电动汽车奔驰的幕后推手 - 电机安规测试标准

       新能源汽车是近年来汽车市场的热门趋势，各家车厂都争先推出拥有先进技术与强大性能的新车款来吸引顾客的注意。以比亚迪推出的海洋系列新车-海豹为例，其有着313马力的惊人动力，可以在3.8秒内从0加速到100公里/小时；强悍动力的背后，所仰赖的正是强劲有力的电机。除此之外，车主在乎的续航力，除了靠提升电池的容量之外，电机的效率更是至关重要。值得注意的是各家车厂在强化各种性能与规格前，安全性依然需要以高标准来把关，透过电气安全测试确保电机符合质量标准以及守护驾驶与乘客的安全。

       该如何确保电机的安全性?

       电机有众多相关的安规标准，较为熟知的有UL1004-1 (旋转电机通用要求安全性标准)，所需要进行测试的项目有：耐压测试和接地测试，还需对所采用的材料进行绝缘测试；以及中国国标GB 12350，所要求的测试项目有：耐压测试、绝缘阻抗、接地阻抗测试以及泄漏电流测试。以下是各项测试条件与要求的详尽解说：

       UL 1004-1

       耐压测试

       电机长时间运行在高电压与高温度的环境下，还需承受如雷击、错误操作、故障等可能使电压可能突然上升至超出其额定电压的意外状况。因此，透过严格的安规测试能确保电机安全，并降低设备损坏与驾驶或乘客意外触电的风险。根据UL1004-1安规标准，耐压测试主要是用以验证被测电机承受高电压的能力；测试电压会随电机的额定电压与测试类型而定。测试类型可细分为型式测试和例行测试。

       型式测试 (又称规格测试)

       若产品额定电压高于42.4Vac或是60Vdc，交流电机使用1000 Vac加上2倍最高标示电压的交流电压进行测试；而直流电机则使用1400Vdc加上2.8倍的最高标示电压的直流电压进行测试。当额定电压小于42.4Vac或是60Vdc时，交流电机使用500Vac，而直流电机使用700Vdc。型式测试时间皆为60秒。

       例行测试 (又称产线测试)

       可采用型式测试相同的测试条件，亦可提高测试电压帮助缩短测试时间至1秒钟。当额定电压高于42.4Vac或是60Vdc时，交流电机使用1200加上2.4倍最高标示电压的交流电压进行测试；而直流电机使用1700加上3.4倍的最高标示电压的直流电压进行测试。当额定电压小于42.4Vac或是60Vdc时，交流电机使用600Vac，而直流电机使用850Vdc。

       此外UL 1004-1 中更要求应采用容量为500VA以上的测试仪器，确保测试仪器有足够的输出电流对电机进行准确地测试。

       接地测试

       接地测试是为了确保电机在单一失效的情形下，失效电流可以流至接地点，而避免对造成驾驶与乘客伤害。UL1004-1此测验为例行测试，使用最大额定电流注入接地端，并测量此点和非带电的金属部位间的电阻，接地电阻需小于0.1欧姆。

       绝缘材料测试

       为避免起火以及保障驾驶与乘客免于触电与受伤的风险，带电部分的材料都要通过严苛的绝缘测试。为确保这些材料具有足够的防护力，他们需能够承受5000Vdc的绝缘测试。

       GB 12350

       绝缘测试

       在进行耐压测试前，应先测定绕组的绝缘电组，以确保电机的防护力，根据电动机的额定电压，他们需承受250Vdc至500Vdc，在常态下不得低于50M欧姆，而热态下不得低于5M欧姆，测试时间为1分钟。

       耐压测试

       在测试完绝缘电子后，可进行耐压测试(又称电气强度试验)。在进行此测试时，电动机需为静止状态，并施加电压于绕组与机壳间或是绕组与绕组间；若带有控制器，还需施加电压于主电路与外壳主电路与控制电路控制电路与外壳。测试电压的频率需为50Hz，测试仪的容量需符合500VA的要求，施加至少1500V的测试电压，测试电压因测试点而有所差异。测试时间为1分钟，易可提高测试120%的电压，将测试时间缩短至1秒钟。

       泄漏电流测试

       为确保电动机有良好的绝缘，需使用1.06倍的额定电压进行测量泄漏电流测试。其泄漏电流值不应超过0.25mA。

       接地测试

       GB 12350则要求注入1.5倍额定电流或25A于接地端子，测量与易触及金属部件间的电阻值，接地电阻需小于0.1欧姆。

       每一颗电机都必须通过严格的安全测试

       除了性能与续航力，电机的安全性也是新能源汽车发展被重视的一部分。因此，不管是在研发或是生产的过程中，电机都需要经过严苛的测试及验证来提升并确保其安全性。华仪电子拥有专业的安规知识，并曾协助多家电机制造商解决其电气安规测试问题。我们完整的测试解决方案，能帮助您确保电机的安全。

       以UL 1004-1为例，SE 系列安规综合分析仪是适合大多数的电机制造商的电气安规测试解决方案，其耐压测试电压可达到5000Vac/6000Vdc、绝缘材料测试电压最高可达6000Vdc。SE系列可提供高达32A的电流进行接地连续性测试，更具备了500VA 最大输出功率，可处理需要高容量电源的各产业大型电机的驱动和测试。此外，SE系列的真实负电压技术，还可满足其他电机标准中所要求的绝缘电阻测试 (IR) 定子绕组绝缘测试标准。

       ESA 系列彩色全功能安规综合分析仪可适用于GB 12350的电气安全测试。七合一的彩色安规综合分析仪，具备交流耐压(ACW)、直流耐压(DCW)、绝缘阻抗 (IR)、交流接地阻抗(AC GB)、导通检测(GC)、接触电流(TC)、功率测试(RT)，还可选配内建500VA交流电源，同时兼容多种通讯控制接口；更有内建7组人体模拟线路(MD)，可模拟真实世界的各种触电危险状况 。一站可执行多种任务，解决各式安全顾虑，是系统整合、实验研发完整的解决方案。

       如前文所提到的，电机的相关法规百百种，电动汽车所采用的电机也会因制造商与用途等差异而有所不同。若您想进一步了解电机电气安全测试，请立即造访华仪电子网站或是与我们联系。