高压安全操作ppt课件

学习领域1电动汽车维修安全操作学习情境2高压安全操作 主讲人 张胜 学习目标 1 掌握电动汽车的高压保护措施 2 能够正确识别电动汽车高压部件 3 能够正确的使用高压检测工具 4 掌握基本维修操作规程 5 掌握对高压部分绝缘检查和互锁检查的方法 任务描述 一辆北汽EV200电动汽车仪表盘高压系统故障报警等点亮 车辆不能行驶 你作为一名维修技师要对此车进行维修 请你按照正确的操作规程对车辆进行检查 BCM 车身控制器 RMS 数据采集终端EPS 电动转向ICM 组合仪表HVAC 空调控制器HVIL 高压互锁HCU 高压控制盒 在电动汽车上由于存在高压电 为了保证驾驶和维修安全 必须进行必要的电气防护 防护的措施主要有如下内容 高压正极和高压负极使用各自单独的高压线 IT系统带有等电位线 用于引开接触电压 插头和连接均有接触保护 蓄电池上有可控的高压正极触点和高压负极触点 高压蓄电池上的保养插头 在拔下保养插头后最高电压断电或电压下降 功率电子装置内有电绝缘式DC DC转换器 功率电子装置内的中间电容器会进行放电 高压元件上有互锁安全线 高压元件有绝缘监控 在识别出碰撞时 蓄电池上的高压触点就会断开 高压部件 电机电机用于驱动车辆或者对内燃机提供帮助 它替代了车上的发电机和起动机 高压蓄电池该蓄电池用于存储电机所使用的电流 该蓄电池由电机来充电 功率电子装置功率电子装置按需要将各种不同的电流形式进行转换 以便供相应的用电器使用 电动空调压缩机该电动空调压缩机替代了由发动机来驱动的压缩机 高压部件的电缆这些导线都设计成橙色的 它们将部件彼此相连 无车身搭铁 正极和负极各有各的导线 整车共分为5段高压线束 1 动力电池高压电缆 连接动力电池到高压盒之间的线缆2 电机控制器电缆 连接高压盒到电机控制器之间的线缆3 快充线束 连接快充口到高压盒之间的线束4 慢充线束 连接慢充口到车载充电机之间的线束5 高压附件线束 高压线束总成 连接高压盒到DC DC 车载充电机 空调压缩机 空调PTC之间的线束 整车高压部件一览 高压系统的定义 指高于25V的交流电压和高于60V的直流电压12V的车载电压属于 超低电压 范畴 高压系统上不论正极还是负极 都不与汽车搭铁或者接地有导电连接 上述所有的这些电器部件的工作电压为240 400V 高压系统内的安全装置 在有触电危险的地方不会有裸露触点 高压区的保护措施 在断开了高压接头后 也就自动切断了高压供电 网络结构就决定了从供电器 比如高压蓄电池 到用电器 比如电机 的电能传输路径 TN 网 TT 网 IT 网 T N T 下面哪种网络连接方式适用于在高压车辆上使用 T 第1个字母 供电器 与车身连接 T是 已连接I否 绝缘的 第2个字母 用电器 壳体与车身连接 N否 但是与起保护用的不带电地线连接了 T是 以电位补偿方式 等电位 网络结构TN 系统 TT 系统问题 如果从正极到壳体的导线出现故障 那么无论当前行驶状态是什么 高压系统都会立即被切断 断电 保险丝 网络结构IT 系统由于是彻底绝缘了 所以就不会有电流经车身或者地流向蓄电池优点 如果从正极到壳体的导线出现故障 IT系统不会被断电 保险丝 网络结构IT 系统出现等电位连接故障 保险丝 第1个故障 系统仍能工作 组合仪表上有黄色警报信息 第2个故障 蓄电池管理系统 BMS 会将高压系统切断 断电 同时系统内会短路 功率电子装置内和保养插头内的保险丝会爆开 组合仪表上会有红色警报信息 高压系统无法工作 也无法重新起动 IT 系统出现非等电位故障第1个故障 无安全风险第2个故障 