《電動(dòng)汽車高壓安全及防護(hù)》課件-第2章

實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目二

電動(dòng)汽車安全性分析任務(wù)一電動(dòng)汽車的高壓組成任務(wù)二電動(dòng)汽車的高壓危害性任務(wù)三電動(dòng)汽車的高壓安全措施技能訓(xùn)練項(xiàng)目小結(jié)

本項(xiàng)目需要完成的任務(wù)涉及以下內(nèi)容：

(1)電動(dòng)汽車高壓部件的組成及作用。

(2)電動(dòng)汽車高壓安全性隱患及其防護(hù)。

(3)電動(dòng)汽車高壓安全措施。

知識(shí)目標(biāo)

(1)能夠說出電動(dòng)汽車高壓特征。

(2)能夠說出動(dòng)力電池安全特性及高壓防護(hù)方法。

(3)能夠描述高壓安全性隱患與防護(hù)方法。

能力目標(biāo)

(1)能夠正確識(shí)別電動(dòng)汽車高壓部件。

(2)會(huì)正確操作測(cè)量高壓。

(3)會(huì)正確使用各種安全防護(hù)操作。

任務(wù)一電動(dòng)汽車的高壓組成

一、電動(dòng)汽車高壓位置純電動(dòng)汽車與混合動(dòng)力汽車均設(shè)計(jì)有高電壓，主要高壓部件在車輛上的位置如圖2-1所示。高電壓車輛的高壓部件主要集中在以下幾個(gè)位置：高壓配電箱/盒、電源系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、空調(diào)與加熱系統(tǒng)、充電系統(tǒng)等。

圖2-1主要高壓部件在車輛上的位置

1.高壓配電箱

高壓配電箱/盒(高壓控制盒)的基本目的是確保汽車運(yùn)行安全、駕乘人員安全和汽車運(yùn)行環(huán)境安全。高壓配電箱如圖2-2所示，它被安裝在動(dòng)力蓄電池與各高壓零部件之間，可完成動(dòng)力電池電源的輸出及分配，實(shí)現(xiàn)對(duì)支路用電器的保護(hù)及切斷。

圖2-2高壓配電箱

2.電源系統(tǒng)

電動(dòng)汽車的電源系統(tǒng)主要是動(dòng)力電池系統(tǒng)，該系統(tǒng)由電池模組、電池管理系統(tǒng)、動(dòng)力電池箱及輔助元器件四部分組成，參見圖2-3。

電池包(電池模組)的主要功能有：①提供動(dòng)力；②電量計(jì)算；③溫度、電壓、濕度檢測(cè)；④漏電檢測(cè)、異常情況報(bào)警；⑤充電與放電控制、預(yù)充電控制；⑥電池一致性檢測(cè)和系統(tǒng)自檢等。

圖2-3電源系統(tǒng)

3.驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)，是純電動(dòng)汽車三大核心部件之一，是車輛行駛的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(DM)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器(MCU)構(gòu)成分別如圖2-4和圖2-5所示。

圖2-4驅(qū)動(dòng)電機(jī)(DM)

圖2-5電動(dòng)汽車電機(jī)控制器

4.空調(diào)與加熱系統(tǒng)

空調(diào)與加熱調(diào)節(jié)系統(tǒng)(參見圖2-6)的作用是根據(jù)室外環(huán)境隨時(shí)調(diào)節(jié)汽車內(nèi)部的溫度、濕度和通風(fēng)狀況，保持最舒適的駕車環(huán)境。

圖2-6空調(diào)與加熱系統(tǒng)

5.充電系統(tǒng)

充電系統(tǒng)由車載充電機(jī)、車輛慢充口、車輛快充口、高壓線束等組成。常見的車載充電機(jī)參見圖2-7。圖2-7車載充電機(jī)實(shí)物圖

6.高壓附件線束

高壓附件線束(高壓線束總成)是指連接高壓控制盒到DC/DC轉(zhuǎn)換器、車載充電機(jī)、空調(diào)壓縮機(jī)、空調(diào)PTC之間的線束。高壓附件線束接口較多，各接口結(jié)構(gòu)及定義分別如圖2-8、圖2-9所示。

圖2-8互鎖接線口實(shí)物圖

圖2-9高壓附件線束接口實(shí)物圖

二、高電壓車輛高壓特征

1.高電壓類型

純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車，其高電壓系統(tǒng)均同時(shí)具有直流高電壓和交流高電壓，如圖2-10所示。

圖2-10高電壓車輛的主要高電壓類型

2.存在時(shí)間

高電壓車輛上的高電壓并不是持續(xù)存在的，除了動(dòng)力電池會(huì)持續(xù)存在高電壓外，其他的系統(tǒng)或部件只有在運(yùn)行時(shí)才具有高電壓。充電系統(tǒng)部件僅在車輛充電期間存在高電壓，這包括來(lái)自外部電網(wǎng)的220?V交流高電壓，以及車載充電器與動(dòng)力電池之間的直流高電壓，如圖2-11所示。

圖2-11充電期間具有高電壓的部件

任務(wù)二電動(dòng)汽車的高壓危害性

一、高壓電的定義汽車領(lǐng)域中的高壓電參見圖2-12。圖2-12汽車領(lǐng)域中的高壓電

圖2-13～圖2-15所示是部分電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池實(shí)物。對(duì)電壓等級(jí)及設(shè)備分類可根據(jù)GB/T18384.3—2001，把電壓分為2個(gè)等級(jí)，如表2-1所示。圖2-13廣汽豐田雷凌的動(dòng)力蓄電池(245V)

圖2-14北汽EV系列的動(dòng)力蓄電池(330V)

圖2-15比亞迪秦的動(dòng)力蓄電池(500V)

二、高壓電的危害

高壓電對(duì)人體產(chǎn)生危害主要有三種方式：電流作用、電弧和二次傷害。由于高壓電對(duì)人體傷害較大(參見圖2-16)，因此應(yīng)該認(rèn)真對(duì)待有故障的電動(dòng)汽車、充電樁以及其他電氣設(shè)備，并立即消除可能產(chǎn)生的故障。

圖2-16高壓電對(duì)人體的傷害

1.電流作用

1)確定通過人體的電流強(qiáng)度

當(dāng)人體接觸電壓為230?V、頻率為50?Hz～60?Hz的交流電時(shí)，人體各部分的阻抗值參見表2-2。

參照表2-2和大多數(shù)情況下已知的觸電電壓，就可以對(duì)通過人體的電流值進(jìn)行估算。例如，對(duì)于電阻為1000?Ω的手—手電流路徑，在230?V的接觸電壓下，通過人體的電流強(qiáng)度為

2)電流的生理效應(yīng)

圖2-17所示是頻率為50?Hz～60?Hz的交流電通過人體時(shí)對(duì)人體的影響情況。圖中，橫坐標(biāo)是觸電電流值，縱坐標(biāo)是觸電時(shí)間。

圖2-17人體中觸電電流值與觸電時(shí)間的關(guān)系

3)對(duì)人體組織的影響

電流強(qiáng)度大和作用時(shí)長(zhǎng)是電流對(duì)人體組織影響中最重要的兩個(gè)因素。圖2-18所示時(shí)間-電流圖闡明了交流電對(duì)人體的作用。

圖2-18時(shí)間-電流圖

2.電弧傷害

直流電并不是無(wú)害的，只是相對(duì)于交流電，同樣電流強(qiáng)度其所造成的人體生理反應(yīng)并沒有那么強(qiáng)。直流電的危害主要是由電弧引起的。

與可控制的電弧應(yīng)用不同，通常在進(jìn)行不同的焊接作業(yè)中，設(shè)備短路時(shí)可產(chǎn)生不可控的電弧，即所謂的故障電弧(閃絡(luò)故障)。其原因包括存在缺陷的絕緣材料，作業(yè)中人為失誤以及因電氣設(shè)備維修而產(chǎn)生的損壞等。電弧焊接參見圖2-19。

圖2-19電弧焊接

1)由光強(qiáng)和光線造成的眼部傷害

伴隨故障電弧產(chǎn)生的極高溫度會(huì)輻射出非常強(qiáng)的紫外線。該紫外線短時(shí)間作用于人眼即可產(chǎn)生所謂的“電子眼炎”，同時(shí)也損害人眼角膜、結(jié)膜的最上層部分。

2)熱輻射引起的危害

故障電弧產(chǎn)生的極高溫度對(duì)人體的直接危害，首先表現(xiàn)為一到二度燒傷；其次在傷口處還會(huì)出現(xiàn)由絕緣材料燃燒和金屬顆粒升華并伴隨電弧強(qiáng)烈的磁場(chǎng)作用產(chǎn)生的有毒燃燒產(chǎn)物。另外，絕緣材料或人造材料的分解產(chǎn)物也可能引發(fā)呼吸器官損傷。故障電弧參見圖2-20。

圖2-20故障電弧

三、二次事故傷害

二次事故是指在事故中僅有低量流經(jīng)電流參與，但事故本身卻由防御或驚嚇反應(yīng)造成的事故。例如，電流也會(huì)間接地傷害人體，觸電者可能因觸電導(dǎo)致失去平衡而跌落，如圖2-21所示。

圖2-21二次傷害——觸電跌落

【例1】一個(gè)人在一電氣設(shè)備的導(dǎo)線上作業(yè)，由于受到可能無(wú)害的電擊驚嚇而墜落受傷。

【例2】一位機(jī)械師觸碰了引擎艙內(nèi)一導(dǎo)電部件，由于反射作用將手從危險(xiǎn)區(qū)域迅速抽回，但因艙內(nèi)尖銳的棱角受到了擦傷。

四、觸電方式

1.直接接觸電擊

直接接觸電擊是指人身直接接觸電氣設(shè)備或電氣線路的帶電部分而遭受的電擊。它的特征是人體接觸電壓。直接接觸電擊帶來(lái)的危害是最嚴(yán)重的，其所形成的人體觸電電流總是遠(yuǎn)大于可能引起心室顫動(dòng)的極限電流。

例如，如圖2-22所示，一名機(jī)械師在進(jìn)行電動(dòng)汽車引擎艙內(nèi)的維修作業(yè)時(shí)，未按規(guī)定佩戴高壓防護(hù)手套，且用手觸碰了高壓系統(tǒng)的導(dǎo)電元件；而此時(shí)機(jī)械師的髖部正接觸在車身上，電能會(huì)通過機(jī)械師的身體及車身進(jìn)行傳導(dǎo)，本車載電源電壓為400?V。這樣就容易發(fā)生人體直接觸電嚴(yán)重事故。

圖2-22機(jī)械師維修作業(yè)

2.間接接觸電擊

間接接觸電擊是指人體接觸電氣設(shè)備或電氣線路中絕緣損壞外露的部分，從而遭受的電擊觸電。

任務(wù)三電動(dòng)汽車的高壓安全措施

一、高壓安全電動(dòng)汽車主要的高壓電氣系統(tǒng)部件如圖2-23所示。

圖2-23電動(dòng)汽車主要高壓電氣系統(tǒng)部件

我國(guó)民用電網(wǎng)中的安全電壓多采用36?V，大體相當(dāng)于人體允許電流30?mA(取人體電阻為1200?Ω)的情況，這就要求人體可接觸的電動(dòng)汽車中任意兩個(gè)帶電部位之間的電壓要小于36?V。電動(dòng)汽車中人體常見的觸電形式如圖2-24所示。

圖2-24人體觸電的主要形式

二、動(dòng)力蓄電池安全

電動(dòng)汽車的關(guān)鍵部分是動(dòng)力蓄電池(參見圖2-25)，對(duì)于動(dòng)力蓄電池安全性的研究是分析高壓電類型電動(dòng)汽車安全性的前提。近年來(lái)，鋰離子電池在純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車上得到了廣泛的應(yīng)用，下面以鋰離子電池為例，來(lái)介紹動(dòng)力蓄電池的安全性。

圖2-25電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池與安裝位置

1.過充電與過放電

在給車輛進(jìn)行充電時(shí)，特別是在電池充電末期，電池內(nèi)部鋰離子的濃度增加、擴(kuò)散性能下降，進(jìn)而濃差極化增加、電池的接受能力下降，電池再充電就會(huì)出現(xiàn)過充電(簡(jiǎn)稱過充)。過充電時(shí)，如果電池的散熱較好，或者過充電流很小，此時(shí)電池的溫度較低，過充電后只發(fā)生電解液的分解，電池仍然是安全的；如果此時(shí)電池的散熱較差，或者由于高倍率充電導(dǎo)致電池溫度很高而引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，往往存在安全隱患。圖2-26所示為一輛電動(dòng)客車電池在過充電時(shí)導(dǎo)致的著火事故。

圖2-26電池過充電導(dǎo)致溫度過高著火

2.過電流

鋰電池過電流主要有以下幾種情況：

(1)低溫環(huán)境下充放電。

(2)電池老化、電池的性能下降(包括容量降低、內(nèi)阻增加、倍率特性下降等)后，仍按照原來(lái)電流充電時(shí)容易導(dǎo)致產(chǎn)生的相對(duì)電流過大。

(3)電池并聯(lián)成組。多個(gè)電池并聯(lián)充電電流不一致而導(dǎo)致的過熱損壞如圖2-27所示。

(4)電池的內(nèi)部和外部短路。

圖2-27多個(gè)電池并聯(lián)充電電流不一致導(dǎo)致過熱損壞

3.電池過溫

上述提到的過充、過放、過電流會(huì)導(dǎo)致電池過溫，以下幾種情況也會(huì)引起電池過溫：

(1)電池的熱管理系統(tǒng)失效。如圖2-28所示為典型動(dòng)力蓄電池內(nèi)電池溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

(2)電池溫度采樣點(diǎn)有限。

(3)溫度采樣點(diǎn)受限制。

(4)工作環(huán)境溫度高。

(5)電池溫度升高會(huì)引發(fā)的隱患包括電池本身性能的逐步下降，進(jìn)一步加劇了電池內(nèi)部的短路。

圖2-28電池溫度監(jiān)測(cè)

三、危險(xiǎn)運(yùn)行工況下的安全

1.高壓系統(tǒng)短路

當(dāng)動(dòng)力系統(tǒng)的高壓線短路時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致動(dòng)力蓄電池瞬間大電流放電；此時(shí)動(dòng)力蓄電池和高壓線束的溫度迅速升高，將會(huì)導(dǎo)致動(dòng)力蓄電池和高壓線束的燃燒，嚴(yán)重時(shí)還可能會(huì)引起電池爆炸。

2.發(fā)生碰撞或翻車

當(dāng)電動(dòng)汽車發(fā)生碰撞或翻車時(shí)，可能導(dǎo)致動(dòng)力系統(tǒng)高壓短路，此時(shí)動(dòng)力系統(tǒng)瞬間產(chǎn)生大量熱量，存在發(fā)生燃燒甚至爆炸的風(fēng)險(xiǎn)；此外還可能造成高壓零部件脫落，對(duì)乘員造成觸電傷害。

3.涉水或遭遇暴雨

當(dāng)電動(dòng)汽車遇到涉水、暴雨等工況時(shí)，由于水汽侵蝕，高壓的正極與負(fù)極之間可能出現(xiàn)絕緣電阻變小甚至短路的情況，可能引起電池的燃燒、漏液甚至爆炸，若電流流經(jīng)車身，可能使乘員遭受觸電風(fēng)險(xiǎn)。

4.充電時(shí)車輛的無(wú)意識(shí)移動(dòng)

當(dāng)車輛在充電時(shí)，如果車輛發(fā)生移動(dòng)，可能會(huì)造成充電電纜斷裂，使乘員以及車輛周圍人員遭受觸電風(fēng)險(xiǎn)；若充電電纜斷裂前正在進(jìn)行大電流充電，還可能造成電池的高壓接觸器粘連，從而進(jìn)一步增加人員的觸電風(fēng)險(xiǎn)。

5.動(dòng)力電池日常存儲(chǔ)運(yùn)輸安全性

在動(dòng)力電池日常存儲(chǔ)運(yùn)輸中，需要做相應(yīng)的安全儲(chǔ)備，操作時(shí)還需要小心謹(jǐn)慎。作為特別容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的金屬，動(dòng)力電池易延伸和燃燒，所以在包裝、運(yùn)輸、存儲(chǔ)時(shí)沒有按規(guī)定處理的話，可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的事故——燃燒和爆炸。

四、高壓零部件保護(hù)措施

眾所周知，電流流經(jīng)人體對(duì)人生命將構(gòu)成威脅。因此，電動(dòng)汽車在設(shè)計(jì)的時(shí)候需要采用適當(dāng)保護(hù)措施，防止電流對(duì)人體造成傷害，包括防止直接接觸的保護(hù)和防止間接接觸的保護(hù)。

根據(jù)所采用保護(hù)措施形式的不同，保護(hù)措施可分為基本保護(hù)和預(yù)防式保護(hù)。防止觸電保護(hù)措施必須以這兩種獨(dú)立的保護(hù)措施適當(dāng)組合形式存在，即基本保護(hù)和預(yù)防式保護(hù)組合。被廣泛應(yīng)用的保護(hù)措施又有雙重絕緣或者加強(qiáng)絕緣保護(hù)、通過自動(dòng)切斷電源的保護(hù)、停止供電保護(hù)和借助小電流保護(hù)等。

電動(dòng)汽車高壓系統(tǒng)從原理圖上講，主要高壓器件有電池模組、高壓配電盒、電機(jī)、DC/DC轉(zhuǎn)換器、空調(diào)(A/C)等。從工程上講，高壓器件的質(zhì)量以及彼此連接件質(zhì)量做到位了，電動(dòng)汽車的安全就能得到保障。不同規(guī)格的高壓連接器參見圖2-29。由于安全指標(biāo)持續(xù)提升是永恒的課題，因此電動(dòng)汽車連接器必須是汽車級(jí)的產(chǎn)品，工業(yè)級(jí)的產(chǎn)品是不符合要求的。

圖2-29不同規(guī)格的高壓連接器實(shí)物圖

五、電氣設(shè)備和儀器的防護(hù)措施

1.基本保護(hù)

所謂的基本保護(hù)，是指通過覆蓋包裝、包裹或絕緣化杜絕了與帶電部件的直接接觸。

1)基本絕緣

基本絕緣是指加在帶電部件上提供防觸電的基本保護(hù)絕緣，也就是對(duì)帶電部件提供防止電擊之基本保護(hù)的絕緣?；窘^緣在有效絕緣的基礎(chǔ)上，保護(hù)人體以免觸電，基本絕緣如圖2-30所示。

圖2-30基本絕緣

2)接觸保護(hù)

接觸保護(hù)主要是指高壓插頭的接觸保護(hù)，如圖2-31所示。圖2-31高壓插頭接觸保護(hù)

3)高壓線束標(biāo)記

對(duì)高壓線束的防護(hù)及標(biāo)記(或標(biāo)識(shí))應(yīng)滿足以下要求：

(1)高壓器件外部的高壓線束必須含有屏蔽層，或在外部罩有屏蔽罩等，以屏蔽電磁輻射。高壓接插件在對(duì)接狀態(tài)下須達(dá)到360°屏蔽。

(2)高壓器件外部的高壓線束外部應(yīng)包裹波紋管，如圖2-32所示。

圖2-32高壓線束外部包裹波紋管

(3)高壓零部件外面的高壓線束應(yīng)以橙色作為標(biāo)記，如圖2-33所示。圖2-33高壓橙色標(biāo)記

(4)高壓器件均貼有安全標(biāo)識(shí)，如圖2-34所示。圖2-34安全標(biāo)識(shí)

4)保護(hù)等級(jí)

高壓部件的外殼防護(hù)等級(jí)，即IP保護(hù)方式代號(hào)簡(jiǎn)介如圖2-35所示。圖2-35防護(hù)等級(jí)代號(hào)

2.容錯(cuò)保護(hù)

容錯(cuò)保護(hù)的保護(hù)裝置應(yīng)當(dāng)防止在基本保護(hù)失效的情況下產(chǎn)生的傷害，以及在導(dǎo)電部件上危險(xiǎn)接觸電壓的產(chǎn)生。自動(dòng)斷路器參見圖2-36。

圖2-36自動(dòng)斷路器

3.額外保護(hù)

額外保護(hù)是指在基本保護(hù)和/或容錯(cuò)保護(hù)失效的情況下，在使用者疏忽大意以及特殊條件下，故障電流保護(hù)系統(tǒng)能夠提供額外的人員保護(hù)。RCD(漏電保護(hù)裝置)線路集成在電路的往、返回路中，它通過磁動(dòng)勢(shì)平衡互感器來(lái)對(duì)比往、返回路中的電流大小。當(dāng)兩路電流不相等時(shí)，電路就會(huì)被切斷。額外保護(hù)器如圖2-37所示，在紅圈外加說明：30?mA。

圖2-37額外保護(hù)器

4.加強(qiáng)/雙倍絕緣保護(hù)

加強(qiáng)/雙倍絕緣保護(hù)措施體現(xiàn)為基本保護(hù)實(shí)行基本絕緣化，容錯(cuò)保護(hù)增加額外或加強(qiáng)絕緣材料。具備這種保護(hù)的用電器的標(biāo)識(shí)如圖2-38所示。圖2-38保護(hù)器

5.電間距保護(hù)

電間距保護(hù)體現(xiàn)為給用電器添加一個(gè)獨(dú)立電路。隔離變壓器“隔離”了用電器回路與安裝電網(wǎng)。它的基本保護(hù)由絕緣化、包裹或者覆蓋包裝來(lái)保證，人在觸碰導(dǎo)電部件時(shí)不會(huì)產(chǎn)生人體流經(jīng)電流(容錯(cuò)保護(hù))。電間距保護(hù)器及回路標(biāo)識(shí)參見圖2-39。

圖2-39電間距保護(hù)器及回路標(biāo)識(shí)

6.超低電壓保護(hù)(SELV或PELV)

超低電壓不同于高壓，它在觸電時(shí)能提供特殊的保護(hù)。安全超低電壓電路(SELV)與保護(hù)性超低電壓電路(PELV)如圖2-40所示。圖2-40超低電壓保護(hù)器電路圖

在上述兩種情況下，如同電間距防護(hù)一樣，用電器回路都會(huì)通過一個(gè)變壓器與電網(wǎng)安全地隔離，然而輸出電壓會(huì)降低至超低電壓范圍，所以其保持在危險(xiǎn)電壓范圍以內(nèi)。超低電壓保護(hù)器如2-41所示。

圖2-41超低電壓保護(hù)器

7.儀器外殼的保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)于電子設(shè)備的外殼及包裝需要按照其使用地點(diǎn)和使用功能滿足不同的要求。例如，觸碰防護(hù)、異物入侵防護(hù)和防水保護(hù)等重要屬性都是由IP等級(jí)所確定的。

DIN標(biāo)準(zhǔn)EN60529和DIN40050第9項(xiàng)(僅公路機(jī)動(dòng)車)明確了相應(yīng)IP碼的標(biāo)準(zhǔn)。IP碼由最少2項(xiàng)和最多4項(xiàng)的說明組成，參見圖2-42。

圖2-42特別標(biāo)出的IP碼

第一部分?jǐn)?shù)字意義(根據(jù)DIN40050第9項(xiàng)，觸碰防護(hù)及異物入侵防護(hù)的保護(hù)標(biāo)準(zhǔn))參見表2-3。

第二部分?jǐn)?shù)字意義(根據(jù)DIN40050第9項(xiàng)，防水的保護(hù)標(biāo)準(zhǔn))見表2-4。

六、預(yù)防保護(hù)措施

1.高壓互鎖

高壓互鎖指的是電動(dòng)汽車的主要高壓接插件均帶有互鎖回路，當(dāng)其中某個(gè)接插件被帶電斷開時(shí)，動(dòng)力電池管理系統(tǒng)便會(huì)檢測(cè)到高壓互鎖回路存在斷路，然后立即進(jìn)行報(bào)警并斷開主高壓回路電氣連接，同時(shí)激活主動(dòng)泄放。

高壓互鎖的功能是：高電壓觸點(diǎn)監(jiān)控電路可在出現(xiàn)帶電狀態(tài)斷開高壓電路的情況時(shí)，通過低壓電路控制高壓主接觸器斷開，防止觸電風(fēng)險(xiǎn)。高壓互鎖線路圖如圖2-43所示。安全回路線是個(gè)環(huán)形線路，通過12?V電網(wǎng)元件來(lái)監(jiān)控高電壓電網(wǎng)；不能在未斷開安全線的情況下就拔下高壓插頭(設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn))；安全回路線發(fā)生斷路的話，會(huì)導(dǎo)致高壓系統(tǒng)立即被切斷。

圖2-43高壓互鎖線路圖

2.開蓋檢測(cè)

開蓋檢測(cè)指的是電動(dòng)汽車的重要高壓電控元件具有開蓋檢測(cè)功能，當(dāng)這些元件的蓋子在整車高壓回路連通的情況下打開時(shí)，會(huì)立即進(jìn)行報(bào)警，并斷開高壓主回路電氣連接，同時(shí)激活主動(dòng)泄放。開蓋檢測(cè)如圖2-44所示。

圖2-44開蓋檢測(cè)

3.主動(dòng)泄放

主動(dòng)泄放指的是驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器中含有主動(dòng)泄放回路，當(dāng)檢測(cè)到車輛發(fā)生較大碰撞，或高壓回路中某處接插件存在拔開狀態(tài)，或含有高壓的高壓電控元件存在開蓋的情況時(shí)，控制器可在5s內(nèi)將高壓回路直流母線電壓主動(dòng)泄放到60V以下，迅速釋放危險(xiǎn)電能，最大限度保證人員安全。

主動(dòng)泄放是由電池管理系統(tǒng)控制的，每次切斷高壓系統(tǒng)或者中斷低壓控制線時(shí)，都會(huì)進(jìn)行主動(dòng)放電，主動(dòng)泄放的控制如圖2-45所示。

圖2-45主動(dòng)泄放的控制

4.被動(dòng)泄放

被動(dòng)泄放是指在含有主動(dòng)泄放的同時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器、空調(diào)驅(qū)動(dòng)控制器等內(nèi)部含有高壓的電控產(chǎn)品同時(shí)設(shè)計(jì)有被動(dòng)泄放回路，可在2?min內(nèi)將高壓回路直流母線電壓泄放到60?V以下。被動(dòng)泄放作為主動(dòng)泄放失效的二重保護(hù)。

被動(dòng)泄放的功能是為了保證即使在已把部件拆卸下來(lái)的情況下，也可以把殘余電壓消除掉。

5.碰撞保護(hù)

碰撞保護(hù)是指當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時(shí)，動(dòng)力電池管理器檢測(cè)到碰撞保護(hù)信號(hào)大于一定閾值時(shí)，會(huì)切斷高壓系統(tǒng)主回路的電氣連接，同時(shí)通知驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器激活主動(dòng)泄放，從而將發(fā)生碰撞時(shí)的短路風(fēng)險(xiǎn)和人員電擊風(fēng)險(xiǎn)降到最低。

6.功能互鎖

功能互鎖是指當(dāng)車輛在進(jìn)行充電或插上充電槍時(shí)，車輛的高壓電控系統(tǒng)會(huì)限制整車不能通過自身驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，以防止可能發(fā)生的線束拖拽或安全事故。

7.漏電傳感器

漏電傳感器如圖2-46所示。漏電傳感器的功能是檢測(cè)電動(dòng)汽車直流動(dòng)力電源母線與其外殼、車身底盤之間的絕緣阻抗。圖2-46漏電傳感器

漏電保護(hù)裝置如圖2-47所示，常見的有漏電保護(hù)開關(guān)、漏電斷路器。其主要功能是在設(shè)備發(fā)生漏電故障時(shí)起到安全保護(hù)作用。它具有過載和短路保護(hù)功能，可用來(lái)保護(hù)線路或電動(dòng)機(jī)的過載和短路。漏電保護(hù)開關(guān)在電動(dòng)汽車上主要以絕緣電阻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的形式出現(xiàn)(有些車輛為監(jiān)測(cè)高壓用電器殼體與高壓觸頭之間是否漏電而安裝小型的漏電保護(hù)裝置)，傳統(tǒng)的漏電保護(hù)開關(guān)主要安裝在非車載充電系統(tǒng)上。

圖2-47漏電保護(hù)裝置

8.維修開關(guān)

維修開關(guān)如圖2-48所示，其功能是在車輛維修時(shí)直接斷開高壓回路，從而保證操作人員安全。圖2-48維修開關(guān)

9.預(yù)充電保護(hù)

預(yù)充電(管理)保護(hù)是電動(dòng)汽車中必不可少的重要環(huán)節(jié)之一，其中電動(dòng)汽車預(yù)充電的主要作用是給電機(jī)控制器(即逆變器)的大電容進(jìn)行充電，以減少接觸器接觸時(shí)火花拉弧，降低沖擊，增加安全性。預(yù)充電系統(tǒng)一般都與電池組布置在一起，有些電動(dòng)汽車也將其與配電箱放在一起。

技能訓(xùn)練

訓(xùn)練一認(rèn)識(shí)電動(dòng)汽車的高壓與低壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

一、實(shí)訓(xùn)目的(1)能夠正確識(shí)別電動(dòng)汽車高壓部件。(2)能夠說出電動(dòng)汽車高壓特征。(3)電動(dòng)汽車高壓部件的組成及作用。

二、實(shí)訓(xùn)準(zhǔn)備工作

(1)防護(hù)裝備：絕緣防護(hù)裝備。

(2)車輛、臺(tái)架和總成：純電動(dòng)汽車以及混合動(dòng)力汽車。

(3)專用工具和設(shè)備：萬(wàn)用表、放電工具和絕緣膠帶等。

(4)手工工具：絕緣拆裝工具。

(5)輔助材料：無(wú)。

三、實(shí)訓(xùn)注意事項(xiàng)

(1)請(qǐng)務(wù)必按照各小組的組成單位，合理使用場(chǎng)地絕緣安全護(hù)具及測(cè)試器具，并嚴(yán)格按安全操作規(guī)范動(dòng)作操作，做到安全和正確，并防止造成實(shí)操總成及車輛的損壞。

(2)必要時(shí)，可協(xié)助其他組員完成實(shí)訓(xùn)。

(3)每個(gè)小組在規(guī)定的20?min內(nèi)完成實(shí)訓(xùn)。

四、實(shí)訓(xùn)實(shí)施步驟

(1)找到動(dòng)力電池組。

(2)找到高壓控制盒。

(3)找到永磁驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)控制器。

(4)找到DC/DC轉(zhuǎn)換器。

(5)找到空調(diào)與暖風(fēng)系統(tǒng)。

(6)找到車載充電機(jī)。

(7)在實(shí)訓(xùn)車輛上學(xué)習(xí)高電壓車輛高壓特征。

五、實(shí)訓(xùn)總結(jié)

(1)總結(jié)本次課學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)及在小組合作中的表現(xiàn)。

(2)各小組進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)分享。

(3)知識(shí)目標(biāo)檢驗(yàn)。要求按照任務(wù)完成效果進(jìn)行考評(píng)，參見表2-5。

(4)實(shí)訓(xùn)考核。要求按照實(shí)訓(xùn)完成情況進(jìn)行考核，參見表2-6。

訓(xùn)練二認(rèn)識(shí)電動(dòng)汽車的高壓與低壓線路一、實(shí)訓(xùn)目的(1)認(rèn)識(shí)電動(dòng)汽車高低壓線路。(2)簡(jiǎn)要畫出線路原理