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新能源汽车电机及控制系统检修 项目1 高压电驱动系统
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IP 是Ingress Protection 的缩写,IP 等级是电气设备外壳对异物侵入的防护等级。 IP 等级由2 位数字组成,第1 位数字表示固态防护等级,范围是0~6,分别表示对从大颗粒异物到灰尘的防护。
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第2 位数字表示液态防护等级,范围是0~8,分别表示对从垂直水滴到水底压力情况下的防护。 数字越大表示能力越强。
1.1 高压连接器
新能源汽车无论是在充电时,还是在放电时,从电机电控、动力系统到快慢充电端口等都通过这个高压连接 器连接在一起,给人的感觉就像是动物的神经系统一样,所以高压连接器是非常重要的。
高压连接器的应用范围非常广泛,如DC、水暖PTC 充电机、风暖PTC、直流充电口、动力电机、高压线束、 维修开关(MSD)、逆变器、动力电池、高压配电箱(PDU)、电动空调、交流充电口等都需要用到高压连接器。
器和部件之间(主要涉及部件结构设计控制)、连接器和电缆之间(产品保证密封圈位置限位不 移动及线束生产时控制装配准确性)、连接器公母端之间(产品结构工艺及装配的完整性)。
(3)电磁兼容性EMC(Electro Magnetic Compatibility) 电磁兼容性是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受 的电磁干扰的能力。因此,EMC 包括两个方面的要求:一方面是指设备在正常运行过程中对所在环 境产生的电磁干扰不能超过一定的限值;另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定 程度的抗扰度,即电磁敏感性。
成连接器温度升高的主要原因如下:
(1)环境因素 布置位置易受高温影响或处于热量集中的密封舱内,在避免不了其布置位置存在不利条件的情况下,选型时也需要对连 接器的耐温进行考虑。 (2)连接器自身发热 影响因素主要为插合接触件的接触电阻功耗发热或压接不良。连接器电性能重要的衡量指标为连接器之间的接触电阻, 接触电阻越小,则电压降越小,意味着电损耗越低,也意味着温升较低,连接端子可以获得较高的使用寿命。
连接器受热超过限值,热失效严重时线束烧毁,且将导致绝缘材料产生化学分解,降低绝缘性 能,严重时有可能出现连接器正负极柱间因绝缘材质热熔后击穿短路现象。
参照大众VW80834 标准,连接器接触电阻不能超过的限值见表。
这 种情况下可以无危险地继续行驶。通过本任务的学习,熟悉新能源汽车国家高压法规相关要
求。
1.高压电气连接系统 高压电气连接系统主要包含高压线束和连接器。
整车故障报修中,电气连接系统有一定占比,成 为高压系统中较为薄弱的一个环节。
➢ 在电气连接系关重要的因
(2)防护等级要求 高压连接器密封一般要求至少达到IP67,在汽车一些特殊场合选型时甚至要求IP6K9K,以保证
即便在高压冲洗时也满足使用要求。 目前产品防护要求及验证方法主要参考GB/T 4208—2017,把部件或连接器放置于水箱1m深处,
以检测其防护等级IP67 是否通过,但在实际使用中,这一点是否能模拟车辆的实际工况值得商榷。 如果产品全生命周期内可以保证密封性能,连接器密封在应用设计中,主要考虑以下几点:连接
高压电气连接系统设计时,要求连接器具备360°屏蔽层, 并有效地和电缆屏蔽层连接,屏蔽层覆盖整个连接器长度, 以保证足够的屏蔽功能,并尽量减小屏蔽界面之间的电阻, 在产品生命周期内,屏蔽连接接触电阻<10mΩ。对于由塑 料制成的高压连接器,屏蔽须用金属面来实现。
1.1.2 连接器耐温、功耗 ➢ 连接器(主要指其中的接触件)超过规定使用温度限值时,会因发热降低安全特性,甚至失效损坏。造
1.1.1 安全防护
连接器的安全防护主要指电气性能满足设计要求,如绝缘、耐压、电气间隙、爬电距离、防 呆、防触指(端子周围加绝缘材料,高出端子高度或者端子加塑料帽)设计等符合规定要求。
除了以上性能,应用时,需重点关注连接器HVIL 和密封防护、EMC 性能。
(1)高压互锁(High Voltage Interlock) 高压互锁通过使用电气信号,可以确认高压系统连接的完整性,也可以作为盖板打开检测。 设计高压连接器时,应考虑插拔过程中的高压安全保护,如断开时,首先断开高压互锁,后断
➢ 素,国内外的一些参考标准见表。
连接器选型应用时,需要根据部件使用环境(如温度、湿度、海拔等)、安装条 件(振动条件、体积结构、密封等级要求)、载流特性、成本核算等合理选择产 品。 对高压连接器的理想期望为,产品安全防护等级较高、耐高温、大载流、低功耗、 抗油脂、体积小、轻量化、长寿命周期且低成本。
开高压端子;而接合时则相反。高压互锁在结构设计上一般有内置式和外置式(如图)两种。
由于内置式结构紧凑、体积较小,目前使用普遍。高压互锁回路安装在高压端子之间。在应用 中,部分内置式连接器缺少互锁装置的位置固定,如果连接器结构设计得不好,在某些恶劣的 条件下,部分供应商的产品由于互锁装置位移会导致互锁信号的不连续性,给车辆调试及安全 驾驶带来不必要的问题。
在实际使用的过程中,高压互锁回路主要通过信号(如电平、PWM 信号)注入法检测,失效 模式主要考虑高压互锁电路故障:短路(包含对电源、对地短路,采用电平检测,存在系统可 能无法正确判断的风险)或断路(产品需确保互锁装置不位移)。
另外,连接器选型设计时应考虑高压互锁装置接触电阻及线束回路电阻的影响,避免由于信号 压降造成高压互锁检测失效。
2018
新能源汽车电机及控制系统检修
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任务1 高压电驱动系统的组成与识别
新能源汽车的高电压组件采用了自安全设计结构,其控制系统能够可靠识别会给车主和技术 人员带来危险的故障,并立即关闭高电压系统,确保工作部件上不再有危险电压。即便只取
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