2021年全国机械冶金建材行业“互助保障杯”职工技术创新成果展示

纯电动汽车高压安全关键技术开发及应用

单位:中国第一汽车股份有限公司研发总院

本项目属于电动汽车领域。目前,电动汽车的安全问题已经成为产业化的关键,而高压安全作为电动汽车安全中至关重要的一项技术,是电动汽车产业发展的核心技术之一。高压安全的概念源于电动汽车与传统车不同的结构和电路特点,由于电动汽车具有远超人体安全电压的高压回路,电动汽车在其全生命周期范围内,包括研发、试制、试验、生产及使用都存在一定的人员触电安全风险,需要进行全方位多维度的高压安全技术设计以保障电动汽车的使用安全。

本项目主要包含以下技术内容:

(1)低频注入式绝缘监测技术

自主研发整车绝缘电阻的低频注入式监测技术,用低压低频有源方式对交直流整车高压系统全回路进行实时监测,攻克了交流系统与动力电池内部绝缘无法监测的难题;避免了电池电压波动的影响,动态实时检测精度达到95%。

(2)部件故障监测与失效防护技术

——高压继电器故障监测与多重失效防护技术

创新提出高压回路对地电压的继电器状态监测技术,结合绝缘电阻情况进行继电器状态的监测;平台化高压系统拓扑结构采用正负极双点继电器控制,确保了单极高压继电器粘连的情况下,高压系统的可靠断开;通过对充电回路增加充电预热继电器结合三继电器控制策略时序的合理设计,解决了直流充电加热情况下继电器粘连的故障风险。

——双向车载充电机防触电控制安全技术

自主设计的车载双向充电机交流充放电三级安全机制,采用E2E、电压比较及电压监测三种安全措施,使车载双向充电机达到ASIL B水平,技术成果应用于E115及后续新开发车型,避免车辆起火及人员触电,使整车交流充放电系统安全性得到较大提升。

(3)碰撞后触电防护技术

通过碰撞信号处置以及控制高压继电器、智能熔断器多点分断,实现碰撞后高压系统迅速下电,同时结合主动放电功能,泄放掉系统电容残余电能,降低碰撞后触电风险。

高压安全技术涉及方面及应用范围广泛,从总成内部设计至整车系统层级,从硬件结构层级到软件控制层级,从低压系统至高压系统,从设计试验到试制生产与用户使用,体现在各系统、部件与使用场景之间。项目团队历经6年,完成了三个方面关键技术创新,多个维度打造整车完善的触电预警、高压回路保护与故障失效处理安全防护屏障。