CHẨN ĐOÁN ĐIỆN ÁP CAO XE VF Lưu ý: Thông số sản phẩm có thể thay đổi Tài liệu chỉ được phép sử dụng để đào tạo nội bộ, không chia sẻ ra bên ngoài mà chưa được sự cho phép! Hệ thống điện, điện tử xe VF Nội dung chính 1. Tổng quan hệ thống điện áp cao xe VF 2. Điều kiện ON HV 3. Các biện pháp kỹ thuật kiểm soát an toàn hệ thống điện áp cao Chẩn đoán hệ thống điện áp cao xe VF CHUẨN ĐOÁN XE Ô TÔ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN, ĐIỆN TỬ ĐỘNG CƠ VÀ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG 3 Chẩn đoán hệ thống điện áp cao xe VF CHẨN ĐOÁN XE Ô TÔ ĐIỆN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỆN TỬ HỆ THỐNG ĐIỆN ÁP CAO 4 Chẩn đoán hệ thống điện áp cao xe VF 1. Tổng quan hệ thống điện áp cao xe VF 1.1. Thành phần hệ thống điện áp cao • Pin HV được sạc bên ngoài và là nguồn cung cấp năng lượng chính cho tất cả các hệ thống của xe. • Động cơ điện phía trước và phía sau, hệ thống sưởi và máy nén điều hòa được cung cấp trực tiếp bằng điện áp cao. Ngoài ra, Pin HV chuyển đổi điện áp và sạc cho Ắc quy 12V Hệ thống điện áp cao 1. 2. 3. 4. 5. 6. Cổng sạc 3 trong 1, DC-DC/OBC/PDU VCU Máy nén khí điện áp cao Máy sưởi điện áp cao Pin cao áp Hệ thống dây điện cao áp 4 3 5 6 2 7 1 Nhìn từ dưới lên 7. 5 Hệ thống điện, điện tử xe VF 1. Tổng quan hệ thống điện áp cao xe VF 1.1. Thành phần hệ thống điện áp cao VCU Bộ sưởi (OBC, DCDC, PDU) 3 in 1 Máy nén AC EDS Môtơ điện cầu trước EDS Dây điện áp cao Môtơ điện cầu sau Battery-HV 6 Cổng sạc Hệ thống điện, điện tử xe VF 1. Tổng quan hệ thống điện áp cao xe VF 1.2. Sơ đồ và nguyên lý làm việc của hệ thống HV BMS 3 IN 1 OBC DC/DC ĐC M HV PTC M E-AC EDS 7 Sơ đồ của hệ thống HV Hệ thống điện, điện tử xe VF 1. Tổng quan hệ thống điện áp cao xe VF 1.3. Nguyên lý làm việc BMS 3 IN 1 OBC DC/DC ĐC M HV PTC M E-AC EDS 8 Sơ đồ của hệ thống HV Hệ thống điện, điện tử xe VF ĐC OBC 3 IN 1 M M DC/DC E-AC EDS HV PTC Nguyên lý làm việc trạng thái ON HV BMS ĐC OBC 3 IN 1 M M DC/DC E-AC EDS HV PTC BMS 1.3. Nguyên lý làm việc Hệ thống điện, điện tử xe VF 1.3. Nguyên lý làm việc BMS 3 IN 1 OBC DC/DC ĐC M HV PTC M E-AC EDS 10 Nguyên lý làm việc trạng thái OFF HV Hệ thống điện, điện tử xe VF 1.3. Nguyên lý làm việc Nguyên lý làm việc của hệ thống HV • Để hệ thống điện áp cao làm việc (tương ứng với tình trạng xe sẵn sàng) thì nguồn điện HV phải được cấp từ Pin HV – Tương ứng với trạng thái ON của các realy dương và realy trong pin HV • Khi xe EV làm việc (tức là khi khách hàng sử dụng xe) sẽ xảy ra nhiều tình huống khác nhau, tuy nhiên có thể thổng hợp thành 6 tình huống điển hình sau: ✓ Tình huống 1: Xe không ON được HV ✓ Tình huống 2: Xe ON được HV nhưng không chuyển được số N-D-R ✓ Tình huống 3: Xe ON được HV nhưng lỗi limphome - giới hạn công suất (Rùa) ✓ Tình huống 4: Xe ON được HV nhưng không sạc được ✓ Tình huống 5: Xe ON được HV nhưng khi chuyển số thì lại OFF HV ✓ Tình huống 6: Xe đang di chuyển thì chuyển thì OFF HV và chuyển về số N 11 Sơ đồ mạch điện HV Hệ thống điện, điện tử xe VF 12 Trạng thái khóa điện TẮT ACC BẬT BẬT BẮT ĐẦU/SẴN SÀNG Điều kiện kích hoạt Sau khi khóa cửa hoặc sau khoảng thời gian không sử dụng xe Nhấntaynắmcửahoặc nútmởkhóachìakhóa điềukhiểntừxa Đạpbànđạpphanh ChọnsốDhoặcR Mô tả Trạng thái tất cả các thiết bị điện tắt (xe ở trạng thái ngủ) Chỉ sử dụng cho phụ kiện/giải trí Tất cả các hệ thống LV/HV sẵn sàng sử dụng Xesẵnsàngdichuyển Nguồn ACC OFF ON ON ON Nguồn IG OFF OFF ON ON Nguồn HV OFF OFF ON ON 2.1. Trạng thái nguồn điều khiển 2. Điều kiện ON HV Hệ thống điện áp cao chỉ ON khi thỏa mãm các điều kiện cần và đủ sau Hệ thống nguồn IG đã ON và không có lỗi phần mềm và mạng truyền thông của các ECU liên quan Các biện pháp kỹ thuật kiểm soát an toàn hệ thống điện áp cao là tốt Hệ thống điện, điện tử xe VF 2. Điều kiện ON HV 2.2. Điều kiện ON HV ĐIỀU KIỆN ON HV ECU CL.30 Hệ thống nguồn IG đã ON IG 1 IG 2 Mạng truyền thông và các ECU tốt Các biện pháp kỹ thuật kiểm soát an toàn hệ thống điện áp cao Điều kiện vận hành pin HV & các linh kiện HV 13 Chẩn đoán hệ thống điện áp cao xe VF 3. Các biện pháp kỹ thuật kiểm soát an toàn hệ thống điện áp cao Sơ đồ “TOP” kiểm soát an toàn điện áp cao five technical methods to ensure high voltage safety in the EV Scope of the measure 1. Use potential equalization – Sử dụng dây cân bằng điện áp (nối mát) 2. Insulation monitoring – Giám sát cách điện liên tục 3. HVIL - high voltage and interlock – Mạch điện khóa liên động 4. Fuse – Bảo vệ bằng cầu chì 5. MSD – Manual Service Disconnect – Khóa dịch vụ Organizational solution (Training, Procedure … ) ▪ Khu vực làm việc có điều kiện/có giới hạn ▪ Lịch trình đã sửa (Bộ đệm thời gian) ▪ Đào tạo HV ▪ Đánh giá rủi ro T O ▪ Trình độ chuyên môn HV PPE- Use of personal protective equipment (spatial separation from personnel) • Dụng cụ cách điện HV • Dụng cụ đo P Safety Objective: Avoid Electrical Accidents Mục tiêu an toàn tránh tai nạn điện • Dụng cụ bảo hộ cá nhân: găng tay, giày, thảm cách điện, kính… Hệ thống điện, điện tử xe VF 15 Giám sát cách điện liên tục: • Là phương pháp giám sát tình trạng cách điện của các linh kiện điện áp cao, bằng cách liên tục đo điện áp cao của cực (+), (-) với vỏ xe. • Trong hệ thống này, xe vẫn hoạt động nếu một trong các dây của hệ thống điện áp cao kết nối không mong muốn với vỏ xe. Tuy nhiên, nếu kết nối không mong muốn thứ 2 xảy ra với dây có cực tính ngược lại, hệ thống quản lý sẽ ngắt điện áp cao. • Giám sát cách điện có thể được kết hợp trong các thành phần khác nhau, ví dụ như trong bộ điều khiển pin điện áp cao hoặc trong biến tần … 400V Vỏ xe 400V Vỏ xe 400V Vỏ xe 3. Các biện pháp kỹ thuật kiểm soát an toàn hệ thống điện áp cao Chẩn đoán hệ thống điện áp cao xe VF Dụng cụ đo: • Điện trở cách điện tiêu chuẩn chung khoảng 1 ... 100MΩ • Sử dụng máy kiểm tra cách điện = "megaohmmeter". Điện áp thử nghiệm tối thiểu 500VDC Trong hệ thống HV: • Chỉ đo ở trạng thái đã ngắt điện áp cao (1) • Chỉ đo điện trở cách điện giữa dây dẫn hoạt động và vỏ (2) • Không bao giờ đo giữa hai dây dẫn hoạt động điều này có thể phá hủy các thành phần (3) 3 1 2 3. Các biện pháp kỹ thuật kiểm soát an toàn hệ thống điện áp cao Hệ thống điện, điện tử xe VF HVIL - high voltage interlock loop The function of HVIL is to ensure the integrity and continuity of the entire HV circuit as a safe closed circuit. To accomplish with this the security protection is triggered when the HVIL circuit is disconnected or its integrity is compromised. Giắc kết nối điện áp cao 17 Chẩn đoán hệ thống điện áp cao xe VF 3. Các biện pháp kỹ thuật kiểm soát an toàn hệ thống điện áp cao Sơ đồ mạch điện khóa liên động • Đầu nối HV và đầu nối LV cung cấp các thiết bị đầu cuối có tên “HVIL IN” và “HVIL OUT” được mắc nối tiếp trong bảng mạch như thể hiện trong sơ đồ mạch điện (hình bên) • Nguồncung cấp HVIL là tín hiệu PWM 5V điện áp thấp, dòng điện cao nhất 100mA MSD Hệ thống điện, điện tử xe VF 3. Các biện pháp kỹ thuật kiểm soát an toàn hệ thống điện áp cao Sơ đồ mạch điện khóa liên động • Đầu nối HV và đầu nối LV cung cấp các thiết bị đầu cuối có tên “HVIL IN” và “HVIL OUT” được mắc nối tiếp trong bảng mạch như thể hiện trong Sơ đồ hệ thống EE. • Nguồn cung cấp HVIL là tín hiệu PWM 5V điện áp thấp, Dòng điện cao nhất 100mA HV BATTERY BMS HVIL out HVIL in HVIL out Bộ phát PWM Cổng phát hiện HVIL in EDS EAC PDU HV Heater Sơ đồ nguyên lý mạch điện HVIL 19 Chẩn đoán hệ thống điện áp cao xe VF 3. Các biện pháp kỹ thuật kiểm soát an toàn hệ thống điện áp cao Cầu chì Pyro fuse Pyrofuse: Được kết nối trực tiếp trên đường dây chính từ pin đến contactor. Chức năng cơ bản của thành phần này là tạo ra sự cô lập điện vĩnh viễn có kiểm soát để đảm bảo an toàn HV trong trường hợp xảy ra va chạm.Giống như cầu dao hoặc cầu chì, pyrofuse là thiết bị thường đóng, nghĩa là nó thường dẫn dòng điện qua hai tiếp điểm HV (tức là thanh cái bằng đồng). Khi nhận được tín hiệu kích hoạt cụ thể, nó sẽ mở và ngắt dòng điện và cô lập vĩnh viễn hai tiếp điểm HV với nhau. Có nhiều loại pyrofuse khác nhau trên thị trường. 20 Hệ thống điện, điện tử xe VF 21 1.Dòngđiệnđánhlửađượctạoradựatrêntínhiệuvachạm(vídụtừACM); 2.Bộđánhlửakhởiđộngvậnhànhquátrìnhphát thảikhí; 3.Khínởravàéppít-tôngđixuốnglàmtáchthanhcái,mởmạchđiện. Cầu chì pyro Nguyên lý hoạt động cầu chì pyro 3. Các biện pháp kỹ thuật kiểm soát an toàn hệ thống điện áp cao Cầu chì Pyro fuse Hệ thống điện, điện tử xe VF Cut loops & MSD • MSD để ngắt nguồn điện 12V cung cấp nguồn đến cuộn dâu của các contactor kết nối điện áp cao • Cut loops là điểm trung gian từ MSD đến BMS Fuse & Pro Fuse Cut loop MSD BMS MSD 22