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陈彦雷
【摘 要】设计一款纯电动汽车整车碰撞断电方案,,确保电动汽车在碰撞发生过程中准时切断整车高压电,,并可以测量碰撞后的正常高压安全状况,为电动汽车的高压电碰撞安全供给工程方案和验证方案.
【期刊名称】《汽车电器》
【年(卷),期】2025(000)006
【总页数】3 页(P18-20)
【关键词】纯电动汽车;碰撞断电;测量方法;高压电安全
【作 者】陈彦雷
【作者单位】上海汽车集团股份商用车技术中心,上海 202538
【正文语种】中 文
【中图分类】
随着中国能源汽车的大力推广，纯电动汽车在解决城市机动车污染排放、供给城市公共交通绿色出行解决方案、调整城市电能峰谷电量方面受到青睐［1］。随着电动汽车成为特大城市私人用户日常交通工具，涉及电动汽车的交通事故发生数量将成逐年上升趋势。因电动汽车行车过程中，高压电设备均处于动力电池高压供电状态，所以电动汽车在车祸发生碰撞过程中需要实行高压碰撞断电功能，对高压电
的集中进展掌握，从而确保电动汽车在碰撞发生过程中和碰撞后的高压电安全。
电动汽车在日常使用过程中，由于动力系统电池为高压电源，电压范围超过了安全电压，需要对高压电源进展防护。电动汽车正常使用过程中，承受的高压安全防护措施主要有：高压系统绝缘、高压系统绝缘在线监测系统；高压设备防护触及防护
〔IP 等级〕；系统绝原因障报警灯方式进展高压电安全防护。
电动汽车的碰撞安全性能指标主要有：高压电源系统对车体可导电局部小于安全电压；高压设备系统母线电量小于 J；高压设备碰撞后的防触及功能，碰撞后车辆高压设备应当具备 IPXXB 的防护；高压设备绝缘直流母线绝缘电阻不低于 100 Ω/V，沟通母线对车身绝缘值不低于 500 Ω/V［2］。
电动汽车使用的高压动力电池，由于动力电池内部电解质等物质，会对人员造成潜在损害。电动汽车在碰撞过程中，除对其高压电有安全要求外，对安装在乘客舱内的动力电池应当保持在其外壳内，安装在乘客舱外的动力电池不得进入乘客舱，且动力电池在 30min 内不起火、爆炸、燃烧［2］。
针对电动汽车高压电安全保护的重要性，及电动汽车碰撞后安全性能特征，本文设计了一款纯电动汽车的高压碰撞断电功能，确保电动汽车在碰撞发生的过程中切断高压设备。并设计该碰撞断电功能的验证测试方案，确保碰撞断电功能在开发验证过程中的可信度，同步测量车辆碰撞后的高压电安全。该测试方案也可以作为《电动汽车碰撞后安全要求》［2］的测量方案的参考。
本论文争论的一款纯电动宽体轻客，承受磷酸铁锂电池为电池组，整车高压电主要参数：额定能量 75kW·h，电池额定电压 384 V。
可以看出，动力电池的电压远远高于安全电压，属于《电动汽车安全要求》［3］ 中 B 级电压，需要在车辆碰撞过程中进展安全防护和安全测量。
该车型的高压配电根本原理如图 1 所示。该高压配电系统主要包括动力电池系统、电机系统、高压附件系统。高压附件系统包括 DC/DC、油泵掌握器及电机、空压
机掌握器及电机、电动空调、除霜除雾等。高压配电系统主要包含高压继电器、高
压熔断丝等。
为了实现碰断电功能，首选需要用传感器来感知碰撞信号。本方案承受碰撞传感器来感知整车碰撞工况；用碰撞掌握器来处理碰撞工况信号，并依据预先标定，来区分碰撞或误作用〔例如皮球装车上就不应当断高压等〕，并发出碰撞信号给整车掌握器 VCU 和电池治理系统 BMS。整车掌握器 VCU 或电池治理系统 BMS 任何一
个设备接收到碰撞信号，即刻通过切断高压配电中的高压接触器进展高压断电工作。用于识别碰撞断电的碰撞传感器需要感知车辆的前后碰撞、左右碰撞。在选择和布 置传感器的过程中，需要同步考虑以上工况的需求。一般状况下，传感器的布置如 图 2 所示。图 2 中 ECU 为碰撞信号掌握器，同时具备感知车辆前后碰撞信号。右PAS 和左 PAS 用于识别左右碰撞信号。通过碰撞传感器感知车辆的碰撞工况，并
