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纯电动汽车高压电气安全管理与时间延时研究

导读: 纯电动汽车高压电气电气系统中含有大量大功率设备,具有高电压、大电流、电磁干扰强烈的特点,且主电路中电流变化剧烈,极短的控制延迟和干扰就可能对电气系统造成极大的损害

1 引言

  随着经济的发展,能源与环保问题日益突出,世界各国都将目光投向了环保和节能的电动汽车。而电动汽车的一个重要特点就是车内装有保证足够动力性能的高电压回路,其高达300v以上[1]的电压危及人身安全和车载高压用电器的使用安全。高压系统的正常工作电流可能达到数十、甚至数百安培,当瞬时短路时放电电流更是成倍增加。因此,在设计、规划高压动力系统和对高压系统重要部件的选型时不仅应充分满足整车动力驱动要求,还必须确保车辆运行安全、驾乘人员安全和车辆运行环境安全[2]。因此对电动汽车的高压电气系统的管理[3]和安全性已经成为电动汽车研究设计时必须要解决的重要问题。

  纯电动汽车高压电气电气系统中含有大量大功率设备,具有高电压、大电流、电磁干扰强烈的特点,且主电路中电流变化剧烈,极短的控制延迟和干扰就可能对电气系统造成极大的损害,这就对高压电气安全控制系统的采集速度、响应速度提出了更高的要求[4]。

2 纯电动汽车高压电安全管理系统设计

  纯电动汽车高压电安全管理系统是实现高压电系统故障诊断和安全管理的智能管理系统。针对高压电系统可能发生的故障,高压电安全管理系统应具备如下主要功能[6][7]:

  1)系统上电防瞬态冲击;

  2)实时过电流检测及故障处理;

  3)高低压保护及故障处理;

  4)绝缘检测及故障处理;

  5)互锁故障检测及故障处理。

  2.1系统结构

  图1为纯电动汽车高压电安全管理系统结构,该系统实现的基本功能如下:

  (1)实时监测电动汽车高压电系统的电压,总线剩余电量,电流,温度和绝缘电阻等电气参数对高压电气系统进行故障检测。

  (2)与电动汽车其他模块进行can总线通信,方便信息的传递。

  (3)通过故障检测及相应的控制模块实现高压电气系统的安全管理和保护功能。

  如图1所示k2和k3为安全管理系统mcu模块控制的高压主电路常开直流接触器开关;k1为预充电控制模块的高压常开直流接触器开关;fuse为熔断器;k4和k5绝缘电阻检测开关的直流接触器。主电路的直流接触器是结合实际情况和参考国家标准要求进行选型设计的。

  2.2高压电系统故障检测及安全管理策略

  高压电系统故障诊断与安全管理的整体思想是要保证纯电动汽车在静止或运行全过程的高压用电安全。

  2.2.1高压电安全管理策略

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