Блокировка высокого-напряжения для
Новые энергетические транспортные средства
Введение в блокировку высокого-напряжения
Только когда цепь блокировки образует полный замкнутый контур, можно считать, что высоковольтные компоненты автомобиля работают нормально, и только тогда можно подключать-электроэнергию высокого напряжения. Напряжения источника сигнала HVIL обычно бывают трех видов: рабочий цикл 5 В/12 В/ШИМ.
Цель блокировки высокого-напряжения
Аккумуляторные батареи транспортных средств на новых источниках энергии обычно работают при напряжении до 300–800 В и с очень большими токами. Поэтому необходимо защитное устройство для повышения безопасности транспортного средства и обслуживающего персонала.
Конструкция высоковольтных-блокировок в первую очередь направлена на решение следующих задач:
1. Предотвращение подключения и отключения обслуживающим персоналом, когда цепь находится под напряжением. Разъемы высокого-напряжения содержат множество металлических контактов. Если их напрямую отключить под нагрузкой (током), в момент размыкания контактов возникнет сильная электрическая дуга. Эта дуга достигает чрезвычайно высоких температур, сильно обжигая металлические контакты разъема, что приводит к увеличению контактного сопротивления, перегреву и даже возгоранию. Одновременно сама электрическая дуга также является существенным источником электромагнитных помех.
2. Предотвращение случайного отсоединения разъемов высокого-напряжения. Во время работы автомобиля, а также во время технического обслуживания или столкновений может возникнуть вибрация разъема высокого-напряжения. Если система остается в неведении и продолжает подавать питание, прерывистое соединение может перегреться из-за чрезмерного сопротивления контактов, что создает опасность возгорания.
3. Предупреждения о безопасности. Перед запуском автомобиля BMS (система управления аккумулятором) или VCU (блок управления автомобилем) выполняет самопроверку HVIL-. Если цепь не разомкнута, система сообщит о неисправности и предотвратит включение высоковольтной системы, тем самым защищая безопасность персонала и транспортного средства.
Принцип работы блокировки высокого-напряжения
Суть блокировки высокого-напряжения заключается в сигнальной цепи низкого-напряжения и низкого-тока.
1. Основные компоненты
(1) Источник сигнала HVIL. Обычно сигнал контроля низкого-напряжения (например, 5 В или 12 В) подается системой управления аккумуляторной батареей (BMS) или блоком управления транспортным средством (VCU).
(2) Цепь HVIL. Тонкий сигнальный провод низкого-напряжения, похожий на «нитку засахаренных боярышников», подключается последовательно ко всем компонентам высокого-напряжения, которые необходимо контролировать, и их разъемам.
(3) Приемник HVIL: сигнал в конечном итоге вернется в порт мониторинга BMS или VCU.
2. Рабочий процесс (на примере наиболее распространенной «последовательной цепи»)
(1) Нормальное состояние (все разъемы подключены)
① BMS отправляет контрольный сигнал HVIL 5 В.
② Этот сигнал последовательно проходит через блокировочные контакты внутри разъемов всех компонентов высокого-напряжения, таких как контроллер двигателя, компрессор кондиционера, PTC и преобразователь постоянного тока в постоянный.
③ Поскольку все разъемы подключены, вся цепь является проводящей.
④ В конечном итоге сигнал плавно возвращается на приемную сторону BMS.
⑤ Система BMS обнаруживает полный обратный сигнал, определяет, что «соединение цепи высокого-напряжения нормальное», и разрешает последующие операции, такие как предварительная -зарядка и-включение питания.
(2) Ненормальное состояние (любой разъем отсоединен или ослаблен)
① Предположим, что техник отсоединил разъем компрессора кондиционера во время технического обслуживания.
② В тот момент, когда этот разъем отсоединяется, его внутренние блокировочные контакты HVIL отключаются первыми (в конструкции обычно используется конфигурация контактов «разрыв-перед-замыканием»).
③ В этот момент вся сигнальная петля HVIL разрывается.
④ Приемник BMS немедленно обнаруживает отсутствие возвращенного сигнала (напряжение становится равным 0).
⑤ BMS может идентифицировать неисправность в течение миллисекунд и немедленно принять следующие меры безопасности:
1) Сигнализация: на приборной панели загорается индикатор неисправности высокого-напряжения, предупреждая водителя.
2) Отключение питания-отключение: всем соответствующим контроллерам немедленно приказано прекратить работу, а главные положительные и отрицательные реле отключаются, отключая электропитание всей системы высокого-напряжения.
3) Разряд: такие компоненты, как контроллер двигателя, получают команду активно разряжать конденсаторы шины, быстро снижая напряжение до безопасного уровня.