电流可能会流经全身 保险丝 如果等电位导线安装得不对或者损坏 出故障 就可能导致电流流经全身 问题 如果用一只手接触12V蓄电池的正极端子 用另一只手接触车身任一接地点 会发生什么情况 答案 电路闭合 然而人体电阻非常高 使电流变得极小 不易察觉也没有危险 问题 在处于完全运行状态的系统内 如果用一只手接触400V高电压蓄电池的正极端子 用另一只手接触车身任一接地点 会发生什么情况 答案 未形成电路 这意味着没有电流流过 因此 不会导致人身伤害 答案 电路闭合 人体电阻无法限制电流 有导致严重人身伤害甚至死亡的风险 问题 在处于完全运行状态的系统内 如果用一只手接触400V高电压蓄电池的正极端子 用另一只手直接接触400V蓄电池的负极端子 会发生什么情况 1 电流是一个大的单位 超过70mA左右就会导致严重伤害 2 同样的电流值 交流比直流伤害更大 等电位 电位均衡 所有接触面应洁净且无油脂 导线截面不可因电缆断裂而减小 接触电阻大和电缆断裂时的影响电阻增大了在出现故障时 因等电位而无保护作用了 危险 IT电网特点车辆中所用的高压网络就是一种IT网 设备的的导电壳体接地 外导体和导电壳体或者地之间第一次绝缘故障就意味着该导体接地了 第一次故障不会造成有害的影响 外导体和零线对地之间的绝缘 由一个绝缘监控装置 也叫绝缘监控器 在时刻监控着的 必须将确定出的故障立即排除 高压正极和高压负极使用各自单独的高压线 高压电缆 高压正极和高压负极通过各自单独的导线与高压部件相连接 车身不用作地 搭铁 了 这些导线都制成橙色的 单芯高压电缆的结构所有的高压电缆都是有颜色的 且有机械编码 高压电缆的防护 屏蔽的作用是防止电缆的电磁和电容辐射 损坏的电缆必须更换 空调压缩机用双芯高压电缆的结构2个导电体 正和负 2x4mm 2根安全线 屏蔽 高压正极触点和负极触点 安全线触点 中国国家标准GB T4706 1 2005规定的电线负载电流值 部分 1平方铜芯线允许长期负载电流为 6A 8A1 5平方负载电流为 8A 15A2 5平方负载电流为 16A 25A4平方负载电流为 25A 32A6平方负载电流为 32A 40A 空调压缩机用双芯高压电缆的结构 安全线触点 高电压电缆插头只能插拔40次 有些高压电缆 比如用于为电动空调压缩机供电的 有两个导电体 由于要传送的功率 能量 较小 空调压缩机最大也就6kW 所以导线截面积比较小 每个插头中有一个安全触点 安全接触环 控制线 如果在接通了点火开关的情况下就拔下了插头 那么高压系统就被切断了 断电了 插头的接触保护插口的接触保护 导体 接触保护 导体 接触保护 颜色编码 机械编码 编码代码 机械编码 如果接触保护破损了的话 就必须更换电缆了 否则会危及人员生命 高压蓄电池上的机械锁 安全插头 锁架 高压蓄电池的正极接口和负极接口 功率电子装置上的机械锁 空调压缩机的高压线的锁架 蓄电池和电机的高压线的锁架 保养插头TW 保险丝S350 集成了一个125A的保险丝S350 该保险丝并不作为备件来供应 如果这个保险丝损坏了的话 就必须得更换保养插头了 在更换前 请务必确定并排除故障 高压正极 高压负极 安全线 如果拔下了保养插头 就会出现下述情况 安全线就中断了蓄电池两部分的连接就断开了 最大电压 无法使用 133VDC 这个保养插头就是实现蓄电池两部分之间的串联连接或者断开这个串联连接的 高压触点 高压蓄电池 保养插头TW 保险丝S350 高压继电器 蓄电池调节控制单元J840 TW 15号线 安全回路 CAN 碰撞 等电位连线 如果12V车载电网断了电的话 