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动力电池系统高压电气设计要求

高压电气设计要求

1.高压电气设计通用要求

高压电气系统应根据系统电压、电流等级和应用环境等因素（如车载工

况、温度、湿度、海拔、电磁干扰等）进行选型和设计开发。电池包内部

电气布置的设计应符合相关技术标准要求。

2.绝缘和耐压

在全生命周期内，要求高压电气系统的输出端（正极和负极）与电池箱体

之间的绝缘阻抗大于2.5MQ,或者满足《电动汽车安全要求第3部分：人

员触电防护》（GB/T18384.3—2015）规定的高压电气回路绝缘阻抗要

求。同时，动力电池系统的绝缘防护设计还需要考虑密封性能，主要是因

为水或者水蒸气进入电池系统内部，会引起系统内部的高压带电部分与壳

体通过阻值较低的水相连接，导致高压绝缘失效。另外，高压电气系统也

要具有绝缘失效检测功能，具体通过电池管理系统（BMS）进行检测。

高压电气系统的输出端（正极和负极）与电池箱体之间的耐电压强度应满

足《电动汽车安全要求第3部分：人员触电防护》（GB/T18384.3—

2015）规定的相关要求。

3.直接接触防护直接接触防护主要包括电气绝缘和屏护防护要求。除了

满足上述绝缘防护要求之外，高压电气系统的带电部件，应具有屏护防

护，包括采用保护盖、防护栏、金属网板等来防止发生直接接触。这些防

护装置应牢固可靠，并耐机械冲击。在不使用工具或无意识的情况下，它

们不能被打开、分离或移开。其中，带电部件在任何情况下都应由至少能

提供《外壳防护等级（IP代码）》（GB4208—2017）中IPXXD防护等级

的壳体来防护，同时规定在打开电池箱体上盖后，应具有IPXXB防护等

级。

4.间接接触防护

间接接触防护主要包括等电位、电气间隙和爬电距离要求。动力电池系统

应通过绝缘的方法来来防止与高压电气系统中外露的可导电部件的间接接

触，所有电气部件的设计、安装应避免相互摩擦，防止发生绝缘失效。尤

其是高压线缆的布置需要考虑安全间隙，并进行必要的固定和绝缘防护，

应避免在行车过程中与可导电部件发生摩擦。

电池箱体必须与车辆的地（车身）实现等电位联结，连接阻抗应不超过0.1Q。

电池包上的所有可接触的导电金属部件（比如模组金属端板侧板、电池箱

体金属上盖、金属支架、水冷板等），都必须与电池箱体是等电位联结的。

对于等电位联结所用的导体（比如接地线等），要求其颜色是黑色，便于

维修和拆卸时辨认。等电位联结的螺栓或线束还需满足一定截面积的要求，

一般要求等电位联结的导线或螺栓其截面积总和需大于等于电池系统中高

压导线截面积。

动力电池系统应满足《低压系统内设备的绝缘配合第I部分：原理、要求

和试验》(GB/T16935.1-2008)中电气间隙和爬电距离相关要求，尤其是电

池模组需要重点关注。

5.预充电回路保护

由于整车端高压电气系统中存在大量的容性负载，直接接通高压主回路可

能会产生高压电冲击，为了避免接通瞬间的大电流冲击，高压电气系统需

具有预充电功能。通常，要求预充电时间不超过IoOOns,并且在短时间内

l

的频繁上下电不能出现预充电阻过热损坏的现象。预充电过程中，应能对

整车端高压回路的绝缘、短路状态进行判断和失效保护。

6.余能泄放保护

由于整车端高压电气系统中存在大量的容性负载，断开高压主回路之后仍

存在较高的电压和残残余电能。为避免可能带来的危害，在高压回路切断

后应采用余能泄放的方法，保证动力电池系统端电压不超过DC60V通常要

o

求整车高压电气系统具有主动能量泄放电路。

7.过电流/短路保护

高压电气系统中的所有零部件都必须满足典型使用工况的动力负载要求，

并且能满足一定的过电流能力，不能允许规定的行驶工况条件下出现过热

导致高压部件绝缘层融化、烧蚀或者冒烟的情况。同时，应合理地控制过

电流时间，防止整个动力系统因为长时间过载而发生过热起火事件。当高

压电气系统中发生瞬时大电流或者短路时，要求能自动切断高压回路，以

确保高压电附件设备不被损坏，避免发生电池的热失控，保证驾乘人员的

安全。高压电气系统设计可以设置过载或短路的保护部件，例如设置熔断

器等。

8.高压电电磁兼容性

高压线束布置和接插件选型应考虑电磁兼容需求。高压线束设计