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Y電容對(duì)整車電氣安全的影響-----發(fā)生單點(diǎn)失效工況下的觸電影響
Y 電容由于布置在正/負(fù)極與電平臺(tái)之間，在車輛正常使用工況下，如果車輛發(fā)生單點(diǎn)失效故障時(shí)，比如單極發(fā)生絕緣失效或者 IPXXB 失效，且人一手觸摸到失效點(diǎn)一手觸摸電平臺(tái)時(shí)，Y電容變成了回路中的電源，對(duì)人體放電，如圖1所示[1]。在多項(xiàng)國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)中，通過(guò)人體的安全能量都是 0.2 J。如果 Y 電容總能量超過(guò)了 0.2 J，就大幅度增加了駕乘人員的觸電風(fēng)險(xiǎn)。
圖1 單點(diǎn)失效時(shí)Y電容可能造成的觸電風(fēng)險(xiǎn)分析
基于以上分析，如果沒(méi)有將Y電容控制在安全能量以下，在高壓系統(tǒng)發(fā)生單點(diǎn)失效的情況下，可能造成人員觸電事故。解決這個(gè)問(wèn)題一般有2種方法,一個(gè)是高壓系統(tǒng)單邊Y電容的總能量之和控制在0.2 J以下,另一個(gè)是避免高壓系統(tǒng)單點(diǎn)失效的發(fā)生。因此在GB 18384—2020中，對(duì)整車提出了每個(gè)互相隔離的子系統(tǒng)都應(yīng)該保證其正極/負(fù)極對(duì)電平臺(tái)的Y電容總能量之和小于0.2 J，或者該回路有2層絕緣層或外殼，或外殼能承受10 kPa的壓強(qiáng)不發(fā)生塑性變形的要求。其中,回路中Y電容的最大能量計(jì)算公式如下:
除此外，如果 Y 電容能量超過(guò) 0.2 J，還需要依據(jù)GB/T 31498—2015《電動(dòng)汽車碰撞后安全要求》增加碰撞后能量泄放的設(shè)計(jì)。
由于第2種方法需要較高的成本且可靠性不高，一般主機(jī)廠采取第1種方法來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)防止觸電事故的發(fā)生。目前GB 18384—2020[3]中的Y電容能量測(cè)試方法為計(jì)算Y電容的設(shè)計(jì)值的能量之和，未將寄生電容計(jì)算在其中。但 Y 電容的重要性實(shí)際上比高壓安全中一些其它設(shè)計(jì)措施如絕緣監(jiān)測(cè)及電位均衡更加重要，在主機(jī)廠進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮寄生Y電容的影響。因此，除了進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)值計(jì)算外，也需要依賴Y電容的測(cè)試來(lái)保障0.2 J能量要求的滿足。
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