Mga Paksa:
- Panimula
- I-on ang HV system
- Mag-interlock
- Proteksyon ng short circuit
- Permanenteng pagsubaybay sa pagkakabukod
- Diagnosis gamit ang Megohmmeter
Panimula:
Ang HV system sa mga sasakyan na may nakuryente o ganap na electric drive ay nilagyan ng maraming proteksyon. Ang sistema ay hindi maaaring armado hangga't ang lahat ng mga kinakailangan sa kaligtasan ay natutugunan. Sa sandaling matukoy ang isang error, agad na i-off ang HV system. Ito ay maaaring mangyari sa mga sumusunod na sitwasyon:
- Ang isang bahagi ng HV system ay binuwag, at ang system ay naka-on.
- Dahil sa isang banggaan o pagkasira ng tubig, ang mga de-koryenteng bahagi o mga kable ay short-circuit sa isa't isa o sa lupa.
- Ang mga bahagi ay nasira dahil sa labis na karga.
Ipinapakita ng larawan sa ibaba ang mga bahagi na kabilang sa sistema ng seguridad. Ang bahagi ng HV na baterya (1) ay makikita sa asul, na may orange na service plug (2) sa kaliwa. Sa gitna ay may tatlong relay (3 hanggang 5), na isa-isang binubuksan ng ECU (6). Sa ibaba ng baterya ng HV ay ang ECU (7), na konektado sa mga consumer (8), tulad ng de-koryenteng motor, heating, air conditioning pump, power steering at charging system.
Legend:
1. Baterya ng HV
2. Service plug na may fuse
3. Relay 1
4. Relay 2
5. Relay 3
6. ECU ng HV na baterya
7. ECU ng HV system
8. Mga mamimili ng kuryente
Pag-on sa HV system:
Ina-activate ng driver ang HV system sa pamamagitan ng pagpindot sa start button. Sa sandaling lumitaw ang mensaheng "HV ready" sa display, ang HV system ay isinaaktibo. Bago ang HV system ay aktibo, ang mga relay sa HV battery pack kinokontrol upang ikonekta ang baterya pack sa mga mamimili.
Kapag naka-on ang HV system, kinokontrol ng ECU (6 sa figure sa ibaba) ang mga HV relay sa positive circuit (relay 4) at ang ground circuit (relay 5). Una, ang kasalukuyang circuit sa plus side ay nakabukas sa pamamagitan ng isang risistor. Sa larawan sa ibaba makikita natin na ang relay (4) ay pumasa sa kasalukuyang sa risistor R1. Nililimitahan ng risistor ang kasalukuyang dumadaan dito, kaya nililimitahan ang kasalukuyang inrush. Pinapayagan nito ang mga capacitor sa inverter na mabagal na ma-charge. Sa oras na ito ang system ay maaaring magsagawa ng isang pagsusuri sa kaligtasan sa isang mas mababang boltahe. Matapos ang boltahe sa mga capacitor sa inverter ay humigit-kumulang katumbas ng boltahe ng HV battery pack, ang relay 3 ay nagsasara at ang relay 4 ay bubukas, na naglalapat ng buong boltahe sa inverter at iba pang mga de-koryenteng bahagi.
Interlock:
Ang interlock system ay ang security system na nagbibigay ng proteksyon laban sa electrical contact kapag may mga bukas na koneksyon. Sa bawat bahagi na nakakonekta sa HV na baterya ay mayroong kahit isang contact na maaaring magsara ng HV system kapag may naganap na pagkaantala. Ang mga contact na ito ay maaaring isama sa mga kable o isama sa housing ng isang bahagi bilang switch.
Sa larawan sa ibaba sa kaliwa ay makikita natin ang aktibong sistema: ang mga relay 3 at 5 ay sarado, na nangangahulugan na ang boltahe mula sa HV na baterya ay inilipat sa mga mamimili. Kulay asul ang interlock circuit mula sa ECU ng sasakyan (7). Ang isang boltahe ay inilapat sa risistor R2 mula sa ECU. Ang interlock ay dinadala sa mga de-koryenteng consumer (8) bilang isang serye ng circuit. Ang interlock ay konektado sa lupa sa pack ng baterya. May sangay sa pagitan ng risistor R2 sa ECU (7) at ang output sa mga mamimili kung saan sinusukat ang boltahe sa interlock.
