電動(dòng)汽車(chē)電氣設(shè)備構(gòu)造與檢修93課件

授課教師：XXX授課日期：xxxx年xx月xx日電動(dòng)汽車(chē)電氣設(shè)備構(gòu)造與檢修

新能源電動(dòng)汽車(chē)的認(rèn)識(shí)項(xiàng)目一

電動(dòng)汽車(chē)高壓電系統(tǒng)防護(hù)項(xiàng)目二

電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池系統(tǒng)項(xiàng)目三

電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)項(xiàng)目四

電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)控制器項(xiàng)目五電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)項(xiàng)目六

電動(dòng)汽車(chē)電氣系統(tǒng)項(xiàng)目七

電動(dòng)汽車(chē)高壓輔助系統(tǒng)項(xiàng)目八

任務(wù)二電動(dòng)汽車(chē)高壓安全操作

任務(wù)一認(rèn)識(shí)電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)高壓電系統(tǒng)

1.了解電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)高壓電安全的設(shè)計(jì)理念。2.理解高壓安全系統(tǒng)工作原理。3.了解國(guó)內(nèi)外高壓電標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)。

我校實(shí)訓(xùn)室將對(duì)全校進(jìn)行電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)高壓電安全系統(tǒng)宣傳，請(qǐng)你根據(jù)本學(xué)習(xí)目標(biāo)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)高壓安全系統(tǒng)進(jìn)行全面資料收集，并制作多媒體課件進(jìn)行校園內(nèi)宣傳。2.高壓電安全現(xiàn)狀3.高壓電安全意義1.高壓電安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.高壓電系統(tǒng)主要功能模塊1.高壓電安全概念二、高壓電安全系統(tǒng)方案一、認(rèn)識(shí)高壓電安全三、高壓電系統(tǒng)防護(hù)措施2.儀器外殼的保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)1.電器安裝和儀器的防護(hù)措施認(rèn)識(shí)電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)高壓電系統(tǒng)3.對(duì)高壓電系統(tǒng)進(jìn)行操作時(shí)應(yīng)遵守的注意事項(xiàng)1.高壓電安全概念

高壓電系統(tǒng)的功能是保證整車(chē)系統(tǒng)動(dòng)力電能穩(wěn)定的傳輸，并隨時(shí)檢測(cè)整個(gè)高壓系統(tǒng)的絕緣故障、斷路故障、接地故障和高壓故障等，以保證各高壓設(shè)備和人員安全為首要任務(wù)，也是電動(dòng)車(chē)輛產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)之一。

自1970年前后，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO,IEC)和美國(guó)、歐洲、日本等都先后成立了開(kāi)展電動(dòng)車(chē)輛標(biāo)準(zhǔn)研究和制定工作的標(biāo)準(zhǔn)化組織和機(jī)構(gòu)，相繼發(fā)布了若干電動(dòng)車(chē)輛的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。人們對(duì)電動(dòng)車(chē)輛的高壓電安全及控制制定了較為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和要求，并規(guī)定了高壓系統(tǒng)必須具備高壓自動(dòng)切斷裝置。其中涉及與純電動(dòng)汽車(chē)安全有關(guān)的電氣特性有：絕緣特性、漏電流、高壓設(shè)備的過(guò)流特性、爬電距離及電氣間隙等。電動(dòng)汽車(chē)上一般有高達(dá)上百伏的電氣系統(tǒng)1.高壓電安全概念圖2-1電動(dòng)高壓汽車(chē)

純電動(dòng)汽車(chē)高壓電安全保護(hù)的執(zhí)行要點(diǎn)是，首先確保高壓電源等的運(yùn)行安全和高壓電的接通必須具備既定的先決條件，以及基于外部故障診斷的自動(dòng)斷開(kāi)和被動(dòng)斷開(kāi)。圖2-1為電動(dòng)高壓汽車(chē)示意圖。2.高壓電安全現(xiàn)狀圖2-2典型的電動(dòng)汽車(chē)高壓電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