摘下了蓄电池接线柱接线 那么HV触点会断开 J840 监控并管理蓄电池系统和安全回路 控制线 在点火开关已接通时 一旦拔下了系统内安装的某个高压部件的插头 那么HV触点就会断开 系统也就被断电了 检测系统的绝缘电阻 带有壳体的高压蓄电池连接在等电位线上接地 注意 尽管有这些安全措施 但是根据损坏形式的不同 比如HV 触点粘连 系统内也还是可能存在高压的 辅助防护 安全回路线安全回路线是个环形线路 通过12V电网元件来监控高电压电网 不可在未断开安全线的情况下就拔下高压插头 安全回路线要是断路的话 会导致高压系统立即被切断 DC DC转换器 266V12V 在功率电子装置内 电气分离装置会将DC DC转换器的初级线圈和次级线圈分离开 与车身搭铁的连接仍是接在12V车载供电网络上 因此 初级线圈和次级线圈之间就不会有电压了 DC DC转换器 266V12V 在功率电子装置内 电容器放电辅助保护 主动 被动放电 通过放电可以消除功率电子装置内电容器上的残余电压 主动放电是由蓄电池管理系统来操控的 每次切断高压系统或者中断控制线 都会发生这种主动放电过程 电容器放电 电容器放电被动放电是为了保证 即使在已把部件拆卸下来的情况下 也可以把残余电压消除掉为了能把残余电压可靠消除掉 在拔下保养插头后 需要等待一段时间 然后才可以开始高压部件的检修工作 提示 必须按照故障导航规定的步骤来执行工作 除了有切换电阻外 还并联了一个高阻值的电阻 以便实现被动放电 在切断了高压系统后 通过这个电阻来实现被动放电 防护措施概述1 高压正极和高压负极使用各自单独的高压线 2 插头和连接均有接触保护 3 插头和连接均有机械编码和颜色编码 4 蓄电池上有可控的高压正极触点和高压负极触点 5 高压蓄电池上的保养插头 在拔下保养插头后最高电压为133VDC 不可用 6 IT系统带有等电位线 用于引开接触电压 7 功率电子装置内有电绝缘式DC DC转换器 用于将266V转为12V 8 功率电子装置内的中间电容器会进行主动和被动放电 9 高压元件上有安全线 10 高压元件有绝缘监控 11 在识别出碰撞时 蓄电池上的高压触点就会断开 二 对电动车辆维修的安全操作规程1 维修高电压车辆人员资质维修电动汽车的人员必须参加过厂家电气的培训 经过授权检修有高压系统的车辆工作 并负责给车辆作标志和工作场所的防护 获得国家安监局电工作业资格 经销商内部可以执行车辆高电压系统维修工作的机电维修人员 参加过电动汽车高电压系统维修的资格培训 电动车 燃料电池车 高压电技师必须参加考试并获得资格证书 2 高电压技师的主要工作高电压技师的主要工作主要有 1 断开高电压系统供电并检查是否已绝缘 2 严防高电压系统重新合闸 3 将高电压系统接通重新投入使用 4 对高电压系统上的所有作业负责 5 培训和指导经销商内部所有与高电压系统车辆相关人员 使得这些人员在监督下能执行高压 3 车辆标识和工作区 维修车间内配备有高压装置的车辆 必须做上标识 使用专用的警示标牌 工作区必须防止其他人员进入 各种标识的作用 4 在车辆高压电气系统上进行作业仅允许具备足够资质和知识的人员对车辆高压电气系统进行操作 还要注意资质与操作的匹配 车辆高压电气系统的作业场地单独的房间或实验室分割并标识的独立区域进入未经许可禁止进入仅允许有资质和知识的人员进入已进行的培训要记录在案 5 高压维修的操作规程在检查或维修高压系统时 请遵循以下安全措施 关掉点火开关 将钥匙妥善保管 断开低压电池负极端子 戴好绝缘手套 拆除维修塞 等待10分钟或更长高压电气电容放电 用绝缘乙烯胶带包裹被断开的高压线路连接器 