新能源汽車動(dòng)力蓄電池及管理技術(shù) 課件 模塊四 電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷

新能源汽車動(dòng)力蓄電池及管理技術(shù)模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷情境導(dǎo)入

一輛2019年5月出廠的吉利EV450純電動(dòng)汽車，儀表絕緣報(bào)警亮點(diǎn)亮，這種情況將使車存在嚴(yán)重的安全隱患。

如果你是接車的修理技術(shù)人員，你應(yīng)該如何制定修理方案。能力目標(biāo)●能說出三相交流變壓器埋地的原因；●能說出電動(dòng)汽車接地保護(hù)原理；●能說出電動(dòng)汽車失火施救方法；●能帶電測(cè)量三相交流電，解決簡單缺相故障及接地故障；●能帶電測(cè)量單相交流電，解決供電故障及接地故障；●能解決電動(dòng)汽車交流電接地保護(hù)不良故障；●能說出電動(dòng)汽車高壓安全防護(hù)設(shè)計(jì)有哪些。素養(yǎng)目標(biāo)●具有良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和較強(qiáng)的組織溝通能力；●正確的操作安全意識(shí)；●資料查詢與計(jì)劃制定。學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)點(diǎn)01汽車交流充電安全認(rèn)知一、變壓器中性點(diǎn)埋地模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷如圖4-1所示火力發(fā)電機(jī)廠發(fā)出的50Hz三相交流電經(jīng)過升壓變壓器升壓為22KV，再經(jīng)過降壓變壓器降壓為380V，形成三相50Hz交流電，三條火線L1、L2、L3的線間電壓為380V，中性點(diǎn)接出零線N。L和N間為相電壓50Hz、220V單相交流電。為了避免雷擊損壞變壓器和用電器，需要將變壓器的中性點(diǎn)埋地。圖4-1低壓供電系統(tǒng)簡化示意圖知識(shí)點(diǎn)01汽車交流充電安全認(rèn)知二、用電器不漏電的交流電流路徑模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷為了防止雷擊三相交流變壓器的低壓側(cè)變采用了中性點(diǎn)接地措施，優(yōu)點(diǎn)可防止雷擊，缺點(diǎn)是增加了人觸電的可能性。圖4-2正常工作時(shí)的電流路徑知識(shí)點(diǎn)01汽車交流充電安全認(rèn)知三、有保護(hù)接地漏電的交流電流路徑模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷如圖4-3所示，如果用電器殼體漏電，電流可經(jīng)由第三根地線經(jīng)PE后通過保險(xiǎn)盒內(nèi)的接地螺絲將電流導(dǎo)入住宅的等電位粘接軌，不會(huì)造成觸電危險(xiǎn)。在城市建筑中，諸如電飯煲、冰箱和洗衣機(jī)等，在用電器工作時(shí)要防止殼體（圖中用電器的虛線框）漏電對(duì)體造成電擊，所以在殼體上接保護(hù)接地線用于保護(hù)接地。保護(hù)接地即用用電器殼體和用電器的零線相連，零線和真實(shí)土地的地等電位，由于人總是站在真實(shí)地上，真實(shí)地和用電器殼體等電位，所以不會(huì)造成觸電。加之空氣開關(guān)中的漏電保護(hù)功能在漏電時(shí)的自動(dòng)斷開開關(guān)的功能，使得城市的用電保護(hù)要比農(nóng)村安全和方便得多。圖4-3有保護(hù)接地的漏電時(shí)的交流電流路徑知識(shí)點(diǎn)01汽車交流充電安全認(rèn)知四、無保護(hù)接地漏電的交流電流路徑模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷在農(nóng)村建筑中，由于沒有地線（PE）回變壓器中性點(diǎn)的保護(hù)措施，用電器殼體漏電發(fā)生電擊的情況較多。1.無保護(hù)接地，但有漏電保護(hù)開關(guān)在有漏電保護(hù)器開關(guān)的情況下，L線向用電器殼體漏電，漏電保護(hù)器內(nèi)的L線和N線電流不平衡會(huì)促成漏電保護(hù)器內(nèi)開關(guān)斷開，因此在用電器漏電時(shí)有保護(hù)作用。但若漏電保護(hù)器內(nèi)開關(guān)允許的電流平衡差很大，開關(guān)不斷開則有一定電擊的危險(xiǎn)。圖4-4無保護(hù)接地，但有漏電保護(hù)開關(guān)知識(shí)點(diǎn)01汽車交流充電安全認(rèn)知四、無保護(hù)接地漏電的交流電流路徑模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷2.無保護(hù)接地，無漏電保護(hù)開關(guān)

