高压互锁系统回路组成及故障诊断

文章来源：广州市机电技师学院

新能源汽车的结构和传统汽车有很大的区别，新能源汽车配有高电压部件，对应设有高压互锁回路，具有保障安全的重要作用，针对其故障有关部门应加强分析和探讨，从而寻找到正确的解决路线，能够促使高压互锁系统的体系更加健全，在功能上适当增加，提高新能源汽车的效率和质量。

1高压互锁（ＨVIL）的相关概述

所谓的高压互锁，又被称为危险电压互锁回路，其实际上是通过低压信号的有效利用，判断高压回路是否完整，这种安全装置可以判断一些高压系统是否处于正常状态下，例如保护盖是否被非法打开、电气回路连接有无异常等，作为新能源汽车高压电器保护的关键组成部分，其主要具备以下几点作用：
第一，可以有效避免高压连接器带电插拔时，对高压端子产生的不良影响，防止拉弧损坏问题的出现；
第二，如果在车辆运行环节出现完整性被破坏或者高压系统短路问题，能够发生安全防护动作，以免电池向外供电；第三，高压互锁可以有效保证高压系统完整性，防止各种因素对高压系统产生不良影响，提升高压系统安全性。

2系统监测原理及控制方案

2.1系统监测原理
图1表示的是高压互锁系统的监测原理，实际监测过程中共涉及四个部分，分别是SMR硬盘、动力管理控制ECU、带转换器的变频器总成以及HV电池。通过以上各部分的良好配合，共同形成控制回路，利用控制器，可详细掌握电压变化情况，当监测电压显示为0V时，则表示高压部件互锁端子均为正确连接；若监测电压为12V，则表示连接存在异常现象，可能是端盖被非法打开，这种情况下，为防止高压电池向外供电，动力管理控制ＥCＵ会使高压接触器断开，以免更严重的问题出现。

2.2控制方案
第一，故障警告。当高压互锁系统监测到危险存在时，不管电动汽车当前是何状态，均应及时对危险发出警告，例如发出警告声或者警告灯变亮，从而使驾驶人员知晓出现了不良情况，及时将其解决。
第二，将高压源切断。高压互锁系统若在车辆停止时监测到危险存在，应发出警告信号，并且还需要将危险信息传至控制器，将高压源切断，从而有效防止高压危险的出现。
第三，降功率运行。高压互锁系统若在车辆高速行驶时监测到危险存在，不可立即将高压源切断，需要先发出警告，随后降低运行功率，进行降功率运行，尽可能降低高压危险情况的出现。



3高压互锁的回路组成

3.1高压互锁监测信号电路
对于高压互锁监测电路而言，其主要的工作重点在于，通过实际检查，判断线路的完整性以及高压部件保护盖的打开合理性。具体可以分为两种模式，第一种模式：高压部件原有控制器对其互锁信号进行严格监视，当接收到互锁信号后，才允许上电；第二种模式：将所有互锁连接端子进行串联，从而形成监测电路，在相互配合下，实施具体的监测，详见图2。


3.2高压插接器上的高压互锁端子
如图3所示，电源的负极为端子A，电源的正极为端子B，互锁端子为1、2。将互锁开关安装于控制器以及控制器的上盖位置，导通互锁插头上的两个端子，最终对其上盖打开情况进行有效的监测。
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4高压互锁的常见故障及检修

4.1多次插拔维修开关上的互锁端子导致的接触不良问题
具体故障表现：当电动汽车在颠簸路面上行驶时，会亮起警告灯，有时也会出现失去动力这一问题，而在较为平整路面上行驶时，则以上故障问题不会出现。
出现故障的原因分析：实际维修环节，没有正确的安装服务插销，出现了互锁检测端子退针现象，最终导致接触不良问题的发生。
故障排查方法：通过诊断仪进行故障码读取，显示出现了高压互锁故障，在与驾驶员的沟通交流下，了解到故障车辆曾经在服务站进行过高压电池更换，在此之前并未出现类似问题，更换过后此类问题才频繁出现，因此，将高压电池的服务插销以及高压插件作为了此次故障检测的重点位置，晃动服务插销时，能够听到间断的高压接触器吸合、断开的声音，随后，将服务插销拔下对互锁端子详细检查过程中发现，互锁端子插针并未在插口中，端子限位卡出现了损坏，最终通过更换服务插销，有效排除了这一故障问题。

4.2高压插接器安装不到位及折断缺失
具体故障表现：车辆电源开关打开时，会亮起故障警告灯，未听见高压接触器发出的吸合声音，并且，高压系统上电异常，通过诊断仪进行故障码读取，得出P0a0D高电压系统连锁电路高这一结果。
出现故障的原因分析：由于高压部件或互锁端子未能良好插接，出现回路断开问题。
故障排查方法：将车钥匙拔下，做好绝缘防护，将高压维修开关断开。对所有高压插接器连接情况进行检查，如果没有发现松脱问题，需要用万用表测量电压是否存在异常，若监测电压为0V，需要对监测器相关电路进行检查，如果显示监测电压为12V，需要检查所有线路的导通良好性，若所测电压存在异常，需要逐步排查，找到所有出现故障的位置，最终针对性地加以解决。

4.3高压盒、电机控制器盖开关端子损坏或未安装到位
具体故障表现：将钥匙开关打开后，车辆未正常上电，故障警告灯亮起。
出现故障的原因分析：控制器盖开关端子没有正确安装。
故障排查方法：通过诊断仪读取故障码，得出故障类型为高压互锁故障，具体如图4所示。仔细查询相关维修资料，了解发生故障的车辆其高压互锁线路是串联监测电路。通过万用表对车辆高压插件电压进行详细检查，检测结果显示：控制器插件位置的输出电压为0V，输入电压为12V，由此可见，互锁监测电压没有出现异常现象，无输出，因此确定控制器内部存在故障。通过万用表测量控制器互锁短接片的电阻值，结果显示为＋∞，由于正常阻值应＜1Ω，所以可以看出该位置存在异常现象。利用相应工具将控制器上盖拆开，发现高压互锁插头并未插入插座内，找到了故障原因，插入后，将控制器上盖及互锁端子正确安装，从而有效排除了故障。



5结语

高压互锁系统仍存在诸多故障问题待解决，需要维修技术人员及时学习掌握新技术的原理及故障维修方法，考虑应用多元化技术应用方法尝试解决故障问题，以充分发挥出高压互锁系统在保障新能源汽车稳定有序运行中的积极作用。文章针对新能源汽车高压互锁系统故障展开讨论，并在检修方面提出合理化建议，具有一定的参考价值。