动电流)。1)感知电流

2)摆脱电流

3)致命电流

表1-3-2人体通过不同电流的反应二、电流对人体的危害2.电流对人体的伤害形式电流对人体的伤害有电击、电伤和电磁场伤害3种形式。（1）电击电击是由于电流通过人体时造成的内部器官在生理上的反应和病变。电击对人体的危害程度主要取决于通过人体电流的大小和通电时间的长短。表1-3-3电流经过人体不同路径时人体的近似电阻值二、电流对人体的危害(2)电伤电伤是电流的热效应、化学效应或机械效应对人体造成的局部伤害，包括电弧烧伤、烫伤、电烙印、皮肤金属化、电气机械性伤害、电光眼等不同形式的伤害。3.触电方式(1)直接触电直接接触电击是触及设备和电路正常运行时的带电体发生的电击，如误触接线端子发生的电击，也称为正常状态下的电击。除了隔离和加强绝缘外，一般来说较难进行其他保护，尤其是两相触电。(2)间接触电1)间接触电的概念:间接触电是触及正常状态下不带电、因绝缘损坏而带电的物体导致的触电，也称为故障状态下的电击。二、电流对人体的危害间接触电大都发生在大风刮断架空线或接户线后，搭落在金属物或广播线上，相线和电杆拉线搭连，电动机等用电设备的线圈绝缘损坏而引起外壳带电等情况下。2)跨步电压触电:通常跨步电压触电属于间接触电。如果人或牲畜站在距离高压带电导线落地点10m以内，就可能发生触电事故。跨步电压触电如图1-3-1所示。人受到跨步电压时，电流虽然是沿着人的下半身，从脚经腿、胯部到脚与大地形成通路，看似比较安全，但是人受到较高的跨步电压作用时，双脚会抽筋，使身体倒在地上，这不仅使作用于身体上的电流增加，而且使电流经过人体的路径改变。经验证明，人倒地后电流在体内持续作用2s就会致命。二、电流对人体的危害图1-3-1跨步电压触电二、电流对人体的危害3)间接触电的防护：①自动切断供电电源(接地故障保护)。②采用双重绝缘或加强绝缘的电气设备(即Ⅱ级电工产品)。③将有触电危险的场所绝缘，构成不导电环境。④采用不接地的局部等电位连接保护，或采取等电位均压措施。三、高压防护措施1.高压防护要求触电防护应包含防止人员与任何带电部件的直接接触和在带电部件的基本绝缘故障的情况下的间接触电防护。对于A级电压的电路，不要求提供触电防护。对于任何B级电压电路的带电部件，都应为人员提供危险接触的防护。直接接触防护应由带电部件的基本绝瑑提供或内遮挡/外壳或两者结合来提供。所有的防护及规定都是从安全的角度出发，防止人体及电气设备因触电或短路发生故障、造成事故。三、高压防护措施2.基本防护措施(1)安全距离为了防止人体触及或过分接近带电体，或防止车辆和其他物体碰撞带电体，以及避免发生各种短路、火灾和爆炸事故，在人体与带电体之间、带电体与地面之间、带电体与带电体之间、带电体与其他物体和设施之间，都必须保持一定的距离，这种距离称为电气安全距离。电气安全距离的大小应符合有关电气安全规程的规定。三、高压防护措施2.基本防护措施(2)工作场所防护要求为了保证维修过程的安全，在检修新能源汽车时对维修检测工位有以下要求:1)隔离。2)内部配备足够亮度的灯光，工作区域的光照强度不应低于500lx(勒克斯，光照强度单位)。3)配备消防设备设施，如干粉灭火器、消防栓和水枪等。4)配备预防触电的设备设施，如为作业地面铺设绝缘垫，为工作电源做好绝缘和触电防护、配备安全接地线、安装触电保护器等。5)为有触电危险的设备配备安全操作说明。三、高压防护措施6)配备安全作业防护用具，如工作服、绝缘手套、绝缘鞋、护目镜、安全头盔、绝缘钩等。7)配备安全绝缘工具，如绝缘扳手、绝缘套筒、绝缘尖嘴钳、绝缘旋具等。8)配备急救器材(如除颤仪)，保障作业人员的生命安全。(3)个人防护措施个人防护用品即在劳动过程中为防御物理、化学、生物等有害因素伤害人体而穿戴和配备的各种物品的总称。需要使用到个人防护用品的区域均会张贴指令标识。指令标识的含义是强制人们必须做出某种动作或采用防范措施的图形标识。指令标识的基本形式是圆形边框，如图1-3-2所示。三、高压防护措施(3)个人防护措施个人防护用品即在劳动过程中为防御物理、化学、生物等有害因素伤害人体而穿戴和配备的各种物品的总称。需要使用到个人防护用品的区域均会张贴指令标识。指令标识的含义是强制人们必须做出某种动作或采用防范措施的图形标识。指令标识的基本形式是圆形边框，如图1-3-2所示。图1-3-2个人防护指令标识三、高压防护措施对于特定的诊断或维修作业，维修人员可能需要在高压零部件附近进行作业。如果有导电物体落到暴露的高压电路上，可能会造成短路事故。高电压作业的主要个人防护用具如图1-3-3所示。图1-3-3高电压作业的主要个人防护用具三、高压防护措施1)手部的安全防护:为防止在作业时高压触电，需要检查并佩戴高压绝缘手套，如图1-3-4所示。2)眼部的安全防护:为防止眼部受到撞击，当在无论任何类型的混合动力电动汽车或纯电动汽车上进行作业时，技术员都必须佩戴相应标准的带侧护板的护目镜。1-3-4高压绝缘手套图1-3-5护目镜三、高压防护措施3)头部的安全防护:为防止头部触电，最常见的安全防护用具是电绝缘安全帽，如图1-3-6所示。4)足部的安全防护:当在任何类型的混合动力电动汽车或纯电动汽车上作业时，技术员都必须佩戴相应标准的绝缘鞋，如图1-3-7所示。图1-3-6电绝缘安全帽图1-3-7绝缘鞋三、高压防护措施5)身体的安全防护:防静电工作服是为防止服装上的静电积累，用防静电织物为面料而缝制的工作服。穿防静电工作服可提供额外的安全防护。棉布材料衣服是非合成纤维的，适合在维修高压电时穿，如图1-3-8所示。图1-3-8防静电工作服三、高压防护