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电动汽车高压互锁问题解析

2021-01-04 11:57 锋中独行

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高压互锁设计作为电动汽车高压系统的一个监测伎俩利用在汽车电路设计中，电动汽车高压系统工作过程中，最大的一类风险是车辆忽然断电，失去动力。造成车辆动力迷失的原因有好多种，其中之一就是高压回路衔接地位松脱断开。高压互锁设计能够监测到回路的陆续性，并在高压断电之前给VCU 发送报警信号，使VCU对整车系统采取应对措施。

电动汽车的另表一类风险点，是在系统工作过程中报答误操作，手动断开高压衔接器。在断开的瞬间，整个回路电压加在衔接器端点两端，而高压衔接器自身不具备分断能力，电压击穿空气在两个器件之间产生很强的拉弧，可能对断点周围的人员和设备造成中伤。高压互锁设计的存在，则能够在衔接器断开的时辰，同时断开动力电池的输出，预防触电。

1. 高压互锁分析

（1）高压互锁界说

高压互锁（High Voltage Inter-lock，简称HVIL），是用低压信号监督高压回路齐全性及陆续性的一种安全设计步骤。高压互锁设计能鉴别高压回路异常断开或破损时，实时断开高压电。理论上，低压监测回路比高压先接通，后断开，中央维持必要的提前量，功夫长短能够凭据车型具体战术确定。

（2）高压互锁道理

整车所有高压衔接器衔接地位，都需高压互锁信号回路，但互锁回路与高压回路不拥有必然的联系。整车上高压，电器A和电器B组成一个齐全回路。但高压互锁设计，可能对A电器设置一个单独的互锁信号回路，同时给B电器也单独设置一个互锁信号回路；也可能把A和B的互锁信号串联在一个回路中。即互锁回路可设计成并联模式，也可设计成串联模式。

整车高压系统以动力电池作为电源，低压回路同时也必要一个检测用电源，让低压信号沿着关合的低压回路传递。当低压信号中断，注明某一个高压衔接器有松动或者脱落。高压互锁基础道理如图1/图2所示。在高压互锁信号回路基础上，设计监测点或监测回路，掌管将高压互锁信号回路的状态传递给 BMS。

（3）高压互锁回路的组成

高压互锁设计的实现，必要以下设备组成：高压互锁衔接器及凹凸压导线，关合的低压电源信号回路，高压互锁监测回路及监测�？� （监测�？榭伤缘绯刂卫硐低矪MS，或者整车节造器 VCU），监测�？槠揪莞哐够ニ嗖饬司纸谠斓母哐辜痰缙�。

具备高压互锁职能的高压衔接器，由壳体、高压导电件、低压信号导电件和监测�？榧凹嗖庀呗纷槌�。高压互锁衔接器，通常实现方式是在对插的一对公端、母端上，别离固定着一对高压接插件和一对低压接插件。当高压插件处于断开状态，低压回路被堵截；高压插件处于衔接状态，低压回路也接通，形成齐全回路。

2. 高压互锁案例

（1）高压互锁设计

图3是某款电动车高压互锁电气道理图示。

该款电动车选取的串联方式，从 BMS 的正极引出高压互锁低压检测线，蹊径 PDU-DCDC-ACCM-PTC 再回到 BMS 的负极，形成一个互锁回路。正常上电的情况下，互锁回路的输出电压通常≥5V 且≤9V。必要查抄是否存在高压互锁的问题时，检测 BMS 输入输出的两个脚位电压，在设计电压领域内则正常�；蛘咧苯硬饣芈返缱�，理论上回路的电阻值为 0Ω，低于 5Ω 都能够视为 0Ω。

各个高压电器件由低压互锁回路串联在一路，高压线束与高压用电器衔接时，选取带高压互锁结构的衔接器连通整个回路。只有高压插件虚接或者断开，整个低压互锁回路则会断开，BMS终场提供高压输出，表部操作人员则不会有触电危险。如图4高压用电器互锁回路衔接示意图所示。

（2）高压互锁排查

以某款电动汽车为例，判断车辆是否是高压互锁故障，需满足两个前提：

组合仪表中，动力电池故障批示灯常亮；

CAN线上BMS发出的报文$1D8:BMS_General_Status_1::HVInterLoStat=False。

当同时满足这两个前提，则可判定为高压互锁故障。此时凭据图3高压互锁的电气道理，造订切合逻辑的排查步骤。

互锁回路排查：首先，整车断开 12V 低压供电。再断开 BMS 与动力电池衔接的低压插件，用万用表丈量 BMS 正极输出 X2-10与负极输入 X2-11 针脚之间的电阻值。

若电阻值大于 5Ω 以上，则必要查抄整个高压回路通断。

a）顺次查抄所有高压插件是否存在漏接、虚接景象；

b）查抄高压插接件互锁回形针是否存在弯曲、断裂景象；

c）查抄低压 4 个�？椋≒DU-DC/DC-ACCM-PTC）接插件是否存在漏接、虚接景象；

若回路确认有以上故障，可直接解决。若回路查抄没有以上故障，则可定位为线束通断或用电器�？槟诓课侍�，需持续排查。

d）凭据上述高压互锁电气道理，选取排除法定位故障�？�；

e）先从 DC/DC 线束端起头，分段顺次排查。

如图5所示，查抄K到X2-10，J到X2-11是否导通。若哪一段没有导通，则可锁定为故障�？�。

若电阻值幼于蹬宗 5Ω，则必要查抄整个高压回路是否存在短路。

a）若电阻值幼于 5Ω，则注明回路导通。需检测 X2-10 对地是否短路。

b）检测 X2-10 对电源是否短路。若确认有以上故障，可直接解决。若查抄没有以上故障，则可定位为PACK 内部问题，需持续排查。

c）副驾座位下方的 MSD 是否存在漏装、互锁针弯曲、断裂。

d）BMS 的高压插接件互锁回形针是否存在弯曲、断裂景象。

若确认有以上故障，可直接解决。若查抄没有以上故障，则可定位为BMS内部问题。

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