電動(dòng)汽車的快速發(fā)展在給人們帶來出行便利的同時(shí)，電
動(dòng)汽車動(dòng)輒300V以上的高壓電器系統(tǒng)，也給車載高壓用電器的使用安全帶來嚴(yán)峻考驗(yàn)。高壓互鎖裝置作為一項(xiàng)重要的防護(hù)措施，其復(fù)雜冗長的線路也給高壓互鎖類故障排查帶來了種種困難，本文通過對(duì)高壓互鎖機(jī)制的研究，針對(duì)某造車過程中出現(xiàn)的高壓互鎖故障的梳理和總結(jié)，從高壓互鎖策略、故障排除方法等兩個(gè)方面對(duì)高壓互鎖故障進(jìn)行歸納總結(jié)，便于迅速定位故障原因并進(jìn)行有效遏制。
高壓互鎖
HVIL（High Voltage Inter lock）通過低壓信號(hào)來檢測(cè)電動(dòng)汽車上整個(gè)高壓模塊回路電器連接的完整性，由于電動(dòng)汽車高壓模塊分布在各個(gè)子系統(tǒng)中，高壓模塊間的連接通過高壓線束及其插接件形成一個(gè)完整的整車高壓系統(tǒng)，在振動(dòng)及沖擊的惡劣工況下，當(dāng)整個(gè)電動(dòng)汽車高壓回路斷開或者完整性受到破環(huán)時(shí)，就需要啟動(dòng)安全措施，如報(bào)警或者斷開高壓回路，因此高壓互鎖的設(shè)計(jì)是確保人員安全和車輛設(shè)備安全運(yùn)行的關(guān)鍵。如圖1所示，高壓控制系統(tǒng)由高壓電池、車載充電模塊、電機(jī)控制模塊、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、高壓分配
模塊等組成。高壓互鎖監(jiān)控器向高壓互鎖回路提供一個(gè)信號(hào)電壓，然后檢測(cè)返回的信號(hào)電壓，如果檢測(cè)不到返回的信號(hào)電壓，則表明高壓線路可能處于斷路狀態(tài)，若繼續(xù)供電會(huì)有安全隱患，此時(shí)動(dòng)力電池控制單元會(huì)切斷高壓電供電。
基于高壓互鎖檢測(cè)原理得知當(dāng)車輛發(fā)生高壓互鎖故障
時(shí)，要確保高壓系統(tǒng)以合適的方式進(jìn)行安全斷電，并且在故障排除之前高壓系統(tǒng)不能上高壓，同時(shí)觸發(fā)對(duì)應(yīng)的診斷故障碼DTC（Diagnostic Test Code）。圖2為某純電動(dòng)汽車高壓互鎖報(bào)警及DTC。
1）故障報(bào)警：無論車輛是否處于行駛狀態(tài)，檢測(cè)到HVIL（High Voltage Inter lock）故障，通過儀表SVS（Ser－vice Vehicle Soon）指示燈，提醒駕駛員注意車輛情況。
2）切斷高壓：當(dāng)車輛處于停駛狀態(tài)，檢測(cè)到HVIL故障，通過整車控制可以采取切斷高壓。
3）限功率行駛：行駛過程中識(shí)別到危險(xiǎn)時(shí)，車輛會(huì)依據(jù)車速進(jìn)行判斷，低速不能馬上斷開高壓，首先車輛會(huì)發(fā)出提示并點(diǎn)亮驅(qū)動(dòng)功率限制信號(hào)故障燈（Power Reduced）提示駕駛員，然后限制功率，并限制油門請(qǐng)求，使車速降低，且不允許加速，當(dāng)BMS檢測(cè)到車速小于特定低速的閾值時(shí)，
直接斷開高壓繼電器，確保車輛在行駛過程中車輛高壓系統(tǒng)工作在較小的負(fù)荷，為駕駛員提供一定的時(shí)間靠邊停車。
HVIL設(shè)計(jì)一般有兩種形式，一種是環(huán)形互鎖，一種是
星型互鎖。對(duì)于星型互鎖而言，可以很方便地排查到出問題
的插接件，故障排除較為簡(jiǎn)單，本文主要針對(duì)環(huán)型互鎖故障類型進(jìn)行介紹。環(huán)型互鎖指所有的高壓件互鎖檢測(cè)串聯(lián)到一起，在同一回路上，由BMS檢測(cè)整個(gè)回路的完整性。環(huán)形互鎖只能一個(gè)個(gè)排查，下面以某款純電動(dòng)汽車為例子對(duì)純電動(dòng)車的高壓互鎖排故進(jìn)行舉例。
