【EXTECH Explores】电动汽车与电气安全测试

电动汽车正在成为汽车行业的主流。

根据市场观察(Marketwatch)报导显示: ”全球电动车电池市场规模将在2020年至2025年间，以每年7.9％的复合增长率增长”¹。 在品牌商特斯拉（Tesla）的带领下，其他汽车制造商正在加速赶上电动汽车潮。然而，从内燃引擎转换电动传动需要更深入的技术知识和安全措施， 如同现今研究 如何在充电站 将电动车的电池以大电流高电压充电（> 400V），再以精密功率控制和分配给动力传动。在这所有的过程中，电气组件和电线 (连接线) 都须经过测试，以确保驾驶员和乘客的安全。

尽管多数消费者在街上看到的电动车，外观如同一般汽车，但其在硬件设计和安全法规有着更深、更严格的测试条件与专业知识 。简单来说，电动汽车拥有全新的生态系统并分为两个主要领域。一是像加油站提供电力，即充电站。另一部分则是接收电力即系统，用于与电池系统之间进行电力传输与分配。图一解释了不同类型的车辆所提供动力的关键组件。

图1. 说明汽车生态统中由汽油驱动与电力驱动汽车的关键组件。

图片来源：afdc.energy.gov and fuelfreedom.org

电动汽车生态系统

更进一步的说明，如同之前文章所提及，有很多电气组件都加入汽车生态系统的开发，更是组成电动车的关键，包括电池、电动马达和变流器。除了车辆本体外，充电站同样是关键。而充电枪是从充电站向电池供电的主要接口，让电动车得以继续行驶。

大多数驾驶员最关心的是缩短充电时间，这样的时间需求，是延用汽油车的加油模式。而在电动汽车所提供的解决方案是使用危险的高压电。充电电压范围为230V AC至400 V AC，最大电流为16A至63A。直流电源可提供300至500 V DC的更高电压，最大电流可达350A。在这样的操作环境下，所有电子器件的安全规范，更应审慎检查。

电动汽车生态系统安全规范

电动汽车生态系统中应用了许多安全测试规范。以下是一些关键测试领域和相关规范，供读者参考。

• UL2231-1＆2电动车（EV）供电电路指令中的一般要求，包含了对个人保护系统与安全。制定该规范的目的是降低车辆充电时，易接触及部分接触对使用者造成电击的危险。
• 驾驶者长时间与汽车接触。为了确保其安全，所接触到所有零件都必须通过关键的电气安全测试。汽车零件，例如动力系统，充电系统，电线和连接器，充电站等，都需要进行安规测试。其中ISO 6469-1～3则制定了车辆内外使用人员免受电击的主要规范之一。基本测试包括耐压测试，绝缘阻抗测试和电位均衡测试。在中国大陆类似规范称为GB / T 18381.2～3 ,  在欧盟（EU）地区则为ECE R100。
• 一般将充电站分为三种。直流（DC）充电站，用于快速充电。交流（AC）充电站，用于标准充电。一体化充电站（交流和直流）可满足各种车辆设计。IEC 61851车辆与充电站之连接要求和UL 2202电动汽车（EV）充电系统设备规范是目前最常用的充电站安全规范。

根据不同的国家/地区有不同的电气法规要求，每辆电动汽车的设计和使用的电气组件也不同，所使用与遵守的安全规范自然也不同。相关的客户在购买前需先进行专业的安全规范测试咨询。

如何量测

如我们所知，所有安全规范皆重要。测试结果不好可能造成人身危险。图2. (左)代表着华仪电子的SE 7441正执行着严格充电器质量测试。其中包括AC / DC耐压测试，绝缘阻抗和接地阻抗测试等。此外，由于连接器中有许多测试点，因此加入一台7006扫描仪到一个自动测试系统中，可以强化测试质量及提升效率。图2.  (中)是电动汽车连接器测试系统的示意图。依照客户的测试需求，测试项目使用不同变化、组合的测试系统。例如，充电站测试，需要稳定且可靠的输出交流电源，以模拟产生30-150kVA输出的交流电。

图2. 华仪电子安规自动测试方案   可用于测试EV汽车连接器。将SE 7440系列与7006矩阵扫描仪结合在一起，提供客户高效、可靠且值得信赖的测试方案。

随着电动汽车的市场需求的增加，但同时，其产品安全设计与测试仍处于起步阶段，最近发生的许多安全事故和问题，确实中断了消费者的购买意愿。电动汽车的安全设计和完整的安全测试，将成为主导该行业发展主要条件。华仪电子在安规和功能测试领域有着40多年的经验。我们与世界汽车制造商一起开发合适的专业安规测试仪器，包括充电站、内部电气组件和电线 (连接线等测试技术方案。相信在不久的将来，电动汽车将成为主流，更期待我们华仪电子的更多支持，透过安规测试，打造一个更加安全的世界。