《電動汽車高壓安全及防護》課件-第5章

實訓項目五電動汽車維修作業(yè)的高壓安全及防護任務一維修開關及高壓互鎖作用任務二高壓上電與下電任務三電動汽車駕駛與操作安全任務四高壓和高溫部件的安全事項任務五解碼器功能的認知任務六高壓漏電檢測目的與方法技能訓練技能訓練項目小結

本項目需要完成的任務涉及以下內容：

(1)高壓互鎖作用。

(2)維修開關的位置和作用。

(3)維修開關使用時的注意事項。

(4)高壓安全下電與上電的目的和原理。

(5)電動汽車高壓漏電檢測的目的與方法。

能力目標

(1)掌握對混合動力汽車高壓安全斷電操作。

(2)掌握對純電動汽車安全斷電操作。

(3)掌握高壓互鎖工作原理與作用。

(4)能夠進行電動汽車動力電池漏電檢測操作。

(5)能夠進行電動汽車高壓線路漏電檢測操作。

任務一維修開關及高壓互鎖作用

一、維修開關作用1.純電動汽車斷電系統(tǒng)在電動汽車高壓回路中，理論上，低壓監(jiān)測回路比高壓先接通、后斷開，期間保持必要的提前量，時間長短可以根據(jù)項目具體情形確定，比如150ms，大體可選擇這個量級。監(jiān)測目標是高壓連接器這類要求人力操作實現(xiàn)電路接通或斷開的電氣接口元件。

在電動汽車高壓回路中，要求具備高電壓互鎖(HVIL)回路功能的電氣元件主要是高壓連接器和手動維修開關(MSD)。電動汽車高壓斷電系統(tǒng)如圖5-1所示，其中斷開部位有兩處：一處是手動切斷的維修開關(也稱緊急維修開關)；另一處是主繼電器。

圖5-1電動汽車高壓斷電系統(tǒng)

2.主繼電器的軟件控制來源

(1)啟動按鈕。

(2)碰撞斷電信號。

(3)互鎖裝置激活切斷信號。

由以上分析可知，通過手動操作斷開高壓電的方式有兩種：一是操作啟動按鈕，使擋位切換至OFF擋；二是操作維修開關。平時最常用的斷電方式就是操作啟動按鈕，只有在車輛維修、存在漏電危險等特殊情況時才使用維修開關。

電動汽車維修開關實物如圖5-2所示。

圖5-2電動汽車維修開關實物

圖5-3所示為比亞迪e6緊急維修開關的實物。圖5-3比亞迪e6緊急維修開關

3.維修開關的布置

維修開關電氣部位布置一般有兩種：一種是布置在動力電池和高壓配電盒之間；另一種是裝在動力電池上，分別如圖5-4和圖5-5所示。

圖5-4維修開關布置在動力電池和高壓配電盒之間

圖5-5維修開關布置在動力電池上實物圖

4.維修開關操作部位

維修開關操作部位如圖5-6所示。維修開關作為高壓安全部件，它的操作部位布置需遵循一些原則，包括以下三大方面。

(1)操作部位應長期保持干燥，不易接觸到水、飲料等液體，并有適當隔離物進行隔離。

(2)操作部位應靠近駕駛人，以便緊急情況時駕駛人能較快操作。

(3)操作開關的布置應易于操作，覆蓋物的拆卸不應設計得太過煩瑣，以便緊急情況時能較快操作。

圖5-6維修開關操作部位

5.防直觸設計

依據(jù)GB/T19751—2005《混合動力電動汽車安全要求》的規(guī)定，如果高壓連接器可不用工具斷開，則在未匹配的情況下需滿足IP××B防護等級的要求，即防止手指直接接觸(簡稱防直觸)，所以維修開關的底座插孔應該依據(jù)IP××B防護等級進行設計。高壓互鎖連接器防直觸設計如圖5-7所示。

圖5-7高壓互鎖連接器防直觸設計

二、高壓互鎖作用

高壓互鎖連接器如圖5-8所示，它是由帶有卡槽的插頭扳手、帶有導向槽的二次鎖和高壓互鎖微動開關組成的互鎖機構。圖5-8高壓互鎖連接器

高壓互鎖回路功能設計是針對高壓電路連接的可靠程度提出的。危險電壓閉鎖回路也稱為高壓互鎖回路(HVIL)，電動汽車高壓互鎖回路如圖5-9所示。

圖5-9電動汽車高壓互鎖回路

任務二高壓上電與下電

一、高壓斷電的安全要求1.高壓斷電目的

高壓斷電的目的是避免維修人員對車輛進行維修時發(fā)生觸電。

2.高壓斷電原理維修開關參見圖5-10。

圖5-10維修開關

3.注意事項

(1)維修車輛時，一定要拔掉維修開關。

(2)進行維修開關的插/拔操作時，必須確保整車低壓電源已經關閉，啟動按鈕為斷開狀態(tài)。

(3)在ON擋上電的狀態(tài)時，嚴禁插/拔維修開關手柄和殼體上的插接件。

(4)充電狀態(tài)時，不得將維修開關手柄和殼體上的插接件拔出。

(5)在無維修開關手柄的情況下，嚴禁放入異物替代。

(6)嚴禁將手指直接伸入到維修開關的插針孔內，防止觸電傷亡。

(7)嚴禁私自拆卸維修開關。

4.操作要求

因涉及高壓安全，故維修開關的規(guī)范操作是非常重要的，不規(guī)范的操作不僅可能造成車輛故障，還有可能引起高壓拉弧等危險。維修開關規(guī)范操作如下：

(1)維修開關是在特殊情況下才使用的，如車輛維修、漏電報警等；在非特殊情況下不允許對維修開關進行操作。

(2)維修開關的操作應由專業(yè)人員進行，至少操作人員應該進行過相關培訓。

(3)對維修開關操作時，操作人員必須佩戴必要的勞保用品，如絕緣手套、絕緣膠鞋等，其電壓等級必須大于電池組的最高電壓。使用前需檢查其是否完好無損，以確保操作人員的安全。

