學(xué)習(xí)目標(biāo)1：正確認(rèn)識(shí)新能源汽車

1、學(xué)習(xí)目標(biāo)1能夠正確認(rèn)識(shí)新能源汽車6.1 新能源汽車概述 石油是現(xiàn)代工業(yè)和交通的重要能源，世界各國(guó)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展離不開(kāi)石油。目前汽車的主體仍然是燃油汽車，汽車消耗的石油量約占石油總產(chǎn)量的一半。隨著汽車保有量的逐年增加以及現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，石油的需求量與日俱增。然而汽油是一種不可再生的能源，在地球上的儲(chǔ)量是有限的，有限的儲(chǔ)量與巨大的需求量間的矛盾形成了日益劇烈的供需失衡，發(fā)展新型能源汽車是解決石油危機(jī)的有效途徑。6.1.1 新能源汽車的定義 新能源汽車的定義在中國(guó)有一個(gè)不斷變化的過(guò)程。在此過(guò)程中，中國(guó)新能源汽車的定義和包括的車輛類型逐漸由模糊變得清晰，同時(shí)也越來(lái)越科學(xué)規(guī)范。 根據(jù)新能源汽車生產(chǎn)

2、企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理規(guī)則的主要政策，在2009年中國(guó)出現(xiàn)了“新能源汽車”的概念，包括混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車（包括太陽(yáng)能汽車）、燃料電池電動(dòng)汽車、氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車、其他新能源汽車（如高效儲(chǔ)能器、二甲醚等）多個(gè)類別產(chǎn)品。當(dāng)時(shí)新能源汽車的主要特征是采用非常規(guī)的車用燃料作為動(dòng)力來(lái)源或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動(dòng)力裝置，綜合車輛的動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)方面的先進(jìn)技術(shù)，具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。 根據(jù)節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（20122020）的主要政策，2012年依然沿用“新能源汽車”名詞，但分類僅包括插電式混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車和燃料電池汽車，其主要特征是采用新型動(dòng)力系統(tǒng)，完全或主要依靠新型能源驅(qū)動(dòng)的

3、汽車。6.1.2 安全與工具使用 電動(dòng)汽車的重要特點(diǎn)是帶有高壓動(dòng)力回路，其工作回路中的電壓有的可以達(dá)到600V以上。因此在考慮電動(dòng)汽車給我們帶來(lái)環(huán)保效益的同時(shí)，高壓安全問(wèn)題同樣不容忽視。 1電動(dòng)汽車高壓的危害 人體皮膚的電阻很大，在干燥情況下可達(dá)到610k，潮濕情況下大約為1k。理論研究中，常把人體本身看作是一個(gè)大電阻，當(dāng)對(duì)人體施加一個(gè)電壓時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的電流，電流的強(qiáng)度和作用時(shí)間的長(zhǎng)短會(huì)對(duì)人體造成不同的傷害。如圖6-1所示，當(dāng)電流強(qiáng)度大于50mA，作用時(shí)間超過(guò)10ms時(shí)，就會(huì)造成人體心室顫動(dòng)、呼吸困難，危及觸電人員安全。若以8001200作為人體電阻值， 4060V的電壓就可能造成這類危害

4、。 在電動(dòng)汽車安全要求標(biāo)準(zhǔn)GB/T18384.3-2001中，對(duì)電動(dòng)汽車的電壓作了規(guī)范定義。標(biāo)準(zhǔn)里將電動(dòng)汽車的工作電壓分為A、B兩級(jí)，如表所示。表 電動(dòng)汽車的工作電壓等級(jí)劃分電壓等級(jí)最大工作電壓/V直流交流A級(jí)0U600U30B級(jí)60U150030U1000 對(duì)于A級(jí)電壓，不需要進(jìn)行觸電防護(hù)，對(duì)于任何B級(jí)電壓電路的中的帶電部件，都應(yīng)為接觸人員提供防護(hù)。 2安全防護(hù)措施 電動(dòng)汽車的安全防護(hù)措施有等電位連接、保護(hù)接地、保護(hù)接零、電氣隔離、自動(dòng)斷路、手動(dòng)斷開(kāi)和熔斷等。電位連接保護(hù)接地保護(hù)接零電氣隔離自動(dòng)斷路手動(dòng)斷開(kāi)熔斷 （1）等電位連接 等電位連接是指在電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)中，將電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部件

5、直接或通過(guò)保護(hù)導(dǎo)體與車輛底盤(pán)相連。等電位連接的作用如圖所示，該設(shè)備外殼與車身為相同電位，該設(shè)備正極發(fā)生對(duì)殼體漏電事故時(shí)，即使人員接觸到該設(shè)備帶電的外殼，由于人體被等電位連接線短路，所以不會(huì)有危險(xiǎn)的電流通過(guò)，可有效避免電擊危險(xiǎn)。 等電位連接所使用保護(hù)導(dǎo)體的電阻值應(yīng)滿足導(dǎo)電性試驗(yàn)要求：用不超過(guò)60V（DC）的電壓以動(dòng)力電路最大電流的1.5倍或25A的電流（取兩者中較大值）通過(guò)任何兩個(gè)進(jìn)行等電位連接的外露可導(dǎo)電部件，持續(xù)時(shí)間最少5s，測(cè)量其電壓降根據(jù)電流與電壓降計(jì)算得到的保護(hù)導(dǎo)體的電阻值不應(yīng)超過(guò)0.1。 （2）保護(hù)接地 保護(hù)接地是將電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分用保護(hù)線和大地直接連接的防護(hù)措施。如圖所示為

6、電動(dòng)汽車車身保護(hù)接地措施，即用PE線直接接地。若人員站在地面上接觸到帶有危險(xiǎn)電壓的車身外殼，因?yàn)楸Ｗo(hù)線PE的電阻很小，所以人體兩端承受的電壓也很小，通過(guò)人體的漏電流也就很小，大部分漏電流由PE線經(jīng)大地回流電網(wǎng)，從而使人員的間接電擊危險(xiǎn)顯著降低。 （3）保護(hù)接零 保護(hù)接零是利用PE線將電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電外殼和供電電網(wǎng)的保護(hù)零線連接，如圖所示為對(duì)充電機(jī)外殼保護(hù)接零。 采用保護(hù)接零時(shí)，因?yàn)樵O(shè)備外殼通過(guò)保護(hù)導(dǎo)體連接到電網(wǎng)保護(hù)零線，設(shè)備對(duì)外殼絕緣出現(xiàn)故障時(shí)漏電流會(huì)流回電網(wǎng)電源中性點(diǎn)，此時(shí)回造成故障相線對(duì)零線的單相短路故障，巨大的短路電流會(huì)促使線路上的過(guò)電流和短路保護(hù)裝置或熔斷器動(dòng)作，切斷電源，消除電擊

7、危險(xiǎn)。另外，同保護(hù)接地相似，保護(hù)線PE電阻很小，可以降低人員間接接觸時(shí)兩端承受的電壓，從而降低電擊危險(xiǎn)。 （4）電氣隔離 電氣隔離主要用于充電系統(tǒng)，采用交、直流隔離的充電機(jī)是目前進(jìn)行電氣隔離最常用的方法。 （5）自動(dòng)斷路 當(dāng)存在某些特殊情況時(shí)（如發(fā)生碰撞、絕緣不良、高壓電氣回路不連續(xù)、過(guò)電流及短路等），自動(dòng)斷路功能可在沒(méi)有人員干預(yù)的條件下，通過(guò)斷路器將高壓電氣回路斷開(kāi)，從而保護(hù)人員和電氣設(shè)備的安全。自動(dòng)斷路裝置可以人工復(fù)位。碰撞絕緣不良高壓電氣回路不連續(xù)過(guò)電流短路 1）碰撞監(jiān)測(cè)及保護(hù)另外還有一種方法是不經(jīng)過(guò)主控裝置，直接由碰撞傳感器信號(hào)觸發(fā)高壓電氣系統(tǒng)斷路器工作，切斷高壓電源。當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時(shí)

8、，碰撞傳感器向主控裝置傳遞信息，主控裝置接收到信號(hào)后立即切斷動(dòng)力電路，保護(hù)人員安全。 2）漏電監(jiān)測(cè)及保護(hù) 電動(dòng)汽車中，因?yàn)橹绷鞲邏合到y(tǒng)屬于不接地的電氣系統(tǒng)，所以較多地使用對(duì)地電壓型漏電監(jiān)測(cè)裝置，利用檢測(cè)動(dòng)力系統(tǒng)正、負(fù)極母線對(duì)車身的電壓來(lái)判斷是否存在絕緣故障。 漏電監(jiān)測(cè)及保護(hù)系統(tǒng)如圖所示，交流輸入端使用RCD、保護(hù)接地（或保護(hù)接零）組合。直流端具有漏電監(jiān)測(cè)裝置，用于監(jiān)測(cè)車內(nèi)直流母線對(duì)車身的絕緣狀況。 3）互鎖監(jiān)測(cè)及保護(hù) 根據(jù)互鎖防護(hù)設(shè)計(jì)角度的不同，電動(dòng)汽車的互鎖監(jiān)測(cè)可分為環(huán)路互鎖和功能互鎖兩大類。環(huán)路互鎖是從電氣回路連續(xù)性（完整性）的角度設(shè)計(jì)。用于監(jiān)測(cè)電氣回路是否存在斷路的情況。功能互鎖主要是從

9、系統(tǒng)功能的角度進(jìn)行防護(hù)，如充電時(shí)車輛不能意外起動(dòng)等。 環(huán)路互鎖：在打開(kāi)高壓電氣設(shè)備防護(hù)罩或斷開(kāi)高壓回路的連接器時(shí)，人員可能會(huì)接觸到高電壓。所以需要對(duì)高壓回路的連續(xù)性進(jìn)行監(jiān)測(cè)。危險(xiǎn)電壓互鎖回路是首尾連接在自動(dòng)斷開(kāi)的裝置上，通過(guò)在回路中發(fā)送一個(gè)微弱的電流信號(hào)對(duì)電氣回路的連續(xù)性進(jìn)行監(jiān)測(cè)。當(dāng)出現(xiàn)電氣回路不連續(xù)時(shí)，自動(dòng)斷開(kāi)裝置就會(huì)啟動(dòng)，切斷電源以清除該處的危險(xiǎn)電壓。在充電過(guò)程中，為了確保充電接口及線束與車輛之間的可靠連接，也需要在充電系統(tǒng)中設(shè)計(jì)互鎖回路。另外，對(duì)于高壓電氣設(shè)備的防護(hù)蓋，也必須設(shè)計(jì)互鎖回路或采取其他防護(hù)裝置，防止防護(hù)蓋被移開(kāi)后對(duì)人員產(chǎn)生電擊危險(xiǎn)。 功能互鎖：當(dāng)高壓電路和電池包斷開(kāi)后，因?yàn)橛?/p>

10、容性儲(chǔ)能元件及線束上本身存在的容性，高壓母線仍然會(huì)殘留危險(xiǎn)電壓，必須將該危險(xiǎn)電壓釋放到安全范圍內(nèi)。根據(jù)電壓和能量的大小以及電壓衰減所需的時(shí)間，不同的制造商有不同的設(shè)計(jì)方案。例如有些電動(dòng)汽車的高壓系統(tǒng)斷電后通過(guò)電阻放電把電壓釋放到安全范圍內(nèi)。 4）過(guò)電流機(jī)短路保護(hù) 自動(dòng)斷開(kāi)裝置還可以用于過(guò)電流機(jī)短路防護(hù)。若使用熔斷器等進(jìn)行過(guò)電流防護(hù)，在出現(xiàn)過(guò)電流時(shí)，為增加防護(hù)效果，也可以啟動(dòng)自動(dòng)斷開(kāi)裝置，起到雙重保險(xiǎn)的作用。 （6）手動(dòng)斷開(kāi) 在電動(dòng)汽車裝配、保養(yǎng)和維修過(guò)程中，需要手動(dòng)斷開(kāi)電氣回路開(kāi)關(guān)，確保在操作過(guò)程中裝配或維修人員的人身安全。手動(dòng)斷開(kāi)裝置也叫維修開(kāi)關(guān)，如圖所示。手動(dòng)斷開(kāi)裝置通常位于動(dòng)力電池系統(tǒng)中

11、，若使用單級(jí)型手動(dòng)斷開(kāi)裝置，則應(yīng)設(shè)置在動(dòng)力電池的電氣中點(diǎn)，即中間分?jǐn)辔恢谩Ｈ羰褂秒p級(jí)型，則應(yīng)可以同時(shí)切斷動(dòng)力電池的正負(fù)極。 （7）熔斷 熔斷功能一般由熔斷器來(lái)完成，主要是確保電動(dòng)汽車高壓電氣系統(tǒng)安全運(yùn)行而采用的防護(hù)裝置。 3人員防護(hù)裝備 防止觸電的個(gè)人防護(hù)裝備主要有絕緣手套、護(hù)目鏡、絕緣鞋和非化纖材質(zhì)衣服等，如圖所示。（1）絕緣手套絕緣手套通常有兩種獨(dú)立的性能。一是在進(jìn)行任何有關(guān)高壓組件或線路操作時(shí)，需要使用橡膠制成的電工絕緣手套，并能夠承受1000V以上的工作電壓。二是具備抗堿性，防止接觸到動(dòng)力電池組的鉀氫氧化物，對(duì)人體產(chǎn)生傷害。（2）護(hù)目鏡護(hù)目鏡的作用是防止電池液的飛濺。高壓電動(dòng)車輛維修用

12、的護(hù)目鏡應(yīng)具有側(cè)面防護(hù)功能，防止維修過(guò)程中產(chǎn)生的點(diǎn)火花對(duì)眼睛的傷害。（3）絕緣安全鞋絕緣安全鞋的作用是使人體與地面絕緣，防止電流通過(guò)人體與大地之間構(gòu)成通路，對(duì)人體造成電擊傷害。（4）非纖化工作服維修高壓系統(tǒng)時(shí)，必須穿非化纖類的工作服?；w類的工作服會(huì)產(chǎn)生靜電，并且發(fā)生火災(zāi)時(shí)，化纖會(huì)在高溫環(huán)境下粘連人體皮膚，導(dǎo)致維護(hù)人員受到嚴(yán)重的二次傷害。 4工具使用 除了傳統(tǒng)的維修工具和檢測(cè)設(shè)備外，新能源汽車因?yàn)榇嬖诟邏弘娐?，所以有專用的維修工具和檢測(cè)設(shè)備。維護(hù)高壓系統(tǒng)時(shí)，必須使用帶有絕緣功能的工具。常用的有套筒、開(kāi)口扳手、螺絲刀、鉗子和電工刀等，也包括專用的儀表，如萬(wàn)用表等。新能源汽車常用的維修工具及檢測(cè)設(shè)

13、備如表所示。套筒開(kāi)口扳手螺絲刀鉗子電工刀萬(wàn)用表表 新能源汽車常用的維修工具及檢測(cè)設(shè)備序號(hào)類型工具設(shè)備名稱規(guī)格要求單位備注1拆裝工具絕緣工具套裝高壓維修絕緣工具，耐壓1000V套2檢測(cè)儀表數(shù)字式萬(wàn)用表負(fù)荷CAT 要求個(gè)3數(shù)字電流鉗負(fù)荷CAT 要求臺(tái)4高壓絕緣測(cè)試儀負(fù)荷CAT 要求臺(tái)5診斷儀器專用車型診斷儀對(duì)應(yīng)車型套6防護(hù)用品絕緣臺(tái)耐壓10kv臺(tái)7絕緣手套耐壓10kv副8絕緣鞋耐壓10kv雙9護(hù)目鏡耐壓10kv副 （1）絕緣工具 絕緣工具是采用絕緣材料進(jìn)行加工并適用于電氣系統(tǒng)拆裝操作的工具。新能源汽車涉及高壓部件的拆裝必須使用絕緣拆裝工具。絕緣工具必須裝有耐壓1000V以上的絕緣柄，如圖所示。 絕

14、緣工具分為三個(gè)類型，在新能源汽車高壓部件維修時(shí)，要求使用類以上的工具。類工具指采用普通基本絕緣的電動(dòng)工具。在防觸電保護(hù)方面不僅依靠基本絕緣，還要附加安全預(yù)防措施，即對(duì)正常情況下不帶電，而在其基本絕緣損壞時(shí)，變?yōu)閹щ婓w的外露可導(dǎo)電部分作保護(hù)接零。保護(hù)接零至少要設(shè)置兩處，并且還應(yīng)附加漏電保護(hù)。同時(shí)要求操作者使用絕緣防護(hù)用品。類工具是指采用雙重絕緣或加強(qiáng)絕緣的電動(dòng)工具。在防觸電保護(hù)方面不僅依靠器基本絕緣，而且還將其正常情況下帶電部分與不帶電的可導(dǎo)電部分作雙重絕緣或加強(qiáng)絕緣處理。類工具是指采用安全特低電壓供電的電動(dòng)工具，在防觸電保護(hù)方面依靠安全隔離變壓器供電。 （2）檢測(cè)儀表 新能源汽車維修中常使用的檢測(cè)儀有數(shù)字式萬(wàn)用表、數(shù)字電流鉗和高壓絕緣測(cè)試儀等，如圖所示。 1）數(shù)字萬(wàn)用表 數(shù)字萬(wàn)用表應(yīng)符合CAT 安全等級(jí)要求。 2）數(shù)字電流鉗 數(shù)字電流鉗主要由電流表和穿心式電流互感器組成，穿心式電流互感器鐵芯制成鉗形的活動(dòng)開(kāi)口，是一種不需要斷開(kāi)電路即可直接測(cè)量電路交流電流的攜帶式儀表。 當(dāng)握緊鉗形電流表扳手時(shí)，電流互感器的鐵芯張開(kāi)，被測(cè)導(dǎo)線進(jìn)入鉗口內(nèi)部作為電流互感器的一次繞組。當(dāng)放松扳手鐵芯閉合后，根據(jù)互感器的原理在其