典型的電動(dòng)汽車(chē)高壓電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2-2所示，可將其分為兩大部分：一是電動(dòng)汽車(chē)自身的高壓系統(tǒng)，主要為電動(dòng)汽車(chē)提供驅(qū)動(dòng)動(dòng)力、車(chē)載空調(diào)提供動(dòng)力等；另一部分是電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)的高壓電氣系統(tǒng)，主要功能是從電網(wǎng)獲取電能，將其儲(chǔ)存在動(dòng)力蓄電池里面。2.高壓電安全現(xiàn)狀

一般情況下，可通過(guò)物理隔離的方法，如絕緣線纜、絕緣外殼或其他可防止直接接觸高壓線路的屏護(hù)等進(jìn)行充分隔離。而在一些特殊情況下，這種保護(hù)作用會(huì)弱化，因此，必須通過(guò)某些方法對(duì)電氣絕緣性能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，從而及時(shí)采取措施來(lái)緩解這種弱化作用，如危險(xiǎn)電壓自動(dòng)斷開(kāi)、危險(xiǎn)電壓手動(dòng)斷開(kāi)、高壓互鎖設(shè)計(jì)、爬電距離、等電位聯(lián)結(jié)等。絕緣線纜2.高壓電安全現(xiàn)狀國(guó)際的兩大標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO、IEC和世界三大區(qū)域（美國(guó)、歐洲、日本）中國(guó)2001年起發(fā)布了一系列有關(guān)電動(dòng)汽車(chē)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)汽車(chē)高壓電安全標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)2.高壓電安全現(xiàn)狀歐洲電動(dòng)車(chē)認(rèn)證規(guī)范：ECE-R100。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織：ISO6460-1/2/3。GTR全球技術(shù)法規(guī)：正在起草的EVS電動(dòng)車(chē)安全國(guó)際法規(guī)。美國(guó)汽車(chē)安全技術(shù)法規(guī)：FMVSS305電動(dòng)汽車(chē)電解液溢出及電機(jī)事故防護(hù)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)2.高壓電安全現(xiàn)狀GB/T18384-1/2/3電動(dòng)汽車(chē)安全要求。GB/T31498電動(dòng)汽車(chē)碰撞后安全要求。GB/T18487電動(dòng)汽車(chē)傳導(dǎo)充電系統(tǒng)。GB/T20234-1/2/3電動(dòng)汽車(chē)傳導(dǎo)充電用連接裝置。GB/T24347電動(dòng)汽車(chē)DC/DC變換器。GB/T18488.1電動(dòng)汽車(chē)用電機(jī)及其控制器。國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)2.高壓電安全現(xiàn)狀

高壓安全相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)高壓部件和高壓系統(tǒng)提出了結(jié)構(gòu)、性能和策略等方面的要求，如圖2-3所示，且日漸成熟完整，逐步受到國(guó)內(nèi)外企業(yè)的重視。圖2-3標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)現(xiàn)狀標(biāo)準(zhǔn)/法規(guī)/規(guī)范部件級(jí)要求系統(tǒng)級(jí)要求高壓標(biāo)識(shí)接觸防護(hù)電位均衡耐壓性絕緣電阻主動(dòng)放電絕緣監(jiān)測(cè)ECER100√√√√FMVSS305√ISO6469-3√√√√√√EVS-GTR√√√√√GB/T18384-3√√√√√√√GB/T31498√√√√3.高壓電安全意義

純電動(dòng)汽車(chē)從結(jié)構(gòu)上，就幾個(gè)高壓部件通過(guò)高壓線束進(jìn)行連接，但是所有高壓部件均涉及絕緣問(wèn)題，且電動(dòng)汽車(chē)工作在振動(dòng)、環(huán)境溫度變化劇烈、濕度差異大的情況下，都會(huì)引起絕緣的損傷，導(dǎo)致絕緣性能下降。如若高電壓電路與車(chē)身之間發(fā)生多點(diǎn)絕緣性能失效，會(huì)導(dǎo)致漏電回路的熱積累效應(yīng)，造成車(chē)輛的電氣火災(zāi)事故，因此，高壓電安全技術(shù)是電動(dòng)汽車(chē)極具重要的一項(xiàng)指標(biāo)。

