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电动车死机断电事故频发,以人为本才是正经事,电动车电气安全你重视了吗?

2021-06-08 09:04:24 作者:华越国际  浏览次数:

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电动车死机断电,细化电气安全管理

如今新能源车已经陆续融入我们生活,大家对它的态度也各不相同。除了各大自主品牌不断推出新能源车型,众所周知,奔驰、奥迪等一线老牌车企也开始有所动作。不可否认,电动化是未来发展的重要方向,各厂商纷纷开始调整自己的产品路线,迎接电动时代。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。

1 电动车事故频发,你怎么看?

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近期电动车事故问题频发,大家对于新能源车的安全问题自然多了一份担忧。不管是燃油车还是新能源车,其实都存在这类安全问题。

电动车是一个全新的设计,它的生态环境与燃油车不一样。我认为在日常通勤方面,比如上下班,去郊区游玩等此类出行范围,电动车是个不错的选择。

但电动车的不足也显而易见,就像美国当年为整治加州地区环境污染,统一使用了车辆OBD系统(车载自动诊断系统),所有车辆OBD代码是一样的,起到了很好的规范作用。而其他地区看到这个方法纷纷效仿,慢慢变为全球公认的系统,这对全球汽车的发展作出了巨大贡献。电动车领域缺少一套规范管理的系统,这对故障问题排查等都有很好帮助,但目前还是各自独立的状态。

2 电动汽车的电气安全规则

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从车载汽车到充电站,一个完整、先进的解决方案,用于降低触电、设备故障和火灾损坏的风险是非常有必要的!

电动汽车生态系统

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。

更进一步的说明,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ISO6469-1~3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。在我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。IEC61851车辆与充电站之连接要求和UL2202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。

3 品牌推荐(BENDER 本德尔)

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德国本德尔公司源于煤矿井下绝缘监视的研发和制造,是一家全球化的家族企业,一流电气安全产品和领先的解决方案的供应商。全球拥有约700名员工,年营业额约1.5亿欧元,超过20%的员工从事研发工作。全球70多个国家都设有代表处,14个国家有子公司。本德尔公司已经经历了80多年的发展壮大,在对低压不接地系统、接地系统和电阻接地系统的绝缘监视和漏电保护技术方面保持着世界领先水平。 在全球,德国本德尔公司作为IEC国际电工委员会重要成员积极推动并参与制定有关包括绝缘监视在内的各项电气安全标准,包括IEC60364-7-710标准。同时德国本德尔在中国积极推动并完善GB16895.24-2005国家标准。

创新的解决方案和服务、独特的技术和电气安全专业知识应用于电动或混合动力汽车领域、新能源以及建筑技术和其他工业领域的应用,在医院手术室、ICU病房以及其他医疗场所有着广泛的应用。

在矿山绝缘监视领域,本德尔公司针对不同的供电系统提供不同的解决方案,包括矿井提升机电力系统,照明系统,通风系统,井下采掘机的供电系统以及各种交直流控制系统都具备专门的绝缘监视和保护设备。

在医疗领域,德国本德尔公司的绝缘监视,漏电流监视,电源安全管理等优秀的专利产品ISOMETER®,ISOSCAN®,LINETRAXX®,UNIMET®,和ATICS® 得到来自各个国家的医院和医疗设备行业客户的广泛使用和认可。在对不接地系统,接地系统和高阻抗接地系统的绝缘监视和漏电监测技术领域占全球领导地位,在医院手术室、ICU病房以及其他医疗场所有着广泛的应用。

在电动汽车领域,德国本德尔公司用于车辆电气安全:电动车辆的供电系统可以看作是车辆运行时的隔离供电系统,通过IR155和iso165C能够监视绝缘故障;用于直流充电站:使用isoEV425+AGH420保证充电电路的电气安全,监视充电站的整个充电回路和电动汽车的绝缘电阻;用于交流充电站:RCMB121和充电控制器CC612预防直流故障电流,当电动汽车连接到传统插座(模式2)或充电站(模式3)充电,符合IEC 61851。

4 电动汽车和充电桩的电气安全解决方案

BENDER

从车载汽车到充电站,Bender 设备提供了一个完整、先进的解决方案,用于降低触电、设备故障和火灾损坏的风险。我们的设备使用最新的监控技术,专为集成到电动汽车以及 2 级和 3 级(快速直流)充电站而设计。