6 检查绝缘手套方法在使用绝缘手套前 请确认裂纹 磨损以及其他损伤 侧位放置手套 卷起手套边缘 然后松开2到3次 折叠一半开口去封住手套 确认无空气泄漏 7 在检修高压系统时的注意事项所有橙色的线均带高压 可能危及生命 不得将喷水软管和高压清洗装置直接对准高压部件 高压接头上不可使用机油 润滑脂和触点清洗剂等 在高压导电部件附近进行检修工作时 必须先让系统断电 在进行焊接 用切削工具加工以及用尖锐工具进行操作时 必须先让系统断电 所有松开了的高压接头必须严防进水和污物 高电压电源切断与恢复安全规程切断电源工作只可由经过认证的高压电技工来按照故障诊断仪上的检查步骤进行操作 规定如下 关闭点火开关拔出点火钥匙拔下保养插头有严防设备重新合闸验证是否断了电 诊断方式或手动 在切断电源后 应该在车辆诊断仪的文件做上标记 安全规程 1 断电 拔下保养插头 安全线被保养插头给断开了 该保养插头开锁 断开保养插头 去掉保护盖板 取下橡胶盖 保养插头是锁着的 安全规程2 严防设备重新合闸在断电和拆下后 高压电技工必须将点火钥匙 保养插头和安全插头妥善保管好 以防止第三方重新接通系统 8 在将设备重新合闸 就是再次接通去工作 时 需要注意什么 只允许有高压电技工通过故障导航来将系统重新接通 目视检查一下 看看所有的等电位线是否都洁净且处于良好状态 目视检查一下 看看所有的高压线是否都处于良好状态目视检查一下 看看所有的高压系统连接 插头和螺栓连接是否正常并已牢靠插好保养插头并将其锁定 接通点火开关 15号线 检查通讯情况并读取系统的数据存储器 将结果记录到检测报告中 并打印出检测报告 将检测报告保存在任务书夹中 将 高压系统已被切断 这个提醒标签从车上取下 将 高压系统已激活 这个提醒标签固定到车上的显眼位置 9 在检修高压系统时的注意事项 损坏的导线必须予以更换 佩带有电子 医学生命和健康维持装置的人 比如带心脏起搏器 不得检修高压系统 包括点火系统 必须使用合适测量仪器 检修进水的高压系统时要非常小心 潮湿的部件 尤其是带有融雪盐的部件是非常危险的 高压接头必须始终保持干燥并有金属亮感 不得使用螺丝刀或者其他工具通过刮磨方式来清洁接触面 刮痕会产生接触电阻 三 电动汽车高压系统结构及功能介绍在电动汽车上 使用高压动力电池和一些高电压部件 如在EV200的前机舱布置着 电机控制器 高压控制盒 DC DC变换器 高压部件和低压蓄电池 整车控制器等低压部件 1 集成式控制器很多电动车辆 将一些高压部件集成在一起 如比亚迪秦EV300采用的是集成式电机控制器 即AC DC 交流 直流充电机 该充电机的作用是为电池充电 DC DC 直流 直流充电机 该充电机的作用是为低压电池充电 电机控制器等模块均集成在一个壳体内 2 动力电池系统动力电池系统主要有动力电池模组 电池管理系统 动力电池箱及辅助元器件等四部分组成 内部设置有动力电池管理器和温度 电压传感器 因为电池有温度和电压的限制要求 所以动力电池里需要有温度和电压传感器对其进行数据采集 然后将数据传给动力电池管理器进行判断 2 动力电池系统电池管理系统主要的功用就是 电池包电量计算 电池温度 电压 温度检测 漏电检测 异常情况报警 充放电控制 预充控制 电池一致性检测 系统自检等 提示 车辆行驶过程中 随着电量的消耗 SOC表上指针指示的数值会逐渐减小 当SOC减小到30 以下时 SOC表上的电量不足指示灯会点亮 提示用户尽快对车辆进行充电 3 驱动电机电机是电动车的能量转换装置 通过电机控制器控制电机将电能转化为机械能 驱动整车行驶 