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纯电|纯电动汽车高压电气系统设计原理( 三 )


纯电|纯电动汽车高压电气系统设计原理
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图3 霍尔式电流传感器原理图
4）高压接触器触点状态检测与故障处理
为实现纯电动汽车的控制功能和高压电路的可自行切断保护功能 ， 在电动汽车的高压系统中必须配置可控制的并且有自我保护切断高压回路功能的高压接触器 。 根据整车设计的需求 ， 任何电动汽车在动力主回路中都会配置高压接触器 ， 如果高压接触器触点发生闭合或断开失效时 ， 没有相应的正确处理方式应对 ， 将有可能引起不正常的控制而造成汽车不能正常启动或不能启动 。 严重的情况下 ， 将会给汽车和人身安全造成危险 。 鉴于上述问题的严重性 ， 应对高压接触器触点状态进行安全有效的实时监控 ， 并对故障进行处理 。 当高压接触器触点发生闭合或断开失效故障时 ， 高压管理系统会发出声光报警 ， 以提示操作人员并根据故障的级别控制汽车是否可进行其他操作 。
5）高压互锁回路检测及故障处理
高压回路互锁功能设计是针对高压电路连接的可靠程度提出的 。 危险电压闭锁回路也称为高压互锁回路（HVIL）,它是一个典型的互锁系统 ， 通过使用电气的信号 ， 来检查整个模块、导线及连接器的电气完整性。 当高压安全管理系统检测到某处连接断开或某处连接没有达到预期的可靠性时 ， 安全管理系统将直接或通过整车控制器切断相关动力电源的输出并发出声光报警,直到该故障完全排除 。 如图 4 示出高压互锁回路检测原理图 。
纯电|纯电动汽车高压电气系统设计原理
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图4 高压互锁电路检测原理图
6） 充电互锁检测及故障处理
出于安全考虑 ， 充电时 ， 整个驱动系统都需要处于断电状态 ， 即驱动系统高压接触器需处于断开状态 ， 当高压安全管理系统接收到有效的充电信息指令后 ， 高压管理系统首先检测驱动系统相关接触器是否处于断开状态 。 若处于断开状态则闭合充电回路相关接触器 。 否则 ， 充电接触器将不会闭合 ， 高压管理系统将发出声光报警以提示相关人员 ， 直至故障排除 。
6、高压系统余电放电保护设计
由于高压系统的电机控制器和电动空调等高压部件存在大量的电容 。 当高压主回路断开时 ， 因高压部件电容的存在 ， 高压系统中还存有很高的电压和电能 。 为避免对人员和汽车造成危害 ， 在切断高压系统后应将电容的高压电通过并联在高压系统中的电阻释放掉 。
纯电|纯电动汽车高压电气系统设计原理
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图5 车载充电机
四、静止停放时安全管理概述
汽车静止停放时 ， 每隔一定时间（20 s 或 30 s）高压安全管理系统需对高压电网系统进行 1 次绝缘测量 ， 即判别高压电网系统有无绝缘故障 ， 整个高压回路系统包括动力电池内部、动力线、电驱动系统（电机控制器和电机三相线）及连接高压设备附件的导线 。 当检测到有绝缘故障且故障一直存在时 ， 仪表便会显示绝缘故障指示 ， 以提示驾驶员 。
五、碰撞安全概述
通常 ， 电动汽车采用了高达 400 V 左右的大容量动力电池作为驱动汽车的动力源 ， 因而电力未切断的动力电池会对汽车和人员造成不容忽视的威胁和伤害。 若汽车在行驶过程中发生碰撞、翻滚或在充电状态中被其他汽车撞击等意外事故 ， 将会使动力电池组、高压用电设备及高压线束等与车身之间发生摩擦或接触 ， 造成潜在的绝缘失效和短路等危险 。 为避免由于上述状况而引起的汽车安全问题 ， 可通过一些相关的传感器（如碰撞传感器、角度传感器）来检测汽车的状态 ， 当高压管理系统接收到相关传感器发出的信息后 ， 立即关闭高压电 ， 并利用高压系统余电放电电路将汽车高压部件电容端的电压在 1 s 内放掉 ， 避免火灾或漏电事故引起的人员触电事故的发生。


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