TCVN 11918:2017 quy định về Hệ thống điện dùng cho xe điện cá nhân? Mạch bảo vệ xe điện cá nhân phải đáp ứng yêu cầu gì?

Nội dung chính

• TCVN 11918:2017 quy định về Hệ thống điện dùng cho xe điện cá nhân?
• Khoảng cách về điện và phân cách các mạch điện dùng cho xe điện cá nhân phải tuân thủ các quy định nào?
• Mạch bảo vệ xe điện cá nhân phải đáp ứng yêu cầu gì?

TCVN 11918:2017 quy định về Hệ thống điện dùng cho xe điện cá nhân?

Căn cứ tại Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11918:2017 (ANSI/CAN/UL-2272:2016) về Hệ thống điện dùng cho xe điện cá nhân, quy định các yêu cầu đối với hệ thống truyền động điện kể cả hệ thống acquy, các linh kiện và mạch điện khác dùng cho xe scooter và các thiết bị khác được gọi là các xe điện cá nhân.

Tiêu chuẩn này nhằm đánh giá sự an toàn của hệ thống truyền động điện và tổ hợp acquy và bộ nạp liên quan đến các mối nguy về năng lượng và điện giật mà không đánh giá về tính năng hoặc độ tin cậy của các thiết bị này. Ngoài ra, tiêu chuẩn này cũng không đánh giá các mối nguy về vật lý có thể liên quan đến việc sử dụng các xe điện cá nhân.

TCVN 11918:2017 quy định về Hệ thống điện dùng cho xe điện cá nhân? Mạch bảo vệ xe điện cá nhân phải đáp ứng yêu cầu gì? (Hình từ internet)

Khoảng cách về điện và phân cách các mạch điện dùng cho xe điện cá nhân phải tuân thủ các quy định nào?

Căn cứ tại Mục 14 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11918:2017 có quy định như sau:

(1) Các mạch điện bên trong xe điện cá nhân có cực tính ngược nhau phải có khoảng cách vật lý tin cậy được để ngăn ngừa ngắn mạch không chủ ý (tức là khoảng cách điện trên mạch in, làm chắc các chân nối không cách điện và các bộ phận không cách điện, v.v...). Cách điện thích hợp với nhiệt độ và điện áp dự đoán trước phải được sử dụng trong trường hợp các khoảng cách không thể khống chế bởi sự phân cách vật lý tin cậy được.

(2) Các khoảng cách điện trong các mạch phải có khoảng cách trên bề mặt tối thiểu và khoảng cách tối thiểu qua không khí dưới đây, như được trình bày trong Bảng quy định khoảng cách về điện hoặc các yêu cầu về khoảng cách được nêu trong UL 60950-1 hoặc CAN/CSA- C22.2 số 60950-1, Điều 2.10, Khe hở không khí, chiều dài đường rò và khoảng cách qua cách điện. Trừ khi có hướng dẫn về hạn chế sử dụng xe điện cá nhân sử dụng ở độ cao đến 2 000 m so với mực nước biển hoặc thấp hơn theo 42.3, các hệ số theo 2.10.3.1 trong UL 60950-1 hoặc CAN/CSA-C22.2 No. 60950-1 phải được áp dụng cho khoảng cách điện.

Ngoại lệ 1: Là sự thay thế cho các yêu cầu về khoảng cách của Bảng quy định khoảng cách về điện, các yêu cầu về khoảng cách trong UL 840 hoặc CSA-C22.2 số 0.2, có thể được sử dụng. Để xác định khe hở không khí, nguồn điện một chiều như acquy không có cấp quá điện áp như được nêu trong Điều 5, bao gồm khe hở không khí, chiều dải đường rò đối với thiết bị điện, UL 840 hoặc CSA-222 Số 0.2, trừ khi được nạp điện qua nguồn nối với nguồn điện lưới. Độ nhiễm bẩn dự kiến được xác định bởi thiết kế đang được đánh giá.

Ngoại lệ 2: Thay cho các giá trị khe hở không khí được nêu trong UL 60950-1 hoặc CAN/CSA-C22.2 Số 60950-1, Điều 2.10, Khe hở không khí, chiều dài đường rò và khoảng cách qua cách điện, cho phép áp dụng phương pháp thay thế để xác định khe hở không khí tối thiểu trong phụ lục đối với phương pháp thay thế để xác định khe hở không khí tối thiểu, Phụ lục G của UL 60950-1 hoặc CAN/CSA-C22.2 số 60950-1.

Dưới đây là bảng quy định khoảng cách về điện:

(3) Không có khoảng cách tối thiểu áp dụng đối với các bộ phận trong đó hợp chất cách điện hoàn toàn lấp đầy vỏ của một thành phần hoặc bộ phận lắp ráp nếu khoảng cách qua cách điện, ở điện áp trên 60 V một chiều hoặc trên 30 V hiệu dụng là chiều dày tối thiểu 0,4 mm (0,02 in) đối với cách điện phụ hoặc tăng cường, và đạt thử nghiệm chịu điện áp điện môi, Điều 29, và Thử nghiệm điện trở cách điện, Điều 30. Không có yêu cầu về chiều dày cách điện tối thiểu đối với cách điện của mạch ở 60 V một chiều hoặc thấp hơn hoặc đối với cách điện chính hoặc cách điện chức năng. Một số ví dụ bao gồm bọc kín, đóng gói và ngâm tầm chân không.

(4) Dây dẫn của các mạch làm việc ở các điện áp khác nhau phải được cách ly tin cậy với nhau thông qua việc sử dụng biện pháp làm chắc chắn về cơ như tấm chắn hoặc dây buộc để duy trì các yêu cầu về khoảng cách trừ khi chúng có cách điện chấp nhận được đối với điện áp cao nhất liên quan. Dây dẫn có cách điện phải được giữ lại một cách chắc chắn để nó không thể tiếp xúc với một bộ phận mang điện chưa được cách điện của mạch điện làm việc ở điện áp khác.

Mạch bảo vệ xe điện cá nhân phải đáp ứng yêu cầu gì?

Căn cứ tại Mục 16 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11918:2017 có quy định như sau:

- Mạch bảo vệ xe điện cá nhân phải duy trì các ngăn acquy nằm trong vùng làm việc quy định để nạp và phóng điện trong suốt tuổi thọ của thiết bị. Nếu vượt quá giới hạn làm việc quy định của ngăn acquy thì mạch bảo vệ phải hạn chế hoặc ngừng quá trình nạp hoặc phóng điện để giảm thiểu việc chệch ra khỏi các giới hạn làm việc quy định.

Xác định sự phù hợp thông qua việc xem xét các thông số kỹ thuật của ngăn acquy và phân tích an toàn và thông qua việc thử nghiệm theo tiêu chuẩn này. Nếu thích hợp với thiết kế xe điện cá nhân, việc phân tích và thử nghiệm cần phải đánh giá khả năng kiểm soát bảo vệ quá nạp để giảm thiểu tình trạng quá nạp do nạp lại trong quá trình sử dụng.

- Phân tích các nguy cơ về điện và năng lượng tiềm ẩn (bao gồm cả FMEA) phải được tiến hành trên hệ thống điện của xe điện cá nhân để xác định rằng các sự kiện có thể dẫn đến tình trạng nguy hiểm đã được xác định và xử lý thông qua thiết kế hoặc các phương tiện khác. Tài liệu có thể được dùng làm hướng dẫn cho phân tích an toàn bao gồm:

+ Tiêu chuẩn về các kỹ thuật phân tích độ tin cậy của hệ thống - Quy trình dùng cho chế độ hỏng và phân tích tác động (FMEA), IEC 60812;

+ Tiêu chuẩn phân tích sự cố theo sơ đồ cây (FTA), IEC 61025;

+ Chế độ hỏng tiềm ẩn và phân tích tác động trong thiết kế (FMEA thiết kế), Chế độ hỏng tiềm ẩn và phân tích tác động trong quá trình chế tạo và lắp ráp (FMEA quá trình), SAE J1739; hoặc

+ Quy trình thực hiện chế độ hỏng, phân tích tác động và phân tích rủi ro, MIL-STD 1629A.

- Phân tích trên được dùng để nhận biết các sự cố dự đoán trước trong hệ thống có thể dẫn đến điều kiện nguy hiểm và các loại và mức bảo vệ để giảm thiểu các sự cố dự đoán trước. Việc phân tích phải xem xét điều kiện sự cố đơn trong mạch/sơ đồ bảo vệ như một phần của sự cố dự đoán trước.

- Xe điện cá nhân có điện áp nguy hiểm phải có cơ cấu ngắt điện bằng tay để ngăn ngừa tiếp cận không chủ ý đến các bộ phận có điện áp nguy hiểm trong quá trình vận hành. Cơ cấu ngắt điện bằng tay phải:

+ Ngắt cả hai cực của mạch điện áp nguy hiểm;

+ Đòi hỏi hành động bằng tay để cắt mối nối điện;

+ Đảm bảo việc ngắt điện có thể xác nhận rõ ràng và có thể bao gồm tháo hệ thống acquy ra khỏi xe điện cá nhân hoặc rút bộ nối/phích cắm của hệ thống acquy, và

+ Khi ở vị trí gài (tức là trong khi ngắt điện), không khiến cho các ruột dẫn trần có khả năng trở nên mang điện và phải được cách điện để ngăn ngừa nguy hiểm điện giật trong quá trình tác động.

- Nếu có thiết bị tự động ngắt điện áp nguy hiểm để cách ly các bộ phận dẫn tiếp cận được khỏi mạch điện áp nguy hiểm của hệ thống acquy thì thiết bị đó phải:

+ không thể tự động đặt lại mặc dù nó có thể được đặt lại một cách có chủ ý khi giải trừ sự cố;

+ ngắt cả hai cực của mạch điện áp nguy hiểm;

+ có khả năng thao tác ngắt đầy tải của mạch điện áp nguy hiểm mà nó đang cách ly, và

+ Không gây ra điều kiện nguy hiểm do thao tác tự động.

Xem chi tiết các tiêu chuẩn về hệ thống điện dùng cho xe điện cá nhân tại đây.