白寧山,王國盛,張松青,侯鎖軍
(河南工學院 汽車工程系,河南 新鄉(xiāng) 453003)
汽車,是人們生活當中的重要交通工具。一直以來,汽車均是以汽油或柴油為發(fā)動機的主要燃料,但隨著自然資源的枯竭與短缺,為維護人類社會發(fā)展與自然環(huán)境間的平衡,人們開始于汽車制造行業(yè)當中引入新能源,電動汽車應運而生。當前,各大汽車廠商紛紛投入于電動及混合動力汽車的研究當中。在已面世的電動汽車當中,所使用電壓均超數(shù)百特伏,有些電動汽車的瞬時電壓甚至能達750V,部分小型電動汽車的電壓也可達100V左右,較傳統(tǒng)燃汽油或是柴油汽車的50V以下,其危險性明顯更高。由此,電動汽車維修人員人身安全問題備受關注。
電動汽車于上世紀90年代末期開始上市,雖推出的時間較短,但種類卻非常多,目前行駛于路面達30多種,包括純電動汽車,混合動力汽車、插入式電動車及增程式電動汽車等。電動汽車的危險系數(shù)較高,不僅會威脅維修人員人身安全,還可能會經引起火災、灼傷、爆炸等,部分還會泄露對人體有害的化學物質,給社會帶來巨大的經濟損失,影響社會安定?;诖耍趯﹄妱悠囘M行維修時,必須遵循以下原則:①維修前,必須關閉點火開關,并使汽車智能鑰匙遠離其控制范圍;②切斷后備箱中的12V輔助電池的負極搭鐵線;③戴上絕緣手套,并檢查絕緣手套的好壞,確定完好無損后方可用于高壓環(huán)境作業(yè);④拔下高壓電池組上的紅色維修塞,并按壓規(guī)定按鍵;⑤等待10min以上,使變頻器內高壓電容器中的電荷得以完全釋放;⑥確認變頻器上的輸入及輸出線端子的電壓為零后再接觸電路元器件。
相比于傳統(tǒng)燃油汽車,電動汽車存在諸多不同之處,如傳統(tǒng)汽車是利用車架作為搭鐵線,但電動汽車的車架與高壓線之間是絕不能接觸的。傳統(tǒng)汽車所使用電壓均處安全范圍內,不會造成觸電事故,但電動汽車電壓至少有100V,人體接觸極易發(fā)生觸電情況。維修人員若缺乏對電動汽車的了解,未把握好電動汽車的維修細節(jié),將很有可能會因誤解高壓電而導致維修人員身亡。為此,在對電動汽車進行維修前,必須做好相應的安全措施。
(1)配戴絕緣手套,并摘除身上所有金屬物品。維修人員在對電動汽車進行維修前,應配戴絕緣手套,并將身上所有金屬物品摘除,包括戒指、手表、手機、鑰匙等。同時,需穿好膠底絕緣鞋,頭戴好安全防護眼鏡,著非合成纖維服裝,方可實施操作,注意操作時應嚴格依警示牌上的標識及相關規(guī)章制定實施。
(2)三相交流電及接零保護。電動汽車的電汽裝置如電動電機、驅動電機等均需用到對稱三相交流高電壓,其類似于普通對稱三相高壓負載線路。依國家相關安全規(guī)定,普通對稱三相高壓負載需使用“接零保護”系統(tǒng),以確保用電安全。但電動汽車的三相電機中性點與車架是相互連接的,維修人員在維修電動汽車的過程當中,不可避免地會與車架進行直接肢體接觸,從而形成回路,而電動汽車的電壓又較高,極易引起電擊事故,危及維修人員人身安全,甚至還會導致維修人員觸電身亡。為此,電動汽車嚴禁使用“接零保護”系統(tǒng)。
(3)嚴禁“帶電”作業(yè)。維修人員在對電動汽車的三相交流電機或高壓配電盒進行檢查時,因空間受限,極易與暴露在外的高壓電線產生接觸,從而導致安全事故出現(xiàn),進而影響到維修人員的生命安全。因此,對電動汽車進行維修或保養(yǎng)時嚴禁“帶電”作業(yè),必須將電源切斷,確保無電才能開始操作。
依國際《電動車安全技術規(guī)范》規(guī)定,直流60V、交流25V以上即為高壓電,在對存在高壓電設備進行維修、保養(yǎng)時必須配備相應的安全防護裝置方可作業(yè),且需嚴格依相關操作規(guī)范進行作業(yè),否則即可能會危及維修人員生命安全。電動汽車是當代社會的新興產物,尚未有專業(yè)的維修人員,在對其進行維修的過程當中,應特別注意其安全管理,警惕其安全事項??傮w而言,現(xiàn)對電動汽車進維修時應注意以下安全事項。
(1)注意電池正負極繼電器。電動汽車高壓電池兩端都裝設了繼電器,與車架處于絕緣狀態(tài)。其中,電池正極中的繼電器可以隔斷汽車與外部電路的聯(lián)系;負極中的繼電器與正極繼電器連接,通過負面繼電器所產生的電阻作用來避免汽車受到電流影響。另,電池中央還有維修塞,可將電池分為兩半,從而使輸出電壓下降,這些措施都有利保護車身及維修人員安全。為此,要特別注意繼電器的狀態(tài),預防繼電器被燒毀,以免發(fā)生嚴重安全事故。另,在進行維修時,必須配戴絕緣手套,以免發(fā)生強烈電弧危險事故,同時依相關操作規(guī)程和方法將維修塞拔下,確保高壓電池已斷開,之后再進行操作。
(2)避免剩余電荷觸電。前文講到,在對電動汽車進行維修時,將電池維修塞拔下后需等待10min以上方可實施操作。需等待一段時間,主要是由于變頻器總成內的高壓電容器仍有剩余電荷,此電荷雖小,但仍可能會引起電擊事故,因此,必須要進行完全釋放后,確保電荷歸零方可實施操作。通常汽車的電氣器具也具電荷存儲功能,在進行維修時,也要注意將其所存儲的電荷進行充分釋放。變頻器內的高壓電容器的放電可采取兩種方式,即主動放電和被動放電。其中主動放電即為使用汽車中的三極管與HPCM裝置在短時間內將電快速放出;而被動放電即為汽車在停止工作后,電池繼電器斷開,電容器利用電阻進行放電,所需要時間相對主動放電較長,因此也被稱為慢放電。此放電過程需經歷幾分鐘時間。但不管采取哪種方式進行放電,在進行維修前,維修人員都應對高壓電線端進行檢測,確認電壓為零后再實施操作,以充分保證維修過程中的安全。
(3)自動切斷高壓電路的互鎖控制?;ユi控制是在維修電動汽車時,如遇交通事故或是其他緊急情況時未依相關安全規(guī)定去除維修塞,并且隔離高壓電設備。電動汽車的高壓電設備中有多種開關,可以自動控制高壓電源線路是否連接,避免埋線安全隱患,導致安全事故的出現(xiàn)。包括電動汽車的變頻器、變頻器蓋子在內的高壓線等位置,均設置有互鎖開關裝置,在車輛發(fā)生碰撞彈出安全氣囊時,這些互鎖開關裝置也會有所動作而將高壓電源切斷,盡量防止觸電事故的發(fā)生。
總而言之,當前我國的電動汽車安全規(guī)范的尚未健全,也未制定電動汽車用電安全的相關標準,各地區(qū)雖有出臺地域性的規(guī)范或標準,但具較大差異性,使得電動汽車維修存在諸多困難。面對這種情況,一方面要嚴格規(guī)范行業(yè)操作制度,要求維修人員需持證完成維修工作,避免由于不夠專業(yè)、不注重維修安全保護事項而導致安全事故。同時,維修人員需要定期進修,提升專業(yè)技能,了解最新電動汽車的原理,注重電動汽車維修關鍵,以便在維修過程中做好充分的安全保護,以盡量降低安全事故風險。
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