(4)拔下維修開關手柄后，必須妥善保管，直至檢修完畢，避免誤操作。

(5)拆下維修開關之后，必須等待至少10?min后方能進行維修操作，以確保高壓線路的余電已釋放。如果條件允許，建議等待時間為30?min。

注意：只有在斷開安全線的情況下才能拔下高壓插頭，相應步驟如圖5-11(a)～(d)所示。

圖5-11拔下高壓插頭

圖5-12所示為切斷電動汽車電源過程的“五項安全法則”操作步驟。另外，也可執(zhí)行“七步法”：①停電；②掛鎖；③驗電；④放電；⑤懸掛警示牌；⑥裝設遮欄；⑦有監(jiān)護人。

圖5-12切斷電動汽車電源過程的五項安全法則

圖5-12切斷電動汽車電源過程的五項安全法則

二、高壓安全下電

按照國家電動汽車安全標準，在動力電池上都會設計有一個串聯(lián)的手動維修開關，用于人工切斷整個動力電池的回路。圖5-13所示為豐田公司普銳斯動力電池內部的維修開關。

圖5-13普銳斯手動維修開關(橙色)

1.電動汽車維修前準備

(1)確認人員作業(yè)資質，符合資質人才可以進行電動汽車維修操作。

(2)準備好符合相關法律規(guī)定以及標準的測量儀表，并且確認儀表不破損及其數(shù)值準確。

(3)檢查并佩戴絕緣護具以及相關絕緣工具(詳見“實訓項目一電汽車動高壓防護用品”)。在維修電動汽車之前，應佩戴絕緣手套，注意摘除手表、戒指、鋼筆和手機等，參見圖5-14；腳上穿膠底絕緣鞋；佩戴安全防護眼鏡；建議穿非合成纖維的(如棉布)服裝，并注意遵循安全警示標簽(或標識)提示的內容。

圖5-14摘除身上一切金屬物品

2.車輛下電

車輛下電是指將高壓系統(tǒng)的電源與高壓用電部件完全斷開，并確認整車以及高壓用電部件完全不存在有害電壓的過程，經過正確斷電操作后的車輛才可以允許具有相關作業(yè)資質人員進行檢測與維修。

斷開電源是指將電氣系統(tǒng)和存在電壓的部件斷開。

3.高壓下電操作流程

高壓下電主要是通過正確的操作步驟來關閉車輛高壓系統(tǒng)。高壓下電操作的基本流程如下：

1)關閉點火開關

關閉點火開關后，將車輛鑰匙放到一個安全的區(qū)域，通常應該遠離被維護的車輛，如圖5-15所示。

圖5-15移除車輛鑰匙

2)斷開輔助電池負極端子

找到12?V輔助電池，移開乘客側裝飾，斷開該電池的負極并固定搭鐵線，以防止移動蓄電池負極端子，如圖5-16所示。圖5-16斷開蓄電池負極端子并固定

3)拆除手動維修開關

找到維修開關并斷開，如圖5-17所示。當處理橙色高壓組件和線路時，維修人員必須戴著絕緣橡膠手套。將拆下的維修開關放在口袋中，以防止其他人將它安裝回車上去，并將裸露的維修開關槽使用絕緣套蓋封住或加上維護開關鎖具，如圖5-18所示。

圖5-17斷開手動維修開關圖5-18維修開關斷開后加鎖具

由于手動維修開關能夠物理上直接切斷動力蓄電池的高電壓回路，因此汽車制造廠商都會將該開關設計有特殊的鎖止結構(互鎖回路)，避免人為意外觸發(fā)或者行駛中因為震動等因素使其斷開。圖5-19所示為通用汽車公司SPARK純電動汽車上的手動維修開關斷開方法演示。

圖5-19SPARK純電動汽車手動維修開關斷開方法

4)等待10?min

拆下維修開關后，須至少等待10?min，使得高壓部件中的電容器進行放電，然后才可以繼續(xù)對車輛進行高壓檢驗操作。車輛儀表顯示高電壓系統(tǒng)無電如圖5-20所示。部分電動汽車上該無電壓狀態(tài)可顯示在儀表盤上讀取。

圖5-20儀表顯示高電壓系統(tǒng)無電

如果無電壓狀態(tài)不能在車載儀表或借助制造商訂制的測量、檢測工具顯示，那么就必須注意以下幾點：

(1)所使用的工具必須具備高壓系統(tǒng)電壓檢測許可，并有相應的許可標識，如圖5-21所示。

圖5-21電壓測試許可標識

(2)為了保證測量、檢測工具功能的完好，在電動汽車上測量之前和之后必須再一次在另一匹配電壓上驗證，例如在家庭安裝的插座上驗證。

如圖5-22所示。

圖5-22佩戴電氣防護手套的測量

5)高電壓斷電的確認和檢驗

在執(zhí)行完高電壓系統(tǒng)的下電以后必須進行高電壓的檢驗，進行高壓斷開確認。高電壓系統(tǒng)中止的檢驗參見圖5-23。

圖5-23高電壓系統(tǒng)中止檢驗

4.高電壓系統(tǒng)的檢驗

在維修帶有高電壓的電動汽車前，務必執(zhí)行高電壓的中止和檢驗操作，避免高壓觸電！

在執(zhí)行完高電壓系統(tǒng)的中止(下電)以后必須進行高電壓的檢驗，進行高壓斷開確認。

三、高壓安全上電

在電動汽車中，除動力電池外，其他部件都是由整車控制單元或混合動力控制單元通過接觸器控制高電壓的接通與關閉的，這類似于家庭用的設備供電，如圖5-24所示。

圖5-24家用電網供電配電箱與總閘

1.高壓上電操作流程

(1)拆除維護開關鎖具。

(2)正確進行上電操作(安裝上手動維修開關)。

(3)鑰匙開關閉合，觀察車輛儀表界面，若其顯示如圖5-25所示，則說明上電成功。

圖5-25電動汽車車輛儀表界面正常顯示

2.高壓上電原理

VCU發(fā)送高壓上電命令，BMS來執(zhí)行預充繼電器指令，完成電量總正和總負的控制。VCU通過CAN信息實時監(jiān)控電池狀態(tài)，當高壓電狀態(tài)為連接、電池單體電壓差在允許范圍內且電池允許放電三個條件同時滿足后，車輛進入高壓電準備完畢狀態(tài)。當DC/DC轉換器正常工作、氣泵正常工作后，則進入車輛正常運行模式，完成整車高壓上電。

