Tema 10 Sistemul de securitate

Studiind această temă, veți fi capabili:

1. să identificați destinația sistemului de interblocare;

2. să determinați cauzele activării sistemului de interblocare;

3. să enumerați ce urmări pot cauza un scurcircuit în sistemul de tensiune înaltă.

4. să respectați toate etapele procesului de activare dezactivare a tensiunii înalte.

10.1 Sistemul de interblocare

Bateria HV este conectată la circuitul de înaltă tensiune. Fiecare dintre conexiunile "+" și "- " a baterii de înaltă tensiune are propriul releu de siguranță care poate întrerupe acel circuit. Astfel, sarcina releelor de siguranță este de a conecta bateria HV la rețeaua de înaltă tensiune a vehiculului (circuit închis) sau de a deconecta de la rețea (circuit deschis). Aceste relee sunt dirijate de sistemul de gestiune a bateriei (BMS - Battery management system) asigurând la necesitate interblocarea sistemului (Figura 1).

Figura 1 Schema de întrerupere a tensiunii baterii HV

1. Bateria de tensiune înaltă HV, 2. Contactul de întrerupere a releelor, 3. Releele, 4. Blocul de gestiune a bateriei HV, 5. Sistemul de blocare/întrerupere (realizat manual sau electronic), 6. Circuit închis, 7. Circuit deschis, 8. Cabluri de tensiune înaltă HV.

Sistemele de interblocare (în engleză, "interlock systems") în cazul automobilelor hibride și electrice joacă un rol crucial în asigurarea securității și protejează împotriva contactului cu tensiunea electrică înaltă. Acest sistem de joasă tensiune 12 V, sunt proiectate pentru a evita sau minimiza riscul de accidente sau probleme de securitate în timpul utilizării și depanării automobilelor electrice și hibride.

Pentru aproape fiecare componentă care este conectată la bateria HV, există cel puţin un contact care poate izola sistemul HV prin intermediul circuitului de interblocare (Figura 2). Aceste contacte pot fi încorporate în cablu, sau pot fi ca şi un comutator în carcasa componentei respective. Toate aceste contacte sunt legate în serie și dacă circuitul de interblocare este deschis în cel puțin un loc, blocul de gestiune a baterii BMS deschide releele și bateria de înaltă tensiune este deconectată de la rețeaua de înaltă tensiune.

Figura 2 Schema sistemului de interblocare a automobilului hibrid VW Touareg

1. Blocul de gestiune a bateriei de tensiune înaltă, 2. Mufa de service, 3. Elementele de stocare, 4. Releele 5. Cablurile de tensiune înaltă, 6. Compresorul sistemului de climatizare, 7. Invertor, 8. Motor electric/Generator, 9. Circuitul sistemului de interblocare, 10. Convertorul

10.2 Protecţie la scurtcircuit

Sistemul HV (tensiune înaltă) trebuie să fie protejat împotriva curenților excesivi. Curenții excesivi pot apărea ca urmare a unui scurtcircuit în cabluri. Aceasta poate duce la crearea unui arc electric, cablurile s-ar putea topi sau chiar provoca un incendiu. O siguranță protejează sistemul împotriva acestor pericole. Siguranța este amplasată în circuitul baterii de tensiune înaltă în serie. La VW Touareg, Toyota Prius prima și a doua generație ia este amplasată în mufa de serviciu (Figura 3).

Figura 3 Siguranța conectă în serie între elementele de stocare a baterii localizată în mufa de serviciu

1. Bateria de tensiune înaltă HV;

2. Mufa de serviciu cu siguranța fuzibilă;

3. Senzor de curent;

4. Blocul de gestiune a bateriei;

5. Releele.

Siguranțele fuzibile sunt proiectate să se deterioreze sau să se deschidă în caz de scurtcircuit, întrerup astfel fluxul de curent și prevenind eventualele daune la nivelul sistemelor electrice.

Sistemului de Management al Bateriei (BMS) este dotat și cu un senzor de curent care furnizează date despre curentul care trece prin sistem. Aceste date pot influența modul în care automobilul gestionează fluxul de curent la încărcarea și descărcarea bateriei prin dezactivarea releelor blocând circulația curentului electric.

10.3 Dezactivarea și activarea sistemului HV

Pentru executarea lucrărilor de mentenanță în siguranță al unui automobil electric sau hibrid în cadrul stațiilor de service auto sau ateliere de lucru trebuie de întrerupt sistemul de înaltă tensiune.

Deconectarea tensiunii într-un sistem de înaltă tensiune, este o operațiune importantă și implică riscuri și trebuie efectuată cu atenție pentru a asigura siguranța. Iată câteva pași generali pe care ar trebui să-i luați pentru a deconecta tensiunea într-un astfel de sistem:

1. Limităm accesul persoanelor străine ne instruite în zona atelierului/laboratorului de lucru, utilizând mijloace de avertizare specializate. (Figura 4).

Figura 4 Exemple de mijloace specializate utilizate la limitare a accesului în atelierele auto în zona de mentenanță a automobilelor hibride și electrice

1. Consultaţi documentaţia tehnică a automobilului. Exemplu Renaul Zoe

Modul de utilizare

Consultați manualul de utilizare al vehiculului pentru a obține informații specifice și ghiduri referitoare la deconectarea tensiunii înaltă. Este important să rețineți că procedurile pentru întreruperea tensiunii înalte pot varia între diferiți producători și modele de vehicule electrice sau hibride. Sculele utilizate în cadrul lucrărilor de mentenanță pentru automobilele hibride și electrice sunt izolate și rezistă la tensiunii de 1000 V (Figura 5). Este interzisă folosirea utilajelor şi uneltelor cu izolarea defectă.

Figura 5 Exemple de scule izolate utilizate în cadrul lucrărilor de mentenanță a automobilelor hibride și electrice

1. Înainte de a începe orice procedură de deconectare a tensiunii, opriți automobilul și asigurați-vă că acesta se află într-o poziție sigură, cu frâna de mână activată (Figura 6).

a) Activarea frânei de mână

b) Oprirea automobilului

Figura 6 Oprirea și imobilizarea automobilului Toyota RAV4 EV in July 2012

5. Deconectaţi cablul de masă de la bateria 12 V.

Deoarece sistemele de interblocare sunt alimentate de la bateria auxiliară de 12 V, odată cu deconectarea bornei negative de la baterie, releele din bateria HV ar dezactiva tensiunea înaltă din circuit. La unele automobile, poate fi suficient pentru a dezactiva sistemul de înaltă tensiune. Cu toate acestea, dacă automobilul are un convertor de curent continuu (DC/DC) în care sistemul de 12 volți poate fi susținut sau alimentat de sistemul de înaltă tensiune și releele din baterie sunt blocate în poziție închise, pur și simplu oprirea contactul și deconectarea bateriile de 12 volți, nu este suficient pentru a dezactiva sistemul de înaltă tensiune și sistemul de 12 volți. Sistemul de înaltă tensiune al unui astfel de vehicul poate fi apoi oprit folosind una dintre opțiunile suplimentare de dezactivare de înaltă tensiune.

6. Puneţi mănuşile electroizolante HV.

7. Scoateţi mufa/fişa de service HV.

De regulă, sistemul HV are o mufă de serviciu în imediată apropiere a bateriei de înaltă tensiune. Când mufa de serviciu este extrasă (Figura 7), releele se deschid și bateria de înaltă tensiune este deconectată de la rețeaua de înaltă tensiune. În plus, mufa de serviciu face parte din circuitul în serie a elementelor de stocare, la extragerea ei chiar dacă releele ar fi blocate în poziții închise, curentul ar fi dezactivat în baterie.

Figura 7 Modul de extragere a mufei de serviciu de la automobilul VW Touareg Hibrid

O altă versiune a mufei de serviciu pentru dezactivarea sistemului de înaltă tensiune de la grupul VAG (Figura 8). Mufa de serviciu are o carcasă verde și o clemă de deblocare. O etichetă galbenă pe cablul identifică clar mufa ca punct de deconectare.

Figura 8 Mufa de serviciu de la concernul VAG

8. Aşteptaţi un timp pentru descărcarea condensatoarelor.

În afară de bateria HV ce dezvoltă tensiunea înaltă, alte două surse pot reprezenta potențiali pericole de electrocutare cu tensiune înaltă, și anume condensatoarele din invertor și convertor, chiar dacă releele baterii HV sunt deschise. Acesta este motivul, pentru care, circuitul de tensiune înaltă când este dezactivat, are nevoie de a fi descărcat (Figura 9).

Figura 8 Schema simplificată a descărcării condensatoarelor din invertor

1. Motor/Generator,

2. Invertor,

3. Condensator,

4. Rezistența pasivă, 5. Rezistența activă,

6. Elementele de stocare a baterii,

7. Senzor de curent, 8. Relee,

9. Modulul de gestiune a bateriei BMS, 10. Convertor

Condensatoarele care se află în invertor și convertor, după întreruperea curentului electric, menține tensiunea înaltă, deoarece el nu poate asimila toată tensiunea o parte va rămânea în cabluri, astfel sistemul este dotat cu rezistențe de descărcare de gestiune format dintr-o rezistență de gestiune pasivă și activă.

Rezistența pasivă ca și condensatorul este fixat permanent la circuitul electric, astfel pentru evitarea pierderilor de putere, rezistența pasivă se pune de câteva sute de KΩ, ce îngreunează descărcarea de gestiune ce poate dura până la 10 minute până la obținerea tensiunii inofensive. Această rezistență reprezintă o siguranță de rezervă dacă nu va funcționa rezistența activă care are rezistența de ordinul zecimilor de Ω, și poate descărca curentul în 2-3 s. Aceste rezistențe efectuează descărcarea de gestiune nu numai pentru invertor, ci și componentelor ca convertorul sau motorul electric a compresorului deoarece toate rezistențele sunt montate în paralel, iar dacă este defectă rezistența activă ei au rezistențe pasive care micșorează tensiune până la zero.

9. Verificaţi tensiunea pe component. (vor fi exersate în probele practice).

După înlăturarea defecțiunilor activăm sistemul HV prin: conectarea bornelor negativă a bateriei 12 V, montarea mufei de service, scoaterea mănuşilor de protecţie, punerea contactului cu cheia/butonul POWER și verificarea dacă defectul a fost remediat.

Page updated

Google Sites

Report abuse