- Interlock OK: boltahe pagkatapos ng risistor R2 ay 0 volts;
- Nagambala ang interlock: ang boltahe ay hindi natupok sa risistor R2 at (depende sa boltahe ng supply) 5, 12 o 24 volts.
Ang boltahe pagkatapos ng risistor R2 ay patuloy na sinusubaybayan sa panahon ng paglipat, ngunit din habang nagmamaneho.
Ang pagtanggal sa service plug (2) o alinman sa mga electrical component (8) ay nakakasira din sa interlock circuit. Ang sitwasyong ito ay makikita sa kanang larawan sa itaas, kung saan lumipat ang service plug. Parehong bukas ang fuse sa pagitan ng mga module ng baterya at interlock circuit. Dahil ang interlock ay hindi na konektado sa ground ng sasakyan, ang boltahe pagkatapos ng risistor R2 ay tumataas sa halaga ng supply boltahe. Direktang kinokontrol ng ECU (7) ng sasakyan ang ECU (6) ng baterya, upang ang mga relay 3, 4 at 5 ay hindi na aktibo. Ang HV system ay naka-off.
Sa larawan nakikita natin ang orange na service plug na may malalaking contact sa gitna upang ikonekta ang positibo at negatibong mga cable ng HV na baterya, at sa kaliwa ay isang mas maliit na koneksyon sa plug na may dalawang pin. Ito ang dalawang pin ng interlock. Nakikita rin namin ang mga koneksyong ito sa mga plug ng mga bahagi ng HV.
Proteksyon ng short circuit:
Ang HV system ay dapat na protektahan laban sa labis na agos, na maaaring sanhi ng isang maikling circuit sa mga kable o sa mga de-koryenteng bahagi. Kung walang proteksyon, maaari itong humantong sa isang arc flash, pagkatunaw ng mga tubo, o kahit sunog. Ang fuse ay idinisenyo upang protektahan ang system laban sa mga panganib na ito. Ang fuse ay maaaring matatagpuan sa service plug, ngunit sa ibang lugar din sa battery pack. Ang mga sasakyan ay maaari ding nilagyan ng maraming piyus, bawat isa ay idinisenyo upang protektahan ang isang partikular na circuit.
Bilang karagdagan sa katotohanan na pinoprotektahan ng fuse ang system laban sa labis na mga alon, ang kasalukuyang sensor sa positibo o negatibong cable ng HV na baterya ay nagpapadala ng kasalukuyang sa ECU. Ang ECU ang gumagawa ng desisyon na patayin ang mga relay kapag may overload.
Permanenteng pagsubaybay sa pagkakabukod:
Ang positibo at negatibong panig ng baterya ng HV ay hindi nakikipag-ugnayan sa isa't isa, o sa kapaligiran. Mayroong ilang mga layer ng insulation sa paligid ng plus side (mula sa + baterya hanggang sa + ng inverter) na may tinirintas na kaluban sa pagitan. Ngunit ang minus na bahagi ay insulated din at hindi nakikipag-ugnayan sa bodywork o pabahay ng mga bahagi. Ang katawan mismo ng sasakyan, sa kabilang banda, ay konektado sa negatibo ng on-board na baterya (12 volts sa mga pampasaherong sasakyan). Hindi ito ang kaso sa bahagi ng HV. Ang mga sanhi ng malfunction ay maaaring:
- Pagkatapos ng banggaan, maaaring nasira ang mga kable, na naging sanhi ng pagdikit ng tanso ng positibo at negatibong mga wire sa isa't isa o sa paghawak sa katawan ng sasakyan;
- dahil sa labis na karga - at samakatuwid ay sobrang pag-init - ang pagkakabukod sa isang de-koryenteng bahagi ay nabigo (natunaw), na nagpapahintulot sa pakikipag-ugnay sa kapaligiran;
- O may conductive liquid dahil nasa tubig na ang sasakyan, nagkaroon ng short circuit sa pagitan ng plus at minus dahil sa pagtagas ng coolant sa HV battery pack. Ang pagtagas ng refrigerant sa electric air conditioning pump ay maaari ding maging sanhi ng conduction.
Sa mga de-koryenteng bahagi, ang mahinang pagkakabukod ay maaaring magdulot ng koneksyon sa pagitan ng positibo o negatibong mga kable mula sa baterya ng HV at ng housing. Dahil ang pabahay ay karaniwang nakakabit sa katawan ng sasakyan, maaaring magkaroon ng agos kung mahina ang proteksyon kung sakaling mahina ang pagkakabukod. Kapag ang plus ng HV na baterya ay konektado sa katawan ng sasakyan sa pamamagitan ng housing bilang resulta ng pagkabigo sa pagkakabukod, mataas na boltahe ng daan-daang volt ang nasa bodywork. Gayunpaman, dahil walang paraan upang kumonekta sa negatibo ng baterya ng HV, walang mangyayari dahil walang kasalukuyang dumadaloy. Magkakamali lang ang mga bagay kung maraming insulation failure, kung saan ang plus at minus ng HV na baterya ay nakipag-ugnayan sa bodywork.
Sa tatlong larawan sa ibaba makikita natin ang HV battery pack (1) na may positibo at negatibong mga cable, na ang katawan ng sasakyan sa ibaba (2) at dalawang consumer ng kuryente (3 at 4) sa pagitan.
- mahinang pagkakabukod ng plus side ng bahagi: kung may mahinang pagkakabukod sa pagitan ng plus at pabahay sa isang mamimili (halimbawa isang electric heater), ang pabahay ay magiging live. Dahil walang koneksyon sa negatibo ng baterya ng HV, walang kasalukuyang daloy;
- mahinang pagkakabukod minus: muli magkakaroon ng (maliit) boltahe sa bodywork, ngunit walang kasalukuyang daloy;
- mahinang pagkakabukod sa parehong plus at minus: sa sitwasyong ito mayroong isang maikling circuit sa pagitan ng plus at minus ng baterya ng HV. Ang bodywork ay nagiging koneksyon sa pagitan ng positibo at negatibo. Mabilis na tataas ang agos hanggang sa pumutok ang fuse sa service plug at/o ang baterya ng HV upang protektahan ang system.
Dahil sa mahinang pagkakabukod sa plus o minus ay wala pang closed circuit, ang fuse sa service plug ay hindi matutunaw. Nakikita ng permanenteng pagsubaybay sa pagkakabukod sa mga de-koryenteng sasakyan ang naturang kasalukuyang paglipat, na nagbabala sa driver na may mensahe ng error. Sa insulation fault, maaari pa ring gumana ang sasakyan, maliban kung hindi ito pinagana ng manufacturer sa pamamagitan ng software.
Ang numero 5 sa figure sa ibaba ay nagpapahiwatig ng bahagi kung saan nagaganap ang permanenteng pagsubaybay sa pagkakabukod. Sa katotohanan, ang de-koryenteng bahagi na ito ay siyempre mas kumplikado.
Ang numero 6 ay nagpapahiwatig ng pagsukat ng risistor kung saan ang pagbaba ng boltahe ay sinusukat nang magkatulad.
Ang dalawang larawan sa ibaba ay nagpapakita ng mga sitwasyon kung saan may mahinang pagkakabukod sa plus (kaliwa) at sa minus (kanan). Dahil ang kasalukuyang dumadaloy sa pagsukat ng risistor, ang boltahe ay natupok sa circuit ng paglaban. Ang pagbaba ng boltahe sa pagsukat ng risistor ay isang sukatan ng dami ng kasalukuyang dumadaloy sa mga resistor.
Sa sandaling nakita ng ECU ang isang abnormalidad na may permanenteng pagsubaybay sa pagkakabukod, nag-iimbak ito ng error code. Ang mga posibleng paglalarawan ng mga P code (gaya ng P1AF0 at P1AF4) ay maaaring: "nawala ang boltahe ng baterya system isolation" o "battery voltage isolation circuit malfunction". Kapag ang sasakyan ay pumasok sa workshop na may insulation fault, maaaring sukatin ng mekaniko ang insulation resistance pagkatapos gamitin ang diagnostic equipment, o mano-mano gamit ang Megohmmeter, upang suriin kung mayroong insulation leak sa isang lugar.
Diagnosis gamit ang Megohmmeter:
Ipinaliwanag ng nakaraang seksyon ang konsepto ng "insulation resistance" at ipinakita kung paano ginagamit ng sasakyan ang permanenteng insulation monitoring upang suriin kung mayroong pagtagas mula sa positibo o negatibong mga koneksyon mula sa HV na baterya patungo sa katawan ng sasakyan. Sa seksyong ito ay tatalakayin natin ito nang mas detalyado at ilalarawan kung paano mo, bilang isang technician, ay makakakita ng lokasyon ng fault gamit ang isang Megohmmeter. Naturally, bilang isang technician dapat kang sertipikadong magtrabaho sa mga HV system. Ang software sa isang diagnostic tester ay maaaring magsagawa mismo ng insulation test para sa ilang partikular na brand, halimbawa para sa mga component na nagpapakita lang ng insulation fault pagkatapos na i-on, gaya ng electric heating o electric air conditioning.
Sa ibang mga kaso maaari nating sukatin ang paglaban ng pagkakabukod gamit ang isang Megohmmeter. Hindi posible na sukatin ang paglaban ng pagkakabukod sa isang normal na multimeter, dahil ang panloob na pagtutol ng multimeter ay maaaring hanggang sa 10 milyong ohms. Ang panloob na pagtutol ay masyadong mataas upang masukat ang mataas na mga halaga ng pagtutol. Ang isang Megohmmeter ay angkop para dito at naglalabas ng boltahe na 50 hanggang 1000 volts upang gayahin ang sitwasyon ng pagpapatakbo. Ang mataas na boltahe na ito ay nagsisiguro na ang ibinubuga na kasalukuyang nakakahanap ng paraan sa pamamagitan ng tansong core patungo sa pagkakabukod, kahit na sa pamamagitan ng pinakamaliit na pinsala sa pagkakabukod. Upang sukatin gamit ang Megohmmeter, itakda ang metro sa parehong boltahe gaya ng sa baterya ng HV, o isang hakbang na mas mataas. Matapos ikonekta ang mga kable ng pagsukat at itakda nang tama ang metro, nag-click kami sa orange na "insulation test" na pindutan. Ang nakatakdang boltahe (sa larawan: 1000 volts) ay inilalapat sa mga kable ng pagsukat at samakatuwid ay sa bahagi, at pagkatapos ay basahin namin ang ohmic na halaga mula sa display.
- Ang paglaban sa pagkakabukod na higit sa 550 MΩ (Megaohm, na nangangahulugang 550 milyong ohms) ay OK. Ito ang pinakamataas na saklaw ng pagsukat;
- Ang isang halaga na mas mababa sa 550 MΩ ay maaaring magpahiwatig ng pagtagas sa pagkakabukod, ngunit ito ay hindi kinakailangang mangyari;
- Ayon sa International Electrotechnical Commission (IEC) at sa Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), ang insulation resistance ng isang EV ay dapat na hindi bababa sa 500 Ω bawat volt. Sa isang nominal na boltahe ng HV na 400 volts, ang paglaban ay dapat na (500 Ω * 400 v) = 200.000 Ω.
- Ang mga tagagawa ay madalas na nagtatakda ng mas mataas na kalidad at mga pamantayan sa kaligtasan, na nagreresulta sa mas mataas na minimum na insulation resistance. Para sa kadahilanang ito, ang mga tagubilin ng pabrika ay dapat palaging sundin kapag gumagawa ng diagnosis.