某款純電動(dòng)汽車采用典型的環(huán)型設(shè)計(jì)，各個(gè)高壓模塊都
串聯(lián)在同一回路中，BMS檢測(cè)高壓互鎖回路的完整性。由于涉及的高壓互鎖模塊眾多，環(huán)形線路較長，給缺陷的排查帶來了一定的困難。
1）方法1：分割排除法，利用串聯(lián)電路特性采用分割方
式，對(duì)回路故障進(jìn)行迅速定位。
示例
1：針對(duì)某車報(bào)碼BMSP0A0D.00BMSINTER－LOCKFAILD故障。在故障排除上，首選回路中間位置自鎖回路插頭進(jìn)行“切塊法”試探，確認(rèn)整個(gè)回路的大致故障線路，縮小排故范圍。如圖3通過對(duì)車載充電模塊X1-7針腳至電加熱模塊X1-1針腳通斷性檢查（①與②圖示區(qū)域之間），發(fā)現(xiàn)此間回路處于斷路狀態(tài)，直接鎖定故障位于包含高壓電池及高壓壓縮機(jī)等模塊之間回路，如圖3所示紅色回路區(qū)域。
2）方法2：短接法，利用短接模塊回路方法，對(duì)故障回路區(qū)域進(jìn)行定位，確認(rèn)故障是產(chǎn)生于模塊零件內(nèi)部，還是外部線束連接。
示例
2：本例中，通過對(duì)電池高壓互鎖回路X1-9、X1-6兩根PIN腳的短接，如圖4所示，車載充電模塊X1-7針腳至電加熱模塊X1-1針腳線路回路恢復(fù)導(dǎo)通狀態(tài)，取消短接電池X1-9、X1-6的PIN腳，互鎖回路恢復(fù)不導(dǎo)通狀態(tài)。得知產(chǎn)生高壓互鎖故障是源于高壓電池區(qū)域。
3）方法3：排除法，針對(duì)故障區(qū)域故障樹建立，逐一排
查故障，鎖定故障原因。
示例
3：由電池區(qū)域原理圖4及互鎖回路插接件示意圖5可知，互鎖回路存在于模塊內(nèi)部，也通過高壓連接器內(nèi)部的U型回路監(jiān)控整個(gè)高壓插接件連接狀態(tài)的完整性。模塊內(nèi)部及模塊高壓插接件之間的互鎖回路故障，均會(huì)引發(fā)車輛高壓互鎖報(bào)碼，通過故障樹建立逐項(xiàng)排除，進(jìn)行故障定位。
本案例中，通過圖
6魚骨圖排除法，在確認(rèn)電池高壓插接件連接狀態(tài)時(shí)，發(fā)現(xiàn)插頭高壓互鎖回路插接件塑件發(fā)生擠壓變形，導(dǎo)致互鎖回路故障，如圖7所示。
結(jié)論：通過分析鎖定到此次車輛互鎖故障發(fā)生的原因是
在電池與高壓線束結(jié)合插接件的位置，互鎖回路低壓插頭在安裝過程中被破環(huán)，導(dǎo)致整個(gè)互鎖回路不導(dǎo)通。修復(fù)插接件后故障排除。
針對(duì)純電動(dòng)汽車高壓互鎖邏輯判斷，在串聯(lián)式高壓互鎖回路中，當(dāng)高壓線束或者高壓模塊本身出現(xiàn)短路及斷路故障時(shí)，此時(shí)觸發(fā)車輛高壓互鎖保護(hù)機(jī)制，這類問題的排查需要針對(duì)性使用“分割法”縮小故障排除范圍，通常情況下，選取整個(gè)回路居中位置的互鎖回路插接件，分段式測(cè)量通斷，
進(jìn)而定義故障區(qū)域是簡(jiǎn)單而高效方式。此外“短接”模塊方法對(duì)于判斷故障位于模塊內(nèi)部或者模塊外部線路有很好的效果，對(duì)高壓互鎖故障排查具有較好的指導(dǎo)意義。
“線束專家”公眾號(hào)是專注于汽車電器、電線電纜、汽車線束、工業(yè)線束等線束行業(yè)技術(shù)、數(shù)據(jù)、教程及行業(yè)資訊發(fā)布平臺(tái)，如果您有投稿、品牌宣傳、線束相關(guān)業(yè)務(wù)推廣需求，請(qǐng)加微信/QQ：362205584（加微信/QQ備注“推廣”）合作共贏！
溫馨提示：
高質(zhì)量線束學(xué)習(xí)社群《線束設(shè)計(jì)與工藝學(xué)院》 知識(shí)星球已經(jīng)開通，不定期更新線束行業(yè)干貨知識(shí)，歡迎掃碼加入！
在看是一種鼓勵(lì)|分享是最好支持
關(guān)注線束，連接你我；專注線束，鏈接世界！
我們期待與您的交流
長按圖片識(shí)別小程序即可留言
