知豆电动汽车高压互锁(HVIL)介绍
分析研究电动汽车高压互锁
分析研究电动汽车高压互锁相对于传统汽车而言，电动汽车的一个重要特点就是车内装有能保证足够动力性能的高压系统，包括了充电系统、配电箱、储能系统（动力电池）、动力系统（即驱动电机）等高压部件，如图1所示。
由此而存在的高压电伤害隐患完全有别于传统汽车，其高达300 V以上的电压以及可能达到数十、甚至数百安培的电流随时考验着车载高压用电器的使用安全。
因此，随着电动汽车行业的不断向前发展，对电动汽车电安全的研究刻不容缓。
电动汽车高压电安全措施有以下几点。
1）在用户正常操作时，通过绝缘防护、等电势（搭铁电阻）、外壳IP防护、泄漏电流等措施提供电气防护。
2）环境条件和可能发生的意外事件都可能使得这种保护的强度降低。
因此，高压系统配置了绝缘监测功能，一般采用漏电传感器对高压系统进行绝缘监控。
3）在车辆维修保养时，采用紧急维修开关进行安全防护。
4）在异常使用时（例如碰撞、非正常操作断开高压连接器等），采用高压互锁、高压泄放（主动放电、被动放电）保障使用安全。
5）在电路设计时，应能满足电气间隙、爬电距离等要求，并具备各类过压、过流、短路防护功能。
以上为电动汽车高压电安全设计的保护措施，本文主要对高压互锁进行介绍。
1高压互锁的定义在ISO国际标准《ISO 6469-3: 2001电动汽车安全技术规范第3部分：人员电气伤害防护》中，规定车上的高压部件应具有高压互锁装置，但并没有详细地定义高压互锁系统。
高压互锁，也指危险电压互锁回路（HVIL Hazardous Voltage InterlockLoop）：通过使用电气小信号，来检查整个高压产品、导线、连接器及护盖的电气完整性（连续性），识别回路异常断开时，及时断开高压电。
高压互锁回路如图2所示。
当整车发生碰撞时，碰撞传感器发出碰撞信号，触发HVIL断电信号，整车高压源会在毫秒级时间内自动断开，以保障用户的安全，如图3所示。
2高压互锁的组成2.1互锁信号回路高压互锁信号回路包括两部分，如图2中黑线和虚线所示。
聊聊高压互锁（HVIL）
聊聊高压互锁（HVIL）上上周的时候，智绿的尹总和我聊起，其客户对于为什么需要做高压互锁存有意义，类似于这种怀疑一下子打翻其产品级别上的努力。
这里在以前的基础上，好好整理一下这个话题。
高压互锁的目的是，用来确认整个高压系统的完整性的，当高压系统回路断开或者完整性受到破坏的时候，就需要启动安全措施了。
这里面有几个关键：1.HVIL的存在，可以使得在高压总线上电之前，就知道整个系统的完整性，也就是说在电池系统主、负继电器闭合给电之前就防患于未然2.HVIL的存在，是需要整个系统构成的，如下图所示3.HVIL主要通过连接器上完成的，主要防范的对象是线束&连接器的连接来确定，1.这里不能覆盖各个部件外壳被打开的情况，所以每个高压部件开盖检测电路是独立存在的4.HVIL是存在源电路，在各个其他部分是一个旁路的连接5.充电回路和放电回路的HVIL可能是分开的，看具体设计者来确定HVIL连接器总体策略（参考文件1的简介）：A High Voltage Interlock Loop (HVIL) system and Control Strategy is provided for an alternative fuel vehicle including an electric, a hybrid electric, or a fuel cell vehicle. Generally, the HVIL system having associated logic including an HVIL circuit is provided to allow the vehicle to operate in either a high voltage(HV) or power mode powered by a power source or a HVIL interrupt mode based on an operational state of the HVIL system. When HVIL circuit fails shorted high, low or open, a Diagnostic Trouble Code (DTC) is set and the Service Soon Lamp is illuminated to indicate to a service technician that additional safety precautions need to be taken when servicing the HV system. The HV contactors may or may not be activated providing HV to the vehicle when HV is not expected to be present at connectors and HV devices.