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EV/HEV的电气安全性专题—4—断路

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电动汽车断路的方式包括两种自动断路器和手动断路器。前者倾向于检测一些危险的情况,如碰撞,绝缘失效,高压回路连接出现开路和电池过流引起温度过高,这些危险的因素的检测使整车控制器根据汽车的本身状态作出判断,使能自动断路器。后者是维护的时候,需要断开所有的危险电压,方便维护人员进行维护。


1.自动断路器:提供自动分离高压危险源的能力,需要有输入条件的逻辑信号也需要有一组恢复状态的条件。 前面说提到的那样,有一些典型的条件是必须要考虑的。

汽车碰撞传感器: 就像汽车碰撞以后,安全气囊会打开,车门会自动开锁一样,汽车碰撞以后为了防止高压电控系统出现问题,需要直接切断所有的危险源,这是一个非常必要的条件。

绝缘失效(接地故障):使用外壳将高压源于外界人体可接触部分的导体隔离,本身就具有一定的限值。因此需要对所有的高压部件进行绝缘的检测,这个条件在前面已经详细谈过。

高压互锁回路(HVIL):HVIL用于检测高压系统的完整性,在前面已经谈过。它是断开危险源的一个重要条件。

过流:这是很好的理解的一种方式,当电池提供的电流超过其额定的能输出的电流的时候,就会引起温度过分升高,不仅会影响电池的寿命,极端情况下会引起异常的反应。因此过流保护也是一个非常重要的条件。
设计自动断路器的一些注意事项
a)将自动断路器尽可能设置在高压源的附近,尽量减少电池与断路器之间外部电路。
b)将自动断路器重新闭合需要某些周全的判断之后输出的重置信号,操作这一行为必须与高压环路本身c)自动断路器必须有自动诊断功能,将自身的状态传输给其他部件,使得驾驶人员能知道本身的车况。
d)在设计的时候需要采用“常开”的方式,使得断路器在电源故障的时候也能执行保护。
e)当相应的电压降低至一定程度的时候,自动断路器也要能工作;这个含义是指比如使用12V蓄电池进行供电,当蓄电池的电压较低的时候,也要能保证断路器的正常工作,因此自动断路器的电压一般较高。
f)事实上,EV可能不仅仅只有一个电压源,因此当断路器闭合的时候,它需要有其他的能量设备的允许信号,这样会减少很多麻烦。
福特的这个高压互锁系统只能一方面整理出来了其高压保护,但是对于我们的设计有一些帮助。
2.手动断路器:在人员维护过程中,往往要断开连接,替换维修,因此需要彻底断开高压源,以保护人员。
在设计过程何种一定要注意,如果采用单级断开(正级),则务必使得断开开关位于整个高压电池的中心。使用双极同时断开,则可以很好的保护使用者。不能使用多级断开的方式,否则将产生意外。
断开以后,电池电压两端将不输出任何电压。
Ford有个专利7679211 Electrical disconnect system

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