Ang mga tagubilin ng tagagawa ay palaging nangunguna.
Inilalarawan ng mga pagtutukoy ng pabrika ang mga hakbang, mga regulasyon sa kaligtasan at pinakamababang resistensya sa pagkakabukod.
Sa susunod na larawan nakikita namin ang isang screenshot mula sa isang Toyota manual. Ang pinakamababang insulation resistance ng mga cable sa electric motor ng nauugnay na modelo ay ipinapakita.
Ang megohmmeter ay dapat itakda sa 500 volts at ang pinakamababang resistensya ng mga kable (UV at W) sa de-koryenteng motor kumpara sa housing ay dapat na 100 MΩ (MegaOhm) o higit pa.
Ang mga insulation resistance ng, halimbawa, ang electric air conditioning compressor at heating element ay maaaring iba. Kapag nagsusukat ng iba pang mga bahagi, sumangguni sa bahaging iyon ng data ng pabrika.
1. Pagsusukat ng pagkakabukod sa negatibong bahagi (walang kasalanan):
Sa pagkakadiskonekta ng plug, sinusukat din namin ang negatibong bahagi kumpara sa masa ng sasakyan. Ipinapakita ng mga figure 1 at 2 kung ano ang hitsura ng pagsukat na ito sa eskematiko na anyo at sa katotohanan. Ang pagsukat ay nagreresulta sa isang insulation resistance na >550 MΩ, na nagpapahiwatig na ang pagkakabukod ay nasa mabuting kondisyon.
2. Pagsusukat ng pagkakabukod sa plus side (walang kasalanan):
Pagkatapos idiskonekta ang plug, halimbawa mula sa inverter, ikinakabit namin ang pulang probe ng pagsukat sa pin sa natanggal na plug (ngayon ay nasa plus side) at ang itim na pagsukat na probe sa isang ground point na konektado sa katawan ng sasakyan. Ang Figure 1 ay muling nagpapakita ng diagram mula sa nakaraang seksyon, na binibilang ang HV na baterya (1), bigat ng sasakyan (2), at dalawa sa mga consumer (3 at 4). Ang Megohmmeter ay konektado at ang orange na "insulation test" na buton ay pinindot upang sukatin ang insulation resistance na may transmitted voltage na 500 volts. Ito ay umaabot sa 133 Megaohm. Ang paglaban ng pagkakabukod ay mas mababa kaysa sa nakaraang pagsukat. Ang mga tagubilin ng tagagawa ay dapat konsultahin. Sumusunod kami sa minimum na insulation resistance na 100 MΩ na tinukoy ng tagagawa. Ang insulation resistance ay OK.
3. Pagsusukat ng pagkakabukod sa plus side (fault):
Habang sumusukat sa parehong mga koneksyon, sinukat namin ang paglaban sa pagkakabukod na 65 MΩ. Bagama't ang halaga ng paglaban ay mas mataas kaysa sa minimum na 500 ohms per volt na itinakda ng IEC at ng IEEE (tingnan ang nakaraang talata), ang mga wiring at/o bahagi ay tinatanggihan dahil tinukoy ng tagagawa ang pinakamababang halaga ng pagtutol na 100 MΩ. Maaaring hindi ayusin ang mga kable at/o koneksyon sa plug, ngunit dapat na ganap na mapalitan.
4. Pagsusukat ng pagkakabukod sa plus side (fault):
Kapag ang halaga ng pagkakabukod na 0 MΩ ay sinusukat, mayroong direktang koneksyon (i.e. short circuit) sa pagitan ng HV wire at ng housing. Maaaring hindi ayusin ang mga kable at/o koneksyon sa plug, ngunit dapat na ganap na mapalitan.
Kung sakaling magkaroon ng insulation fault, ang mga plug ng ibang mga consumer ay maaaring isa-isang idiskonekta upang sukatin sa plug, tulad ng ipinapakita sa teksto at mga larawan sa itaas.
Kaugnay na pahina:
