新能源汽车高压安全设计及检验课件.ppt

1、活塞连杆组故障诊断与修复活塞连杆组故障诊断与修复 学习目标1.了解高压互锁系统的组成；2.能掌握高压互锁的作用及工作原理；3.能排除高压互锁系统的相关故障。任务描述车主反映一辆比亚迪e5纯电动汽车无法行驶，组合仪表上的“OK”灯不亮。请进行检查，判断该车的故障，并解释原因。（一）高压电安全措施相对于传统汽车而言，电动汽车的一个重要特点是车内装有能保证足够动力性能的高压电系统，由此而存在的高压电安全隐患完全有别于传统汽车，其高达300V以上（有的可达600V以上）的电压以及可能达到数十、甚至数百安培的电流随时考验着车载高压用电器的使用安全。因此，为保证驾驶人员、乘车人员以及汽车维修人员的安全，电

2、动汽车在高压电安全方面采取了以下几点措施：（1）在用户正常操作时，通过绝缘防护、等电势（搭铁电阻）、外壳IP防护、泄漏电流等措施提供电气防护。（2）环境条件和可能发生的意外事件都可能使得这种保护的强度降低。因此，高压系统配置了绝缘监测功能，一般采用漏电传感器对高压系统进行绝缘监控。一、信息收集 （一）高压电安全措施（3）在车辆维修时，采用紧急维修开关进行安全防护。（4）在电路设计时，应能满足电气间隙、爬坡距离等要求，并具备各类过压、过流、短路防护功能。（5）在异常使用时（例如碰撞、非正常操作断开高压连接器等），采用高压互锁、高压的主动放电和被动放电，可有效防止因高压电导线裸露而导致的触电，从而

3、保障使用安全。一、信息收集 （二）高压互锁系统1.宝马i3电动汽车高压互锁系统 宝马i3电动汽车高压互锁系统如图3-1所示。一、信息收集图3-1 宝马i3电动汽车高压互锁系统1-高电压安全插头(“售后服务时断开连接”)；2-前部熔断丝支架；3-安全型蓄电池接线柱SBK；4-12V蓄电池；5-智能型蓄电池传感器IBS；6-碰撞和安全模块ACSM；7-高电压蓄电池单元；8-蓄能器管理电子装置SME；9-蓄能器管理电子装置内用于高电压触点监控检测信号的信号发生器；10-蓄能器管理电子装置内用于高电压触点监控检测信号的分析电路；11-高电压蓄电池的电池；12-高电压蓄电池内的接触器、熔断丝和串联电阻；

4、13-便捷充电电子装置KLE；14-增程电机；15-增程电机电子装置REME；16-电机电子装置内用于高电压触点监控检测信号的分析电路；17-电机电子装置EME （二）高压互锁系统1.宝马i3电动汽车高压互锁系统（1）高压互锁系统的作用与原理。高电压触点监控用于对高电压组件作业人员进行保护。高电压触点监控导线经过可产生高电压的高电压组件的所有插头/插孔，通过高电压触点监控可确定一个或多个高电压插接连接件是否已断开。高压电池管理模块通过高电压触点监控导线发送一个特定变化的波形信号，经过各个被监控的模块之后回到高压电池管理模块，然后对该信号进行分析，如果一个高电压插接连接件已断开，就会被立即发现并

5、自动关闭整个高电压系统。在这过程中主接触器有拉弧烧蚀损坏的风险，所以在进行相关操作时，务必先按标准要求进行高压断电操作。一、信息收集 （二）高压互锁系统1.宝马i3电动汽车高压互锁系统（2）互锁插头的结构形式。互锁插头的结构形式如图3-2所示。一、信息收集图3-2 互锁插头的结构形式A-已插上高电压导线的高电压接口；B-已松开高电压导线的高电压接口；1-高电压触点监控电桥（已插上）；2-机械滑块；3高电压导线的高电压插头；4-高电压触点监控电桥（已松开）；5-高电压接口 （二）高压互锁系统1.宝马i3电动汽车高压互锁系统（3）互锁插头的工作过程。插接状态下高电压触点监控电桥使高电压触点监控电路

6、闭合（图3-3），蓄能器管理电子装置持续监控高电压触点监控电路，只有电路闭合时，高电压系统才处于启用状态。如果高电压触点监控电路通过松开电桥而断路，则高电压系统自动关闭。只有松开了高电压触点监控电桥后，才能向箭头方向推移机械锁止件（图3-4），机械锁止件是高电压组件上高电压插头的组成部分，通过向箭头方向推移锁止件释放高电压导线上高电压插头的机械导向，因此，可以进行图3-5的拉拔。沿箭头方向拔下高电压导线的插头，将插头拔下几毫米后（A），可感觉到反作用力较高。此后必须向相同方向继续拔下插头（B），插头达到位置（A）后，决不允许将插头压回到高电压组件上，因为这样会造成高电压组件上的插头损坏。一、信

7、息收集 （二）高压互锁系统1.宝马i3电动汽车高压互锁系统（3）互锁插头的工作过程。-一、信息收集图3-3 松开高电压触点监控电桥图3-4 松开机械锁止件图3-5 拔出高电压导线的插头 （二）高压互锁系统2.比亚迪e5电动汽车高压互锁系统 比亚迪e5电动汽车高压互锁系统如图3-6所示。（1）高压互锁系统的作用与原理。比亚迪e5纯电动汽车高压互锁系统的作用与原理与宝马i3纯电动汽车基本一致，互锁回路分别经过BMS、PTC、VTOG和电池包，当回路中的任何一个位置断开时，高压控制系统将会切断高压输出，以确保安全。-一、信息收集图3-6 比亚迪e5纯电动汽车高压互锁系统的组成 （二）高压互锁系统2.

8、比亚迪e5电动汽车高压互锁系统（2）互锁插头的结构形式。比亚迪e5纯电动汽车高压互锁系统中除PTC的互锁插头是与高压连接插头做在一起外（图3-7），其余部分插头均安放在低压线束插头上。一、信息收集图3-7 PTC互锁插头结构图 （二）高压互锁系统2.比亚迪e5电动汽车高压互锁系统（3）互锁插头的工作过程。当拔掉PTC的高压插头或与PTC互锁相连接的B52插头以及高压互锁系统相关部件的插头时，高压电输出将被强行中断，在这过程中主接触器有拉弧烧蚀损坏的风险，所以在进行相关操作时，务必先按标准要求进行高压断电操作。一、信息收集 车主反映一辆比亚迪e5纯电动汽车无法行驶，组合仪表上的“OK”灯不亮（图

9、3-8）。请进行检查，判断该车的故障，并解释原因。二、任务实施图3-8 比亚迪e5纯电动汽车组合仪表 （一）准备工作 在新能源汽车检修一体化学习站，准备如下实训设备、仪器设备、工量具。（1）车辆：比亚迪e5纯电动汽车一辆。（2）工量具、仪器设备：绝缘工具、绝缘手套、万用表、兆欧表等。（3）辅助工具：二氧化碳灭火器、碎布、手电筒。（4）其他材料：比亚迪e5纯电动汽车维修手册等。（二）技术要求与注意事项（1）在进行高压相关操作前，维修人员必须穿戴好劳保用品，戴好绝缘手套，穿好高压绝缘鞋。（2）在测量电压时，请勿虚接，以免出现打火花现象，造成不必要的财产损失。二、任务实施 （三）操作步骤（1）用车钥

10、匙打开车门，做好车辆的防护措施。（2）插入车钥匙，打开电源开关，观察车辆的组合仪表，检查各仪表是否工作正常。（3）观察仪表所有报警灯符号，对照维修手册，了解其含义。（4）判断实训车辆的哪个警示灯常亮异常。（5）连接诊断电脑读取车辆故障，根据故障代码，查阅维修手册，分析并找出故障原因。二、任务实施活塞连杆组故障诊断与修复 学习目标1.了解高压电绝缘监控系统的组成；2.能掌握高压电绝缘监控系统的作用及工作原理；3.能排除高压电绝缘监控系统的相关故障。建议课时 任务描述有一辆广汽GA5 REV 车辆行驶中报“降功率行驶/严重故障、联系维修”，请分析其故障原因并予以排除。对于电动汽车，因考虑到其高压电