四、電動汽車的高電壓存在形式認知

電動汽車的高電壓系統(tǒng)集中在車輛的驅動系統(tǒng)、空調與暖風系統(tǒng)、12?V電源系統(tǒng)以及帶有插電功能的充電系統(tǒng)。根據(jù)高電壓存在的時間不同進行分類，電動汽車高電壓系統(tǒng)的高電壓主要有三種存在形式：持續(xù)存在、運行期間存在和充電期間存在，如圖5-26所示。

圖5-26高電壓系統(tǒng)存在形式

1.持續(xù)存在形式

純電動汽車的動力(蓄)電池如圖5-27所示，該動力電池中持續(xù)存在高電壓。圖5-27純電動汽車動力電池

2.運行期間存在形式

運行期間存在高電壓的部件，是指當點火開關處于ON、RUN或其他運行狀態(tài)下，部件存在高電壓。

運行期間存在高電壓的系統(tǒng)或部件有兩種類型：

(1)只要點火開關處于ON或RUN狀態(tài)下就會存在高電壓，這類部件包括逆變器(參見圖5-28)、DC/DC轉換器和連接的高壓導線。

圖5-28混合動力汽車逆變器

(2)雖然點火開關處于ON狀態(tài)，存在高電壓，但是由于該系統(tǒng)所執(zhí)行的功能沒有被接通，此時相關的部件仍然不會接通，因此沒有高電壓。位于純電動汽車中的高壓壓縮機和PTC加熱器，該壓縮機一半是渦卷壓縮機，另一半是三相高電壓驅動的電動機。典型的高壓渦卷壓縮機如圖5-29所示。

圖5-29典型的高壓渦卷壓縮機

3.充電期間存在形式

充電期間存在高電壓主要指的是插電式混合動力和純電動汽車，此類車輛的車載充電器(參見圖5-30)以及連接的導線只有在車輛連接外部220?V電網充電期間才會具有高電壓。圖5-30車載充電器

4.接觸器內的存在形式

除上述三種高壓電存在形式外，在接觸器內也存在高壓電。接觸器即為一個大功率的繼電器，它用于控制高壓導線正極和負極導線之間的接通與斷開。接觸器通常被布置在動力蓄電池組總成內部或者被獨立布置在一個BDU(配電箱)中，在豐田公司普銳斯動力蓄電池總成端部布置有多個接觸器，如圖5-31所示。

圖5-31普銳斯內部接觸器

接觸器連接形式如圖5-32所示，當控制單元通過接觸器切斷位于動力蓄電池與高壓系統(tǒng)用電部件的連接后，整車除動力蓄電池外，其他高壓用電設備上就不再有高電壓，因此也是安全的。圖5-32接觸器連接形式

圖5-33所示為接觸器內部接線圖。圖5-33接觸器內部電路圖

接觸器接通條件如下：

(1)點火開關為ON擋。

(2)高電壓系統(tǒng)自檢沒有存在漏電等故障。

接觸器斷開條件如下：

(1)點火開關為OFF擋。

(2)高電壓系統(tǒng)檢測到存在安全事件的發(fā)生。

任務三電動汽車駕駛與操作安全

一、駕駛與操作安全注意事項1.車輛起步前操作注意事項(1)在點火前需檢查電池電壓是否在合理范圍內。(2)從ON擋至點火擋的時間間隔在3?s以上。(3)點火時擋位必須在P擋，腳踩住制動踏板，不準踩加速踏板(否則不能啟動車輛)，如圖5-34所示。

(4)點火后檢查儀表上是否有故障報警燈，若有則應及時處理，如圖5-35所示。

(5)起步時盡量緩速起動，避免加速過大導致動力系統(tǒng)保護措施啟動。

圖5-34電動汽車啟動

圖5-35電動汽車儀表

2.車輛行駛中注意事項

(1)行駛中需經常注意電池電壓，電動汽車復合儀表如圖5-36所示，當電量表電量指示小于30%或靜態(tài)電池電壓小于303?V時，需返回對車輛充電或更換電池。

(2)正常行駛下，電壓表動態(tài)電壓小于280?V時故障燈亮起，或靜置10?min后電壓表電壓小于300?V(正常電壓范圍為310?V～345?V)，需立即對車輛充電或更換電池。

(3)從ON擋至點火擋的時間間隔在3?s以上。

圖5-36電動汽車復合儀表

(4)在車輛行駛中聞到焦味需立即靠邊停車檢查，以判斷焦味來源，確認非車內異味后可繼續(xù)行駛。

(5)行駛中不可將手放在電子換擋操縱桿上，以避免誤觸碰而改變擋位。

(6)在行駛中儀表有報警聲音時，及時觀察儀表，若有故障，則靠邊停車檢查。

(7)發(fā)現(xiàn)路上積水，需觀察水深未超過地盤高度14?cm時，需低速(10?km/h以內)通過。

(8)坡上起步時，應防止溜坡。

3.車輛停車注意事項

電動汽車停車如圖5-37所示。

(1)停車時應避免急制動，否則會加快車身部件磨損。

(2)車輛停穩(wěn)后需拉上駐車制動器，擋位掛在P擋。

(3)人離開車內時必須將車輛鑰匙取下。

圖5-37電動汽車停車

4.經濟省電忠告

(1)車輛應緩慢地加速或減速，避免突然加速或減速，盡量保持勻速行駛；避免不必要的連續(xù)高速行駛。

(2)車輛頻繁地停/走會使耗電量增加。

(3)依規(guī)定實施車輛定期保養(yǎng)，以保持其原有的性能，進而節(jié)省用電量。

(4)若無需要，應關閉車輛的空調系統(tǒng)。

二、電動汽車的駕駛與操作要領

車輛在行駛過程中，要保證平穩(wěn)的加速和減速，需注意以下幾點：

(1)駕駛過程中，能量在車輛減速時可通過再生制動器(參見圖5-38)得以回收，不過為了更有效地使用能量，不要對車輛進行不必要的加速和減速操作。

圖5-38電動汽車再生制動器

(2)可以通過多媒體“行駛設置”選項設置“能量回饋強度”。

①標準——車輛松油門時能量回饋適中，減速感中等；較大——車輛松加速踏板時能量回饋較大，減速感較大。

②用戶可以根據(jù)自己對松油門時的減速感需求，自由選擇回饋強度，體驗不同減速感，獲得不同的駕駛樂趣。

③松油門回饋強度設定以后，則其具有記憶功能，即使車輛下電以后，下次再上電時，仍保持上次設定的回饋模式。

④動力電池的剩余電量可以在組合儀表上顯示。若不是急加速、急減速或者低電量的情況下，將不必使用汽油發(fā)動機動力，此情況下能更有效地利用電機。

⑤行駛中，如果從ECO(經濟模式)切換到SPORT(運動模式)，那么車輛將立即輸出比原來強勁的動力來滿足駕駛員需求，請注意駕駛安全。

⑥根據(jù)動力電池SOC和車速在HEV-ECO模式下，車輛可能出現(xiàn)發(fā)動機頻繁起動和停止的狀態(tài)，這是正常的經濟運行模式，無需懷疑為車輛性能。

(3)因為電動汽車的剎車是由電機控制的，相比燃油車會有稍軟的感覺，所以，在行駛時應該提前預判剎車距離，盡量避免緊急剎車。同時，電動汽車配備有ABS防抱死功能，應盡量采取一腳制動，不要采取反復踩踏制動踏板，這樣容易降低制動系統(tǒng)中剩余的伺服輔助力，造成剎車助力不足。

任務四高壓和高溫部件的安全事項

一、車輛充電安全用電注意事項車輛充電如圖5-39所示。

圖5-39車輛充電

(1)車輛充電應按照說明書的規(guī)定進行操作。

(2)先將所有線路連接好后再合閘供電。

(3)盡量采用慢充方式。

(4)雨季充電時選擇優(yōu)質正規(guī)的充電樁，避免漏水引發(fā)的觸電、短路等狀況。

(5)插頭過程中應保持插頭和插座干燥，不干燥的期間要晾干后再行充電。

(6)夏日充電應注意通風，避免在烈日下充電，可以選擇地下車庫進行充電。

(7)剩余電量在80%以上時不建議充電。

二、車輛停放安全注意事項

如果需要將電動汽車長時間停放，如圖5-40所示，那么停放安全注意事項如下：

(1)停放應將低壓蓄電池的電源線拔下來。

(2)不要長時間停放于潮濕、高溫、陽光暴曬等環(huán)境下，盡量選取遮陽或者通風性良好的位置。

(3)雨季避免停放至低洼處，防止積水淹沒車輛底盤。

(4)剩余電量在20%以下時不建議連續(xù)停放超過3天。

(5)如果需要長期停放，必須保證停放前整車的電量超過50%；如果停放超過三個月，那么必須每三個月進行一次充電或者最好進行一次深放電及充電一次。

圖5-40車輛停放

三、使用安全用電注意事項

車輛使用如圖5-41所示。圖5-41車輛使用

(1)上電之前檢查所有的線路連接是否緊固、正確；確保電池電量充足，避免過放電。

(2)開車時緩加速起步，盡量避免急加速和急制動等情況的出現(xiàn)。開車時盡量不要急加速的急剎車。

(3)假如出現(xiàn)撞車等事故，首先要拔下鑰匙，切斷電源，并遠離車輛，再尋求廠家或4S店的幫助。

(4)遇到積水處要冷靜處理：

①首先減慢車速，然后觀察積水深度，若能正常通過，則以正常車速行駛通過，涉水深度不超過50?cm。

②通行水淺的路段應減慢速度，否則帶動積水飛濺，容易造成車輛進水，損傷底盤上的電池電機部分。

③水中熄火勿再啟動。對于雨天或浸泡在水中的車輛，如果車身出現(xiàn)嚴重損害，比如高壓電池出現(xiàn)嚴重損害，需穿上適當?shù)姆雷o裝備尋求救援，不要觸摸高壓零部件或線路；并在車旁樹立“高壓危險，不要觸摸”警示牌。

④車輛浸泡在水中，不能采用直接從水中拖出的方式，應使用起吊方式將其從水中完全吊出。注意，在水中操作時不要觸摸維修插頭和高壓零部件及線束。

四、檢修安全用電注意事項

對電動汽車的檢修也是至關重要的，自己不要隨便進行檢修，應到4S店讓專業(yè)的技術人員進行檢修，參見圖5-42。圖5-42車輛檢修

電動汽車作業(yè)“十不準”如下：

(1)非持證電工不準裝接電動汽車高壓電氣設備。

(2)任何人不準玩弄電氣設備和開關。

(3)破損的電氣設備應及時調換，不準使用絕緣損壞的電氣設備。

(4)不準利用車身電源對電動汽車以外的用電設備供電。

(5)設備檢修切斷電源時，任何人不準啟動掛有警示牌的電氣設備或合上拔去的熔斷器。

(6)不準用水沖洗、擦拭電氣設備。

(7)熔斷絲熔斷時，不準調換容量不符的熔絲。

(8)不經技術部門或主管部門審批，不準對車輛私自改動和加裝。

(9)發(fā)現(xiàn)有人觸電，應立即切斷電源進行搶救，未脫離電源前不準直接觸碰觸電者。

(10)雷雨天氣，禁止室外對車輛充電和維修維護。

任務五解碼器功能的認知

一、常用的電動汽車解碼器電動汽車解碼器如圖5-43所示。

圖5-43電動汽車解碼器

二、電動汽車解碼器的分類

電動汽車解碼器可分為專業(yè)故障診斷儀和便攜式故障診斷儀兩大類。便攜式故障診斷儀是一款專為車主們設計的汽車檢測和診斷儀器。

電動汽車便攜式智能故障診斷儀(解碼器)如圖5-44所示。

圖5-44電動汽車便攜式智能故障診斷儀

三、解碼器的功能及應用

電動汽車解碼器是維修中非常重要的工具，一般具有如下幾項或全部的功能：①讀取故障碼；②清除故障碼；③讀取發(fā)動機動態(tài)數(shù)據(jù)流；④示波功能；⑤元件動作測試；⑥匹配、設定和編碼等功能；⑦英漢辭典、計算器及其他輔助功能。

電動汽車故障診斷儀(解碼器)大部分隨機帶有使用手冊，用戶可按照說明操作。圖5-45所示為混合動力汽車普銳斯車型故障診斷儀的功能顯示界面。

圖5-45北汽電動汽車故障診斷儀功能顯示界面

一般來說，電動汽車故障診斷有以下幾步：①在車上找到診斷座；②選用相應的診斷接口；③根據(jù)車型進入相應診斷系統(tǒng)；④讀取故障碼；⑤查看數(shù)據(jù)流；⑥診斷及維修之后清除故障碼。通?？梢栽\斷工作原理與功能，診斷電子控制系統(tǒng)的傳感器、執(zhí)行器狀態(tài)以及ECU的工作是否正常。通過判斷ECU的輸入、輸出電壓是否在規(guī)定的范圍內變化，可以進而判斷電子控制系統(tǒng)工作是否正常。

任務六高壓漏電檢測目的與方法

一、電動汽車高壓漏電檢測目的電動汽車的高壓電氣系統(tǒng)有較高的工作電壓，在數(shù)百伏工作電壓下，對電動汽車的電源系統(tǒng)與車輛底盤之間的絕緣性能提出了更高要求。對電動汽車動力電池、高壓線束、高壓零部件以及連接插頭等部位的漏電檢測，就是防止高壓電外泄造成的人員傷害或物品的損失，保證電氣設備正常工作和車輛的安全運行。

二、高壓漏電成因

電動汽車上包含各種高壓電氣設備，良好的絕緣不僅保證電氣設備和電力線路組成運行，而且還能防止人員發(fā)生觸電事故。高壓電氣系統(tǒng)的動力電池、高壓線束、高壓零部件、連接插頭等部位可能會發(fā)生高壓漏電情況。電動汽車絕緣等級如表5-1所示。

1.高壓漏電故障現(xiàn)象

一輛某品牌電動汽車，駕駛員在上電操作時，上電失敗后報高壓漏電故障，儀表板提示請檢查動力系統(tǒng)。

2.高壓漏電檢測原理

漏電傳感器工作原理如圖5-46所示。電動汽車高壓系統(tǒng)設置有漏電傳感器，其主要用于對電動汽車直流動力電源主線與其外殼及車身底盤之間的絕緣阻抗的檢測。通過檢測與動力電池輸出相連接的負極導線及車身底盤之間的絕緣電阻大小，來判斷高壓部件的漏電程度。

圖5-46漏電傳感器工作原理

漏電傳感器漏電檢測原理如圖5-47所示。圖5-47漏電傳感器漏電檢測原理

例如，比亞迪e6漏電傳感器框圖及安裝位置分別如圖5-48、圖5-49所示。圖5-48比亞迪e6漏電傳感器框圖

圖5-49比亞迪e6漏電傳感器安裝位置

比亞迪e6漏電傳感器各針腳含義參見表5-2。

比亞迪e6漏電傳感器各針腳示意圖如圖5-50所示。圖5-50漏電傳感器各針腳示意圖

3.高壓漏電故障原因分析

當高壓電池管理器(BMS)系統(tǒng)報漏電故障時，產生故障的原因可能是整車上所有的高壓控制單元(動力電池包、維修開關、高壓配電箱、電機控制器及DC總成、電動空調壓縮機、PTC加熱器及車載充電器等)、橙色高壓線束、漏電傳感器及連接線束等。這些部件漏電均有可能產生高壓漏電故障，并報漏電故障碼，常見的有動力電池包漏電、電動壓縮機本體漏電、PTC加熱器漏電、高壓配電箱漏電、驅動電機控制器及DC總成漏電等。

三、等電勢檢測

等電勢是指屬于高壓部件暴露的導電部件(如外殼保護蓋、分隔墻)互相連在一起，并連到車輛地線上。對于屬于高壓部件的導電蓋子或外殼，應達到足夠低的等電勢?？梢圆捎脤Ь€(編織帶)連接高壓零部件的外殼與地，以達到等電勢；零部件也可以使用支架與車身相連達到等電勢。等電勢檢測方法如圖5-51所示。

