Temos:
- Įvadas
- HV sistemos įjungimas
- Buklete
- Trumpojo jungimo apsauga
- Nuolatinis izoliacijos stebėjimas
- Diagnozė su megomometru
Įvadas:
HV sistema transporto priemonėse su elektrifikuota arba visiškai elektrine pavara yra aprūpinta keliomis apsaugos priemonėmis. Sistema negali būti įjungta, kol nebus įvykdyti visi saugos reikalavimai. Kai aptinkama klaida, HV sistema iš karto išsijungia. Tai gali atsitikti šiose situacijose:
- Dalis ŠV sistemos išardoma, o sistema įjungiama.
- Dėl susidūrimo ar vandens sugadinimo elektros dalys arba laidai trumpai susijungia tarpusavyje arba su įžeminimu.
- Dalys buvo sugadintos dėl perkrovos.
Žemiau esančiame paveikslėlyje pavaizduoti komponentai, priklausantys apsaugos sistemai. Dalis HV akumuliatoriaus (1) matosi mėlynai, o oranžinis aptarnavimo kištukas (2) yra kairėje. Viduryje yra trys relės (nuo 3 iki 5), kurios po vieną įjungiamos ECU (6). Po HV baterija yra ECU (7), kuris yra prijungtas prie vartotojų (8), tokių kaip elektros variklis, šildymas, oro kondicionavimo siurblys, vairo stiprintuvas ir įkrovimo sistema.
Paantraštė:
1. HV baterija
2. Techninės priežiūros kištukas su saugikliu
3. Relė 1
4. Relė 2
5. Relė 3
6. ECU HV akumuliatoriaus
7. HV sistemos ECU
8. Elektros vartotojai
HV sistemos įjungimas:
Vairuotojas suaktyvina HV sistemą paspausdamas paleidimo mygtuką. Kai ekrane pasirodo pranešimas „HV ready“, HV sistema suaktyvinama. Prieš suaktyvinant HV sistemą, relės yra įjungtos HV baterijų paketas valdomas, kad akumuliatorius būtų prijungtas prie vartotojų.
Kai HV sistema įjungta, ECU (6 paveikslėlyje žemiau) valdo aukštos įtampos reles teigiamoje grandinėje (relė 4) ir įžeminimo grandinę (relė 5). Pirma, srovės grandinė pliusinėje pusėje įjungiama per rezistorių. Žemiau esančiame paveikslėlyje matome, kad relė (4) perduoda srovę į rezistorių R1. Rezistorius riboja per jį tekančią srovę, taip apribodamas įsijungimo srovę. Tai leidžia lėtai įkrauti keitiklio kondensatorius. Šiuo metu sistema gali atlikti saugos patikrinimą esant žemesnei įtampai. Po to, kai keitiklio kondensatorių įtampa yra maždaug lygi HV akumuliatoriaus bloko įtampai, 3 relė užsidaro ir 4 relė atsidaro, tiekdama visą įtampą keitikliui ir kitiems elektros komponentams.
Blokavimas:
Blokavimo sistema yra apsaugos sistema, kuri užtikrina apsaugą nuo elektros kontakto, kai yra atvirų jungčių. Kiekviename prie HV akumuliatoriaus prijungtame komponente yra bent vienas kontaktas, kuris gali išjungti HV sistemą įvykus pertrūkiui. Šiuos kontaktus galima integruoti į laidus arba integruoti į komponento korpusą kaip jungiklį.
Žemiau esančiame paveikslėlyje kairėje matome aktyvią sistemą: 3 ir 5 relės yra uždarytos, o tai reiškia, kad įtampa iš HV akumuliatoriaus perduodama vartotojams. Blokavimo grandinė yra mėlyna nuo transporto priemonės ECU (7). Rezistoriui R2 iš ECU įjungiama įtampa. Blokavimas yra nukreiptas per elektros vartotojus (8) kaip nuoseklioji grandinė. Užraktas yra prijungtas prie akumuliatoriaus įžeminimo. Yra atšaka tarp rezistoriaus R2 ECU (7) ir išėjimo į vartotojus, kur matuojama blokavimo įtampa.
- Užraktas gerai: įtampa po rezistoriaus R2 yra 0 voltų;
- Blokavimas nutrūko: rezistoriuje R2 įtampa nenaudojama ir yra (priklausomai nuo maitinimo įtampos) 5, 12 arba 24 voltų.
Įtampa už rezistoriaus R2 nuolat stebima įjungimo metu, bet ir važiuojant.