电动机还要实现能量回收功能 车辆滑行或制动时 车轮反拖电动机转动 在这个工况下 电动机可进行发电并将电能回收到电池中 以此延长车辆的续航里程 电机的型式有直流电机 永磁同步电动机 异步电动机等 3 驱动电机 4 电机控制器电机控制器其将动力电池提供的直流电 转换为交流电 然后输出给电机 通过电机的正转来实现整车加速 减速 通过电机的反转来实现倒车 通过有效的控制策略 控制动力总成以最佳方式协调工作 电机控制器对所有的输入信号进行处理 并将驱动电机控制系统运行状态的信息发送给整车控制器 驱动电机控制器内含故障诊断电路 当诊断出异常时 它将会激活一个错误代码 发送给整车控制器 同时也会把存储该故障码和数据 5 车载充电机电动汽车都配有车载充电器 用于对动力电池充电 车载充电机连接车辆的交流充电口 慢充口 车载充电机一般具有通讯功能 收到允许充电信号后 将输入220V交流电 经过滤波整流后 通过升压电路和降压电路 输出适合电压电流给动力电池进行充电 6 DC DC变换器DC DC为电动车中将动力电池中的电能传递至铅酸蓄电池的电力电子部件 主要功能是在车辆启动后将动力电池输入的高压电转变成低压12V向蓄电池充电 以保证行车时低压用电设备正常工作 它功率一般在1 2kW范围 输入电压为动力电池电压范围 输出电压多为恒压输出14V 由于DC DC相对功率较小 也常见与其它高压电器部件集成布置 7 高压控制盒高压控制盒的功能是完成动力电池电源的输出及分配 实现对支路用电器的保护及切断 有些电动汽车将高压控制盒的功能集成到电机控制器中 高压控制盒中一般会有高压部件的保险丝 如空调 DC DC或PTC加热电阻的保险 8 整车控制器整车控制部分主要是判断操纵者意愿 根据车辆行驶状态和电池和电机系统的状态合理分配动力 使车辆运行在最佳状态 9 电动空调系统空调系统由制冷和暖风两部分组成 制冷系统由高压电动空调压缩机 冷凝器总成 蒸发器等组成 暖风主要的加热元件为PTC加热电阻 空调系统的工作由整车控制器 VCU 电动压缩机控制器和PTC控制模块共同控制 四 使用绝缘电阻测试仪对车辆进行绝缘检查1 绝缘电阻测试仪的功能通常检查绝缘的工具有绝缘电阻测试仪 绝缘电阻测试仪分为数字式和指针式两种 绝缘电阻测试仪按键说明 2 绝缘测试仪使用注意事项 请严格按照测试仪手册的规定使用 否则可能会破坏测试仪提供的保护措施 在将测试仪与被测电路连接之前 始终记住选用正确的端子 开关位置和量程档 用测试仪测量已知电压来验证测试仪操作是否正常 端子之间或任何一个端子与接地点之间施加的电压不能超过测试仪上标明的额定值 42VAC 交流 峰值或60VDC 直流 以上时应格外小心 这些电压有造成触电的危险 出现电池低电量指示符时 应尽快更换电池 测试电阻 导通性 二极管或电容以前 必须先切断电源 并将所有的高压电容器放电 切勿在爆炸性的气体或蒸汽附近使用测试仪 使用测试导线时 手指应保持在保护装置的后面 3 使用绝缘测试仪测量绝缘高压线束的绝缘性能步骤一 将测试探头分别插入V和COM 公共 输入端子步骤二 将旋转开关旋至所需要的测试电压步骤三 将探头与待测电路连接 测试仪会自动检测电路是否通电 步骤二 注意 如果电路中的电压超过30V 交流或直流 以上 在主显示位置显示电压超过30V以上警告的同时 还会显示高压符号 Z 在这种情况下 测试被禁止 在继续操作之前 先断开测试仪的连接并关闭电源 步骤三 步骤四 按住TEST测试按钮开始测试 辅显示位置上显示被测电路上所施加的测试电压 主显示位置上显示高压符号 Z 并以M 或G 为单位显示电阻 