二、奥迪Q5 Hybrid高电压系统结构上的防护措施
1.采用名为IT网的高压电供电网络结构,高压元件有绝缘监控
供电系统的网络结构决定了从供电器(比如高压蓄电池)到用电器(比如电机)的电能传输路径。供电系统的网络连接方式一般有3种,TN-网,TT-网及IT-网,见图2。
TN-网的特点是供电器(如高压蓄电池)与车身连接,用电器壳体不与车身连接,但是与起保护用的不带电的地线连接;TT-网的特点是供电器(如高压蓄电池)与车身连接,用电器壳体也与车身连接。这2种系统存在的问题主要是:如果从供电器(如高压蓄电池)正极到壳体的导线出现绝缘故障,无论当前行驶状态如何,高压系统都会立即被切断(断电),如图3所示。
而IT-网的特点是供电器(如高压蓄电池)与车身不连接,是绝缘的,用电器壳体与车身连接,与车身等电位。它的特点之一是设备的导电壳体接地。其优点是:如果从供电器(如高压蓄电池)正极到壳体的导线出现故障,IT系统不会断电,如图4所示。
奥迪Q5 Hybrid车辆中所用的高压网络就是1种IT网,由于彻底绝缘,所以就不会有电流流经车身或者流向蓄电池。如果绝缘破坏,见图5。
如出现故障1:外导体和导电壳体或者地之间的绝缘故障,这意味着该导体接地了,发生此故障无安全风险,系统仍能工作;
如出现故障2:从负极到壳体的导线出现绝缘故障,此时蓄电池管理系统(BMS )会将高压系统切断(断电),同时系统内会短路,功率电子装置内和保养插头内的保险丝会熔断,高压系统无法工作,也无法重新起动。发生此故障时电流可能会流经全车身,所以此故障有安全风险。
奥迪Q5Hybrid在外导体和零线对地之间的绝缘,由1个绝缘监控么/锁装置J840(也叫绝缘监控器)在时刻监控着,见图6。每30min,其对高压电网上的系统电压进行一次绝缘测量,以识别整个高压回路上的绝缘故障,整个高压回路包括高压蓄电池内部、动力线、功率控制电子装置、电驱动装置电机的三相线和连接空调压缩机(包括空调压缩机)的导线。如果出现绝缘故障1,组合仪表上会有黄色警报信息;如果出现绝缘故障2,组合仪表上会有红色警报信息。