Teemad:
- Sissejuhatus
- HV-süsteemi sisselülitamine
- põkkuma
- Lühise kaitse
- Püsiv isolatsiooni jälgimine
- Diagnoos megohmmeetriga
Eessõna:
Elektrifitseeritud või täiselektrilise ajamiga sõidukite HV-süsteem on varustatud mitme kaitsega. Süsteemi ei saa valve alla panna enne, kui kõik ohutusnõuded on täidetud. Vea tuvastamise hetkel lülitub HV-süsteem kohe välja. See võib juhtuda järgmistes olukordades:
- Osa HV süsteemist demonteeritakse ja süsteem lülitatakse sisse.
- Kokkupõrke või veekahjustuse tõttu lühistuvad elektriosad või juhtmestik omavahel või maandusega.
- Osad on ülekoormuse tõttu kahjustatud.
Alloleval pildil on näha turvasüsteemi kuuluvad komponendid. Osa HV akust (1) on näha siniselt, oranž hoolduspistik (2) on vasakul. Keskel on kolm releed (3 kuni 5), mis lülitatakse ükshaaval sisse ECU (6) abil. HV aku all on ECU (7), mis on ühendatud tarbijatega (8), nagu elektrimootor, küte, konditsioneeri pump, roolivõimendi ja laadimissüsteem.
Legend:
1. HV aku
2. Hoolduspistik kaitsmega
3. Relee 1
4. Relee 2
5. Relee 3
6. ECU HV aku
7. HV süsteemi ECU
8. Elektritarbijad
HV-süsteemi sisselülitamine:
Juht aktiveerib HV-süsteemi, vajutades käivitusnuppu. Hetkel, kui ekraanile ilmub teade “HV ready”, on HV-süsteem aktiveeritud. Enne HV-süsteemi aktiveerimist lülitavad releed sisse HV akupakett juhitakse aku ühendamiseks tarbijatega.
Kui HV-süsteem on sisse lülitatud, juhib ECU (6 alloleval joonisel) HV-releesid positiivses vooluringis (relee 4) ja maandusahelas (relee 5). Esiteks lülitatakse takisti kaudu sisse plusspoole vooluahel. Alloleval pildil näeme, et relee (4) suunab voolu takistile R1. Takisti piirab seda läbivat voolu, piirates sellega sisselülitusvoolu. See võimaldab inverteri kondensaatoreid aeglaselt laadida. Sel ajal saab süsteem läbi viia ohutuskontrolli madalama pingega. Pärast seda, kui inverteri kondensaatorite pinge on ligikaudu võrdne HV-aku pingega, relee 3 sulgub ja relee 4 avaneb, rakendades inverterile ja teistele elektrikomponentidele täispinget.
Blokeering:
Blokeerimissüsteem on turvasüsteem, mis kaitseb avatud ühenduste korral elektrikontakti eest. Igas HV akuga ühendatud komponendis on vähemalt üks kontakt, mis võib HV süsteemi katkestuse korral välja lülitada. Neid kontakte saab integreerida juhtmestikusse või lülitina komponendi korpusesse.
Alloleval vasakpoolsel pildil näeme aktiivset süsteemi: releed 3 ja 5 on suletud, mis tähendab, et HV aku pinge edastatakse tarbijatele. Blokeerimisahel on sõiduki ECU (7) järgi siniseks värvitud. ECU-st rakendatakse takistile R2 pinge. Blokeering suunatakse läbi elektritarbijate (8) jadaahelana. Blokeering on ühendatud akuploki maandusega. ECU (2) takisti R7 ja tarbijatele suunatud väljundi vahel on haru, kus mõõdetakse blokeeringu pinget.
- Blokeering OK: pinge pärast takistit R2 on 0 volti;
- Blokeering katkes: takistis R2 pinget ei tarbita ja see on (olenevalt toitepingest) 5, 12 või 24 volti.
Pinget pärast takistit R2 jälgitakse pidevalt sisselülitamisel, aga ka sõidu ajal.