Išmontavus techninės priežiūros kištuką (2) arba bet kurį elektrinį komponentą (8), blokavimo grandinė taip pat nutrūksta. Šią situaciją galima pamatyti aukščiau esančiame dešiniajame paveikslėlyje, kur techninės priežiūros kištukas pasislinko. Atviras ir saugiklis tarp akumuliatoriaus modulių, ir blokavimo grandinė. Kadangi blokavimas nebėra prijungtas prie transporto priemonės įžeminimo, įtampa po rezistoriaus R2 pakyla iki maitinimo įtampos vertės. Transporto priemonės ECU (7) tiesiogiai valdo akumuliatoriaus ECU (6), todėl 3, 4 ir 5 relės nebeveikia. Tada HV sistema išjungiama.
Paveikslėlyje matome oranžinį aptarnavimo kištuką su dideliais kontaktais viduryje, kad būtų galima prijungti HV akumuliatoriaus teigiamą ir neigiamą laidą, o kairėje - mažesnė kištuko jungtis su dviem kaiščiais. Tai yra du blokavimo kaiščiai. Šias jungtis randame ir ant HV komponentų kištukų.
Trumpojo jungimo apsauga:
HV sistema turi būti apsaugota nuo pernelyg didelių srovių, kurias gali sukelti trumpasis laidų arba elektros komponentų jungimas. Be apsaugos tai gali sukelti lanko blyksnį, vamzdžių tirpimą ar net gaisrą. Saugiklis skirtas apsaugoti sistemą nuo šių pavojų. Saugiklis gali būti ne tik techninės priežiūros kištuke, bet ir kitur akumuliatoriaus bloke. Transporto priemonėse taip pat gali būti įrengti keli saugikliai, kurių kiekvienas skirtas apsaugoti konkrečią grandinę.
Be to, kad saugiklis apsaugo sistemą nuo pernelyg didelių srovių, srovės jutiklis teigiamame arba neigiamame HV akumuliatoriaus kabelyje perduoda srovę į ECU. ECU priima sprendimą išjungti reles, kai yra perkrova.
Nuolatinis izoliacijos stebėjimas:
Teigiama ir neigiama HV akumuliatoriaus pusės nesiliečia nei viena su kita, nei su aplinka. Aplink pliusinę pusę (nuo + akumuliatoriaus iki keitiklio +) yra keli izoliacijos sluoksniai, tarp kurių yra pintas apvalkalas. Tačiau neigiama pusė taip pat yra izoliuota ir nesiliečia su kėbulu ar komponentų korpusu. Kita vertus, pats transporto priemonės kėbulas yra prijungtas prie neigiamo borto akumuliatoriaus (12 voltų lengvuosiuose automobiliuose). Tai netinka HV dalyje. Gedimo priežastys gali būti:
- Po susidūrimo galėjo būti pažeisti laidai, dėl kurių teigiamo ir neigiamo laidų varis susilietė vienas su kitu arba prisilietė prie transporto priemonės kėbulo;
- dėl perkrovos – taigi ir perkaitimo – sugedo (išsilydo) elektros komponento izoliacija, todėl kontaktas su aplinka;
- Arba yra laidus skystis, nes transporto priemonė buvo vandenyje, įvyko trumpasis jungimas tarp pliuso ir minuso dėl aušinimo skysčio nuotėkio HV akumuliatoriaus bloke. Šaltnešio nutekėjimas elektrinio oro kondicionavimo siurblyje taip pat gali sukelti laidumą.
Dėl prastos elektros komponentų izoliacijos gali susijungti teigiami arba neigiami aukšto įtampos akumuliatoriaus kabeliai ir korpusas. Kadangi korpusas dažniausiai montuojamas ant transporto priemonės kėbulo, dėl prastos izoliacijos apsaugos gali atsirasti srovė. Kai dėl izoliacijos gedimo HV akumuliatoriaus pliusas prijungiamas prie transporto priemonės kėbulo per korpusą, kėbule yra aukšta šimtų voltų įtampa. Tačiau kadangi nėra galimybės prijungti prie neigiamo HV akumuliatoriaus, nieko neatsitiks, nes srovė netekės. Viskas bus blogai tik tuo atveju, jei bus daug izoliacijos gedimų, kai HV akumuliatoriaus pliusas ir minusas liečiasi su kėbulu.
Trijuose toliau pateiktuose paveikslėliuose matome HV akumuliatorių bloką (1) su teigiamais ir neigiamais laidais, su transporto priemonės kėbulu apačioje (2) ir dviem elektros vartotojais (3 ir 4) tarp jų.
- prasta komponento pliuso pusės izoliacija: jei vartotojo (pvz., elektrinio šildytuvo) tarp pliuso ir korpuso yra prasta izoliacija, korpusas taps įtampa. Kadangi nėra ryšio su HV akumuliatoriaus neigiamu, srovė neteka;
- bloga izoliacija minusas: ant kėbulo vėl bus (maža) įtampa, bet srovė netekės;
- prasta izoliacija tiek pliusu, tiek minusu: šioje situacijoje yra trumpasis jungimas tarp HV akumuliatoriaus pliuso ir minuso. Kėbulas tampa jungtimi tarp teigiamo ir neigiamo. Srovė sparčiai didės, kol apsaugos kištuko saugiklis ir (arba) aukštos įtampos akumuliatorius nepradegs, kad apsaugotų sistemą.
Kadangi esant prastai izoliacijai pliusuose ar minusuose dar nėra uždaros grandinės, techninės priežiūros kištuko saugiklis neištirps. Nuolatinis elektromobilių izoliacijos stebėjimas aptinka tokį srovės perdavimą ir įspėja vairuotoją klaidos pranešimu. Esant izoliacijos gedimui, transporto priemonė vis tiek gali veikti, nebent gamintojas ją išjungs per programinę įrangą.
Skaičius 5 žemiau esančiame paveikslėlyje nurodo komponentą, kuriame vykdomas nuolatinis izoliacijos stebėjimas. Tiesą sakant, ši elektrinė dalis yra sudėtingesnė.
Skaičius 6 nurodo matavimo rezistorių, per kurį lygiagrečiai matuojamas įtampos kritimas.
Du toliau pateikti paveikslėliai rodo situacijas, kai pliuso (kairėje) ir minuso (dešinėje) izoliacija yra prasta. Kadangi srovė teka per matavimo rezistorių, varžos grandinėje sunaudojama įtampa. Įtampos kritimas per matavimo rezistorių yra srovės, tekančios per rezistorius, matas.
Kai tik ECU aptinka anomaliją nuolat stebint izoliaciją, jis išsaugo klaidos kodą. Galimi P kodų (pvz., P1AF0 ir P1AF4) aprašymai gali būti tokie: „prarasta akumuliatoriaus įtampos sistemos izoliacija“ arba „baterijos įtampos izoliavimo grandinės gedimas“. Transporto priemonei įvažiavus į dirbtuves su izoliacijos gedimu, mechanikas gali išmatuoti izoliacijos varžas panaudojęs diagnostinę įrangą arba rankiniu būdu su Megohmetru patikrinti, ar kažkur nėra izoliacijos nuotėkio.
Diagnozė naudojant megohmetrą:
Ankstesnėje dalyje buvo paaiškinta „izoliacijos varžos“ sąvoka ir parodyta, kaip transporto priemonė naudoja nuolatinį izoliacijos stebėjimą, kad patikrintų, ar nėra nuotėkio iš teigiamų ar neigiamų jungčių iš HV akumuliatoriaus į transporto priemonės kėbulą. Šiame skyriuje mes tai aptarsime išsamiau ir aprašysime, kaip jūs, kaip technikas, galite nustatyti gedimo vietą naudodami Megohmmeter. Žinoma, kaip technikas turite būti sertifikuotas dirbti su HV sistemomis. Diagnostikos testerio programinė įranga pati gali atlikti tam tikrų prekių ženklų izoliacijos testą, pavyzdžiui, komponentams, kurie izoliacijos gedimą rodo tik įjungus, pvz., elektrinį šildymą arba elektrinį oro kondicionavimą.
Kitais atvejais izoliacijos varžą galime išmatuoti megommetru. Įprastu multimetru izoliacijos varžos išmatuoti neįmanoma, nes vidinė multimetro varža gali siekti iki 10 milijonų omų. Vidinė varža per didelė, kad būtų galima išmatuoti dideles varžos vertes. Tam tinka megohmetras, kuris išveda nuo 50 iki 1000 voltų įtampą, kad imituotų darbo situaciją. Ši aukšta įtampa užtikrina, kad skleidžiama srovė per varinę šerdį patektų į izoliaciją, net ir esant mažiausiam izoliacijos pažeidimui. Norėdami išmatuoti su megomometru, nustatykite skaitiklį į tokią pat įtampą, kaip ir HV akumuliatoriaus, arba vienu žingsniu aukštesnę. Prijungę matavimo laidus ir teisingai nustatę skaitiklį, spaudžiame oranžinį mygtuką „izoliacijos testas“. Nustatyta įtampa (paveikslėlyje: 1000 voltų) yra prijungta prie matavimo kabelių, taigi ir komponento, o tada iš ekrano nuskaitome ominę reikšmę.