注意：1.HVIL电路需要做诊断（短路、断路和开路）=>仪表盘上的维修显示2.这个电路在车子没动之前要做的事情很多，更多的是一种预警3.车子动了，万一哪处断开了，就需要组合的安全策略来防护了1.逆变器的连接器的供电设计，还是需要费更多的心思的2.小电流的功能性连接设计，如DC-DC之类，安全等级还是要低一些最后谈谈源电路1）方案1 用12V信号传输最早最早是这样设计的，这时候诊断要求不高。
高压互锁电路故障导致吉利EV450车无法上电
72 汽车维护与修理 2020·08下半月电动汽车与传统燃油车相比，一个显著的特点是电动汽车在动力系统具有高压电，这给人与车辆的安全及车辆维修提出了更高的要求。
从系统安全的角度出发，每个可能存在的风险，都需要配置相应的安全技术手段予以监测，以降低风险发生的概率，高压互锁电路作为保障电动汽车高压系统安全的重要措施，在电路设计中被使用。
1 高压互锁定义高压互锁（High Voltage Inter-Lock ，简称HVIL ）是用低压信号监测高压回路完整性的一种安全设计方法。
通过高压互锁电路，监测整个高压部件、导线、连接器等的电气完整性，监测到回路异常断开时，及时断开高压电。
2 高压互锁的作用（1）整车在高压上电前确保整个高压系统的完整性，提高安全性。
（2）当整车在运行过程中高压系统回路断开或完整性受到破坏时，启动安全防护。
（3）防止带电插拔高压连接器，以免造成高压连接器端子的拉弧损坏。
3 高压互锁的结构高压互锁端子在高压连接器内部，如图1所示。
高压连接器通过端子的长度和位置的差异，实现连接时，先连接高压端子，再连接高压互锁端子；断开时，先断开高压互锁端子，再断开高压端子。
4 高压互锁工作原理当高压互锁端子处于连接状态时（图2），电源正极与搭铁形成回路，负责监测高压互锁信号的整车控制器（VCU ），根据电源信号确定高压互锁电路处于正常状态，允许高压系统正常供电。
当高压互锁端子处于断开状态时（图3），电源正极与搭铁未形成回路，VCU 根据电源信号判定高压互锁电路处于异常状态，不允许高压系统正常供电，同时点亮系统故障警告灯。
5 高压互锁电路检测方法（1）根据高压互锁电路的工作原理，高压连接器上的高压互锁端子相当于开关，开关中间用导线连高压互锁电路故障导致吉利EV450车无法上电苏州建设交通高等职业技术学校 许文杰图1 高压连接器互锁端子图2 高压互锁端子处于连接状态73汽车维护与修理 2020·08下半月接，开关和导线连接起来相当于一根长导线，如图4所示。
浅析BMS里面的高压互锁（HVIL）电路
浅析BMS里面的高压互锁（HVIL）电路这周会比较忙，因为要搬家，搬离呆了多年的城市，所以可能只有这一篇；后面马上到五一了，想想都激动，终于能出去浪了。
高压互锁（High Voltage Interlock Loop）功能也是BMS上面的一个重要功能，其他高压控制器上面也会有这个功能，例如VCU等；它的作用是用来检测高压回路中高压连接器的连接状态，识别高压连接器未连接或意外断开的故障；如下图（图片来源于特斯拉诊断手册），图中红线的环路就是高压互锁环路，它把系统中的相关高压连接器全部串联起来，同时检测它们的连接状态。
HVIL的实现首先依靠连接器自身的结构。
高压连接器在内部集成了HVIL接口。
如下图所示（图片来源于网络），高压连接器除了自身的高压大电流接口外，还集成了一个HVIL接口；原理很简单，HVIL 接口有两个PIN脚，当高压连接器插合后，两个PIN成短路状态；当高压连接器断开后，这两个PIN脚成开路状态。
HVIL功能就是通过检测这两个PIN脚的通断来实现。
同样的，高压维修开关（MSD）也集成了HVIL接口，如下图（图片来源于网络）。
高压连接器中的HVIL接口与高压大电流接口在插入或拔出时，有个时间差，如下图所示；当连接器插入时，高压端子先接触，HVIL端子后接触，时间差为Δt1；当连接器拔出时，HVIL端子先断开，高压端子后断开，时间差为Δt2；这样的话HVIL端子就能确保高压端子已经可靠连接或提前预判其意外断开。