高壓安全技術(shù)就是為了防止高壓接觸對(duì)人體造成觸電傷害，高壓安全的合理設(shè)計(jì)可以使電動(dòng)車(chē)產(chǎn)品符合相關(guān)安全要求，可以保證駕乘人員在電動(dòng)車(chē)使用中的觸電安全，同時(shí)可以保證相關(guān)從業(yè)人員的防觸電危險(xiǎn)。2.高壓電安全現(xiàn)狀3.高壓電安全意義1.高壓電安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.高壓電系統(tǒng)主要功能模塊1.高壓電安全概念二、高壓電安全系統(tǒng)方案一、認(rèn)識(shí)高壓電安全三、高壓電系統(tǒng)防護(hù)措施2.儀器外殼的保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)1.電器安裝和儀器的防護(hù)措施認(rèn)識(shí)電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)高壓電系統(tǒng)3.對(duì)高壓電系統(tǒng)進(jìn)行操作時(shí)應(yīng)遵守的注意事項(xiàng)1.高壓電安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)主動(dòng)安全就是采用物理的方法將整車(chē)及動(dòng)力系統(tǒng)相關(guān)部件絕緣，如圖2-4所示。高壓安全設(shè)計(jì)分為主動(dòng)安全設(shè)計(jì)和被動(dòng)安全設(shè)計(jì)。圖2-4主動(dòng)安全的組成1.高壓電安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)被動(dòng)安全是指車(chē)輛在出現(xiàn)故障之時(shí)能自行切斷電源，其組成如下圖2-5所示。圖2-5被動(dòng)安全組成2.高壓電系統(tǒng)主要功能模塊（1）具備預(yù)充回路，如下圖2-6所示，降低系統(tǒng)因存在電容而造成大電流沖擊；圖2-6預(yù)充回路的設(shè)計(jì)2.高壓電系統(tǒng)主要功能模塊（2）具備絕緣檢測(cè)模塊，如圖2-7所示，在蓄電池管理系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱BMS）內(nèi)，負(fù)責(zé)整個(gè)高壓系統(tǒng)的絕緣狀態(tài)檢測(cè)；圖2-7絕緣電阻的測(cè)量2.高壓電系統(tǒng)主要功能模塊（3）具備高壓系統(tǒng)下電后的主動(dòng)高壓余電泄放功能，如圖2-8所示；圖2-8主動(dòng)放電等效電路2.高壓電系統(tǒng)主要功能模塊（4）具備快慢充電口高壓隔離功能，實(shí)現(xiàn)充電時(shí)充電口不帶電，如圖2-9所示；圖2-9快慢充口2.高壓電系統(tǒng)主要功能模塊（5）具備高壓互鎖檢測(cè)功能，互鎖信號(hào)可由硬件判斷實(shí)現(xiàn)。（6）高壓接插件具備防誤插措施，如圖2-10所示。圖2-10高壓接插件鍵位防誤插2.高壓電系統(tǒng)主要功能模塊（7）高壓系統(tǒng)內(nèi)的每一路高壓回路需要設(shè)置必要的過(guò)載/短路保護(hù)裝置（繼電器、熔斷器），如圖2-11所示。圖2-11熔斷器2.高壓電安全現(xiàn)狀3.高壓電安全意義1.高壓電安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.高壓電系統(tǒng)主要功能模塊1.高壓電安全概念二、高壓電安全系統(tǒng)方案一、認(rèn)識(shí)高壓電安全三、高壓電系統(tǒng)防護(hù)措施2.儀器外殼的保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)1.電器安裝和儀器的防護(hù)措施認(rèn)識(shí)電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)高壓電系統(tǒng)3.對(duì)高壓電系統(tǒng)進(jìn)行操作時(shí)應(yīng)遵守的注意事項(xiàng)1.電器安裝和儀器的防護(hù)措施對(duì)于觸電危險(xiǎn)的防護(hù)必須由兩個(gè)互不干預(yù)的防護(hù)措施或一個(gè)加強(qiáng)的保護(hù)裝置構(gòu)成。（1）基本保護(hù)所謂的基本保護(hù)通過(guò)覆蓋包裝，包裹或絕緣化杜絕了與帶電部件的直接接觸。覆蓋包裝或外殼必須符合與使用地點(diǎn)、應(yīng)用區(qū)域相對(duì)應(yīng)的保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。絕緣保護(hù)只能通過(guò)毀壞絕緣物質(zhì)去除。