Bender 产品的设计符合 UL 2231-2、SAE、NFPA 和 CSA 标准等要求,为 EV 和 EVSE 市场提供简单、可集成的隔离监控和接地故障解决方案。

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1.电动汽车的电气安全:

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目前有使用电动或混合动力的节能汽车的趋势。初始批准的数量正在大量增加,但新技术也掩盖了发生事故或电气/电子故障时的新风险。本德尔接地故障监测装置监测车内电动和混合动力汽车的完整电力驱动系统,提供有效的电击保护。这些设备,也称为隔离监测断路器,可降低火灾风险。

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其中特种车辆(军用、工程车辆、起重机等)需要特殊的解决方案来监控电气安全。如有必要,本德尔可以开发适合特定应用的解决方案。EV 中的绝缘故障通常通过隔离监测断路器或 IMI 来解决。电动汽车中的接地故障和隔离故障并不少见,可能导致车辆停机。Bender 技术可确保电动汽车绝缘保持在其设计参数范围内,并提供连续运行

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2.充电技术控制:

用于充电站/壁箱交流充电的智能充电控制器(模式 3)——“构建您自己的充电站”

电动汽车安全智能充电

交流充电站通常可以在家里、酒店、公共停车场或工作场所找到。交流充电的一大优势是可以使用传统的 230 V/400 V 交流电源,并且可以由电工连接充电基础设施。

智能充电控制器

充电控制器的选择是一项基本决定,因为它是每个充电站的核心,因此对其功能有重大影响。通过智能 CC612 充电控制器,Bender 为交流充电站或充电站提供了基础,该充电站或壁箱在创新、经济效率和安全性方面脱颖而出。我们的客户可以建立自己的充电基础设施解决方案并创建新的商业模式,而无需进行昂贵且耗时的开发——Bender 为电动汽车铺平了道路。

通过在电气安全领域的多年经验和初创企业的灵活性以及与充电基础设施制造商建立的合作伙伴关系,本德尔继续开发其充电控制器及其软件。我们的目标始终是提供满足当今和未来最终应用要求的解决方案,同时考虑到规范和法律变化。

面向未来的充电基础设施

免费软件更新(通常每季度一次)保证充电系统是最新的,从而考虑到动态的市场发展。通过支持 OCPP1.5 和 OCPP1.6 协议并包括 GSM、以太网和 Wi-Fi 接口,控制器可以轻松连接到后端系统并远程更新和管理。在线识别错误的服务就像通过 USB 接口在现场进行本地管理一样。更新和配置设置也可以通过服务 U 盘导入和复制。

符合 ISO15118 标准的集成 PLC 通信用于实现即插即充、与车辆的双向通信以及与能源管理系统 (EMS) 的智能连接是充电控制器的进一步创新组件,已经满足未来的要求。

符合德国校准法的计费选项

CC612充电控制器 与EMH开发的电能表和透明软件 的结合,为符合德国校准法的计费提供了 技术基础 。独立于制造商的透明软件解决方案允许为充电基础设施 (CPO) 的技术运营商、后端运营商和终端客户提供准确度达到千瓦时的电费账单。CPO 不会被迫致力于专有解决方案或充电点硬件和后端的预定组合。符合德国校准法的计费不仅适用于公共场所,而且适用于在私人住宅连接处为公司车辆充电,以防随后向雇主计费。

动态负载管理 (DLM)

对电网提供的能量进行智能分配并确保电网稳定是充电基础设施运营商面临的进一步挑战,这些挑战变得越来越重要。控制器中集成了专门开发的动态负载管理(eDLM 软件),可在本地 eDLM 系统内实现多达 250 个充电点的负载管理。使用不同的配置文件以高度动态和有效的方式分配全部可用能量。Bender 充电控制器包含不断增强的 eDLM 软件,该软件与所有同样依赖 Bender 技术的制造商的充电点兼容。因此,运营商可以轻松扩展充电园区。此外,还可以将不同的模型相互组合。

