新能源电驱动系统标准解读与拓展：电气间隙与爬电距离

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第1个回答 2020-12-06

导语：在电动汽车中，电机和电机控制器都属于B级电压电机和电机控制器的电气间隙和爬电距离属于电驱动系统安规（Production Compliance ）的重要内容，同时，这两项内容对电驱动总成的可靠性有着很重要的影响。

本文重点阐述下面四个问题，相信读完本文，这四个问题会有答案:

1. 什么是电气间隙、爬电距离？

2. 电气间隙和爬电距离参考标准有哪些，影响因素有哪些？

3. 如何确定电气间隙、爬电距离？

4. 电气间隙和爬电距离如何验证？

1. 什么是电气间隙、爬电距离?

在不同的标准和材料里的表述略有不同，参考几个标准里的定义，笔者给出下面的定义：

电气间隙?两相邻导体或一个导体与可导电外壳沿空气测量的的最短距离。

爬电距离?两相邻导体或一个导体与可导电外壳沿固定绝缘表面测量的的最短距离。

可以简单的理解，电气间隙是一个带翅膀的蚂蚁，飞的最短距离，而爬电距离是一个蚂蚁爬的最短的距离。电气间隙和爬电距离在具体计算时，涉及很多场景，具体情况要具体分析。下面两种场景，爬电距离和电气计算的方法。

2. 电气间隙和爬电距离参考标准有哪些，影响因素有哪些？

当前没有专门针对电动车高压部件的电气间隙和爬电距离的参考标准，现在行业内参考的标准主要是工业产品的一些标准，这些标准主要来自于IEC，GB一般也直接引用，具体如下：

针对电气间隙和爬电距离的影响因素，主要涉及工作电压和工作环境(参见GB/T 16935)。在设计时，两者需要同时考虑，同时满足。影响因素上这两者存在差异性。

3. 如何确定电气间隙、爬电距离？

如下两张图，基于GB/T 16935展示了确定电气间隙和爬电距离的方法及流程。对于电机在GB 14711-2013 中小型旋转电机通用安全要求对于电机的电气间隙和爬电距离也有要求，可以参考。

为了阐述清楚确定电气间隙、爬电距离的流程，需要对于一些主要的专业名词进行解释和说明，如下表供参考。

4. 电气间隙和爬电距离的验证

一般可以对电气部件进行耐电压和绝缘电阻测试来验证电气间隙，对于电机控制器和电机有不同的测试方法，具体参见之前的文章解读：《新能源电驱系统标准解读与拓展：绝缘电阻》和《新能源电驱系统标准解读与拓展：耐电压测试》，需要说明的是测试通过不一定就代表电气间隙和爬电距离一定没问题，环境气候变化对于绝缘性能影响较大，试验室条件不能涵盖所有整车应用场景。一些耐久类的试验如带载温变循环试验（PTCE）,高温耐久（HTOE）需要比对试验前后及试验中的一些绝缘性能来判断电气间隙和爬电距离设计的是否合理。

5. 拓展

开篇放了一个中国部分地区海拔分布图，而本文讲的电气间隙和爬电距离，这有什么关联呢？相信通过前面4个部分的叙述，读者已经有答案。整车在设计的时候对于目标市场是需要定义的，比如目标市场只是江浙沪，海拔都不到1000米，与目标市场是贵州、四川、西藏等地，对于电机和电机控制器的设计是有明显差异的。

集成化、一体化、高功率密度是当前电驱动系统发展的方向，如何保证有限的空间有足够大的电气间隙和爬电距离？之前国内某合资厂的某款接近批产的控制器因为电气间隙太小导新能源电驱动系统标准解读与拓展：电气间隙与爬电距离致电机控制器IGBT模块打火烧损，由此可见电气间隙和爬电距离对于电驱动系统的安全性、可靠性是如此的重要！

最后说明下如果空间紧凑，电气间隙和爬电距离无法满足要求，要保证足够的绝缘性能，是可以通过增加挖空、加强筋、涂三防漆或涂胶等方式来解决的。当前这些可能对于成本带来一些压力。

最后做个统计，臭皮匠试验室暂定年底前举办一次线下培训交流会，人数不超过20，地点在上海，培训主题：电动汽车三合一电驱动系统标准解读与试验开发。

具体暂定以下几方面内容：1）结合项目经验，从整车需求角度，对三合一系统试验标准进行梳理，建立试验标准思维导图；2）理解FMEA与试验的关联性；3）讲解项目开发不同阶段下的试验如何分布；4)路谱的采集与转化，以及对三合一系统和部件的影响；5）对系统疲劳耐久、环境适应性、高低压电气负荷适应性中的关键点、难点做解读。

详细交流会信息后续会正式推送给大家。感兴趣的可以私信。

最后，感谢大家一直以来的支持，感谢有你！

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