11、的危害性，在车上需要提供绝缘电阻监控系统，依据电动汽车安全要求第3部分：人员触电防护（GB/T 18384.32015），在监测到绝缘电阻小于100/V时，电路自动断开。绝缘监控功能确定带电高电压部件（例如高电压导线）与车辆搭铁间的绝缘电阻是否高于或低于所需低限值。如果绝缘电阻低于低限值，就会存在车辆部件带有危险电压的可能。如果有人员接触第二个带电高电压部件，就会存在电击危险。因此，新能源车的高压电系统都应具备全自动绝缘监控功能。一、信息收集 （一）宝马电动汽车高压绝缘监控系统的工作原理 在电动车辆中，高压电的正负两极与车身绝缘，因此，通过测量高压电的正负两极与车身之间的电压就可以判断出是否存

12、在绝缘故障。安全盒S-BOX在高电压系统启用期间通过定期（约每隔5s）测量电阻两端的电压进行绝缘监控（间接绝缘监控），安全盒S-BOX通过局域 CAN 将相关结果发至高压电池管理单元（SME控制单元），并对这些测量结果进行分析。在此车辆搭铁作为参考电位使用，因此为了确保测量准确，防止因存在电势差而造成的触电危险，在高压组件的外壳或者可导电的外盖等部件之间都必须采用等电位导线与车身支架相连的方式，以达到等电位的效果。在欧盟，ECER100中针对等电位也作出了相关规定，要求高压组件外壳至车身任一点之间的电阻不大于0.10。只有在各高压部件都满足等电位要求的情况下，这种监控方式才能确定所有高压组件出

13、现的绝缘故障。一、信息收集 （二）宝马电动汽车高压绝缘监控系统的监控过程 如图4-1所示，高压系统无漏电故障，V1、V2电压表所连接的电阻均无电流通过，电压均为零；如图4-2所示，高压系统正极对车身短路，V1电压表所连接的电阻无电流通过，V1电压为零，V2电压表所连接的电阻有电流通过，V2有电压（电压高低与短路电阻相关）；如图4-3所示，高压系统负极对车身短路，V2电压表所连接的电阻无电流通过，V2电压为零，V1电压表所连接的电阻有电流通过，V1有电压（电压高低与短路电阻相关）。一、信息收集 （二）宝马电动汽车高压绝缘监控系统的监控过程 一、信息收集图4-1 正常状态 （二）宝马电动汽车高压绝

14、缘监控系统的监控过程 一、信息收集图4-2 高压正极搭铁漏电状态 （二）宝马电动汽车高压绝缘监控系统的监控过程 一、信息收集图4-3 高压负极搭铁漏电状态 （二）宝马电动汽车高压绝缘监控系统的监控过程 绝缘监控分两步进行。绝缘电阻低于第一限值时，对人员尚不构成直接危险。因此高电压系统仍保持启用状态，不会发出检查控制信息，但会在故障代码存储器内存储故障状态。这样便于售后服务人员在下次维修时加以注意并检查高电压系统。当低于较低的绝缘电阻第二限值时，不仅会在故障代码存储器内存储记录，而且还会发出检查控制信息，提示驾驶员到维修车间进行检查。由于这种绝缘故障不会对客户或售后服务人员造成直接危害，因此，高

15、压电系统保持启用状态且客户可以继续行驶。不过还是应该尽快到 BMW 维修站点进行高压电系统检查。一、信息收集 有一辆广汽GA5 REV 电动汽车行驶中报“降功率行驶/严重故障、联系维修”，请分析其故障原因并排除。（一）准备工作 在新能源汽车检修一体化学习站，准备如下实训设备、仪器设备、工量具：（1）车辆：广汽GA5 REV电动汽车一辆。（2）工量具、仪器设备：绝缘工具、绝缘手套、万用表、兆欧表等。（3）辅助工具：二氧化碳灭火器、碎布、手电筒。（4）其他材料：广汽GA5 REV维修手册等。二、任务实施 （二）技术要求与注意事项（1）在进行高压相关操作前，维修人员必须穿戴好劳保用品，戴好绝缘手套，穿好高压绝缘鞋。（2）在测量电压时，请勿虚接，以免出现打火花现象，造成不必要的财产损失。（三）操作步骤（1）用车钥匙打开车门，做好车辆的防护措施。（2）插入车钥匙，打开电源开关，观察车辆的组合仪表，检查各仪表是否工作正常。（3）观察仪表所有报警灯符号，对照维修手册，了解其含义。（4）判断实训车辆的哪个警示灯常亮异常。（5）连接诊断电脑读取车辆故障，根据故障代码，查阅维修手册，分析并找出故障原因。二、任务实施