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动力电池BMS管理系统中“充电高压互锁”的解释

产生背景
为了解决电动汽车系统的设计中,没有考虑人员操作的安全,可能出现高压插接件断开或者零部件外盖打开,零部件仍然带高压电的情况,会产生带电操作的危险,所述的高压环路互锁结构即为充电互锁系统。


定义

在ISO国际标准《ISO 6469-3: 2001电动汽车安全技术规范第3部分:人员电气伤害防护》中,规定车上的高压部件应具有高压互锁装置,但并没有详细地定义高压互锁系统。高压互锁,也指危险电压互锁回路(HVIL Hazardous Voltage InterlockLoop):通过使用电气小信号,来检查整个高压产品、导线、连接器及护盖的电气完整性(连续性),识别回路异常断开时,及时断开高压电。


目的

用来确认整个高压系统的完整性,当高压直流系统回路断开或者完整性受到破坏的时候,就需要启动安全措施了。


实施步骤

1、接通电池包慢充输入插件回路、充电器高压输出插件回路、充电器高压输入插件回路和充电口高压输出插件回路的高压插件;
2、互锁低压信号的信号回路通过电池控制系统内部电阻接地;
3、外接线束充电口上的缆上控制盒检测互锁低压信号的信号回路是否正常;
4、如果互锁低压信号的信号回路正常,缆上控制盒的高压继电器开启,充电高压回路接通。
5、电池管理系统通过外接线束充电口断开电池包慢充输入插件回路、充电器高压输出插件回路、充电器高压输入插件回路和充电口高压输出插件回路的高压插件。


实施策略

1、故障报警。无论电动汽车在何种状态,高压互锁系统在识别到危险时,车辆应该对危险情况做出报警提示,需要仪表或指示器以声或光报警的形式提醒驾驶员,让驾驶员注意车辆的异常情况,以便及时处理,避免发生安全事故。
2、切断高压直流电源。当电动汽车在停止状态时,高压互锁系统在识别严重危险情况时,除了进行故障报警,还应通知系统控制器断开自动断路器,使高压源被彻底切断,避免可能发生的高压危险,确保财产和人身安全。
3、降功率运行。电动汽车在高速行车过程中,高压互锁系统在识别到危险情况时,不能马上切断高压源,应首先通过报警提示驾驶员,然后让控制系统降低电机的运行功率,使车辆速度降下来,以使整车高压系统在负荷较小的情况下运行,尽量降低发生高压危险的可能性,同时也允许驾驶员能够将车辆停到安全地方。


原理方框图


充电高压互锁原理图


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