绝缘间隙

改动：目前电容板卡母线接口pin脚和最近的pin脚之间的直线距离为16.78mm，按照文中查表发现即使距离之间缩短1mm为15.78mm，电气间隙选择10KV作为加强绝缘的冲击耐受电压最差情况为3.5mm，爬电距离按照1000V电压加强绝缘距离为10mm。

结论：故绝缘间隙满足要求。

今天说一说安规方面的电气间隙与爬电距离，二者统称为安规距离，这个东西属于老生常谈的知识，大家随处可以搜索到，但总是有点模棱两可，所以我也总结下。

在BMS单板上面，大家经常可以看到高低压之间泾渭分明的隔离带，此处不会有走线、铜皮等，目的是实现电气隔离；那么问题来了，这个隔离带的宽度是怎么设定的？

这就涉及到了电气间隙与爬电距离的设计，先介绍一下它们的概念：

电气间隙：两个导电部件之间在空气中的最短距离，如下图例子。

电气间隙过小就有可能因为瞬时冲击电压过大导致拉弧产生电火花带来危害。

爬电距离：两导电部件之间沿固体绝缘材料表面的最短距离，如下图例子。

电气间隙与爬电距离都是为了进行电气隔离，为了防止人员触电和意外火灾。

同时要注意二者与绝缘耐压、绝缘阻抗的区别；简单来讲，满足了安规间距，就一定能满足绝缘耐压和绝缘阻抗要求，但反之不一定。

我们上面直接跳过了安规的概念，再简单提一句；安规就是对产品安全的要求，最基本的要求就是不能危害到人身和财产。

安规其实涉及范围很广，如电击、与能量有关的危险、火灾、机械危险、与热有关的危险、化学危险、辐射。如果仅仅理解为电方面的危险，是片面的。

下面讨论一下绝缘类别的分配，即在BMS上面高压采样电路与低压电路之间的绝缘类别该划分到哪一类呢？

直接说出建议的划分：高压电路与金属外壳之间为基本绝缘；高压电路与低压电路之间为加强绝缘；高压电路之间为功能绝缘。

下图来源于IEC 60950-1，里面提供了一些参考的划分方法；但核心思想是：当出现绝缘失效时，不能直接危害到人身安全。

所以在高压电路与低压电路之间要求加强绝缘，因为人是可以摸到低压通信线的，当出现了一重绝缘失效后，还有一重防护，人不会直接接触到高压。

单板设计考虑落实绝缘设计时，主要考虑两点：一是安规距离，二是安规器件。

安规距离就是指前面提的电气间隙与爬电距离，要制定出一个具体的量值满足对应的安规绝缘要求。

安规器件就是指隔离处的变压器、数字隔离器等器件，它们要经过安规认证或经过实际的安规测试；这里要提一点，我们用于菊花链通信的变压器，在高低压隔离带位置的那个目前好像都不是加强绝缘设计，即便使用两个变压器串联，也要选择满足基本绝缘的变压器才行，这个要再着重审视一下。

总结：

本文主要介绍了一下前置的概念定义，下一篇会继续讨论电气间隙与爬电距离的计算方法；写的过程中，又发现了一个问题，就是BMS对于绝缘的要求，这个还未澄清，计划写完安规距离后，就总结绝缘方面的知识点；以上所有，仅供参考。

BMS里面的安规设计：电气间隙与爬电距离（下）

上接前文，这一篇主要介绍电气间隙与爬电距离的计算方法；还是要事先介绍几个概念定义。

污染等级

对于绝缘来说，固体内部绝缘效果最好，然后是气体内部，最差的是固体和气体分界处表面；这是因为固体表面的污染导致，为了量化污染程度，它被分为以下几个等级（图片来源于GB/T 16935.1-2008）：

对于BMS来讲，因为PACK的IP等级一般为IP67，是一个比较良好的密闭环境，所以这里的污染等级一般选择为污染等级2。

绝缘材料的CTI

相比电痕化指数（CTI）是用来对绝缘材料的绝缘性能进行评价的等级参考，CTI数值越大，代表绝缘性能越好； 

对BMS实际应用来说，涉及到的绝缘材料主要是PCB、器件材料和壳体材料；一般通用的要求是PCB的CTI≥175，其他材料CTI≥600。

海拔修正系数

海拔主要对电气间隙有影响，在2000m以下不考虑海拔影响，但2000m以上就要考虑，主要方法就是需要乘以一个海拔系数做降额，具体见下表。 

BMS一般应用环境的海拔要求在5000m以下，所以海拔因素也是要考虑的。

电气间隙与爬电距离计算的方法其实说白了就是查表法。

最小电气间隙的确定

根据GB/T 16935.1，电气间隙应以承受所要求的冲击耐受电压来确定。说得浅显些，需要选取一个在实际电路中出现的最大过压值，然后对应下表，直接选对应的电气间隙。

这里再澄清一下，GB/T 16935.1是一个通用的安规标准，目前还没有专门针对电动汽车的安规标准，所以暂时参考通用标准。

在GB/T 16935.1里面，推荐了几个额定冲击电压的优选值，为了保险起见，我们可以选择2500V作为BMS加强绝缘的冲击耐受电压。

这样的话，污染等级为2、非均匀电场、耐受电压2500V，那么对应的最小电气间隙为1.5mm，注意还要乘以海拔系数：1.5*1.48=2.22mm，再留一下余量的话，一般可以取做3mm作为加强绝缘的最小电气间隙。

最小爬电距离的选取

爬电距离也是类似方法，跨接在爬电距离两端的长期工作电压的有效值决定了爬电距离。举个例子，假如电池包最高总电压为800V，我们可以将它做为参考值，然后去查下表：污染等级还是2，PCB的材料组别选择CTI在175以上，电压有效值为800V，则最小的爬电距离为4mm，注意，如果是加强绝缘的话，按照标准还需要再乘以2倍，那就是8mm。