- Izoliacijos varža, didesnė nei 550 MΩ (Megaohm, o tai reiškia 550 milijonų omų), yra tinkama. Tai didžiausias matavimo diapazonas;
- Mažesnė nei 550 MΩ vertė gali reikšti izoliacijos nuotėkį, tačiau tai nebūtinai turi būti;
- Tarptautinės elektrotechnikos komisijos (IEC) ir Elektros ir elektronikos inžinierių instituto (IEEE) duomenimis, EV izoliacijos varža turi būti bent 500 Ω vienam voltui. Esant vardinei 400 voltų HV įtampai, varža turi būti (500 Ω * 400 V) = 200.000 XNUMX Ω.
- Gamintojai dažnai nustato aukštesnius kokybės ir saugos standartus, todėl yra didesnės minimalios izoliacijos varžos. Dėl šios priežasties diagnozuojant visada reikia laikytis gamyklos nurodymų.
Gamintojo instrukcijos visada vadovaujasi.
Gamyklos specifikacijose aprašyti žingsniai, saugos taisyklės ir minimalios izoliacijos varžos.
Kitame paveikslėlyje matome ekrano kopiją iš Toyota vadovo. Rodomos minimalios atitinkamo modelio elektros variklio kabelių izoliacijos varžos.
Megoimetras turi būti nustatytas ties 500 voltų, o minimali laidų (UV ir W) varža elektros varikliui, palyginti su korpusu, turi būti 100 MΩ (MegaOhm) ar daugiau.
Pavyzdžiui, elektrinio oro kondicionavimo kompresoriaus ir šildymo elemento izoliacijos varžos gali skirtis. Matuodami kitus komponentus, vadovaukitės ta gamyklinių duomenų dalimi.
1. Izoliacijos matavimas neigiamoje pusėje (be gedimo):
Atjungę kištuką taip pat matuojame neigiamą pusę, palyginti su transporto priemonės mase. 1 ir 2 paveikslai rodo, kaip šis matavimas atrodo schematiškai ir realybėje. Matuojant izoliacijos varža yra >550 MΩ, o tai rodo, kad izoliacija yra geros būklės.
2. Izoliacijos matavimas teigiamoje pusėje (be gedimo):
Atjungę kištuką, pavyzdžiui, nuo keitiklio, raudoną matavimo zondą pritvirtiname prie išmontuoto kištuko kaiščio (dabar – pliusinėje pusėje), o juodą matavimo zondą – prie įžeminimo taško, prijungto prie transporto priemonės kėbulo. 1 paveiksle dar kartą pavaizduota diagrama iš ankstesnės dalies, sunumeruojant HV akumuliatorių (1), transporto priemonės masę (2) ir du vartotojus (3 ir 4). Prijungtas megommetras ir paspaustas oranžinis „izoliacijos bandymo“ mygtukas, kad būtų galima išmatuoti izoliacijos varžą, kai perduodama 500 voltų įtampa. Tai sudaro 133 megaohus. Izoliacijos varža mažesnė nei ankstesniame matavime. Reikėtų vadovautis gamintojo instrukcijomis. Mes laikomės minimalios gamintojo nurodytos 100 MΩ izoliacijos varžos. Izoliacijos varža yra gera.
3. Izoliacijos matavimas teigiamoje pusėje (gedimas):
Matuodami ant tų pačių jungčių išmatavome 65 MΩ izoliacijos varžą. Nors varžos vertė yra didesnė nei IEC ir IEEE nustatyta minimali 500 omų vienam voltui (žr. ankstesnę pastraipą), laidai ir (arba) komponentas yra atmetami, nes gamintojas nurodė mažiausią 100 MΩ varžos vertę. Laidų ir (arba) kištukinių jungčių taisyti negalima, tačiau juos reikia visiškai pakeisti.
4. Izoliacijos matavimas teigiamoje pusėje (gedimas):
Kai išmatuojama 0 MΩ izoliacijos vertė, tarp HV laido ir korpuso yra tiesioginis ryšys (t. y. trumpasis jungimas). Laidų ir (arba) kištukinių jungčių taisyti negalima, tačiau juos reikia visiškai pakeisti.
Esant izoliacijos gedimui, kitų vartotojų kištukus galima atjungti po vieną, kad būtų galima išmatuoti kištuką, kaip parodyta aukščiau esančiame tekste ir paveikslėliuose.
Susijęs puslapis:
