新能源电驱系统标准解读与拓展：防尘防水防接触

Question

如题所述

Answer 1

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：暴雨侵袭，小明望着窗外的狂风骤雨，它无声无息地已下了整整一天一夜，洗净了沪城的炎热，却无法洗去小明心中的沉闷。他犹豫着是否应该开车外出，车辆能否涉水，是否会有漏电风险，充电是否安全，脑海中回荡着销售人员提到的IP68防护等级，却感到困惑。在我们日常生活中，IP防护等级是个常见的概念，比如我们常用的手机，如Mate30Pro、iPhone11等，它们的防护等级通常达到IP67或更高。但是对于电动汽车，尤其是三合一电驱动系统，IP防护等级到底意味着什么呢？
普通消费者在购买电动汽车时最关心的问题无疑是安全。为了确保高压部件不进水、不漏电，高压部件的IP防护等级应达到何种水平？今天，我们将探讨电动汽车防护等级"IPXX"的相关话题，分为三个部分进行解读：1. IP防护的标准介绍2. IPXX的含义3. 三合一电驱动系统总成的防护要求，并解答以下几个问题：a). 三合一电驱动系统总成的防护等级通常如何定义？b). 三合一电驱动总成的防护等级IP67和IP6K9K，减速器也需要达到这一要求吗？c). IP测试通常在何时进行？d). 防尘防水(IP67)和防接触(IPXXB/IPXXD)是否都需要进行测试？
1. IP防护标准介绍
IP防护等级的标准及其引用关系如下：当前针对电动汽车高压部件的IP防护等级，一般参考《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，主要区别在于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. IPXX的含义
那么，所谓的IP代码到底代表什么意思呢？以下是一张说明IP代码含义的图：
其中，IP是International Protection的缩写，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），包括A、B、C、D，补充字母（可选），包括M、S。我们通常听到的是前两个代码，即防尘防水等级，如Tesla销售人员告知小明的IP68，有时也只定义防水等级如IPX7。以下是具体要求的标准汇总，方便查阅，建议收藏：
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通常如何定义？
对于三合一电驱动总成，常规要求是IP67，这也是上海新能源汽车可以上牌的地标要求，三合一电驱动总成必须达到这个标准。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会要求达到该防护等级。
> 三合一电驱动总成的防护等级IP67和IP6K9K，减速器也需要达到这一要求吗？
我们通常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和IP6K9K是很容易理解的，但是减速器一般是无法达到这个要求的。主要原因是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，透气阀一般布置在较高的位置，很难进水，即使进一点水也没有关系。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测试通常在何时进行？
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防护试验后需要复测绝缘性能以及输出特性。
> 防尘防水(IP67)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电气部件外壳对触电的防护。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。
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