显示屏的下端出现测试图标 直到释放测试按扭 当阻值超过最大显示量程时 测试仪显示 符号以及当前量程的最大电阻 步骤五 继续将探头留在测试点上 然后释放测试按钮 被测电路即开始通过测试仪放电 高电压电缆的绝缘检测根据欧洲经济委员会ECE R100标准 绝缘电阻必须至少为500 V 例如 288Vx500 1 44M 测量工具的测量电压至少要与检测部件的常规工作电压一样高 测试仪的两只表笔分别接线束的端子和绝缘层 绝缘检测步骤 1 屏蔽内部导线2 屏蔽车辆的接地端3 内部导线连接到车辆接地端 测量电压 500 1000V直流电压 在对电动车辆进行检查时 有时会用到钳形电流表 钳形电流表使用非常方便 无需断开电源和线路即可直接测量运行中电力设备的工作电流 便于及时了解设备的工作电流及设备的运行状况 五 钳形电流表的使用钳形电流表的使用方法 正确查看钳形电流表的外观情况 一定要仔细检查表的绝缘性能是否良好 绝缘层无破损 手柄应清洁干燥 钳形电流表的钳口应紧密接合 若指针晃动 可重新开闭一次钳口 根据电流的种类电压等级正确选择钳形电流表 被测线路的电压要低于钳表的额定电压 测量高压线路的电流时 应选用与其电压等级相符的高压钳形电流表 钳形电流表的使用方法 使用时应按紧扳手 使钳口张开 将被测导线放入钳口中央 然后松开扳手并使钳口闭合紧密 钳口的结合面如有杂声 应重新开合一次 仍有杂声 应处理结合面 以使读数准确 另外 不可同时钳住两根导线 读数后 将钳口张开 将被测导线退出 将挡位置于电流最高挡或OFF挡 钳形电流表的使用方法 钳形电流表要接触被测线路 所以钳形电流表不能测量裸导体的电流 用高压钳形表测量时 应由两人操作 测量时应戴绝缘手套 站在绝缘垫上 不得触及其它设备 以防止短路或接地 测量时应注意身体各部分与带电体保持安全距离 低压系统安全距离为0 1 0 3米 测量高压电缆各相电流时 电缆头线间距离应在300毫米以上 且绝缘良好 待认为测量方便时 方能进行 观测表计时 要特别注意保持头部与带电部分的安全距离 人体任何部分与带电体的距离不得小于钳形表的整个长度 用于确定是否带电 验电 和检测绝缘电阻的测量技术 测量1 高压正极的绝缘检查 HV266V TW已拔下 BM M G3 等电位接线 10MOHm 电动空调压缩机 车载电网蓄电池 功率电子装置 高压测量适配器 混合测量模块VAS6558 测量2 高压负极的绝缘检查 HV266V TW已拔下 BM M G3 等电位接线 10MOHm 电动空调压缩机 车载电网蓄电池 高压测量适配器 混合测量模块VAS6558 功率电子装置 混合检测适配器VAS6558 1 示例 测量适配器VAS6558 1a 1 用于连接到高压蓄电池 功率电子装置上 测量插口 正极负极屏蔽 其他测量适配器 VAS6558 1a 2 用于功率电子装置VAS6558 1a 3a 用于空调压缩机 测量1 检查与高压蓄电池的绝缘情况 HV266V TW已拔下 BM M G3 等电位接线 电位补偿 20Volt 有故障 电动空调压缩机 车载电网蓄电池 转换器 高压测量适配器 TW 保养插头 已拔出 BM 蓄电池管理器M G3 电机 发电机J367 蓄电池监控控制单元检查绝缘情况 需要按导航功能中规定的步骤来执行 请务必使用带有相应测量适配器的测量装置 关闭点火开关 拔下保养插头 插好护盖 等候大约1分钟 释放电容器内储存的电能 检查测量仪 测量装置的功能 为此必须要接到12V的参考电压上 将高压蓄电池上的高压线断开 将测量适配电缆接到高压蓄电池上 进行测量 结果 低于20V 将测量值记