如圖4-5所示，在廣大農(nóng)村是無保護(hù)接地和無漏電保護(hù)開關(guān)情況下，用電器殼體漏電時(shí)，漏電電流全部通過人體，有嚴(yán)重電擊的危險(xiǎn)。圖4-5無保護(hù)接地，無漏電保護(hù)開關(guān)知識(shí)點(diǎn)01汽車交流充電安全認(rèn)知五、車載充電機(jī)的接地保護(hù)模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷1.正常充電時(shí)的交流電流路徑如圖4-6所示為保護(hù)接地正常時(shí)的交流充電。汽車上的車載充電機(jī)殼體通過充電口和外界的L、N、PE三根線是連接的，因?yàn)橛蠵E接地保護(hù)，所以充電過程中是安全的。圖4-6保護(hù)接地正常時(shí)的交流充電樁對(duì)充電機(jī)的充電知識(shí)點(diǎn)01汽車交流充電安全認(rèn)知模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷2.有保護(hù)接地，車載充電機(jī)漏電時(shí)的交流電流路徑如圖4-7所示，當(dāng)PE接地正常時(shí)，這時(shí)L線恰好與充電機(jī)殼體相通，一旦人接觸汽車殼體金屬也不會(huì)有電擊的危險(xiǎn)。一是漏電電流線保護(hù)地線形成回路，二是漏電電流大到一定程度時(shí)漏電保護(hù)開關(guān)會(huì)起作用。圖4-7有保護(hù)接地時(shí)的交流漏電路徑五、車載充電機(jī)的接地保護(hù)知識(shí)點(diǎn)01汽車交流充電安全認(rèn)知模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷3.保護(hù)接地意外斷開，車載充電機(jī)漏電時(shí)的交流電流路徑如圖4-8所示，當(dāng)PE接地出現(xiàn)故障時(shí)（如斷開），而這時(shí)L線恰好與充電機(jī)殼體相通，一旦人接觸汽車殼體金屬就會(huì)有電擊的危險(xiǎn)，漏電電流會(huì)流經(jīng)人體經(jīng)附近變壓器的埋地點(diǎn)回到中性點(diǎn)。五、車載充電機(jī)的接地保護(hù)圖4-8保護(hù)接地?cái)嚅_后的漏電交流電流路徑知識(shí)點(diǎn)01汽車交流充電安全認(rèn)知六、接地的雙檢測(cè)模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷充電槍口接地線PE的一端要與供電裝置的接地相連，也需要接地檢測(cè)。充電槍口接地線PE另一端要與汽車上的車身相連，需要接地檢測(cè)。因此交流充電樁要檢查供電裝置上的PE接地是否良好。同時(shí)車上的電池管理系統(tǒng)要檢測(cè)與車身接地連接是否良好。若PE的接地出現(xiàn)不良情況，供電樁內(nèi)的接觸器（交流繼電器）開關(guān)會(huì)斷開。知識(shí)點(diǎn)02電池失火和爆炸的處理一、電池失火和爆炸的危險(xiǎn)性模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷

在電池失火和爆炸的情況下，人若受困于車內(nèi)，如打不開車門或車主失去意識(shí)時(shí)十分危險(xiǎn)。受困人員將吸入電池失火產(chǎn)生的煙氣，導(dǎo)致中毒。若電池爆炸還有再次加重車主失去意識(shí)的危險(xiǎn)，從而無法自救，任憑車輛燃燒和爆炸。

純電動(dòng)汽車較大批量銷售是在2012年左右，至2017年全國電動(dòng)汽車數(shù)量超過170萬輛，在電動(dòng)汽車作業(yè)中因電擊致傷和致死尚無一例，電池失火和爆炸導(dǎo)致車輛損失的例子較多，車主死亡情況較少。從公開的資料及相關(guān)報(bào)道統(tǒng)計(jì)，2017年上半年國內(nèi)共發(fā)生電動(dòng)汽車起火事故9起，涉及車輛總數(shù)卻高達(dá)98輛。其中，國外高檔純電動(dòng)汽車車型起火事故1起、涉及車輛1輛，與去年同期持平。從起火原因來看，因充電導(dǎo)致的起火事故共3起，占比38%，成為起火事故的第一誘因；其次是碰撞和自燃各兩起，各占25%。從使用狀態(tài)中起火4起，占比50%；其次是充電狀態(tài)中起火3起，占比37.5%；最后是靜置狀態(tài)，共發(fā)生1起起火事故，但涉及的車輛數(shù)卻是最多的。從而可以看出，從電動(dòng)汽車的充電、使用到靜置等多個(gè)環(huán)節(jié)，均有起火事故的發(fā)生，安全問題已滲入到電動(dòng)汽車的各個(gè)環(huán)節(jié)，必須引起足夠的重視是一方面，另一方面更要強(qiáng)調(diào)沒有證明說明電動(dòng)汽車比燃油車危險(xiǎn)。知識(shí)點(diǎn)02電池失火和爆炸的處理二、電池失火和爆炸的處理模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷1.充電過程中失火處理電動(dòng)汽車在充電過程中失火，應(yīng)急時(shí)斷開汽車的交流充電連接，再用大量的水結(jié)合滅火器滅火，或用水基滅火器滅火。警告：不可在未斷開汽車的交流充電連接的情況下用水或水基滅火器滅火，這時(shí)可能發(fā)生來自交流電的電擊。2.行駛中或停車中失火處理電動(dòng)汽車在行駛中或停車中失火時(shí)，車主應(yīng)及時(shí)離開車輛，防止爆炸發(fā)生，造成人世不醒，無法自救。消防員也應(yīng)保持一定距離直接用大量的水結(jié)合滅火器滅火，或用水基滅火器滅火。知識(shí)點(diǎn)03過防護(hù)及錯(cuò)誤行業(yè)操作糾正一、領(lǐng)域的亂用模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷

錯(cuò)誤體現(xiàn)在因張冠李戴造成的不同領(lǐng)域電壓等級(jí)在電動(dòng)汽車領(lǐng)域的亂用，以及將工業(yè)高壓網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)低壓網(wǎng)絡(luò)的一些錯(cuò)誤防護(hù)使用在電動(dòng)汽車領(lǐng)域，出現(xiàn)了大量冒著電動(dòng)汽車高級(jí)技術(shù)培訓(xùn)的晃子在傳播防護(hù)過當(dāng)?shù)牟僮鳌Ｓ捎谖覈鴦趧?dòng)部門對(duì)電動(dòng)汽車的職業(yè)資格仍未建立，現(xiàn)在的職業(yè)資格是以低壓電工操作證作為職業(yè)上崗資格。現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)很多學(xué)校進(jìn)行電動(dòng)汽車的安全防護(hù)是按工業(yè)/民用電進(jìn)行防護(hù)的，很多照搬是錯(cuò)誤的。知識(shí)點(diǎn)03過防護(hù)及錯(cuò)誤行業(yè)操作糾正二、行業(yè)操作錯(cuò)誤模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷1.按照交流電無保護(hù)接地環(huán)境，放置絕緣墊

在沒有保護(hù)接地（農(nóng)村家用供電多為這種情況）的交流低壓（220V/380V)用電器，帶電操作時(shí)需要放絕緣墊。需要放絕緣墊的原因是為防止雷擊變壓器副線圈中性點(diǎn)埋地，造成人站在地面上若觸及火線則發(fā)生觸電，站在絕緣墊上操作可避免電擊。在農(nóng)村的用電器沒有保護(hù)接地的情況下，可采用放絕緣墊后帶電操作。事實(shí)上，在農(nóng)村用的交流用電器也沒有放置絕緣墊操作的習(xí)慣，這確實(shí)有一定的危險(xiǎn)，但在汽車上，一不是交流電，二也不是無保護(hù)地環(huán)境。那么穿絕緣鞋是否有絕緣效果，顯然也沒有效果。但在給電動(dòng)汽車進(jìn)行交流充電時(shí)有保護(hù)作用，也就是當(dāng)交流供電的保護(hù)地有斷開的情況，但也屬防護(hù)過當(dāng)。試想駕駛員每次給電動(dòng)汽車充電若要穿絕緣鞋的話，我想電動(dòng)汽車是買不出去的。電動(dòng)汽車的充電危險(xiǎn)程度和給一個(gè)電飯煲供電一樣，我們能習(xí)慣電飯煲供電，為什么不能習(xí)慣電動(dòng)汽車充電，這里有打著防護(hù)晃子，或許是也是一種無知的表現(xiàn)。知識(shí)點(diǎn)03過防護(hù)及錯(cuò)誤行業(yè)操作糾正二、行業(yè)操作錯(cuò)誤模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷2.按照高壓交流電環(huán)境，錯(cuò)誤使用防護(hù)工具的過防護(hù)

電動(dòng)汽車只有在與高壓元件上裸露電源正極或負(fù)極銅導(dǎo)線的情況下，人員有直接接觸電源正極或負(fù)極銅導(dǎo)線的可能情況下才需要配戴1000V級(jí)別直流絕緣手套、護(hù)目眼鏡、絕緣鞋和絕緣工具是我們?cè)?000伏以上帶電操作中要使用的裝備，并且時(shí)刻要保持它們能處于隨時(shí)可用的狀態(tài)。交流防護(hù)裝備是在低壓（220V/380V)帶電操作時(shí)使用的，而低壓（220V/380V)電氣的連接是明顯裸露的，帶絕緣手套也有空間操作。

電動(dòng)汽車電池箱上的檢修塞一旦取出后，電池箱以外的高壓網(wǎng)絡(luò)（在電動(dòng)汽車上稱為高壓是相對(duì)12V電系而言的，與工廠用相比仍然是低壓范圍）處于下電狀態(tài)，因此不必帶絕緣手套操作，但操作前仍要進(jìn)行必要的驗(yàn)電操作。知識(shí)點(diǎn)03過防護(hù)及錯(cuò)誤行業(yè)操作糾正二、行業(yè)操作錯(cuò)誤模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷3.汽車充電過程的過防護(hù)

電動(dòng)汽車可采用單相（車載單相交流/直流充電機(jī)）16A級(jí)別或三相交流（車載三相交流/直流充電機(jī)）32A級(jí)別充電時(shí)，充電槍上有保護(hù)接地，不會(huì)有觸電危險(xiǎn)，一旦有火線向用電器殼體漏電則因火線和零線的電流不平衡而斷開。