上面的两个时间差一般与插入或者拔出的速度有关，之前有大概测试过，Δt1大概有1s左右，而Δt2大概有100ms左右，时间不是很精确，但量级差不多。
接下来简单介绍HVIL检测电路，一般分为两种，直流源方案与PWM方案。
如下图，左图为直流源方案简图，右图为PWM方案简图。
在左图中，外部施加一个直流源在整个HVIL环路上面，通过检测V1\V2处的电压，来诊断高压连接器状态；同理，在右图中，引入了一个可控的开关，同样还是检测V1\V2处的电压，不过通过控制开关，可以得到两组值，用来识别出更多的状态；实际的HVIL检测电路更复杂，首先要定好需要检测的故障类型，然后根据故障类型设计检测电路；故障类型有断路、短路到地、短路到电源、回路阻抗变大等。
新能源汽车高电压组件结构浅析(一)
新能源汽车高电压组件结构浅析（一）作者：吴书龙来源：《汽车维护与修理·汽修职教》 2018年第10期无锡汽车工程高等职业技术学校吴书龙新能源汽车上的高电压组件一方面用于驱动车辆，另一方面用于执行一些舒适功能。
这些组件均以高电压运行，只有具备一定资质且熟悉高压组件结构的维修人员才能对高压组件进行维修，且要严格遵守安全规定，按照维修说明进行操作。
1 高压连接器新能源汽车上的高压组件通过高压连接器连接在一起。
1.1 高压互锁（High Voltage Interlock）在设计高压连接器时，需要考虑插拔过程中的高压安全保护，如断开时，高压互锁应先断开，然后高压端子再断开，接合时则相反。
高压互锁一般分为内置式和外置式（图1）。
内置式高压互锁回路安装在高压端子之间，结构紧凑、体积较小，目前被广泛应用。
高压互锁回路通过电平或PWM信号进行监测，主要失效模式为短路或断路。
1.2 高压连接器的防护等级要求高压连接器的防护等级一般要求至少达到IP67。
IP是国际防护代码（International Protection code）， IP后面第1个数字表示固态防护等级，范围为0~6，表示对从大颗粒异物到灰尘的防护等级； IP后面第2个数字表示液态防护等级，范围为0~8，表示对从垂直水滴到水底压力情况下的防护等级。
IP67表示能够防止灰尘进入，且经得起短暂浸泡。
1.3 高压连接器端子接触件结构高压连接器端子接触件结构主要有片簧式、冠簧式、扭簧式等，不同的结构形式决定了电接触方式（面接触、线接触和多点接触）的不同，选用何种形式由连接器的应用场合决定。
片簧式连接器（图2）是第一代传统连接器，它是应用最为广泛的工业连接器。
冠簧式连接器（图3）比片簧式连接器端子结构复杂，母头从1个零件增加到2个零件，核心的接触弹片为精密冲压的百叶窗形状的栅栏，它的接触点多达几十个，改善了连接的可靠性。
扭簧式连接器（图4）的电流承载能力很强，适用于充电枪和充电插座。
新能源汽车的高压互锁工作原理
新能源汽车的高压互锁工作原理
新能源汽车的高压互锁是一项重要的安全保障措施，能够有效防止高压系统在不合适的情况下开启或关闭，从而保护车辆及其使用者的安全。
高压互锁的工作原理是通过检测车辆各个部分的信号，判断高压系统是否可以开启或关闭。
当车辆处于启动状态时，高压互锁会首先检测电池电量是否充足，如果电量充足，则会检测电机是否处于工作状态。
如果电机没有工作，则高压互锁会禁止高压系统开启，从而保护电池和电控系统的安全。
除此之外，高压互锁还会通过检测车门是否关闭、安全带是否系好等信号，判断车辆是否处于安全状态。
如果车门没有关闭或安全带没有系好，则高压互锁会禁止高压系统开启或关闭，从而避免意外伤害的发生。
总之，高压互锁是新能源汽车的一项重要安全保障措施，能够有效保护车辆及其使用者的安全。
在使用新能源汽车时，我们应该注意保持车辆处于安全状态，避免操作失误导致意外发生。
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纯电动汽车高压互锁的工作原理
纯电动汽车高压互锁的工作原理
纯电动汽车高压互锁是一种安全措施，用于确保在电动汽车高压电池系统充电或维修时，电池系统没有电流流动，以防止电击和其他潜在的危险。
工作原理如下：
1. 高压互锁装置通常包括一个电气互锁开关和一个机械互锁开关。
2. 当车辆处于工作状态时，电气互锁开关通常关闭，允许高压电流在电池系统中流动。
3. 当车辆需要进行充电或维修时，操作员必须首先关闭电气互锁开关，切断高压电流的流动。
4. 机械互锁开关会在电气互锁开关关闭后自动锁定，确保无法再次启动高压电流的流动。
5. 在电气互锁开关关闭和机械互锁开关锁定之后，操作员可以安全地进行充电或维修，并避免电击风险。
6. 在工作完成后，操作员必须解锁机械互锁开关，并打开电气互锁开关，才能恢复高压电流的流动。
纯电动汽车高压互锁的工作原理主要是通过电气和机械互锁的方式，确保在必要时切断高压电源，以保护操作员的安全。
这种安全装置是纯电动汽车中重要的安全措施之一。
纯电动汽车高压互锁回路故障诊断分析
102AUTO TIMENEW ENERGY AUTOMOBILE | 新能源汽车纯电动汽车高压互锁回路故障诊断分析杨舒乐长春汽车工业高等专科学校 吉林省长春市 130013摘 要： 我国新能源汽车产业发展已进入关键阶段，在我国产业规划中，纯电动汽车是新能源汽车行业的重要战略方向。
纯电动汽车高压系统一般具有200-300V 左右的高压电，因此高压系统安全是整车安全的最重要一环，为保障高压系统安全，纯电动汽车装备有一些安全防护设计，高压互锁就是其中一种，由互锁回路实时监测高压回路是否完好，进而控制高压回路的通断。
本文以一款纯电动汽车的高压互锁系统为例，讲解互锁回路的组成、控制原理及故障诊断方法。
关键词：纯电动汽车 高压互锁 故障诊断2020年10月国务院印发了新能源汽车产业发展规划（2021—2035年），规划中明确提出发展新能源汽车是我国由汽车大国向汽车强国迈进的必由之路，自2009年以来，我国坚持纯电动汽车作为新能源产业发展的重要战略取向，在全球汽车行业转型发展过程中贡献了巨大的力量，注入了新动能。
预计到2025年我国新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售量的20%。
规划中提出要持续提高技术创新能力，深化“三纵三横”产业研发布局，提升BMS、动力电池系统等结构的安全技术水平，提高整车综合性能。
为保障人员的安全，新能源汽车整车具备一些安全防护设计，包括高压线束、高压回路、维修开关、互锁的设计等。
其中互锁是一种防虚接的安全防护设计，互锁回路是否完好直接关系到高压系统是否能正常工作，本文将以吉利帝豪EV300纯电动汽车为例讲解互锁故障的设计原理及故障诊断方法。
1 高压系统组成及工作原理纯电动汽车高压系统由高压部件、高压线束、继电器、保险丝等组成。
典型的高压部件有动力电池、电机、电机控制器、DC/DC、PTC、电动空调压缩机等，高压系统框图如图1所示。
这些部件都使用高压电，一旦在虚接的状态下接通高压电会有电弧电火花产生，对人员及车辆造成损害。
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VCUHVIL硬线
BMS HVIL互 锁回路
BMS
动力电池系统故障等级 BMS_HVIL状态
OBC HVIL互 锁回路
OBC
充电机故障等级 OBC_HVIL状态
VCU
电机系统故障等级 高压连接线HVIL状态
MCU 开盖检测
MCU
DCDC HVIL互 锁回路
DCDC故障等级 DCDC_HVIL状态
DCDC
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5、高压连接器是否连接完好检测功能描述： 5.1 BMS HVIL检测 BMS通过自身的HVIL回路检测其高压接插件连接状态。BMS在低压供电后，开始监控HVIL状 态。如果检测高压接插件断开，则上报4级故障，BMS通过HV-CAN发送“动力电池系统故障 等级= Emergency shutdown”，“HVIL状态=disconnect”。
5.4 CLM系统HVIL检测 CLM通过12V的HVIL回路，检测压缩机低压和高压接插件、PTC低压和高压接插件。CLM 检测到ACC供电输入有效后，激活HVIL检测回路。如果检测到接插件断开，CLM通过BDCAN总线反馈“ACP_HV_Locked=高压互锁失效”。
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3 高压互锁常见故障
Part
5.2 OBC HVIL检测 OBC通过自身的HVIL回路检测其高压接插件连接状态。OBC在低压供电后，开始监控 HVIL状态。如果检测高压接插件断开，则上报4级故障，OBC通过HV-CAN发送“充电机 故障等级= Emergency shutdown”。