圖2-12為電器安裝的基本保護(hù)。安裝用電線簡(jiǎn)單外殼圖2-12電器安裝的基本保護(hù)1.電器安裝和儀器的防護(hù)措施（2）容錯(cuò)保護(hù)容錯(cuò)保護(hù)的保護(hù)裝置應(yīng)當(dāng)防止在基本保護(hù)失效情況下產(chǎn)生的傷害以及導(dǎo)電部件上危險(xiǎn)接觸電壓的產(chǎn)生。例如在家庭安裝電路中的容錯(cuò)保護(hù)由一個(gè)電流自動(dòng)斷路器（在過(guò)高電流下短路）以及所有導(dǎo)體的“接地”構(gòu)成。它具體體現(xiàn)為所有金屬管路和其它房屋結(jié)構(gòu)中的金屬部件于一個(gè)總接地匯流排連接。插座上連接的用電器也同樣通過(guò)電氣設(shè)備的地線與一個(gè)電位均衡器相連。危險(xiǎn)的電位差可以由此減弱甚至消除。圖2-13為電器安裝的容錯(cuò)保護(hù)。家庭安裝電路的接地匯流排自動(dòng)斷路器圖2-13電器安裝的容錯(cuò)保護(hù)1.電器安裝和儀器的防護(hù)措施（3）額外保護(hù)在基本保護(hù)和/或容錯(cuò)保護(hù)失效的情況下，在使用者疏忽大意以及特殊條件下，例如故障電流保護(hù)系統(tǒng)能夠提供額外的人員保護(hù)。RCD線路集成在電路的往、返回路中，它通過(guò)磁動(dòng)勢(shì)平衡互感器來(lái)對(duì)比往、返回路中的電流大小。當(dāng)兩路電流不相等時(shí)，電路就會(huì)被切斷。在額定故障電流I=30mA介入工作的RCD線路提供了人員保護(hù)。圖2-14RCD線路集成器。變壓器RCD線路集成在電路圖2-14RCD線路集成器磁動(dòng)勢(shì)平衡互感器1.閉鎖機(jī)構(gòu)2.工作線圈3.環(huán)形鐵心4.復(fù)位開(kāi)關(guān)2.儀器外殼的保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)于電子設(shè)備的外殼及包裝需要按照其使用地點(diǎn)及使用功能滿足不同要求。因此例如觸碰防護(hù)，異物入侵防護(hù)和防水保護(hù)等重要屬性都是由IP等級(jí)所確定，圖2-15圖例：特別標(biāo)出的IP碼如圖2-15的IP44所示。DIN標(biāo)準(zhǔn)EN60529和40050第9項(xiàng)（僅公路機(jī)動(dòng)車(chē)）明確了相應(yīng)IP碼的標(biāo)準(zhǔn)。IP碼由最少2項(xiàng)最多4項(xiàng)說(shuō)明組成。具體數(shù)字意義詳見(jiàn)表2-1和表2-2。圖2-15圖例：特別標(biāo)出的IP碼2.儀器外殼的保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)表2-1第一部分?jǐn)?shù)字意義數(shù)字觸碰防護(hù)異物入侵的防護(hù)0無(wú)保護(hù)無(wú)保護(hù)1手大面積接觸保護(hù)防止直徑大于等于50mm的異物進(jìn)入2手指觸碰保護(hù)防止直徑大于等于12mm的異物進(jìn)入3直徑大于等于2.5mm的工具，金屬線等接觸保護(hù)防止直徑大于等于2.5mm的異物進(jìn)入4直徑大于等于1mm的工具，金屬線等接觸保護(hù)防止直徑大于等于1mm的異物進(jìn)入5K完全接觸保護(hù)內(nèi)部積灰保護(hù)6K完全接觸保護(hù)完全灰塵異物保護(hù)（根據(jù)DIN40050第9項(xiàng)，觸碰防護(hù)及異物入侵防護(hù)的保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)）2.儀器外殼的保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)表2-2第二部分?jǐn)?shù)字意義（根據(jù)DIN40050第9項(xiàng)，防水的保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)）數(shù)字防水保護(hù)0無(wú)防水保護(hù)1對(duì)豎直下落的水滴具備防水保護(hù)2對(duì)傾斜至15度（相對(duì)鉛垂面）下落的水滴具備防水保護(hù)3對(duì)傾斜至60度（相對(duì)鉛垂面）下落的水滴具備防水保護(hù)4對(duì)任意方向噴濺水具備防水保護(hù)5對(duì)任意方向由單噴嘴噴出的水柱具備防水保護(hù)6對(duì)大流量水柱具備防水保護(hù)6K對(duì)較高壓力水柱具備防水保護(hù)7短時(shí)間浸泡防水保護(hù)8長(zhǎng)時(shí)間浸泡防水保護(hù)9K對(duì)高壓水柱及蒸汽具備防水保護(hù)3.對(duì)高壓電系統(tǒng)進(jìn)行操作時(shí)應(yīng)遵守的注意事項(xiàng)

