新能源汽车电池与管理系统检测与维修课件：动力蓄电池高压维修开关的检测与更换

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动力蓄电池高压维修开关的检测与更换2学习目标1.能准确描述动力蓄电池高压维修开关的定义、功能和安装位置。2.能按操作规范完成动力蓄电池高压维修开关的检测与更换。3任务描述一辆纯电动汽车因动力蓄电池故障而无法行驶，被拖车运至店内。经维修技师检查后，确认故障现象为高压无法上电，动力蓄电池高压维修开关损坏需要进行更换，你的主管要求你承担动力蓄电池高压维修开关的检测与更换任务。4任务分析高压维修开关是动力蓄电池在紧急情况下的一种保护装置，同时也是为了确保维修人员操作安全的一种防护措施。在了解高压维修开关构造及工作原理的前提下，进行高压系统维修操作的过程中，应时刻以安全为准则，认真执行操作规范，细致检测，准确判断，确保操作人员安全、设备安全、车辆安全。51.高压维修开关的定义高压维修开关即手动维修开关（manualservicedisconnect，MSD），是指为了保护在高压环境下维修电动汽车的技术人员或应对某些突发的事件，可以快速分离高压电路的连接，使维修等工作处于一种较为安全的状态的开关。2.高压维修开关的功能当MSD打开时，电池系统输出端子之间无电压。在接触器断开的情况下，MSD断开后的5s内，所有外部电池端子组的测量电压应小于DC60V。一、高压维修开关认知6根据以上定义和功能可知，MSD以保护作用为主，为应急救援状态下可采取的有效救援手段，同时可以在车辆维修过程中，为动力蓄电池高压系统维修操作提供安全保障，其外形结构如下图所示。73.可充电储能系统在《电动汽车安全要求》（GB/T18384.1—2015）中，可充电储能系统（rechargeableenergystoragesystem，REESS）的定义为：可充电的且可提供电能的能量存储系统，如蓄电池、电容器。车辆使用中常见的动力蓄电池主要由单体电池经过串并联组成动力蓄电池模组，多个模组连接后与动力蓄电池管理系统配合组成。对于可充电储能系统的切断标准，国际标准ISO6469、欧洲标准EN1987、美国标准SAEJ2344、国家标准GB/T18384等标准中均有关于切断装置的要求，例如：3.1国际标准ISO6469和欧洲标准EN1987对REESS切断的要求为至少断开1极，可通过手动操作来控制断开和吸合。83.2美国标准SAEJ2344则明确要求，在某些事件触发时，需同时对REESS正负极实现电隔离，且分别明确了自动断开和手动断开的要求。例如，在车辆维修及保养时，可通过手动断开装置实现危险电压的电隔离。3.3国家标准GB/T18384要求“如果REESS自身没有防短路功能，则应有一个REESS过流断开装置能在车辆制造厂商规定的条件下断开REESS电路，以防止对人员、车辆和环境造成危害”。94.高压维修开关的使用形式及位置为了实现REESS的过流切断，通常要在整车高压电气系统中安装熔丝或接触器。因各车型的REESS系统不同，对于熔丝和接触器的选择、使用也不同，导致了目前车辆中MSD安装位置的差异。MSD的安装位置有以下几种情况：104.1双接触器+MSD目前使用MSD的车型中，MSD多安装于蓄电池包的中部，双接触器+MSD方案中接触器和MSD的位置如下图所示。11MSD安装于电池中间位置主要是基于对失效风险的评估。当MSD拔下时，电池可能存在失效风险：4.1.1若在电池中间位置安装MSD，当接触器粘连时，可降低失效电压等级，失效电压最大值为动力蓄电池总电压的一半。4.1.2若将MSD安装于电池正极或负极，当接触器粘连时，失效电压最大值为动力蓄电池总电压。注意：常见乘用车动力蓄电池的标称电压均大于DC300V，因此，MSD安装在电池中间位置时，最大失效电压仍高于安全电压DC60V，属于危险电压。车辆维护时，为避免人员触碰到该危险电压，操作前须用万用表和绝缘电阻测试仪确认状态，确保维修操作的安全性。124.2单接触器+MSD4.2.1接触器安装于电池中间，MSD安装在接触器旁边。MSD基座位于动力蓄电池包中部，接触器位于MSD左侧或右侧（两种情况电压存在的位置不同），如下图所示。注意：接触器安装于电池中间，MSD在电池一极时，若接触器粘连失效，MSD的一端与电池一极间的电压为动力蓄电池电压。134.2.2接触器安装于电池一极，MSD在接触器旁边。若接触器在电池正极（或负极），则MSD需安装于接触器右侧（或左侧）。正常情况下，断开后各点电压均为0；在单点失效的情况下，其失效后最大电压为动力蓄电池电压。接触器和MSD的位置如下图所示。14注意：MSD安装于接触器左侧时，正常情况下，MSD负端与电池负极间电压为蓄电池电压。4.3单接触器、无MSD这种情况下，接触器安装于电池中间时，若接触器粘连失效，电池正负极间电压为动力蓄电池当前最大电压。154.4单MSD、无接触器这种情况下，MSD安装于电池中间比安装于电池正极或负极风险低。在正常情况下，MSD基座正端（或负端）与电池正极（或负极）间存在一半的蓄电池电压；绝缘单点失效时，失效电压最大值为动力蓄电池电压的一半。MSD的安装位置如下图所示。164.5双接触器、无MSD目前较多车型采用此种设计，尤其是采用单包电池的车型。蓄电池管理系统设计出合理的断开机制后，在确保操作正确规范的前提下，采用将MSD省略并配置相应熔断器的形式。当接触器全部失效后，电压最大值为动力蓄电池的当前电压。接触器的安装位置如下图所示。17几款车型的动力蓄电池高压维修开关安装位置见表1。表1几款车型动力蓄电池高压维修开关安装位置二、高压维修开关安装位置18续表19续表201.准备工作及安全注意事项高压维修开关拆装前的各项准备工作及高压断电、验电具体操作步骤和要求参照课题一中的相关标准执行。2.检测与更换步骤动力蓄电池高压维修开关的检测与更换步骤见表1。