经济效率、可用性和安全性相结合

紧凑的设计和在最小空间内的高度智能形成了一个完整的系统,减少了所需的附加组件的数量,从而保证了竞争力。

集成的、获得专利的、电子 直流故障电流监控 使更昂贵的 B 型 RCD 变得不必要。电子直流故障监控和 A 型 RCD 的组合满足所有针对故障电流保护的规范要求。此外,这项创新技术保证了充电系统和被充电车辆的最大安全性和可用性,因为控制器不仅对关键的直流故障电流做出反应。取而代之的是,即使是指示劣化的小剩余电流,也会在早期检测到并报告,并在 RCD 跳闸之前有意终止充电过程。

充电控制器适用于具有成本效益且面向应用的综合解决方案,无需或显着减少对维修技术人员的需求,例如手动重启原本会跳闸的 RCD。

在充电过程中,还可以通过连续监测各种充电周期中的交流和直流故障电流,为车主提供特定信息。该信息使车主能够在早期检测到故障。

此外,充电控制器通过传感器监控内部硬件和温度控制,在过热的情况下调节充电功率,从而防止充电系统出现故障。

通过不断的发展,充电控制器提供了安全、经济效率和创新技术的组合,以应对未来的挑战。

3.电动汽车充电站 (EVSE) 的电气安全解决方案:

充电线(IC-CPD)

安全插件解决方案

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1 级交流充电涉及从家中的普通插座为电动汽车充电,但需要特殊的充电电缆。该充电电缆必须具有能够触发 6 mA 接地故障的集成监控系统。这些被称为充电电流中断设备或 CCID5。本德尔为 1 级充电电缆制造商(1 级 GFCI)提供接地故障监测传感器。这些 CCID 传感器可用于符合 UL 2231 的 EVSE 电线,UL 2231 具有多个本德尔列出的设备。

交流充电

电动汽车的安全充电

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2 级 EVSE 可以在家中、酒店或工作场所找到。这些充电端口所需的基础设施相对简单,通常只需要 120v 或 240v 连接。Bender 的 RCMB 2 级接地故障传感设备可有效监控电路中可能对人员和设备造成危害的故障电流。这些 2 mA 传感泄漏设备已列入 UL2231 并满足所有严格的安全要求。

直流快充

电动汽车充电时的电气安全

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直流充电允许车辆以显着更高的功率快速充电。直流充电站,也称为快速充电站,通常设置为非接地供电系统,必须由标准规定的IMD进行监控。

例如,快速充电的概念非常适合在高速公路服务站休息期间进行短期充电。随着电池容量的增加,这个话题在家庭领域也变得越来越有趣。这是因为一些车辆只为较大的电池提供 3.7 或 7.4 kW 的交流充电器,这可能无法让电池在一夜之间充满电。这意味着私人空间对 DC 壁柜的需求也在增加。

在直流充电中,两种常见的充电标准有所区别。除了欧洲使用的CCS标准(组合充电系统)外,亚洲制造商的大多数车辆也使用日本的充电标准CHAdeMO(在“CHArge de MOve”之后)。

这两个标准在监控直流充电过程的要求上有所不同。这涉及所需的断开时间和发生故障时断开的极限值,以及对称或不对称故障的监控。到目前为止,为此需要两种不同的设备。

新型绝缘监测设备ISOMETER® isoCHA425HV 与耦合设备 AGH420-1 相结合,同等支持两种充电标准。有了这个组合单元,本德尔现在已经响应了市场的需求。

它允许通过电隔离的 Modbus RTU 接口在 CCS 和 CHAdeMO 之间在线切换。各个标准的各个参数已经存储并且可以自动选择。该设备专为高达 1,000 V 的标称电压而设计,因此已经考虑到不断增加的电池电压。

为防止车内绝缘监测装置与充电站内绝缘监测装置相互影响,通常在充电过程中将车内装置关闭。充电站中的绝缘监测装置随后监测整个充电电路。

产品亮点

用于安全处理电力以实现高可用性的创新技术

我们为您提供一流的质量和安全以及全球服务和解决监控问题的所有支持。

未接地电源(IT 系统)的电气安全

接地故障监测设备、接地故障定位系统

医疗应用电源

测量和监控继电器

接地电源(TN 系统)的电气安全

有效利用可再生能源:风能、光伏

电气设备和医疗技术测试系统

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