所有橙色電纜都帶有威脅生命的高壓電；不要將澆淋水管或高壓清潔水管正對(duì)著高電壓組件；不要讓潤(rùn)滑油、油脂、觸點(diǎn)噴劑等接觸到高壓電接頭；在靠近帶高壓電的組件附近進(jìn)行操作時(shí)，要切斷系統(tǒng)電源；在需要使用拆卸工具或鋒利工具的焊接操作之前必須將系統(tǒng)斷電；必須防止灰塵和濕氣沾染到所有斷開(kāi)的高壓電連接裝置；高壓電連接裝置必須始終保持干燥且由裸金屬制成；必須用螺絲刀或其他工具把接觸表面清理干凈（接觸表面的刮痕會(huì)產(chǎn)生過(guò)渡電阻）。對(duì)高壓電系統(tǒng)進(jìn)行操作時(shí)應(yīng)遵守的注意事項(xiàng)3.對(duì)高壓電系統(tǒng)進(jìn)行操作時(shí)應(yīng)遵守的注意事項(xiàng)

高壓電系統(tǒng)進(jìn)行操作時(shí)還應(yīng)注意：務(wù)必更換受損的電纜，身體上或身體內(nèi)佩戴電子/醫(yī)療生命和健康維持設(shè)備（如起搏器）的人員不得操作高壓電系統(tǒng)（包括點(diǎn)火系統(tǒng)）；所有使用的測(cè)量?jī)x器應(yīng)適當(dāng)而且是經(jīng)過(guò)批準(zhǔn)的；小心操作潮濕的高壓電系統(tǒng)；道路用鹽和水會(huì)形成具有高導(dǎo)電性的電解液，如果高壓電系統(tǒng)受損或者存在接地故障，尤其是在濕潤(rùn)的情況下，系統(tǒng)會(huì)威脅生命安全；環(huán)境