蘇州建設(shè)交通高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校 許文杰

電動汽車與傳統(tǒng)燃油車相比，一個顯著的特點是電動汽車在動力系統(tǒng)具有高壓電，這給人與車輛的安全及車輛維修提出了更高的要求。從系統(tǒng)安全的角度出發(fā)，每個可能存在的風(fēng)險，都需要配置相應(yīng)的安全技術(shù)手段予以監(jiān)測，以降低風(fēng)險發(fā)生的概率，高壓互鎖電路作為保障電動汽車高壓系統(tǒng)安全的重要措施，在電路設(shè)計中被使用。

1 高壓互鎖定義

高壓互鎖（High Voltage Inter-Lock，簡稱HVIL）是用低壓信號監(jiān)測高壓回路完整性的一種安全設(shè)計方法。通過高壓互鎖電路，監(jiān)測整個高壓部件、導(dǎo)線、連接器等的電氣完整性，監(jiān)測到回路異常斷開時，及時斷開高壓電。

2 高壓互鎖的作用

（1）整車在高壓上電前確保整個高壓系統(tǒng)的完整性，提高安全性。

（2）當(dāng)整車在運行過程中高壓系統(tǒng)回路斷開或完整性受到破壞時，啟動安全防護。

（3）防止帶電插拔高壓連接器，以免造成高壓連接器端子的拉弧損壞。

3 高壓互鎖的結(jié)構(gòu)

高壓互鎖端子在高壓連接器內(nèi)部，如圖1所示。高壓連接器通過端子的長度和位置的差異，實現(xiàn)連接時，先連接高壓端子，再連接高壓互鎖端子；斷開時，先斷開高壓互鎖端子，再斷開高壓端子。

圖1 高壓連接器互鎖端子

4 高壓互鎖工作原理

當(dāng)高壓互鎖端子處于連接狀態(tài)時（圖2），電源正極與搭鐵形成回路，負責(zé)監(jiān)測高壓互鎖信號的整車控制器（VCU），根據(jù)電源信號確定高壓互鎖電路處于正常狀態(tài)，允許高壓系統(tǒng)正常供電。

圖2 高壓互鎖端子處于連接狀態(tài)

當(dāng)高壓互鎖端子處于斷開狀態(tài)時（圖3），電源正極與搭鐵未形成回路，VCU根據(jù)電源信號判定高壓互鎖電路處于異常狀態(tài)，不允許高壓系統(tǒng)正常供電，同時點亮系統(tǒng)故障警告燈。

5 高壓互鎖電路檢測方法

（1）根據(jù)高壓互鎖電路的工作原理，高壓連接器上的高壓互鎖端子相當(dāng)于開關(guān)，開關(guān)中間用導(dǎo)線連接，開關(guān)和導(dǎo)線連接起來相當(dāng)于一根長導(dǎo)線，如圖4所示。所以高壓互鎖電路的檢測方法是在監(jiān)測高壓互鎖信號的控制模塊側(cè)，測量整個高壓互鎖電路的電阻，電阻應(yīng)＜1 Ω，如果電阻偏高，可以采用分段檢測的方法，根據(jù)電阻確定故障的范圍。

圖3 高壓互鎖端子處于斷開狀態(tài)

圖4 高壓互鎖電路示意圖

（2）監(jiān)測高壓互鎖信號的控制模塊根據(jù)高壓互鎖電路電壓的變化判斷高壓互鎖電路是否正常，所以該控制模塊需要給高壓互鎖電路提供電壓，可通過測量該電壓確認(rèn)線路及控制模塊是否正常。

（3）在高壓互鎖電路所有連接器都可靠連接的情況下，通過背插探針的方式測量高壓互鎖電路電壓，正常值為6 V左右，電壓過高或者過低說明高壓互鎖電路存在故障，如果無電壓，說明相關(guān)線路、相關(guān)元件出現(xiàn)斷路或與搭鐵短路的故障。

6 故障排除1例

故障現(xiàn)象一輛累計行駛里程約為3.6萬km的2018款吉利EV450車，出現(xiàn)車輛無法上電、儀表動力系統(tǒng)故障警告燈點亮、車輛無法行駛的故障現(xiàn)象。

故障診斷接車后首先試車，確認(rèn)故障現(xiàn)象屬實。連接故障檢測儀讀取VCU故障代碼，讀取的故障代碼如圖5所示，讀取的相關(guān)數(shù)據(jù)流如圖6所示。

圖5 故障代碼（截屏）

圖6 數(shù)據(jù)流（截屏）

查閱相關(guān)資料，高壓互鎖相關(guān)電路如圖7所示，根據(jù)故障現(xiàn)象、故障代碼及數(shù)據(jù)流、相關(guān)電路分析，造成該故障發(fā)生的可能原因有：與高壓互鎖相關(guān)的部件損壞、相關(guān)連接器故障、線路故障等。

圖7 高壓互鎖相關(guān)電路

車輛下電，斷開蓄電池負極線束并使用膠布包裹，等待5 min后，斷開VCU連接器CA66和連接器CA67，測量端子CA67/76與端子CA66/58間的電阻，為∞ Ω，說明高壓互鎖電路存在斷路故障；根據(jù)電路圖再斷開車載充電機（OBC）的連接器BV10，測量端子BV10/26與端子CA67/76間的電阻，測量值＜1 Ω；測量端子BV10/27與端子CA66/58間的電阻，測量值也＜1 Ω，經(jīng)測量OBC兩側(cè)線路均正常；由于高壓互鎖電路的電阻異常，分析OBC本體的高壓互鎖電路可能存在故障，由于安裝位置的原因，OBC本體的高壓互鎖電路無法直接測量，需要通過間接測量的方法進行檢測，斷開空調(diào)壓縮機連接器BV08和電機控制器（PEU）連接器BV11，恢復(fù)連接器BV10的連接，測量端子BV08/6與端子BV11/4間的電阻，測量值為∞ Ω，說明OBC本體高壓互鎖電路存在故障，拆開車載充電機上蓋，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部高壓互鎖元件變形，存在斷路的現(xiàn)象。

故障排除對變形的高壓互鎖元件進行修復(fù)后試車，故障排除。