电气系统是电动汽车的重要组成部分。根据不同用途，电动汽车的电气系统通常分为低电压系统和高电压系统。前者为车辆的中央控制器和灯光、刮水器等提供电能，一般采用直流12V或24V电源，车用低电压系统的设计与施工采用相应的汽车设计规范与标准，技术成熟，可靠性高。后者为汽车的驱动电机等大功率部件提供电能，主要由动力电池、电源转换器、电机控制器和电机等电气设备组成，动力电池的工作电压一般在直流300V以上，采用较高的电压规范，能够降低电气设备的工作电流，降低电气设备和整车的重量。但是，较高的工作电压对高电压系统与车辆底盘之间的绝缘性能提出了更高的要求。高压电缆线绝缘介质老化或受潮湿环境影响等因素都会导致高电压电路和车辆底盘之间的绝缘性能下降，电源正、负极引线将通过绝缘层和底盘构成漏电流回路，使底盘电位上升，不仅会危及乘客的人身安全，而且将影响低压电气和车辆控制器的正常工作。当高电压电路和底盘之间发生多点绝缘性能严重下降时，还会导致漏电回路的热积累效应，可能造成车辆的电气火灾。因此，实时、定量地检测高压电气系统相对车辆底盘的电气绝缘性能，对保证乘客安全、电气设备正常工作和车辆安全运行具有重要的意义。

对于电动汽车电伤害的研究，要分析人体安全电压、电流，避免乘客在动力系统发生短路、漏电等情况下受到电伤害。人体能够承受的安全电压是指一定强度的电流通过人体而没有引起任何伤害事故的电压，因此安全电压的大小取决于人体允许通过的电流和人体电阻。根据国家有关安全标准，人体允许通过的电流不能超过30mA，在某些特殊场合下更小。人体电阻主要是由体内电阻、皮肤电阻和皮肤电容组成。人体电阻随着条件的不同在很大范围内变化，但是，人体电阻一般不低于1000Ω。我国安全电压多采用36V，即大体相当于危险环境下的安全电压。有的国家规定2.5V为一级安全电压值，即相当于人体大部分浸入水中，且如果不能摆脱带电体或强烈痉挛即可导致致命的二次事故的情况。同时，根据国际电工标准IEC 60529《为蓄电池驱动的道路车辆提供能量的电气装置》的规定，对正常工作中的触电防护要求为，在任意可接触的触点间的峰值电压应低于42.3V。电动汽车动力系统在危险工况下，避免人体电伤害的安全电流应小于30mA。由于动力蓄电池在危险工况下可能会出现短路，短路的巨大电流会使短路处甚至使整个电路过热，从而使导线的绝缘层燃烧起来，并引燃周围的可燃物，乘客也可能因接触带电体而发生电伤害。因此，电动汽车的研究与开发要严格控制绝缘电阻值，使之达到人体安全电流的范围。为了避免电伤害的发生，目前在电动汽车设计开发时应该满足以下条件：

1）在电池的整个寿命期内，按照标准计算方法计算得到的绝缘电阻值R，除以电池的标称电压U，所得值应大于100Ω/V。

2）在正常运行状态下，由于电解液的泄漏，电池组的连接端子（包括与它们相连的任何可导电的固定装置）与任何可导电部分间可能造成漏电电流危害，因此要求两个连接端子间的爬电距离：d≥0.25U+5（d单位为mm，U为两个端子间的标称电压，单位为V）；带电部分与电底盘间的爬电距离：d≥0.125U+5（d单位为mm，U为两个端子间的标称电压，单位为V）。

3）电池在车辆制造厂规定的过电流以及电路出现短路等情况下，过电流断开装置应能及时断开与电池端子的连接电路，以避免对人、车及环境产生危害。

电动汽车中高压电气系统的功能是保证整车系统动力电能的传输，并随时检测整个高压系统的绝缘故障、断路故障、接地故障和高压故障等，保证整车设备和人员安全，因此它是电动汽车产业化的关键技术之一。自1970年前后，美国、欧洲、日本等都先后成立了开展电动汽车标准研究和制定工作标准化的组织和机构，国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）相继发布了若干电动汽车的技术标准。它们对电动汽车的高压电安全及控制制定了较为严格的标准和要求，并规定了高压系统必须具备高压电自动切断装置。其中涉及与电动汽车安全有关的电气特性有绝缘特性、漏电流、充电器的过电流特性和爬电距离及电气间隙等。

在十一五期间，由上海交通大学承担了国家科技部在“863”计划中专门为高压电安全管理设立的专项课题。图10-1是其研究开发的高压电安全测试系统结构图。该系统可实现的基本功能如下：

1）实时监测电动汽车高压电系统的电压、电流、总线剩余电量等电气参数。(www.daowen.com)

2）实时监测高压电自动断路控制器（ADM）的工作状态。

3）与车辆其他模块进行CAN总线通信。

4）方便进行老化循环的可靠性试验。

5）方便分析、保存测试试验数据。

图10-1 高压电安全测试系统结构图

R₁—预充电电阻 R—CAN总线匹配电阻 R₀—测量用标准电阻 RT₁，RT₂—温度传感器S₂—预充电继电器 S₄、S₅—绝缘测试继电器 S₆—放电继电器 C_L，R_L—等效负载S₁、S₃—高压接触器 A₁、A₂、A₃、A₄—霍尔型电流传感器