Visok{0}}napetostna zapora za
Nova energetska vozila
Uvod v visoko{0}}napetostno zaklepanje
Šele ko zaklepno vezje tvori popolno zaprto zanko, se lahko visokonapetostne-komponente vozila štejejo za normalne in šele takrat je mogoče priključiti visoko-napetostno elektriko. Napetosti vira signala HVIL so običajno v treh oblikah: delovni cikel 5 V/12 V/PWM.
Namen visoko-napetostnega zaklepanja
Akumulatorji novih vozil na energijo običajno delujejo pri napetostih do 300–800 V z zelo velikimi tokovi. Zato je za izboljšanje varnosti vozila in vzdrževalnega osebja potrebna varnostna zaščitna naprava.
Zasnova visokonapetostnih zapor-je namenjena predvsem reševanju naslednjih težav:
1. Preprečevanje vzdrževalnemu osebju priklapljanja in odklapljanja, medtem ko je tokokrog pod napetostjo: visoko-napetostni konektorji vsebujejo številne kovinske kontakte. Če so neposredno odklopljeni pod obremenitvijo (tokom), se bo v trenutku ločitve kontaktov ustvaril močan električni oblok. Ta oblok doseže izjemno visoke temperature, močno opeče kovinske kontakte konektorja, kar vodi do povečanega kontaktnega upora, pregrevanja in celo požara. Hkrati je tudi sam električni oblok pomemben vir elektromagnetnih motenj.
2. Preprečevanje nenamernega odklopa visoko-napetostnih konektorjev: med delovanjem vozila lahko pride do tresljajev ali pa lahko vzdrževanje ali trki povzročijo, da se visoko-napetostni konektor zrahlja ali prekine. Če se sistem ne zaveda in nadaljuje z napajanjem, se lahko prekinjena povezava pregreje zaradi prevelikega kontaktnega upora, kar predstavlja nevarnost požara.
3. Zagotavljanje varnostnih opozoril: Pred zagonom vozila BMS (sistem za upravljanje baterije) ali VCU (krmilna enota vozila) izvede samo-preverjanje HVIL. Če tokokrog ni odprt, bo sistem javil napako in preprečil vklop visokonapetostnega-sistema ter tako zaščitil osebje in varnost vozila.
Načelo delovanja visoko{0}}napetostne blokade
Bistvo visoko-napetostne zapore je signalno vezje z nizko-napetostjo in nizkim{2}}tokom.
1. Osnovne komponente
(1) Vir signala HVIL: Običajno nizko{1}}napetostni signal (npr. 5 V ali 12 V) zagotavlja sistem za upravljanje baterije (BMS) ali krmilna enota vozila (VCU).
(2) HVIL vezje: Tanka, nizko{1}}napetostna signalna žica, kot "niz kandiranih glogov," je zaporedno povezana skozi vse visoko{2}}napetostne komponente, ki jih je treba nadzorovati, in njihove priključke.
(3) Sprejemnik HVIL: Signal se bo sčasoma vrnil v nadzorna vrata BMS ali VCU.
2. Delovni proces (za primer najpogostejše "serijsko vezje")
(1) Normalno stanje (vsi konektorji so priključeni)
① BMS pošlje nadzorni signal 5 V HVIL.
② Ta signal zaporedno teče skozi zaporne zatiče znotraj konektorjev vseh-napetostnih komponent, kot so krmilnik motorja, kompresor klimatske naprave, PTC in pretvornik DC/DC.
③ Ker so vsi konektorji priključeni, je celotno vezje prevodno.
④ Signal se sčasoma gladko vrne na sprejemni konec BMS.
⑤ BMS zazna celoten povratni signal, ugotovi, da je "visoko-napetostna povezava tokokroga normalna," in omogoči nadaljnje operacije, kot sta pred-polnjenje in-vklop.
(2) Nenormalno stanje (vsak konektor je odklopljen ali ohlapen)
① Denimo, da je tehnik med vzdrževanjem odklopil konektor kompresorja klimatske naprave.
② V trenutku, ko je ta konektor odklopljen, se bodo najprej odklopili njegovi notranji blokirni zatiči HVIL (zasnova običajno uporablja konfiguracijo zatiča "break-before-make").
③ Celotna signalna zanka HVIL je na tej točki prekinjena.
④ Sprejemnik BMS takoj ne zazna vrnjenega signala (napetost postane 0).
⑤ BMS lahko prepozna napako v milisekundah in takoj izvede naslednje varnostne ukrepe:
1) Alarm: lučka za visoko{1}}napetost zasveti na instrumentni plošči, da opozori voznika.
2) Izklop-napajanja: Vsem ustreznim krmilnikom se takoj ukaže, da prenehajo delovati, glavni pozitivni in negativni releji pa so odklopljeni, s čimer se prekine napajanje celotnega visokonapetostnega sistema-.
3) Praznjenje: Komponente, kot je krmilnik motorja, dobijo navodila, naj aktivno izpraznijo kondenzatorje vodila, kar hitro zniža napetost na varno raven.