由碰撞掌握器 ECU 依据标定来识别。
基于动力电池高压配电原理和碰撞传感器，感知碰撞信号的高压碰撞断电工程原理如图 3 所示。碰撞传感器感知电动汽车的碰撞工况，并把碰撞加速度信号传送给气囊掌握器 ECU 模块。气囊 ECU 模块感知到碰撞，并依据标定值，剔除碰撞的误作用信号后，发出碰撞状态值到整车掌握器和动力电池治理系统 BMS。动力电池治理系统 BMS 无论接收到来自气囊掌握器 ECU 的信号或整车掌握器 VCU 的碰撞
信号，即刻切断高压输出的继电器来切断高压，实现电动汽车特有的碰撞断电功能， 确保正碰撞后高压电掌握在动力电池内部，避开发生高压电泄漏的危害，最大程度 保护乘员。
碰撞断电功能测试原理
电动汽车高压碰撞断电的监测方案因全过程比较简单，且高压电源无法引用目测方案，必需承受全过程的数采电测方案。
本文论述方案使用总线采集仪器和数据采集仪器，记录气囊掌握器发出 PWM 信
号和 CAN 总线信号，并记录 2 个信号传送到整车掌握的过程，记录整车掌握器接
收到 2 个信号的过程和结果，并由整车掌握器转发给电池治理系统 BMS，数采电测系统记录到 BMS 接收到信号的过程，并记录到 BMS 发出断电指令，切断高压接触器断高压，并发给仪表切断高压电状态信号。数采电测的另外一个系统，采集动力电池输出端电压从最大到没有输出；高压设备高压电均无高压电电压和电流信号的输出，且各个高压电设备均处于无高压电状态。
通过实施方案的验证监测，确认电动汽车碰断高压电功能工程实施是有效的。且整个过程进展记录可回放，与整车碰撞安全同步实施，是经得起实践检验的。
整个电动汽车碰撞断电功能测试原理及流程图如图 4 所示。电动汽车实际碰撞高压断电功能及碰撞后高压电安全测试实例照片如图 5 所示。
碰撞后的高压电安全评估
依据 GB/T 31498—2025《电动汽车碰撞后安全要求》的要求，电动汽车碰撞测试流程和碰撞后的高压电安全评估流程如图 6 所示。
电动汽车碰撞后高压电安全评价标准主要有以下要求中的任何一个：①整车母线电压、母线搭铁电压满足沟通不大于 30 V 和自流不大于 60 V；②电能要求高压母线上的总电能应小于 J；③物理防护——碰撞后车辆全部高压设备应有 IPXXB 级别的防护；④高压绝缘电阻——高压绝缘电阻满足 GB/T 18384—2025《电动汽车安全要求》的要求。
在满足以上标准的同时，动力电池电解液泄漏量、动力电池移动位移满足相应的要求，且碰撞完毕后 30min 内不得爆炸、起火。
经过碰撞断电安全验证，实际证明白该车型安全满足 GB/T 18384—2025《电动汽车安全要求》中全部的安全参数。
本文介绍了一种电动汽车碰撞时切断高压的工程方案，用于确保成员不受到高压电的损害。该方案具备车辆碰撞传感器感知，并通过总线信号和模拟方波 PWM 信
号发给动力电池治理系统，并通过总线信号发给动力电池治理系统 BMS 和整车控
制器 VCU，做到掌握信号的冗余掌握。整车切断高压指令由动力电池治理系统BMS 进展执行。
高压碰撞断电工程测试工程方案，通过多系统的数采电测设备，监控电动汽车整车高压碰撞断电验证的测试认证过程；通过该系列的数采电测证明，碰撞下高压断电是断电功能实施的主动断电，而非误作用断电，高压断电功能工程方案实施有效。通过碰撞后的整车高压电安全检验，确认整车碰撞后的高压电安全完全满足 GB/T 31498—2025《电动汽车碰撞后安全要求》所规定，确保了电动汽车使用安全和特别工况下的安全。本方案为电动汽车的推广供给了一种比较全面的工程解决方案和测试验证方法。
【相关文献】
［1］［J］.汽车电器，2025〔1〕：62-64.
［2］GB/T 31498—2025，电动汽车碰撞后安全要求［S］.
［3］GB/T 18384—2025，电动汽车安全要求［S］.