高压电系统故障处理策略

针对混合动力电动汽车高压电系统的配置,对混合动力电动汽车高压电系统可能发生的故障与安全问题进行分析,可以将混合动力电动汽车高压电系统故障分为动力蓄电池组故障、短路故障、绝缘故障、高压环路互锁故障等七类。其中,任何一类问题都是混合动力电动汽车的安全隐患,特别是对于短路、绝缘和交通事故造成电池液泄漏等问题,可能造成最为直接的人身伤害,因而更具危险性。

1.绝缘电阻故障处理

混合动力电动汽车的电气化程度相对传统汽车要高,其中像电池包、电驱动系统、高压用电辅助设备、充电机及高压线束等在碰撞、翻转及运行的恶劣环境(汽车振动、外部环境湿度及温度)影响下,都有可能导致高压电路与汽车底盘间的绝缘性能降低,由此可能造成汽车火灾的发生,直接影响汽车驾乘人员的生命安全。因此,在电动汽车高压系统设计时,应确保绝缘电阻值大于10MΩ。此外,当汽车发生绝缘电阻值低于规定值时,高压管理系统应及时切断所有的高压回路,发出声光报警并持续一定时间,待原先故障消失后,汽车才被允许进行下次起动。

2.电压检测与故障处理

混合动力电动汽车的动力来源是动力电池和内燃机,动力电池的放电能力和放电效率与其电压有很大关系。当动力电池电压处于低电压时,若仍大电流放电,将会损坏高压用电设备并严重影响电池使用寿命。当检测到电压过高或过低时,应及时切断相关回路。因此,为了保障混合动力电动汽车在动力蓄电池低压时用电设备及动力蓄电池和驾乘人员的安全,需要设计电压检测电路对高压电路系统工作电压进行实时准确的检测和安全合理的故障处理。

3.电流检测与故障处理(https://www.xing528.com)

由于运行道路环境及驾驶员操控的影响,汽车的运行状态会随时发生变化,且动力电池的放电电流会随驾驶员的操控而发生明显变化。当动力电池的放电电流超过预设定的允许范围,就会引起温度过分升高,此时不仅影响电池的寿命,而且在极端情况下还会引起异常的反应,造成汽车功率器件的损坏,危及汽车高压系统安全。这就要求高压管理系统需对动力电池电流进行实时监控,当检测到电流异常时,将及时切断所有高压回路并发出声光报警,提示驾乘人员和其他汽车。为了提高测量的准确度和精确度,本书选取霍尔式电流传感器对动力电池充放电电流进行检测,如图5-21所示。

图5-21　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

为实现混合动力电动汽车的控制功能和高压电路的可自行切断保护功能,在混合动力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,任何混合动力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,没有得到相应的正确处理,将有可能引起不正常的控制,从而造成汽车不能正常起动或不能起动,严重情况下,还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。