圖5-51等電勢的測試方法

四、動力電池組系統(tǒng)漏電檢測的注意事項及方法

1.動力電池組系統(tǒng)漏電檢測的注意事項

1)檢測目的

通過檢測動力電池組系統(tǒng)的絕緣電阻，判定動力電池組系統(tǒng)是否漏電。

2)應用范圍

以下情況需檢測動力電池組系統(tǒng)絕緣電阻，以判定動力電池組系統(tǒng)是否漏電。

(1)動力電池組系統(tǒng)總成出廠檢測。

(2)動力電池組系統(tǒng)總成裝配于整車前檢測。

(3)連接動力電池組系統(tǒng)正/負極線束前檢測。

(4)車輛漏電傳感器報警時檢測。

3)檢測注意事項

動力電池組系統(tǒng)為高壓電源，純電動車型或HEV車型中均為高壓電路，因此不正確的操作可能導致電擊或漏電。在動力電池組系統(tǒng)漏電檢測過程中，必須遵循以下步驟：

(1)對動力電池組系統(tǒng)或高壓回路進行操作時斷開電源。

①務必戴絕緣手套。

②拔出緊急維修開關手柄，并將緊急維修開關手柄放置在指定位置并由專人看管，以防其他人員誤操作。

③在車上測試時，先拆卸動力電池組系統(tǒng)負極連線和正極連線。

(2)使用絕緣手套的注意事項。

①使用前必須檢測手套是否有破損(如破洞或裂紋等)。

②切勿戴濕手套。

③在整個動力電池組系統(tǒng)或高壓回路操作過程中，請始終戴好絕緣手套。

(3)進行檢測時的注意事項。

①工作開始前，一定要斷開電源。

②動力電池組系統(tǒng)或高壓回路操作中需要戴絕緣手套。關于絕緣手套的使用，請參考絕緣手套的注意事項。

③不要攜帶任何類似卡尺或測量卷尺等的金屬器具，因為這些器具可能掉落，從而引起短路。

④拆卸任何高壓配線后，立刻用絕緣膠帶將其絕緣。

⑤操作完成后，應再次確認在工作平臺周圍沒有遺留任何零部件或工具，以及確認高壓端子有絕緣保護。

4)檢測條件

(1)檢測設備：用電壓表和絕緣電阻測試小線。

①檢測用電壓表精度不低于0.5級，要求具有直流電壓測量擋位，量程范圍不小于或等于500?V。

②絕緣電阻測試小線由電工鱷魚夾、高壓電阻R0(R0?=?100?kΩ?±?10?kΩ)及高壓導線組成。電工鱷魚夾要求耐壓為3?kV；高壓電阻耐壓為3?kV；高壓導線耐壓為3?kV，過電流能力大于5?A。

③檢測用電壓表和絕緣電阻測試小線，應在鑒定合格的有效期內。

(2)檢測環(huán)境。

①溫度：-15℃～40℃。

②相對空氣濕度為25%～90%。

出于安全考慮，建議動力電池漏電檢測在較干燥的環(huán)境下進行。

2.絕緣電阻檢測

電動汽車的每個電路和電底盤及其他電路之間應有一個絕緣電阻。

絕緣電阻測量儀器：絕緣測試儀、兆歐表。

絕緣電阻測量位置：動力系統(tǒng)與車輛電底盤之間、動力系統(tǒng)與輔助電路之間。

絕緣電阻測量要求：使用一個至少為動力系統(tǒng)額定電壓1.5倍的試驗電壓或500?V直流電壓，兩者取較高值，施加電壓時間應足夠長，以便獲得穩(wěn)定的讀數(shù)。動力蓄電池和輔助蓄電池應斷開，輔助電路的兩端應與車輛電底盤相連。動力絕緣電阻要求值參見表5-3。

1)動力電池(以及高壓用電器)的絕緣檢測

確定動力電池電壓，電動汽車先斷開高壓電；然后將12?V電氣系統(tǒng)的正極與負極從蓄電池上取下并連接到車身地；再斷開被測動力電池兩端與動力驅動電路的連接；最后，用內阻大于等于10?MΩ的萬用表進行測量電壓。檢測位置與要求(絕緣測試儀、兆歐表)參見表5-4。

具體步驟如下：

(1)測量動力電池組系統(tǒng)負極與托盤之間的開路電壓U1，參見圖5-52。

(2)測量動力電池組系統(tǒng)正極與托盤之間的開路電壓U1＇，參見圖5-53。

(3)比較U1和U1＇。

(4)并聯(lián)R0電阻(注：R0?=?100?kΩ?±?10?kΩ)。

圖5-52U1的測量方法

圖5-53U1＇的測量方法

注：操作需戴絕緣手套。

①如果U1＞U1＇，則在動力電池組系統(tǒng)負極與托盤之間并聯(lián)R0電阻。同時，用電壓表測量R0電阻兩端的電壓U2，參見圖5-54。

②如果U1＜U1＇，則在動力電池組系統(tǒng)正極與托盤之間并聯(lián)R0電阻。同時，用電壓表測量R0電阻兩端的電壓U2＇，參見圖5-55。

１

圖5-54U2的測量方法

圖5-55U2＇的測量方法

(5)計算動力電池組系統(tǒng)的絕緣電阻。

①如果U1＜U1＇，絕緣電阻Ri的值由下式計算：

②如果U1＞U1＇，絕緣電阻Ri的值由下式計算：

(6)要求。

按照標準計算方法得到的絕緣電阻值，除以動力電池組系統(tǒng)的標稱電壓U(計算過程中，U1、U1＇、U2、U2＇的單位為伏特，R的單位為歐姆)，結果取最小絕緣電阻為min(Ri)，絕緣電阻值若小于500?Ω/V，則判斷為漏電，需返回制作廠商進行修理。

2)動力回路絕緣電阻檢測

除高壓電池包外的高壓零部件，同樣也需要進行絕緣電阻檢測。

3)充電口絕緣電阻檢測

(1)交流充電口絕緣電阻的要求。

首先，車輛充電口應與外部電源地(電網地)有導通連接，并且應該有一個端子把車輛的車身地連接到電網地；其次，充電槍含有充電期間與電網連接的電路，在充電連接斷開的情況下，其總絕緣電阻應大于1?MΩ，具體內容請參閱IEC61851要求。