Hoolduspistiku (2) või mõne elektrilise komponendi (8) lahtivõtmine katkestab ka lukustusahela. Seda olukorda on näha ülaloleval parempoolsel pildil, kus hoolduspistik on nihkunud. Nii akumoodulite vaheline kaitse kui ka lukustusahel on avatud. Kuna blokeering ei ole enam sõiduki maandusega ühendatud, tõuseb pinge pärast takistit R2 toitepinge väärtuseni. Sõiduki ECU (7) juhib otse aku ECU-d (6), nii et releed 3, 4 ja 5 ei ole enam aktiveeritud. Seejärel lülitatakse HV-süsteem välja.
Pildil näeme oranži hoolduspistikut, mille keskel on suured kontaktid HV-aku positiivsete ja negatiivsete kaablite ühendamiseks, ning vasakul väiksemat kahe kontaktiga pistikühendust. Need on lukustuse kaks tihvti. Neid ühendusi leiame ka HV komponentide pistikutelt.
Lühisekaitse:
HV-süsteem peab olema kaitstud liigsete voolude eest, mille võib põhjustada lühis juhtmestikus või elektrikomponentides. Ilma kaitseta võib see põhjustada kaarevälgatust, torude sulamist või isegi tulekahju. Kaitsmed on mõeldud süsteemi kaitsmiseks nende ohtude eest. Kaitsme võib asuda hoolduspistikus, aga ka mujal akupakis. Sõidukid võivad olla varustatud ka mitme kaitsmega, millest igaüks on mõeldud konkreetse vooluringi kaitsmiseks.
Lisaks sellele, et kaitse kaitseb süsteemi liigsete voolude eest, edastab HV aku positiivses või negatiivses kaablis olev vooluandur voolu ECU-sse. ECU teeb otsuse releed välja lülitada, kui tekib ülekoormus.
Püsiv isolatsiooni jälgimine:
HV aku positiivsed ja negatiivsed küljed ei puutu omavahel ega ka keskkonnaga kokku. Plusspoole ümber on mitu isolatsioonikihti (alates akust + kuni inverteri plussini), mille vahel on põimitud ümbris. Kuid ka miinuspool on isoleeritud ja ei puutu kokku kere ega komponentide korpusega. Sõiduki enda kere on seevastu ühendatud pardaaku miinusküljega (sõiduautodel 12 volti). HV osas see nii ei ole. Rikke põhjused võivad olla:
- Pärast kokkupõrget võis tekkida juhtmestik kahjustusi, mille tõttu positiivse ja negatiivse juhtme vask puutuvad kokku või puutuvad kokku sõiduki kerega;
- ülekoormuse – ja seega ka ülekuumenemise – tõttu on elektrikomponendi isolatsioon rikki läinud (sulanud), võimaldades kokkupuudet keskkonnaga;
- Või on elektrit juhtiv vedelik, kuna sõiduk on olnud vees, on tekkinud lühis plussi ja miinuse vahel jahutusvedeliku lekke tõttu HV akuplokis.Külmaaine lekkimine elektrilise kliimaseadme pumbas võib samuti põhjustada juhtivust.
Elektrilistes komponentides võib halb isolatsioon põhjustada ühenduse HV aku positiivsete või negatiivsete kaablite ja korpuse vahel. Kuna korpus on tavaliselt paigaldatud sõiduki kerele, võib halva isolatsiooni korral kehva kaitse korral tekkida vool. Kui HV aku pluss on isolatsioonirikke tõttu korpuse kaudu sõiduki kerega ühendatud, on kerel sadade voltide kõrge pinge. Kuna aga HV aku miinusesse ei saa kuidagi ühendust, ei juhtu midagi, sest vool ei voola. Asjad lähevad viltu vaid siis, kui on mitu isolatsioonitõrget, kus nii HV aku pluss kui miinus kerega kokku puutuvad.
Alloleval kolmel pildil näeme HV-akut (1) koos pluss- ja miinuskaablitega, mille allosas on sõiduki kere (2) ja nende vahel on kaks elektritarbijat (3 ja 4).