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5.3 DCDC HVIL检测 DCDC通过自身HVIL回路检测其高压接插件连接状态。DCDC被唤醒后，则开启HVIL监控， 在HVIL一端输出12V电压，同时在另一端采集该电压。如果DCDC连续500ms没有采集到该 电压，则认为HVIL断开，DCDC上报4级故障，同时通过HV-CAN发送“DCDC_HVIL状态 =Disconnection”和“DCDC故障等级=Emergency shutdown”。
CLM HVIL互锁信号
ACP_HV_Locked
CLM
PTC
AC
2、高压控制器保护盖开启检测： 电机控制器开盖检测、高压分线盒开盖检测
3、高压连接器是否连接完好检测：
电池管理系统（BMS)高压连接器检测、车载充电机（OBC）高压连接器检测、 DC-DC高压连接器检测、空调面板高压连接器检测
4、高压控制器保护盖开启检测功能描述 4、1 VCU HVIL检测 VCU的HVIL回路一端连接12V低压蓄电池，另一端经过高压分线盒开盖检测开关、PTC高压 输出接插件、MC高压输出接插件、动力电池高压输出接插件后返回VCU。VCU检测到ACC供 电输入有效或CC连接有效后，通过采集HVIL输入电压。如果VCU连续500ms（TBD）没有采 集到该电压，则认为HVIL断开，VCU自身检测到HVIL故障，同时通过HV-CAN发送“高压分 线盒上盖继电器状态=上盖打开” 4.2 MCU HVIL检测 MCU控制器通过开盖检测开关判断是否密封被破坏。MCU在低压供电后，开始监控HVIL状 态。如果MCU检测到检测开关断开，则认为HVIL断开，MCU通过HV-CAN发送“高压连接线 HVIL状态=disconnect”、“电机系统故障等级=Emergency shutdown”。
及排查方法
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1、高压互锁常见故障： 电池包端：动力线束接插件低压回路端子断路、电池包低压检测回路端子推针 高压分线盒端：动力线束接插件低压回路端子断路、分线盒处高压插件未 插接到位、分线盒开启开关未压触到位
电机控制器端：电机控制器压触开关与上盖接触不良
车载充电机、DC-DC控制器端：车载充电机低压回路端子推针、接触不良，高压线束 回路断路
空调控制器端：低压插接件接触不良、高压线束回路断路
2、高压互锁排除方法
高压线束接插件端：将万用表档位旋转到凤鸣档，检查高压线束低压回路是 否正常；如听见蜂鸣器嗡嗡声，低压回路正常；反义异常；
高压分线盒端：在高压分线盒低压控制端测量4脚与5脚的导通，如4-5脚导 通说明高压分线盒互锁正常，如未导通检查线束低压控制回路及接插件插 接是否到位；
知豆车辆高压互锁培训
一 高压互锁定义及原理介绍 二 D3:高压互锁系统功能介绍 三 高压互锁常见故障及排查方法
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பைடு நூலகம்
1 高压互锁定义及原理介绍
Part
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1、高压互锁HVIL缩略语：
HVIL ：Hazardous Voltage InterlockLoop
2、高压互锁定义：
高压互锁：指危险电压互锁回路（HVIL Hazardous Voltage InterlockLoop）：通过使 用电气小信号，来检查整个高压产品、导线、连接器及护盖的电气完整性（连续性），识别 回路异常断开时，及时断开高压电。
空调控制器端：在空调控制器端测量两线束之间是否导通，如导通说明高 压互锁回路正常，如未导通检查压缩机、PTC高压线束低压控制回路及低 压传输线束是否正常
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3、高压互锁原理介绍：
高压互锁功能是指，通过独立的高压互锁（HVIL）回路，由一个控制器或多个控制器 共同检测每个高压接插件连接有效性、高压部件密封性。当检测到出现互锁失效，控制 器上报故障，控制器进行故障处理。
2 D3:高压互锁系统功能介绍
Part
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1、D3高压互锁控制框图介绍
12VBAT
高压分线盒上盖 开关