南昌汽車機電學(xué)校 范海燕

1 高壓互鎖簡介

高壓互鎖（HVIL）是用低壓信號監(jiān)視高壓回路完整性的一種安全設(shè)計方法。理論上，低壓監(jiān)測回路比高壓先接通，后斷開，中間保持必要的提前量，時間長短可以根據(jù)項目的具體情形而定。具體的高壓互鎖實現(xiàn)形式，要根據(jù)項目進行設(shè)計。

電動汽車為什么需要高壓互鎖？從系統(tǒng)功能安全的角度出發(fā)，每個可能存在的風(fēng)險，都需要運用相應(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。從這個層面出發(fā)，高壓互鎖作為電動汽車高壓系統(tǒng)的一個安全措施，在電路設(shè)計中使用。高壓互鎖分為以下3種類型。

（1）結(jié)構(gòu)互鎖控制，即高壓互鎖連接器，如圖1所示。高壓斷開時，低壓回路被切斷；高壓連接時，低壓回路的斷點被短接，形成完整回路。

（2）開蓋互鎖監(jiān)測。用來檢測所有高壓部件保護蓋是否非法開啟，如高壓控制盒、電機控制器、車載充電機等，當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測到高壓部件保護蓋開啟，會立即報警，切斷高壓回路。

（3）功能互鎖控制。車輛在充電過程中，或者插上充電槍時，高壓控制系統(tǒng)會限制車輛上電，防止發(fā)生線束拖拽或安全事故。

圖1 高壓互鎖連接器

2 吉利帝豪EV450車高壓互鎖電路解析

高壓互鎖的檢測方式主要看回路的設(shè)計布置形式。通常是將各個高壓器件的互鎖回路串聯(lián)成一個回路，下面以吉利帝豪EV450車高壓互鎖回路來說明此電路原理，如圖2所示。

CA6658、CA6776、BV111、BV1026都是線束連接器編號，其中CA代表發(fā)動機艙線束代碼，BV代表動力線束代碼。在高壓互鎖的故障診斷中，需要檢查這些線束連接器，根據(jù)維修電路圖冊中的前機艙線束連接器及其布置部分可找到相應(yīng)的連接器位置。在高壓互鎖回路的診斷中，需要逐段測量線路的通斷，譬如檢測PTC加熱控制器的端子CA617與VCU的端子CA6658之間線路的通斷情況，VCU的端子CA6776與連接器CA58的端子25之間線路的通斷情況等。

高壓互鎖回路中涉及到的主要部件，如整車控制器（VCU）、電機控制器（PEU）、車載充電器（OBC）、空調(diào)壓縮機、PTC加熱控制器等，均可以通過查閱維修手冊，把實物部件的安裝位置先找出來，然后在實車上逐一認(rèn)知。以整車控制器為例，先打開目錄，找到車輛控制系統(tǒng)，然后點擊實物部件位置，可以快速地找到VCU的安裝位置。

排查由于高壓互鎖故障造成高壓無法上電的診斷流程如下。

圖2 吉利帝豪EV450車高壓互鎖回路

（1）讀取故障代碼及數(shù)據(jù)流，確認(rèn)高壓互鎖故障。

（2）查閱高壓互鎖系統(tǒng)的電路圖。

（3）檢查高壓互鎖相關(guān)模塊線束連接器的連接情況。

（4）測量高壓互鎖回路中信號線電壓：點火開關(guān)在ON擋位，信號線電壓正常值為4.5 V～5.0 V；點火開關(guān)在ST擋位，信號線電壓正常值為5.5 V～6.0 V。

（5）高壓互鎖回路中存在斷路故障。使用萬用表測量各段高壓互鎖線束的電阻，應(yīng)小于1 Ω，若實際測量值為無窮大，則說明該線束存在斷路故障。

（6）高壓互鎖線路短路故障。測量各段高壓互鎖線束與搭鐵間的電阻，應(yīng)為無窮大，若實際測量值接近線束電阻，則說明該線束存在短路故障。

3 電動汽車高壓互鎖回路控制策略

總體來看，高壓互鎖回路設(shè)計須遵循以下原則。

（1）能夠有效、實時、連續(xù)地監(jiān)測整個高壓回路的通、斷情況。

（2）所有高壓連接器應(yīng)具備機械互鎖裝置，并且只有HVIL回路先行斷開以后才能接通連接器。

（3）所有高壓連接器在非人為的情況下，無法接通或斷開。

（4）在某種特殊情況下，可以通過BMS直接斷開高壓互鎖回路。

（5）無論汽車處于何種狀態(tài)，高壓互鎖回路在識別到危險時，車輛必須對危險情況做出報警提示，通過儀表或指示器以聲或光報警的方式提醒駕駛?cè)恕?/p>

因此，只有確保整車高壓系統(tǒng)的完整性，才能實現(xiàn)高壓上電。如果整車在運行過程中，高壓系統(tǒng)回路斷開或者完整性受到破壞時，將會啟動安全防護程序，防止帶電拔插壓連接器給高壓端子造成拉弧損壞。