因此充電過程中不用防護(hù)，試想車主要買車后還要帶一套防護(hù)套裝嗎？知識(shí)點(diǎn)03過防護(hù)及錯(cuò)誤行業(yè)操作糾正三、高壓系統(tǒng)操作資格模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷1.高壓意識(shí)培訓(xùn)如果員工沒有接受高壓意識(shí)培訓(xùn)，不允許在純電動(dòng)汽車或混合動(dòng)力汽車上的高壓網(wǎng)絡(luò)上執(zhí)行操作。如果員工在車輛上的“工作”僅限于操作或客戶咨詢，如啟用冬季輪胎的限速或闡述駕駛室管理及數(shù)據(jù)系統(tǒng)，則不必進(jìn)行高壓意識(shí)培訓(xùn)。此外，只是簡單駕駛車輛時(shí)也沒有必要進(jìn)行高壓意識(shí)培訓(xùn)，如洗車人員將車輛駛向洗車裝置。如果員工在車輛上執(zhí)行操作、闡述或簡單駕駛車輛之外的“工作”，一定要進(jìn)行高壓意識(shí)培訓(xùn)。甚至開啟發(fā)動(dòng)機(jī)罩，如清洗發(fā)動(dòng)機(jī)或添加車窗風(fēng)擋玻璃清洗液，也要求進(jìn)行高壓意識(shí)培訓(xùn)。接受過高壓意識(shí)培訓(xùn)的非電工技術(shù)專業(yè)人員可以在高壓系統(tǒng)外執(zhí)行作業(yè)。知識(shí)點(diǎn)03過防護(hù)及錯(cuò)誤行業(yè)操作糾正三、高壓系統(tǒng)操作資格模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷2.高壓資格高壓資格指有國家安監(jiān)部門組織培訓(xùn)并進(jìn)行考核通過后，拿到低壓電工操作證。這里有個(gè)似乎矛盾的地方，電動(dòng)汽車上的電壓稱為高壓，哪為什么操作資格卻是低壓。這是由于電動(dòng)汽車的電壓等級(jí)在工業(yè)領(lǐng)域就是低壓的，我們稱電動(dòng)汽車電壓為高壓只是為了區(qū)分直流12V的單線制低壓電系。知識(shí)點(diǎn)03過防護(hù)及錯(cuò)誤行業(yè)操作糾正三、高壓系統(tǒng)操作資格模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷3.高壓產(chǎn)品資格高壓產(chǎn)品資格是指在有高壓資格的基礎(chǔ)上，在從事相關(guān)高壓產(chǎn)品時(shí)也經(jīng)過了相應(yīng)高壓產(chǎn)品的培訓(xùn)。比如電動(dòng)汽車領(lǐng)域有了低壓電工操作證了，還要系統(tǒng)學(xué)習(xí)過電動(dòng)汽車的高壓產(chǎn)品，比如電池、電機(jī)、變頻器等相關(guān)高壓產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和原理。有高壓資格（取得低壓電工操作證），并經(jīng)過高壓產(chǎn)品培訓(xùn)的汽車技師、電氣技師、機(jī)械電子工程師可以在高壓系統(tǒng)上執(zhí)行作業(yè)。如果不具備“高壓資格”和“高壓產(chǎn)品資格”的人員不得在高壓網(wǎng)絡(luò)上作業(yè)。不遵守相關(guān)注意事項(xiàng)會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重結(jié)果。經(jīng)過高壓操作和高壓產(chǎn)品知識(shí)培訓(xùn)后，使用和維修電動(dòng)汽車高壓系統(tǒng)還是很容易的。知識(shí)點(diǎn)04高壓安全設(shè)計(jì)措施一、被動(dòng)安全技術(shù)模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷電動(dòng)汽車的高壓安全措施是十分周密的，以下是主動(dòng)技術(shù)和被動(dòng)技術(shù)，總結(jié)起來有下面8項(xiàng)。主動(dòng)通過設(shè)計(jì)防護(hù)實(shí)現(xiàn)安全的技術(shù)稱為主動(dòng)安全技術(shù)。以主動(dòng)避開或遠(yuǎn)離高壓危險(xiǎn)點(diǎn)為目的技術(shù)稱為被動(dòng)安全技術(shù)。1.橙色電纜線為了減少與高壓電（在電動(dòng)汽車領(lǐng)域指60V以上）的直接接觸，高壓部件上的高壓線路采用橙色作為警示，同時(shí)還會(huì)在高壓器件附近會(huì)有警示性通知。2.防接觸保護(hù)高壓電纜，特別是殼體穿孔部位采用多層絕緣，外層為護(hù)套起防摩損+絕緣功能，中間為帶金屬編織+包帶的中間層(見圖4-10a)，金屬編織與電纜兩端的高壓元件外殼金屬相連，即與車身相連，導(dǎo)體從外部或內(nèi)部彎曲突出內(nèi)層絕緣時(shí)，導(dǎo)體（電纜）與車身金屬相連，形成絕緣檢測(cè)回路，會(huì)觸發(fā)漏電報(bào)警，而普通電纜（見圖4-10b）則沒有此項(xiàng)功能。知識(shí)點(diǎn)04高壓安全設(shè)計(jì)措施一、被動(dòng)安全技術(shù)模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷圖4-10a電動(dòng)汽車系網(wǎng)絡(luò)用電纜

（帶金屬編織+包帶）

圖4-10b

普通電纜（無金屬編織+包帶）知識(shí)點(diǎn)04高壓安全設(shè)計(jì)措施二、主動(dòng)安全技術(shù)模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷2.高壓對(duì)地絕緣檢測(cè)高壓產(chǎn)品漏電（見圖4-10）可通過電池管理系統(tǒng)內(nèi)的絕緣檢測(cè)電路檢測(cè)到，比如DC/DC、逆變器(DC/AC)等對(duì)殼體高壓漏電絕緣檢測(cè)電路都可以檢測(cè)到。絕緣檢測(cè)電路檢測(cè)方法是向高壓電路中注入一個(gè)高壓脈沖，以這個(gè)脈沖為電源，檢測(cè)高壓電路對(duì)車身的絕緣電阻，為檢測(cè)準(zhǔn)確采用了高壓產(chǎn)品外殼與車身相連形成等電位線（圖中粗線條）。圖4-10高壓網(wǎng)絡(luò)不共地、絕緣檢測(cè)和等電位線知識(shí)點(diǎn)04高壓安全設(shè)計(jì)措施二、主動(dòng)安全技術(shù)模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷3.高壓互鎖防護(hù)

主動(dòng)技術(shù)：高壓產(chǎn)品的電纜脫開時(shí)，會(huì)形成觸電和母線短路引患。為此對(duì)整個(gè)高壓系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)導(dǎo)通環(huán)，當(dāng)高壓元件從線束上脫開時(shí)會(huì)造成“U型”導(dǎo)通環(huán)傳送的信號(hào)中斷，控制系統(tǒng)控電池箱內(nèi)的高壓上電繼電器斷開，同時(shí)，逆變器內(nèi)的電容器通過電阻自行進(jìn)行放電。知識(shí)點(diǎn)04高壓安全設(shè)計(jì)措施二、主動(dòng)安全技術(shù)模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷4.高壓接通鎖或檢修塞主動(dòng)技術(shù)：工作人員在診斷輔助系統(tǒng)時(shí)，比如斷開空調(diào)壓縮機(jī)的供電線時(shí)，高壓上電繼電器會(huì)斷開來確保電池箱停止對(duì)外高壓輸出。但還要防止高壓系統(tǒng)通過“點(diǎn)火開關(guān)開啟”重新接通，因此，借助高壓接通鎖（見圖4-11奔馳高壓接通鎖）再次斷開對(duì)外輸出，這樣又對(duì)高壓系統(tǒng)加了一道防止接通的保險(xiǎn)。操作高壓接通鎖進(jìn)入斷開狀態(tài)，就相當(dāng)于不設(shè)計(jì)檢修塞的車拆下了檢修塞。5-11奔馳高壓接通鎖知識(shí)點(diǎn)04高壓安全設(shè)計(jì)措施二、主動(dòng)安全技術(shù)模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷5.在碰撞時(shí)切斷高壓系統(tǒng)主動(dòng)技術(shù)：通過來自安全氣囊的碰撞識(shí)別觸發(fā)斷開電池箱內(nèi)的上電繼電器，并停止發(fā)電機(jī)發(fā)電模式，將母線電容器自動(dòng)放電至允許的電壓極限以下。6.高壓產(chǎn)品的電隔離主動(dòng)技術(shù)：12V降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器的初級(jí)線圈和次級(jí)線圈間采用隔離變壓器，防止出現(xiàn)高壓竄入低壓的情況。知識(shí)點(diǎn)05絕緣電阻監(jiān)測(cè)原理認(rèn)知一、絕緣電阻大小確定模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷

電動(dòng)汽車電池、變頻器、電機(jī)、車載充電機(jī)、直流/直流轉(zhuǎn)換器、電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)和暖風(fēng)PTC加熱器等都會(huì)涉及高壓電器絕緣問題。這些部件的工作條件比較惡劣，振動(dòng)、酸堿氣體的腐蝕、溫度及濕度的變化，都有可能造成動(dòng)力電纜及其他絕緣材料迅速老化甚至絕緣破損，使設(shè)備絕緣強(qiáng)度大大降低，危及人身安全，所以有必要在出現(xiàn)絕緣頭問題時(shí)急時(shí)對(duì)高壓電網(wǎng)進(jìn)行下電操作，保護(hù)人員安全。

電動(dòng)汽車的絕緣狀況以直流正負(fù)母線對(duì)地的絕緣電阻來衡量。電動(dòng)汽車的國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:絕緣電阻值除以電動(dòng)汽車直流系統(tǒng)標(biāo)稱電壓U，結(jié)果應(yīng)大于100Ω/V，才符合安全要求，見公式（1）。標(biāo)準(zhǔn)中推薦的牽引蓄電池絕緣電阻測(cè)量方法適用于靜態(tài)測(cè)試，而不滿足實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的要求。知識(shí)點(diǎn)05絕緣電阻監(jiān)測(cè)原理認(rèn)知二、絕緣電阻監(jiān)測(cè)方法模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷

對(duì)電動(dòng)汽車絕緣電阻的檢測(cè)方法有兩種，一種方法是采用外接電阻切換測(cè)量，二是采用高壓脈沖信號(hào)注入的方法進(jìn)行測(cè)量。由于外接電阻切換測(cè)量有缺陷，實(shí)車上普遍采用高壓脈沖信號(hào)注入法。1.外接電阻切換測(cè)量法絕緣電阻監(jiān)測(cè)

通過測(cè)量電動(dòng)汽車直流母線與電底盤之間的電壓，計(jì)算得到系統(tǒng)的絕緣電阻值。假設(shè)電動(dòng)汽車的直流系統(tǒng)電壓（即車載動(dòng)力電池總電壓）為U，待測(cè)的正、負(fù)母線與電底盤之間的絕緣電阻分別為Rx、Ry，為將計(jì)算的電阻值。正、負(fù)母線與電底盤之間的電壓分別為Ux、Uy，則待測(cè)直流系統(tǒng)的等效模型如圖4-12中的虛線框內(nèi)所示。知識(shí)點(diǎn)05絕緣電阻監(jiān)測(cè)原理認(rèn)知二、絕緣電阻監(jiān)測(cè)方法模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷圖4-12電動(dòng)汽車絕緣電阻測(cè)量原理圖中R1、R2為測(cè)量用的已知阻值的標(biāo)準(zhǔn)電阻。工作原理如下:當(dāng)電子開關(guān)T1、T2全部斷開時(shí)，測(cè)量正、負(fù)母線與電底盤之間的電壓分別為UX和UY為已知可測(cè)量。由電路定律可以得到公式（1）。當(dāng)電子開關(guān)T1閉合、T2斷開時(shí)，則在正母線與電底盤之間加入標(biāo)準(zhǔn)偏置電阻R1，測(cè)量正、負(fù)母線與電底盤之間的電壓分別為UX、UY，同樣可以得到公式（2），兩方程在絕緣檢測(cè)軟件中聯(lián)立方程組。知識(shí)點(diǎn)05絕緣電阻監(jiān)測(cè)原理認(rèn)知二、絕緣電阻監(jiān)測(cè)方法模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷絕緣檢測(cè)軟件通過公式（1）和（2）解出正、負(fù)母線與電底盤之間的絕緣電阻分別為RX和RY，要注意到公式（1）中的UX和UY與公式（2）中的UX和UY數(shù)值是可測(cè)量，但不是相等的。同樣，絕緣電阻在以下2種情況也可以得到:T1、T2全部斷開和T1斷開、T2閉合；T1閉合、T2斷開和T1斷開、T2閉合。由上述計(jì)算公式可知，絕緣電阻RX、RY的具體數(shù)值由4個(gè)測(cè)量電壓值和已知標(biāo)準(zhǔn)電阻計(jì)算得到，最終結(jié)果的精度與電壓測(cè)量和標(biāo)準(zhǔn)電阻的精度直接相關(guān)。另外，開關(guān)動(dòng)作前后，電池電壓隨汽車加、減速的變化對(duì)結(jié)果的影響也應(yīng)分析。電動(dòng)汽車的絕緣電阻一般來講是緩變參數(shù)，而測(cè)量過程很快，因此可以認(rèn)為測(cè)量過程中實(shí)際待測(cè)絕緣電阻阻值保持不變。絕緣電阻監(jiān)測(cè)模塊主要完成如下幾方面功能：正、負(fù)母線對(duì)底盤的電壓UX和UY測(cè)量、標(biāo)準(zhǔn)偏置電阻R1或R2的介入控制、絕緣電阻RX和RY計(jì)算和判斷、報(bào)警方式等。知識(shí)點(diǎn)05絕緣電阻監(jiān)測(cè)原理認(rèn)知二、絕緣電阻監(jiān)測(cè)方法模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷2.高壓脈沖信號(hào)注入法絕緣電阻監(jiān)測(cè)在直流母線正負(fù)極和車輛底盤之間接入電阻，通過電子開關(guān)或高壓繼電器接通電阻和車輛底盤，然后測(cè)量這些電阻上的電壓或電流，再計(jì)算得到絕緣電阻的大小。這些方法或多或少都有一些缺陷，如工作不可靠，不能響應(yīng)動(dòng)力電池內(nèi)部對(duì)地短路故障、不能測(cè)量正負(fù)對(duì)稱故障、無法精確測(cè)量正負(fù)母線雙端對(duì)稱接地時(shí)的絕緣電阻，系統(tǒng)泄漏電容增大時(shí)測(cè)量參數(shù)偏差大等問題。通過向高壓回路注入一個(gè)可變電流信號(hào)，通過檢測(cè)接收回路上的電流變化值來檢測(cè)系統(tǒng)當(dāng)前的絕緣電阻值，可徹底解決電池內(nèi)部對(duì)地短接或正負(fù)對(duì)稱接地時(shí)無法測(cè)量的問題；且不受系統(tǒng)泄漏電容的影響，同時(shí)無需改變檢測(cè)電路中硬件參數(shù)值就可在全電壓(DC0～800V)范圍內(nèi)檢測(cè)系統(tǒng)的絕緣電阻。信號(hào)注入的方法是指對(duì)電動(dòng)汽車的電池系統(tǒng)注入一定頻率的直流電壓信號(hào)。通過測(cè)量反饋的直流信號(hào)計(jì)算絕緣電阻這種信號(hào)對(duì)整個(gè)電池系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生紋波干擾，影響系統(tǒng)的正常工作。而現(xiàn)有的外接電阻切換的絕緣電阻測(cè)量方法檢測(cè)精度較低，同時(shí)因長時(shí)間接入測(cè)量電阻，所以降低了系統(tǒng)的絕緣性能，增加了電池功耗。知識(shí)點(diǎn)05絕緣電阻監(jiān)測(cè)原理認(rèn)知二、絕緣電阻監(jiān)測(cè)方法模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷檢測(cè)電路原理如圖4-13所示，檢測(cè)回路由動(dòng)力電池系統(tǒng)、高壓正負(fù)極回路串聯(lián)電阻Ri、信號(hào)源、測(cè)量電阻Rm、汽車底盤、回路漏電電阻Rf組成。信號(hào)源是一個(gè)電流源信號(hào)，它通過高壓正負(fù)極回路串聯(lián)電阻向動(dòng)力電池系統(tǒng)注入一個(gè)低頻的電流信號(hào)。該信號(hào)通過高壓正負(fù)極回路串聯(lián)電阻、動(dòng)力電池組、回路漏電電阻Rf、車輛底盤、測(cè)量電阻形成一個(gè)信號(hào)回路。在電流信號(hào)注入時(shí)，采樣電阻Rm上的電流為知識(shí)點(diǎn)05絕緣電阻監(jiān)測(cè)原理認(rèn)知二、絕緣電阻監(jiān)測(cè)方法模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷

在測(cè)量回路中，來自電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)（BMS）的高壓脈沖信號(hào)源的注入電壓分別加載到回路的各個(gè)電阻上，其總電壓為分回路電壓之和。

由于測(cè)量回路的電阻Ri及Rm是己知的，由此可以計(jì)算出URi及URm，則回路漏電電阻上所加的電壓值URf值。由(1)和(3)式可得到最終的漏電電阻值為知識(shí)點(diǎn)05絕緣電阻監(jiān)測(cè)原理認(rèn)知二、絕緣電阻監(jiān)測(cè)方法模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷

微處理器通過對(duì)注入信號(hào)的改變及R上電壓信號(hào)變化，進(jìn)行運(yùn)算、分析，最終計(jì)算出本系統(tǒng)的漏電電阻。在直流高壓系統(tǒng)單端對(duì)地漏電或正負(fù)對(duì)稱漏電時(shí)，由于回路的串并聯(lián)電阻發(fā)生變化，通過對(duì)注入信號(hào)的極性判斷及采樣點(diǎn)的電壓變化值與參考電壓的變化差，判斷其故障點(diǎn)所在。圖4-13車輛絕緣檢測(cè)電路的工作原理知識(shí)點(diǎn)05絕緣電阻監(jiān)測(cè)原理認(rèn)知三、高壓產(chǎn)品殼體共地模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷如圖4-14所示為動(dòng)力電池箱、變頻器和電機(jī)等高壓產(chǎn)品通過外殼與車身接地，這樣電池管理系統(tǒng)（BMS）的車身接地線（見圖4-12）中絕緣電阻RX和RY中間與車身之間的車身接地線就可與高壓產(chǎn)品構(gòu)成實(shí)際的檢測(cè)回路。圖4-14高壓產(chǎn)品殼體共地示意圖知識(shí)點(diǎn)05絕緣電阻監(jiān)測(cè)原理認(rèn)知四、絕緣電阻動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷一般來講，電動(dòng)汽車的標(biāo)稱電壓在90～750V之間，實(shí)際偏置電阻因電壓不同而不同，運(yùn)行過程中電池電壓存在一定的波動(dòng)范圍，并且待測(cè)絕緣電阻也有一定的變化范圍，因此，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的電壓測(cè)量電路必須保證在全范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)等精度的測(cè)量，而且正、負(fù)母線對(duì)地電壓的測(cè)量必須同時(shí)完成。知識(shí)點(diǎn)05絕緣電阻監(jiān)測(cè)原理認(rèn)知五、絕緣檢測(cè)無法識(shí)別模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷在高壓電操作中，要牢記，千萬不要把自己串入正、負(fù)極之間構(gòu)成導(dǎo)電回路，因?yàn)檫@時(shí)絕緣檢測(cè)是無法識(shí)別的，將會(huì)造成嚴(yán)重的觸電事故。知識(shí)點(diǎn)06高壓絕緣報(bào)警的診斷方法一、絕緣電阻表模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷當(dāng)電動(dòng)汽車發(fā)生絕緣報(bào)警時(shí)，需要找到高壓網(wǎng)絡(luò)的哪個(gè)地方的那個(gè)元件發(fā)生了絕緣問題。

如圖4-15所示為用FLUKE絕緣表測(cè)量變頻器絕緣電阻的例子，電動(dòng)汽車的絕緣測(cè)量原理是利用機(jī)內(nèi)電池作為電源經(jīng)DC/DC變換產(chǎn)生的直流高壓由表筆出經(jīng)被測(cè)試品到達(dá)另一個(gè)筆，從完成運(yùn)算直接將被測(cè)的絕緣電阻值測(cè)出來。

為達(dá)到能測(cè)量不同等級(jí)的絕緣產(chǎn)品，絕緣電阻表內(nèi)的兩節(jié)直流干電池（3V）升壓為50V、500V、1000V等不同的直流脈沖電壓以適應(yīng)不同電壓等級(jí)元件的絕緣檢測(cè)要求。圖4-15用絕緣表測(cè)量變頻器的絕緣值為2.2GΩ知識(shí)點(diǎn)06高壓絕緣報(bào)警的診斷方法二、高壓線路絕緣檢查原則模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷進(jìn)行高壓網(wǎng)絡(luò)絕緣檢查時(shí)，通常先斷開電池箱對(duì)外輸出的高壓導(dǎo)線，以電池箱內(nèi)側(cè)和外側(cè)為分界點(diǎn)。先判絕緣下降原因在電池箱內(nèi)部，還是在電池箱外部。如果絕緣下降原因在電池箱外部，可先從高壓元件本身漏電，然后是高壓導(dǎo)線的順序進(jìn)行。如果絕緣下降原因在電池箱內(nèi)部，可先從電池箱防水能力下降，高壓繼電器、高壓連接支撐處、電池管理系統(tǒng)檢測(cè)電壓的信號(hào)線（其內(nèi)部為高壓）、電池組本身漏電的順序進(jìn)行。知識(shí)點(diǎn)06高壓絕緣報(bào)警的診斷方法三、高壓元件絕緣檢查模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷1.電池箱內(nèi)絕緣檢查（1）電池箱外部進(jìn)行絕緣檢測(cè)確認(rèn)如圖4-16(a)、(b)所示，斷開電池箱對(duì)外輸出的供電電纜，用絕緣電阻表1000V檔分別測(cè)量電池箱對(duì)外輸出的供電電纜座內(nèi)正、負(fù)兩根電纜中的任意一根對(duì)車身地(電池箱外殼）的接地電阻，檢測(cè)絕緣報(bào)警是否發(fā)生在電池箱內(nèi)。圖4-16在電池箱外部進(jìn)行絕緣測(cè)量知識(shí)點(diǎn)06高壓絕緣報(bào)警的診斷方法三、高壓元件絕緣檢查模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷（2）電池箱內(nèi)進(jìn)行高壓電纜分段絕緣檢查拆開電池箱，先觀察不可能的高壓電纜絕緣下降段，排除這些電纜段，以免做無用的測(cè)量。對(duì)可能電電纜段用絕緣電阻表1000V檔分別測(cè)量對(duì)車身地(電池箱外殼）的接地電阻，電阻若低于正常值，更換電纜。（3）高壓繼電器絕緣檢查如圖4-16(c)、(d)、(e)所示，拆開電池箱，斷開高壓繼電器的高壓導(dǎo)線，用絕緣電阻表1000V檔分別測(cè)量電池箱內(nèi)正、負(fù)繼電器輸出端子對(duì)車身地(電池箱外殼）的接地電阻，電阻若低于正常值，更換繼電器。知識(shí)點(diǎn)06高壓絕緣報(bào)警的診斷方法三、高壓元件絕緣檢查模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷（4）電池組的絕緣檢查如圖4-16(f)、(g)所示，拆開電池箱，斷開電池上的高壓導(dǎo)線，用絕緣電阻表1000V檔分別測(cè)量電池箱內(nèi)電池的正、負(fù)極輸出端子對(duì)車身地(電池箱外殼）的接地電阻，電阻若低于正常值，再詳細(xì)分解各組電池，再次測(cè)量對(duì)地的絕緣電阻，直到找到相應(yīng)的電池組，修理方式可更換電池組，也可更換電池箱總成。2.電池箱外絕緣電阻檢查（1）變頻器絕緣檢測(cè)如圖4-17所示的(a)、(b)測(cè)量點(diǎn)，在斷開直流輸入側(cè)電纜和斷開三相交流輸出側(cè)電纜的變頻器上，用絕緣電阻表400V或1000V檔（修理手冊(cè)絕緣檢測(cè)電壓為1000V時(shí)）檔分別測(cè)量輸入側(cè)正、負(fù)極對(duì)車身地(變頻器外殼）的接地電阻，電阻若低于正常值，更換變頻器。知識(shí)點(diǎn)06高壓絕緣報(bào)警的診斷方法三、高壓元件絕緣檢查模塊四

電動(dòng)汽車安全管理認(rèn)知與故障診斷圖4-17變頻器直流側(cè)絕緣測(cè)量如圖4-17(c)、(d)、(e)所示，在斷開直流輸入側(cè)電纜和斷開三相交流輸出側(cè)電纜的變頻器上，用絕緣電阻表1000V檔分別測(cè)量變頻器