電動(dòng)汽車正在成為汽車行業(yè)的主流。
根據(jù)市場(chǎng)觀察(Marketwatch)報(bào)導(dǎo)顯示: ”全球電動(dòng)車電池市場(chǎng)規(guī)模將在2020年至2025年間,以每年7.9%的復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)”1。在品牌商特斯拉(Tesla)的帶領(lǐng)下,其他汽車制造商正在加速趕上電動(dòng)汽車潮。然而,從內(nèi)燃引擎轉(zhuǎn)換電動(dòng)傳動(dòng)需要更深入的技術(shù)知識(shí)和安全措施, 如同現(xiàn)今研究 如何在充電站 將電動(dòng)車的電池以大電流高電壓充電(> 400V),再以精密功率控制和分配給動(dòng)力傳動(dòng)。在這所有的過(guò)程中,電氣組件和電線 (連接線) 都須經(jīng)過(guò)測(cè)試,以確保駕駛員和乘客的安全。
盡管多數(shù)消費(fèi)者在街上看到的電動(dòng)車,外觀如同一般汽車,但其在硬件設(shè)計(jì)和安全法規(guī)有著更深、更嚴(yán)格的測(cè)試條件與專業(yè)知識(shí) 。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),電動(dòng)汽車擁有全新的生態(tài)系統(tǒng)并分為兩個(gè)主要領(lǐng)域。一是像加油站提供電力,即充電站。另一部分則是接收電力即系統(tǒng),用于與電池系統(tǒng)之間進(jìn)行電力傳輸與分配。圖一解釋了不同類型的車輛所提供動(dòng)力的關(guān)鍵組件。
圖1. 說(shuō)明汽車生態(tài)統(tǒng)中由汽油驅(qū)動(dòng)與電力驅(qū)動(dòng)汽車的關(guān)鍵組件。
電動(dòng)汽車生態(tài)系統(tǒng)
更進(jìn)一步的說(shuō)明,如同之前文章所提及,有很多電氣組件都加入汽車生態(tài)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā),更是組成電動(dòng)車的關(guān)鍵,包括電池、電動(dòng)馬達(dá)和變流器。除了車輛本體外,充電站同樣是關(guān)鍵。而充電槍是從充電站向電池供電的主要接口,讓電動(dòng)車得以繼續(xù)行駛。
大多數(shù)駕駛員最關(guān)心的是縮短充電時(shí)間,這樣的時(shí)間需求,是延用汽油車的加油模式。而在電動(dòng)汽車所提供的解決方案是使用危險(xiǎn)的高壓電。充電電壓范圍為230V AC至400 V AC,最大電流為16A至63A。直流電源可提供300至500 V DC的更高電壓,最大電流可達(dá)350A。在這樣的操作環(huán)境下,所有電子器件的安全規(guī)范,更應(yīng)審慎檢查。
電動(dòng)汽車生態(tài)系統(tǒng)安全規(guī)范
電動(dòng)汽車生態(tài)系統(tǒng)中應(yīng)用了許多安全測(cè)試規(guī)范。以下是一些關(guān)鍵測(cè)試領(lǐng)域和相關(guān)規(guī)范,供讀者參考。
●UL2231-1&2電動(dòng)車(EV)供電電路指令中的一般要求,包含了對(duì)個(gè)人保護(hù)系統(tǒng)與安全。制定該規(guī)范的目的是降低車輛充電時(shí),易接觸及部分接觸對(duì)使用者造成電擊的危險(xiǎn)。
●駕駛者長(zhǎng)時(shí)間與汽車接觸。為了確保其安全,所接觸到所有零件都必須通過(guò)關(guān)鍵的電氣安全測(cè)試。汽車零件,例如動(dòng)力系統(tǒng),充電系統(tǒng),電線和連接器,充電站等,都需要進(jìn)行安規(guī)測(cè)試。其中ISO 6469-1~3則制定了車輛內(nèi)外使用人員免受電擊的主要規(guī)范之一?;緶y(cè)試包括耐壓測(cè)試,絕緣阻抗測(cè)試和電位均衡測(cè)試。在中國(guó)大陸類似規(guī)范稱為GB / T 18381.2~3 , 在歐盟(EU)地區(qū)則為ECE R100。
●一般將充電站分為三種。直流(DC)充電站,用于快速充電。交流(AC)充電站,用于標(biāo)準(zhǔn)充電。一體化充電站(交流和直流)可滿足各種車輛設(shè)計(jì)。IEC 61851車輛與充電站之連接要求和UL 2202電動(dòng)汽車(EV)充電系統(tǒng)設(shè)備規(guī)范是目前最常用的充電站安全規(guī)范。
根據(jù)不同的國(guó)家/地區(qū)有不同的電氣法規(guī)要求,每輛電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)和使用的電氣組件也不同,所使用與遵守的安全規(guī)范自然也不同。相關(guān)的客戶在購(gòu)買前需先進(jìn)行專業(yè)的安全規(guī)范測(cè)試咨詢。
如何量測(cè)
如我們所知,所有安全規(guī)范皆重要。測(cè)試結(jié)果不好可能造成人身危險(xiǎn)。圖2. (左)代表著華儀電子的SE 7441正執(zhí)行著嚴(yán)格充電器質(zhì)量測(cè)試。其中包括AC / DC耐壓測(cè)試,絕緣阻抗和接地阻抗測(cè)試等。此外,由于連接器中有許多測(cè)試點(diǎn),因此加入一臺(tái)7006掃描儀到一個(gè)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中,可以強(qiáng)化測(cè)試質(zhì)量及提升效率。圖2. (中)是電動(dòng)汽車連接器測(cè)試系統(tǒng)的示意圖。依照客戶的測(cè)試需求,測(cè)試項(xiàng)目使用不同變化、組合的測(cè)試系統(tǒng)。例如,充電站測(cè)試,需要穩(wěn)定且可靠的輸出交流電源,以模擬產(chǎn)生30-150kVA輸出的交流電。
圖2. 華儀電子安規(guī)自動(dòng)測(cè)試方案 可用于測(cè)試EV汽車連接器。將SE 7440系列與7006矩陣掃描儀結(jié)合在一起,提供客戶高效、可靠且值得信賴的測(cè)試方案。
隨著電動(dòng)汽車的市場(chǎng)需求的增加,但同時(shí),其產(chǎn)品安全設(shè)計(jì)與測(cè)試仍處于起步階段,最近發(fā)生的許多安全事故和問(wèn)題,確實(shí)中斷了消費(fèi)者的購(gòu)買意愿。電動(dòng)汽車的安全設(shè)計(jì)和完整的安全測(cè)試,將成為主導(dǎo)該行業(yè)發(fā)展主要條件。華儀電子在安規(guī)和功能測(cè)試領(lǐng)域有著40多年的經(jīng)驗(yàn)。我們與世界一流的汽車制造商一起開(kāi)發(fā)最合適的專業(yè)安規(guī)測(cè)試儀器,包括充電站、內(nèi)部電氣組件和電線 (連接線等測(cè)試技術(shù)方案。相信在不久的將來(lái),電動(dòng)汽車將成為主流,更期待我們?nèi)A儀電子的更多支持,透過(guò)安規(guī)測(cè)試,打造一個(gè)更加安全的世界。