- komponendi plusspoole halb isolatsioon: kui tarbija (näiteks elektrisoojendi) plussi ja korpuse vahel on halb isolatsioon, läheb korpus pingesse. Kuna puudub ühendus HV aku miinusega, ei voola vool;
- halb isolatsioon miinus: jälle on kerel (väike) pinge, kuid vool ei voola;
- halb isolatsioon nii plussis kui ka miinuses: sellises olukorras on HV aku plussi ja miinuse vahel lühis. Keretööst saab ühendus positiivse ja negatiivse vahel. Vool suureneb kiiresti, kuni hoolduspistiku ja/või HV aku kaitsme süsteemi kaitsmiseks läbi põleb.
Kuna plussis või miinuses halva isolatsiooni korral pole veel suletud vooluringi, ei sula hoolduspistiku kaitse. Elektrisõidukite isolatsiooni püsiseire tuvastab sellise vooluülekande, hoiatades juhti veateatega. Isolatsioonivea korral võib sõiduk siiski töötada, välja arvatud juhul, kui tootja on seda tarkvara kaudu keelanud.
Number 5 alloleval joonisel tähistab komponenti, kus toimub isolatsiooni püsiseire. Tegelikkuses on see elektriline osa muidugi keerulisem.
Number 6 tähistab mõõtetakistit, mille kohal mõõdetakse paralleelselt pingelangust.
Kaks allolevat pilti näitavad olukordi, kus plussis (vasakul) ja miinuses (paremal) on halb isolatsioon. Kuna vool liigub läbi mõõtetakisti, kulub takistuse ahelas pinge. Pingelangus mõõtetakistil on takistite kaudu voolava vooluhulga mõõt.
Niipea, kui ECU tuvastab püsiva isolatsiooniseirega kõrvalekalde, salvestab see veakoodi. P-koodide (nt P1AF0 ja P1AF4) võimalikud kirjeldused võivad olla järgmised: "aku pingesüsteemi isolatsioon on kadunud" või "aku pinge isolatsiooniahela rike". Kui sõiduk siseneb töökotta isolatsiooniveaga, saab mehaanik pärast diagnostikaseadmete kasutamist või käsitsi Megohmmeetriga mõõta isolatsioonitakistusi, et kontrollida, kas kuskil ei ole isolatsioonileket.
Diagnoos megohmmeetriga:
Eelmises osas selgitati mõistet "isolatsioonitakistus" ja näidati, kuidas sõiduk kasutab püsivat isolatsiooniseiret, et kontrollida, kas HV-aku positiivsetest või negatiivsetest ühendustest sõiduki kerega ei leki. Selles jaotises käsitleme seda üksikasjalikumalt ja kirjeldame, kuidas saate tehnikuna megoommeetri abil rikke asukoha tuvastada. Loomulikult peate HV-süsteemidega töötamiseks olema tehnikuna sertifitseeritud. Diagnostiliste testrite tarkvara saab ise teha teatud kaubamärkide isolatsioonitesti, näiteks komponentide puhul, mis näitavad isolatsiooniviga alles pärast sisselülitamist, nagu elektriküte või elektriline kliimaseade.
Muudel juhtudel saame mõõta isolatsioonitakistust Megohmmeetriga. Tavalise multimeetriga isolatsioonitakistust mõõta pole võimalik, sest multimeetri sisetakistus võib olla kuni 10 miljonit oomi. Sisetakistus on kõrgete takistuste mõõtmiseks liiga kõrge. Selleks sobib megoommeter, mis annab tööolukorra simuleerimiseks välja pinge 50–1000 volti. See kõrgepinge tagab, et eralduv vool leiab tee läbi vasksüdamiku isolatsiooni, isegi läbi isolatsiooni väikseimate kahjustuste. Megohmmeetriga mõõtmiseks seadke mõõtur samale pingele kui HV aku pinge või aste kõrgemale. Pärast mõõtekaablite ühendamist ja arvesti õiget seadistamist klõpsame oranži "isolatsioonitesti" nuppu. Seadistatud pinge (pildil: 1000 volti) rakendatakse mõõtekaablitele ja seega ka komponendile ning seejärel loeme ekraanilt oomilise väärtuse.
- Isolatsioonitakistus, mis on suurem kui 550 MΩ (Megaohm, mis tähendab 550 miljonit oomi) on OK. See on maksimaalne mõõtepiirkond;
- Väärtus alla 550 MΩ võib viidata isolatsiooni lekkele, kuid see ei pea tingimata nii olema;
- Rahvusvahelise elektrotehnikakomisjoni (IEC) ning elektri- ja elektroonikainseneride inseneride instituudi (IEEE) andmetel peab EV isolatsioonitakistus olema vähemalt 500 Ω volti kohta. 400 V nimipinge korral peaks takistus olema (500 Ω * 400 v) = 200.000 XNUMX Ω.
- Tootjad kehtestavad sageli kõrgemad kvaliteedi- ja ohutusstandardid, mille tulemuseks on suurem minimaalne isolatsioonitakistus. Seetõttu tuleb diagnoosi tegemisel alati järgida tehase juhiseid.
Tootja juhised on alati juhtivad.
Tehase spetsifikatsioonid kirjeldavad samme, ohutusnõudeid ja minimaalseid isolatsioonitakistusi.
Järgmisel pildil näeme ekraanipilti Toyota kasutusjuhendist. Näidatud on vastava mudeli elektrimootori kaablite minimaalsed isolatsioonitakistused.
Megoommeeter peaks olema seatud 500 voltile ja juhtmestiku (UV ja W) minimaalne takistus elektrimootorile võrreldes korpusega peaks olema 100 MΩ (MegaOhm) või rohkem.
Näiteks elektrilise kliimaseadme kompressori ja kütteelemendi isolatsioonitakistused võivad olla erinevad. Teiste komponentide mõõtmisel vaadake seda osa tehaseandmetest.
1. Isolatsiooni mõõtmine negatiivsel küljel (viga puudub):
Kui pistik on lahti ühendatud, mõõdame ka negatiivset külge võrreldes sõiduki massiga. Joonised 1 ja 2 näitavad, kuidas see mõõtmine skemaatiliselt ja tegelikkuses välja näeb. Mõõtmisel saadakse isolatsioonitakistus >550 MΩ, mis näitab, et isolatsioon on heas seisukorras.
2. Isolatsiooni mõõtmine plusspoolel (viga puudub):
Pärast pistiku lahtiühendamist, näiteks inverteri küljest, kinnitame punase mõõtetihvti lahtivõetud pistiku tihvti (nüüd plusspoolel) ja musta mõõtetihvti sõiduki kerega ühendatud maanduspunkti külge. Joonisel 1 kuvatakse uuesti eelmise jaotise diagramm, kus on nummerdatud HV aku (1), sõiduki mass (2) ja kaks tarbijat (3 ja 4). Megoommeeter on ühendatud ja vajutatud oranži "isolatsioonitesti" nuppu, et mõõta isolatsioonitakistust edastatava pingega 500 volti. See on 133 megaoomi. Isolatsioonitakistus on väiksem kui eelmisel mõõtmisel. Tuleks tutvuda tootja juhistega. Peame kinni tootja poolt määratud minimaalsest isolatsioonitakistusest 100 MΩ. Isolatsioonitakistus on korras.
3. Isolatsiooni mõõtmine plusspoolel (viga):
Samadel ühendustel mõõtes mõõtsime isolatsioonitakistust 65 MΩ. Kuigi takistuse väärtus on suurem kui IEC ja IEEE poolt määratud minimaalne 500 oomi volti kohta (vt eelmist lõiku), lükatakse juhtmestik ja/või komponent tagasi, kuna tootja on määranud minimaalse takistuse väärtuse 100 MΩ. Juhtmeid ja/või pistikühendusi ei tohi parandada, vaid need tuleb täielikult välja vahetada.
4. Isolatsiooni mõõtmine plusspoolel (viga):
Kui mõõdetakse isolatsiooni väärtust 0 MΩ, on HV juhtme ja korpuse vahel otseühendus (st lühis). Juhtmeid ja/või pistikühendusi ei tohi parandada, vaid need tuleb täielikult välja vahetada.
Isolatsioonivea korral saab teiste tarbijate pistikud ükshaaval lahti ühendada, et mõõta pistikusse, nagu on näidatud ülaltoodud tekstil ja piltidel.
Seotud leht:
