新能源电驱系统标准解读与拓展:防尘防水防接触

   2022-08-12 10:09:22 网络360
核心提示:声明:本文为作者臭皮匠试验室(同微信号)授权发布,转载请注明出处。导语:小明看着窗外的暴雨,它来的悄无声息,已经下了足足一天一夜,吹散了沪城的燥热,但并没有吹散小明心头的忧郁,看着楼下刚刚提好的Model 3,心中是五味杂陈。犹豫着是否能开

新能源电驱系统标准解读与拓展:防尘防水防接触

声明:本文为作者臭皮匠试验室(同微信号)授权发布,转载请注明出处。

导语:小明看着窗外的暴雨,它来的悄无声息,已经下了足足一天一夜,吹散了沪城的燥热,但并没有吹散小明心头的忧郁,看着楼下刚刚提好的Model 3,心中是五味杂陈。犹豫着是否能开出?能不能涉水?又会不会漏电?室外充电是否安全?回想起销售提到的防护等级IP68,也是一头雾水。

IP防护等级在我们的日常生活中会经常遇到,日常使用的手机,如Mate30Pro、iPhone11等达到IP67及以上的防护等级。那么针对电动汽车,特别是对三合一电驱动系统而言,都叫IP防护等级,又有什么异同呢? 普通消费者购买电动汽车最优先考虑的问题就是安全问题。 为了保证高压部件不进水、不漏电,高压部件的IP防护等级应该达到什么等级呢?

今天,我们就来聊聊电动汽车防护等级"IPXX",分三部分解读这个话题 :

1. IP防护的标准介绍

2. 什么是IPXX?

3. 三合一电驱动系统总成要求,主要解答以下几个问题:

a). 三合一电驱动系统总成的防护等级一般怎么定义?

b). 三合一电驱动总成防护等级IP67&IP6k9k,减速器也需要达到该要求吗?

c). IP试验一般什么时候进行?

d). 防尘防水(P67)和防接触(IPXXB/IPXXD)是否都需要进行测试?

1. IP防护标准介绍

来来来,直奔重点,一张图搞清楚IP防护等级的来龙去脉:

图1 IP防护等级的标准及其引用关系

由此可知,当前针对电动汽车高压部件的IP防护等级,一般参考的是《GB/T 30038-2013 道路车辆 电气电子设备防护等级(IP 代码)》,该标准与《GB/T 4208-2017 外壳防护等级》出处一致,均源于IEC 60529,主要的区别就在于30038中有一些特殊的代码要求(带K,如6K),且测试方法略有不同。

2. 什么是IPXX?

搞清楚了标准出处,那么所谓的IP代码到底代表着什么含义?一张图来说明这问题:

图2 IP代码含义说明图

其中,

? IP是International Protection的缩写 (refer to ISO20653)

? 第1位特征码代表防尘等级,从0到6K或字母X

? 第2位特征码代表防水等级,从0到9K或字母X

? 附加字母(可选),字母A、B、C、D

? 补充字母(可选),字母M、S

我们一般日常听到最多的是前两个代码,也就是防尘防水等级,如Tesla销售经理告知小明的IP68,有时候也只定义防水等级如IPX7。

一张图说明具体要求(#?以下是标准要求的汇总,方便大家查阅,建议收藏?#):

图3 IP防护等级具体要求

如果省略前两个特征码,只用附加字母,如IPXXB、IPXXD,这个就是我们常用的接触防护。 实际在国家相关高压电安全标准 (GB/T 18384等)对于接触防护有明确要求:

? 乘员和载货厢中带电零部件的防护等级不应低于 IPXXD;

? 车辆其他部分的防护等级不应低于 IPXXB

下图是接触防护的测试要求示意图:

图4 IPXXB/IPXXD防护要求说明

最后一个可选字母,一般使用的很少,在GB/T 30038中只有两个可选字母: M、S,而在GB/T 4208中有4个可选字母: H、M、S、W。 具体含义可以参见标准。

3. IP等级在电动汽车动力总成中的应用

让我们回到开篇的问题,同时针对IP测试中常见的几个问题进行讨论:

> 三合一电驱动系统总成的防护等级一般怎么定义?

对于三合一电驱动总成,常规要求是IP67,该要求也是上海新能源汽车可以上牌 的?地标要求?,三合一电驱动总成是必须要达到这个标准的。

另一个常用的是IP6K9K,该要求主要是提高了水的温度和压力,具有实际参考意义,一般汽车级高低压接插件都要求达到该防护等级。

> 三合一电驱动总成防护等级IP67&IP6k9k,减速器也需要达到该要求吗?

我们一般所说的三合一电驱动总成是指电机、电机控制器及减速器。电机和电机控制器达到IP67&IP6K9K很好理解,但是减速器一般是达不到该要求的。 主要原因:减速器一般使用的透气阀是?钢球式透气塞?,而电机和电机控制器使用的是?单向膜式通气塞?,前者的价格便宜,且不怕油,而后者贵,且存在被油堵住,无法通气的问题。减速器中是纯机械件,而且透气阀一般布置在比较高的位置,很难进水,即使进一点水是没有关系的。实际上一般减速器透气阀可以达到防护等级IP54,而达不到IP67。

> IP试验一般什么时候进行?

三合一电驱动总成为了保证整个生命周期都可以达到防水防尘的要求,在实际测试中是需要考虑试验的顺序。一般在耐久、振动、化学腐蚀试验后都需要进行IP防护试验,进行IP防护试验以后需要复测绝缘性能以及输出特性。

> 防尘防水(P67)和防接触(IPXXB/IPXXD)是否都需要进行测试?

接触防护等级试验主要是考察的电气部件外壳对于触电的防护。一般是在不便于进行防水防尘测试的设备中进行,如碰撞后整车的高压部件。标准中也有说明,若防尘等级达到4以上时,已可以满足金属线无法进入。也就是说如果部件达到防尘等级6就已经自然满足了IPXXD。

写在最后:

关于电动汽车的安全问题,身边有长辈、朋友问及,想说的是:IP防护等级至关重要,不仅涉及产品安全,更是我们人生安全不得忽视的一个指标;此外,还需要关注系统级的功能要求,如主动放电、高压互锁等,进而又会涉及到多种故障和响应机制的定义。

一句话,判断产品做的是否安全和人性化,需要从系统角度,透过表象挖掘本质。后续我们一起专题来理一理电动汽车的安全性究竟要"看"什么。 感谢你的关注。

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

国内首台电驱700型压裂泵车在中国石化什么单位试用?

符合《GB4706》电器安全标准测试要求,可测试项目:耐压、绝缘、接地、泄漏、低压启动、功率。

(1)耐电压测试Dielectrics Withstanding Voltage

输出电压: 0-5kV/AC ±3%

电流测量范围: 0-40mA/AC ±3%

电流报警范围: 0-40mA内任意值 ±3%

电弧侦测范围: 1-10级

电压缓升时间: 1-99s连续可调

测试时间: 1-99s连续可调

输出频率: 50Hz/60Hz二档

驱动方式: 程控线性功放

(2)绝缘电阻测试Insulation resistance test

测试电压: 500V/DC和1000V DC 二档 ±5%

测量范围: 0-200MΩ 自动量程 转换 ±3%

报警范围: 0-200MΩ内任意值

测试时间: 1-99s连续可调

(3)接地电阻测试Earth continuity test

测量电流:10-25A/AC 恒流 ±3%

测量范围:0-200 mΩ( >10A ) ±3%

0-500 mΩ( ≤10A ) ±3%

自动量程转换

报警范围: 0-500 mΩ内任意值

输出电压: ≤6V

测试时间: 1-99s连续可调

输出频率: 50/60Hz 二档

驱动方式: 程控线性功放 【下面的(4)(5)(6)与上面并排设计】

(4)泄漏电流测试Leakage Current test

电流测量范围: 0-20mA自动量程转换 ±3%

电流报警范围: 0-20mA内任意值

相位切换: 自动

电压测量范围: 0-300V ±3%

输出电压: 0-250V连续可调

测试时间: 1-99s连续可调

输出容量: 1/2/3/5kVA 多种规格

(5)启动测试Start-up test

测量电流范围: 0-20A ±1%

电流报警上下限: 0-20A内任意值

测量电压范围: 0-300V ±1%

输出电压: 0-250V

连续可调测试时间:1-99s连续可调

(6)功率测试Power test

功率测量范围: 0-6000W ±1%

功率报警上下限: 0-6000W内任意值

电压测量范围: 0-300V ±1%

输出电压: 0-250V

连续可调测试时间:1-99s

连续可调输出容量:1/2/3/5kVA 多种规格

2500型压裂车的水马力多少

近日,由中国石化西北油田分公司采油三厂、油田供电管理中心及承包方联合研制的700型压裂泵车在th10428x井顺利完成测试,这是国内首台以电驱为动力的700型压裂泵车。

近年来,压裂泵车费用占成本比重逐年上升。“以柴油驱动的泵车作业为例,每小时支出作业成本近500元。”该厂生产运行科副科长陈震告诉记者,“去年,仅泵车费用这一项,该厂花费成本1456万元。”

进入2015年,在低油价的新常态下,面对盈利变窄、成本压缩的严峻形势,该厂坚持低成本开发的新常态。如何降低泵车费用,成为他们亟待破解的难题之一。

今年初,为了降低泵车作业费用,该厂联系施工单位及生产厂家进行联合攻关。按照该厂提出油改电的设计思路,他们开发出国内首台700型电驱压裂泵车,并与6月9日将首台泵车运抵采油三厂th10428x注水现场。

6月12日,在th10428x井的作业中,该泵车运行平稳,能够满足现场生产需求,设备性能得到充分认可。

700型电驱压裂泵车的“问世”,不仅填补了国内700型电驱压裂泵车的空白,而且进一步降低了该厂泵车的作业费用。与此同时,“油改电”即降低了作业现场安全风险,还实现了清洁生产。

“与传统的柴驱泵车相比,通过测算,扣除电费成本,单台泵车预计每小时至少降低作业成本150元。”陈震说,“投用后,该台泵车年预计可节约成本100万元。”

2500型压裂设备水功率密度比2000型增加25%,柴油机驱动将制约大功率压裂车发展。1、2500型与2000型性能对比

对比国外的施工井场,国内的施工设备主要以车载结构为主,主要考虑设备的移运性能,以2000型和2500型压裂车为主,根据设备结构、主要性能参数和设备使用情况作如下分析,主要性能参数如表2所示。

表2:压裂设备主要技术指标

图片

在同样的大泵配置下,选择2500型施工能力可以明显提升,压力与排量调整范围更广。对于超大型传统压裂设备,设备施工能力增加的同时,整机重量将大幅提高,对设备移运性要求较苛刻。相同的车载结构条件下,相对于2000型,2500型压裂设备水功率密度增加25%。

2、2500型与3100型性能对比

国内压裂设备生产厂家江汉第四机械厂和烟台杰瑞也逐步推出3000型和3100型大型压裂车,已投放市场,呈现出更高的性价比,单位面积水功率密度比2500型提升20%,比2000型提升50%,更适合非常规油气领域大型压裂、连续施工作业。但整机重量已经超过48t,不满足道路通过性要求,2500型和3100型压裂车主要性能参数如表2所示。

3、2500型与4500型性能对比

杰瑞4500型阿波罗涡轮压裂车2015年2月在珙县页岩气完成现场测试,5月成功完成双燃料系统测试,整车实现3350kW水马力功率输出要求,单机功率密度、道路通过性、节能减排和操控方便性等方面优势明显,但是制造周期、噪音、性价比制约其快速发展。2500型和4500型压裂车主要性能参数如表2所示。

以上就是关于新能源电驱系统标准解读与拓展:防尘防水防接触全部的内容,如果了解更多相关内容,可以关注我们,你们的支持是我们更新的动力!

 
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