第四节 纯电动汽车紧急维修开关
一、紧急维修开关
1.纯电动汽车断电系统
电动汽车高压断电系统如图2-25所示。电气断开部位有两处:一处是紧急维修开关;另一处则是主继电器。
图2-25 电动汽车高压断电系统
2.主继电器的软件控制来源
①启动按钮。当挡位切换至OFF挡时,主继电器即会断开,高压线路被切断。
②碰撞断电信号。当碰撞传感器识别到碰撞发生时,即通过电源管理控制ECU断开继电器,从而切断高压回路。
③互锁装置激活切断信号。互锁装置检测到存在高压部件开盖等危险情况时,即通过电源管理控制ECU控制主继电器切断高压回路。
由以上分析可知,通过手动操作断开高压电的方式有两种:一是操作启动按钮,使挡位切换至OFF挡;二是操作紧急维修开关。平时最常用的断电方式就是操作启动按钮,只有在车辆维修、存在漏电危险等特殊情况时才使用紧急维修开关。
图2-26为几个典型车型紧急维修开关的实物,包括VOLT、E6、PRIUS等车型。
图2-26 典型车型紧急维修开关实物
3.紧急维修开关设计要求
紧急维修开关电气部位布置一般有两种:一种是位于高压电源的正极,如图2-27所示;另一种是布置于电池组中间,如图2-28所示。车型A紧急维修开关位于电池包的正极,其在电池正极与紧急维修开关有一段电路,如果采用此类布置方式,需要保证此段电路处于人体不能接触区域。
图2-27 车型A紧急维修开关电气部位
图2-28 车型B紧急维修开关电气部位
4.紧急维修开关操作部位
紧急维修开关作为高压安全部件,它的操作部位布置需遵循一些原则,包括以下三大方面。
①操作部位应能长期保持干燥,不易接触到水、饮料等液体,并有适当隔离物进行隔离。
②操作部位应靠近驾驶人,以便紧急情况时驾驶人能较快操作。
③操作开关的布置应易于操作,覆盖物的拆卸不应设计得太过烦琐,以便紧急情况时能较快操作。车型C的紧急维修开关布置于后备厢,远离驾驶人位置,不便于紧急操作,如图2-29所示。车型D的紧急维修开关位于后排座椅旁,并存在卡扣式的盖板,方便操作,能较好地兼顾三方面的要求,如图2-30所示。
图2-29 车型C紧急维修开关操作部位
图2-30 车型D紧急维修开关操作部位
5.防直触设计
依据GB/T19751—2005《混合动力电动汽车安全要求》的规定,如果高压连接器可不用工具断开,则在未匹配的情况下需满足IPXXB防护等级的要求,即防止手指直接接触,所以紧急维修开关的底座插孔应该依据IPXXB防护等级进行设计,图2-31所示为IPXXB防直触测试示意图。
图2-31 IPXXB防直触测试示意图
二、操作要求
因涉及高压安全,故紧急维修开关的规范操作是非常重要的,不规范的操作不仅可能造成车辆故障,还有可能引起高压拉弧等危险,紧急维修开关规范操作如下。
①紧急维修开关是在特殊情况下才使用,如车辆维修、漏电报警等情况,在非特殊情况下不允许对紧急维修开关进行操作。
②紧急维修开关的操作应由专业人员进行,至少操作人员应该进行过相关培训。
③操作时,操作人员必须佩戴必要的劳保用品,如绝缘手套、绝缘胶鞋等,其电压等级必须大于电池组的最高电压。用前需检查其是否完好无损,确保安全。
④拔下紧急维修开关手柄后,必须妥善保管,直至检修完毕,避免误操作。
⑤拆开紧急维修开关之后,必须等待至少10min后方能进行维修操作,以确保高压线路的余电已释放,如果条件允许,建议等待时间为30min。
推荐的操作步骤:断开点火开关,并将钥匙移开智能钥匙系统探测范围;断开低压蓄电池负极端子;确认绝缘手套不漏气,并佩戴;断开紧急维修开关;将紧急维修开关保存于自己口袋当中;等待10min或更长时间,以便高压部件总成内部电容放电;进行维修操作。
说明:紧急维修开关暂无法规规定其配置要求,目前为各厂家自行配备的功能件,故部分电动汽车是无此开关的。
紧急维修开关是新能源汽车的关键部件,目前国内对于紧急维修开关的研究还处在基础阶段。