(2)直流充電口絕緣電阻的要求。

首先，車輛充電口應與外部電源地(電網地)有導通連接，若有等電勢要求，則應該有一個端子把車輛與外部充電器的車身地連接到電網地；其次，充電插頭含有充電期間與充電口連接的電路，在充電連接斷開的情況下，其總的絕緣電阻應大于500?Ω/V。

技能訓練

訓練一電動汽車正確下電與上電流程一、實訓目的(1)電動汽車下電操作。(2)電動汽車上電操作。

二、實訓工作準備

(1)防護裝備：絕緣防護裝備。

(2)車輛、臺架和總成：純電動汽車以及混合動力汽車。

(3)專用工具和設備：萬用表、放電工具和絕緣膠帶。

(4)手工工具：絕緣拆裝工具。

(5)輔助材料：無。

三、實訓實施步驟

1.實操前準備

(1)檢查個人安全防護用品，確保絕緣手套等防護用品在有效檢驗期內并可用。

(2)檢查車輛，確保實訓車輛沒有高壓隱患。

本實訓具有一定的高電壓安全危險，學生務必按照教師的指導操作！

在實訓操作時，必須有兩名經過對應車型培訓且具有高壓電工證的教師執(zhí)行！

2.實操步驟

(1)根據(jù)對應車型維修手冊或參考信息，找到維修開關，執(zhí)行車輛高壓斷電。

(2)根據(jù)對應車型維修手冊或參考信息，執(zhí)行車輛高壓下電與上電及檢驗。

(3)按照EV系列高壓維修操作步驟實施。

3.注意事項

(1)在維修作業(yè)時，對高壓部件母線端口處應使用絕緣膠帶纏繞，防止高壓觸電或短路。

(2)維修作業(yè)前必須佩戴高壓絕緣手套。

(3)禁止帶電作業(yè)。

4.防護措施

(1)防高壓手套：適用于電工作業(yè)的絕緣橡膠手套。

(2)安全防護鏡：用于阻擋電解液溢出。

(3)高壓絕緣鞋：主要適用于高壓電力設備方面的電工作業(yè)，作為輔助安全用具。在1kV以下可作為基本安全用具。

(4)滅火器：高壓動力電池使用二氧化碳類型滅火器，無法使用少量的水滅火，但可以使用大量并持續(xù)的水進行滅火。

(5)吸水毛巾布：在溢出電解液中和后，使用吸水毛巾吸收多余的電解液。

(6)膠布：使用絕緣膠布覆蓋所有的高壓電線或端子。如果在維修開關被拔出后，使用絕緣膠布包住維修開關座槽。

(7)維修工作臺：必須使用工作面帶有絕緣橡膠的工作臺。

5.操作樣例

北汽新能源純電動汽車拆/裝DC/DC轉換器前，高壓下電及檢驗實施步驟如下：

(1)將鑰匙置于OFF擋，等待高壓電容放電10?min。

(2)拔下鑰匙，打開前機蓋，支起前機蓋；將翼子板鋪好，避免損壞車輛，如圖5-56所示。

圖5-56打開機艙后的保護

(3)斷開低壓蓄電池負極電纜，如圖5-57所示。圖5-57斷開低壓電池負極

(4)如果針對采用PDU的車型，如2016款EV160、EV200等車型，應斷開PDU左后方低壓插接件，如圖5-58所示。圖5-58PDU后方低壓插接件

(5)檢查絕緣手套是否漏氣。

注意：應佩戴0級絕緣手套。

(6)斷開動力電池高壓線束插口的維修開關，實施高壓斷電。

注意：高壓斷電必須由具有電氣維修資質的人員操作，并放置高壓安全警示牌，如圖5-59所示。

圖5-59安全警示牌

(7)使用專用的萬用表對所維修部位進行電壓測量，當所測量電壓值大于0?V時，應使用專用的放電棒對該部位進行放電。當電壓完全消失后方可進行下一步操作。使用放電工具放電參見圖5-60。

圖5-60放電工具放電

(8)使用專用的萬用表測量電壓，若該電壓值為零則確認無電，如圖5-61所示。圖5-61專用的萬用表測量電壓確認無電

(9)根據(jù)工作任務進行其他的拆/裝步驟，如圖5-62所示。１

(10)根據(jù)下電工作任務的反向順序進行操作的上電步驟，可按照本項目任務二中的要求進行。

訓練二電動汽車高壓線漏電檢測

一、實訓目的

(1)電動汽車高壓線漏電故障檢測操作。

(2)電動汽車高壓線漏電故障排除操作。

二、實訓工作準備

(1)防護裝備：絕緣防護裝備。

(2)車輛、臺架和總成：純電動汽車以及混合動力汽車。

(3)專用工具和設備：萬用表、放電工具、絕緣膠帶和兆歐表等。

(4)手工工具：絕緣拆裝工具。

(5)輔助材料：無。

三、實訓實施步驟

若上電失敗報高壓漏電故障，則采用逐一斷高壓插頭的方法判斷是高壓插頭漏電還是線路漏電。當確定漏電部位后，需用兆歐表1000?V量程檢測高壓線路插頭兩端線路與車身搭鐵之間的絕緣電阻值，若檢測結果大于500?Ω/V則為正常；否則存在高壓線路或高壓部件漏電，如圖5-63所示。

圖5-63高壓線漏電檢測

(1)學習任務布置——結合教材內容，獨立完成學習任務的表格作業(yè)，參見表5-5。

要求：

①完成時間：20?min。

②隨機提問，回答結果記入個人平時成績。

(2)結合實車，查詢和參閱教材與資料，小組合作完成任務及實操內容，按表5-6所示填寫。

要求：

①實操分組進行，一組實操，另一組做實操準備。

②每輪完成時間：40?min。

③隨機抽查學生實操完成質量。

④各組交叉檢查表格填寫完成質量。

訓練三電動汽車高壓安全測量實訓

一、實訓目的

(1)動力電池絕緣電阻測試。

(2)動力系統(tǒng)回路絕緣電阻測試。

(3)等電勢。

(4)絕緣電阻監(jiān)控。

二、實訓準備工作

(1)防護裝備：絕緣防護裝備。

(2)車輛、臺架和總成：純電動汽車以及混合動力汽車。

(3)專用工具和設備：萬用表、放電工具和絕緣膠帶。

(4)手工工具：絕緣拆裝工具。

(5)輔助材料：無。

三、實訓注意事項

整個電動汽車的核心為高壓電池、高壓回路，整個電動汽車的安全是必不可少的。

(1)純電動汽車工作模式下的最高電壓可達600?V左右，對于如此高的電壓，保障其安全駕駛、充電或其他操作。

(2)必要時，組員可相互協(xié)助完成實訓。

(3)每個小組在規(guī)定的45?min內完成實訓。

四、實訓實施步驟

1.動力電池絕緣電阻測試

直流電路中最小保護所需的絕緣電阻值，直流電路為100?Ω/V，交流電路為500?Ω/V。動力電池的兩端到汽車電底盤之間的絕緣電阻(Ri1和Ri2)一般不同。動力電池絕緣電阻測量流程參見圖5-64，依次測得U1、U1＇、U2、U2＇的值，經計算得到動力電池絕緣電阻。

圖5-64動力電池絕緣電阻測量流程

基于安全原因，選擇較低值的絕緣電阻值作為動力電池的絕緣電阻。動力電池絕緣電阻簡圖如圖5-65所示，實際上，動力電池兩端到汽車電底盤的絕緣電阻是不相等的，為了保證安全性，我們一般選擇其中較小的作為動力電池絕緣電阻。

圖5-65動力電池絕緣電阻簡圖

動力電池測量如圖5-66所示。在動力電池絕緣電阻測試前，電動汽車斷開高壓電，并斷開動力電池與驅動電路的連接；然后將12?V電氣系統(tǒng)的正極與負極從蓄電池上取下并連接到車身地，再斷開RESS兩端與動力驅動電路的連接；最后用內阻大于等于10?MΩ的萬用表進行測量。選擇SAEJ1766模式，完成自檢后可根據(jù)儀器提示測量動力電池電壓和動力電池正極對電氣地、動力電池負極對電氣地的電壓。最終結果將通過儀器自動計算并顯示于屏幕，參見圖5-67。

圖5-66動力電池測量

圖5-67動力電池測量顯示界面

2.動力回路的絕緣電阻測試

動力回路的絕緣電阻需要采用系統(tǒng)標稱電壓的1.5倍或500?V(兩者取大者)來完成測量，一般情況下選用絕緣電阻測量儀來進行測量，絕緣電阻測量原理框圖如圖5-68所示。

圖5-68絕緣電阻測量儀原理框圖

絕緣電阻測量點選擇如圖5-69所示。圖5-69絕緣電阻測量點選擇示意圖

動力回路絕緣電阻測量儀如圖5-70所示，選用AVLHVSafety2000作為測量工具。選擇絕緣電阻測量模式，輸入標稱電壓值，測量選定的測量點與車身底盤之間的絕緣電阻值；再斷開RESS兩端與動力驅動電路的連接，將動力直流回路所有單元連接在一起，采用動力系統(tǒng)標稱電壓的1.5倍或500?V?DC電壓，兩者取最大值。測量回路與車身地之間的絕緣電阻，測量結果顯示如圖5-71所示。

圖5-70動力回路絕緣電阻測量儀

圖5-71動力回路的絕緣電阻測量結果顯示

3.動力回路絕緣耐壓測試

測試動力回路與車身地之間的絕緣耐壓，具體步驟可參照動力回路絕緣電阻測試。其測試電壓采用表5-3動力絕緣電阻要求值中Ⅱ類設備的等級。

4.等電勢測試

當汽車發(fā)生碰撞等意外時，可能導致高壓回路上的組件漏電，在這種情況下，兩個不同的組件表面可能存在不相同的電勢。如果沒有進行等電勢連接(電動汽車等電勢線如圖5-72所示)，所有能形成等電勢電流器件的部分，都應能承受在最長失效時間內的最大電流。

圖5-72電動汽車等電勢線

接地電阻測量儀如圖5-73所示。圖5-73接地電阻測量儀

等電勢測試中，采用不超過30?V的無負載電壓的電流源，將25?A交流電(至少1?A)加在等電勢的接線上。在等電勢電阻測量中，由于所測量的電阻值較小(不得大于0.1?Ω)，為了得到較為精確的值，AVLHVSafety2000采用開爾文四線測量技術，如圖5-74所示。

圖5-74開爾文四線測量方法

五、實訓總結

(1)總結本次課學生學習表現(xiàn)及在小組合作中的表現(xiàn)。

(2)各小組進行經驗分享。

(3)知識目標檢驗。要求按照任務完成效果進行考評，參見表5-7。

(4)實訓考核。要求按照實訓完成情況進行考核，參見表5-8。

訓練四電動汽車高壓系統(tǒng)漏電故障的檢測與排查步驟

一、實訓目的

(1)高壓系統(tǒng)漏電故障種類。

(2)檢查和診斷程序。

(3)排查步驟。

(4)確定故障及排除。

二、實訓準備工作

(1)防護裝備：絕緣防護裝備。

(2)車輛、臺架和總成：純電動汽車以及混合動力汽車。

(3)專用工具和設備：萬用表、放電工具及絕緣膠帶。

(4)手工工具：絕緣拆裝工具。

(5)輔助材料：無。

三、實訓注意事項

整個電動汽車的高壓部件為高壓電池、電機及控制系統(tǒng)、車載充電機、PTC加熱器、電動壓