Blokovanie vysokého-napätia pre
Nové energetické vozidlá
Úvod do blokovania vysokého-napätia
Iba vtedy, keď blokovací obvod tvorí úplnú uzavretú slučku, možno vysokonapäťové komponenty vozidla považovať za normálne a až potom je možné pripojiť vysokonapäťové -elektrické napätie. Napätie zdroja signálu HVIL má vo všeobecnosti tri formy: pracovný cyklus 5V/12V/PWM.
Účel vysokonapäťového{0}}blokovania
Batérie nových energetických vozidiel zvyčajne pracujú pri napätí až 300 V – 800 V s veľmi veľkými prúdmi. Preto je potrebné bezpečnostné ochranné zariadenie na zlepšenie bezpečnosti vozidla a personálu údržby.
Konštrukcia vysokonapäťových{0}}blokovacích zariadení je primárne zameraná na riešenie nasledujúcich problémov:
1. Zabránenie personálu údržby v pripájaní a odpájaní, keď je obvod pod napätím: Vysokonapäťové konektory obsahujú množstvo kovových kontaktov. Ak sú priamo odpojené pri zaťažení (prúde), v momente odpojenia kontaktov sa vytvorí silný elektrický oblúk. Tento oblúk dosahuje extrémne vysoké teploty, pričom dochádza k vážnemu spáleniu kovových kontaktov konektora, čo vedie k zvýšenému prechodovému odporu, prehriatiu a dokonca aj požiaru. Samotný elektrický oblúk je zároveň významným zdrojom elektromagnetického rušenia.
2. Zabránenie náhodnému odpojeniu vysokonapäťových konektorov-: Počas prevádzky vozidla sa môžu vyskytnúť vibrácie alebo údržba alebo kolízia môžu spôsobiť uvoľnenie alebo prerušovanie vysokonapäťového konektora. Ak si systém neuvedomí a pokračuje v napájaní, prerušované spojenie sa môže prehriať v dôsledku nadmerného prechodového odporu, čo predstavuje riziko požiaru.
3. Poskytovanie bezpečnostných upozornení: Pred spustením vozidla vykoná BMS (Battery Management System) alebo VCU (Vehicle Controller Unit) samokontrolu HVIL-. Ak okruh nie je otvorený, systém ohlási poruchu a zabráni zapnutiu vysokonapäťového systému-, čím ochráni bezpečnosť personálu a vozidla.
Pracovný princíp vysokonapäťového{0}}blokovania
Podstatou vysokonapäťového{0}}blokovania je nízkonapäťový, nízkonapäťový{2}}prúdový signálny obvod.
1. Základné komponenty
(1) Zdroj signálu HVIL: Monitorovací signál nízkeho napätia (napr. 5 V alebo 12 V) zvyčajne poskytuje systém riadenia batérie (BMS) alebo riadiaca jednotka vozidla (VCU).
(2) Obvod HVIL: Tenký, nízkonapäťový-kábel signálu, ako „reťazec kandizovaných hlohu“, je zapojený do série cez všetky vysokonapäťové{2}} komponenty, ktoré je potrebné monitorovať, a ich konektory.
(3) HVIL Receiver: Signál sa nakoniec vráti do monitorovacieho portu BMS alebo VCU.
2. Pracovný proces (ako príklad použijeme najbežnejší „sériový obvod“)
(1) Normálny stav (všetky konektory sú zapojené)
① BMS vysiela 5V HVIL monitorovací signál.
② Tento signál prúdi postupne cez blokovacie kolíky vo vnútri konektorov všetkých vysokonapäťových komponentov, ako sú napríklad ovládač motora, kompresor klimatizácie, PTC a konvertor DC/DC.
③ Keďže sú všetky konektory zapojené, celý obvod je vodivý.
④ Signál sa nakoniec hladko vráti na prijímací koniec BMS.
⑤ BMS deteguje úplný spätný signál, určuje, že „vysoko{0}}pripojenie obvodu je normálne“ a umožňuje následné operácie, ako je pred-nabíjanie a zapnutie{2}}.
(2) Abnormálny stav (akýkoľvek konektor je odpojený alebo uvoľnený)
① Predpokladajme, že technik počas údržby odpojil konektor kompresora klimatizácie.
② Vo chvíli, keď je tento konektor odpojený, najskôr sa odpoja jeho interné blokovacie kolíky HVIL (v dizajne sa zvyčajne používa konfigurácia kolíkov „prerušenie-pred-vytvorením“).
③ Celá signálová slučka HVIL je v tomto bode prerušená.
④ Prijímač BMS okamžite nezistí žiadny spätný signál (napätie sa zmení na 0).
⑤ BMS dokáže identifikovať poruchu v priebehu milisekúnd a okamžite zaviesť nasledujúce bezpečnostné opatrenia:
1) Alarm: Na prístrojovej doske sa rozsvieti kontrolka vysokého-napätia, aby upozornila vodiča.
2) Vypnutie napájania-: Všetky relevantné ovládače okamžite prestanú fungovať a hlavné kladné a záporné relé sú odpojené, čím sa preruší napájanie celého vysokonapäťového- systému.
3) Vybitie: Komponenty, ako je ovládač motora, majú pokyn, aby aktívne vybili kondenzátory zbernice, čím rýchlo znížia napätie na bezpečnú úroveň.
