新能源汽车高压互锁系统原理及故障诊断
吉利EV450车高压互锁的原理及故障分析
71汽车维护与修理 2021·08下半月新能源汽车高压电路由于连接器松脱、固定螺栓松动等原因可能造成高压电路断路或短路，从而导致发生触电、失去动力等危险情况的出现，因此必须对高压电路进行监测。
高压互锁是用低压信号监视新能源汽车高压电路完整性的一种安全设计方法，并在高压电路断开之前给整车控制器（VCU ）提供报警信息，提示车辆故障，预留驾驶员对整车系统采取措施的时间。
本文以吉利EV450车为例，对该车高压互锁的基本原理、常见故障进行分析，并根据故障案例对高压互锁故障的排除方法进行介绍。
1 高压互锁基本原理1.1 高压互锁的作用吉利EV450车高压互锁回路分别经过电机控制器（PEU ）及高压线束、车载充电机（OBC ）及高压线束、空调压缩机控制器及高压线束、PTC 加热控制器及高压线束、VCU 及高压线束，串联构成回路反馈至VCU 。
吉利EV450车高压互锁原理如图1所示。
VCU 通过高压互锁回路判断高压电路连接的完整性，保证整车的安全使用。
VCU 通过输出高压互锁PWM 信号，并将信号与各高压模块线束连接器和模块上盖开闭状态关联，只有各模块的高压线束连接器安装到位且上盖关闭的状态下，VCU 才能够从信号输入端检测到高压互锁信号，从而确认各高压部件及连接器的连接情况，并通过P-CAN 网络发送给电池管理系统（BMS ）确认高压互锁连接正常。
1.2 吉利EV450车高压互锁回路由于存在高压互锁的保护机制，无论是在行驶过程中高压电路脱开或是在高压系统工作时高压模块被意外断开，此时VCU 检测到高压互锁故障，判断高压系统存在暴露风险，为避免造成危险，VCU 通过P-CAN 网络将信号发送至BMS ，BMS 控制动力电池内部各高压接触器断开，实现紧急下电。
整个高压互锁信号利用低压电路构成了完整回路，一旦出现回路切断，高压互锁信号中断，VCU 就可依据实际情况迅速作出反应。
吉利EV450车高压互锁回路如图2所示。
新能源汽车高压互锁系统的原理及故障诊断
新能源汽车高压互锁系统的原理及故障诊断作者：暂无来源：《汽车维修与保养》 2017年第11期李志军九三学社社员；享受国务院特殊津贴的汽车维修高级技师；无锡有突出贡献的中青年专家；一汽汽车(轿车)特约维修服务中心江苏区域首席技术指导师；无锡市机动车维修行业协会车大夫专家；无锡电视台汽车时代、无锡交通台、车大夫修车网专家讲师；领创“李志军技能大师工作室”；汽车技术学院客座教授。
新能源汽车与传统汽车在原理上有较大的区别，新能源汽车由高压系统和低压系统组成，而传统汽车只有低压系统。
新能源汽车的高压系统包括充电系统、电池管理系统(BMS)、储能系统(动力电池组)、动力系统和其他高压元件。
因此，高压系统里500V以上和上百安培的电流都是对汽车高压部件运行、维护及维修安全的一种考验。
因此，高压互锁是新能源汽车电气保护的一个重要组成部分。
一、高压互锁的结构组成及控制原理高压互锁也被称为“危险电压互锁回路”，其原理图如图1所示。
高压互锁利用小电池发出的信号来检测整个高压回路是否完整，当高压回路断开或破损时，高压互锁失效。
如果高压互锁在汽车启动前失效，车辆将不能上高压电；如果在汽车行驶中失效，车辆可能会进行报警或断开高压等操作，这取决于车辆的逻辑策略。
高压互锁信号回路包括两部分，一部分用来监测高压供电回路的完整性，另一部分用来检测所有的高压部件保护盖是否非法开启，高压互锁回路示意图如图2所示。
监控高压电源电路完整性的部分也可以分为两种形式:一种是与高压电源线并联连接,并把所有高压连接器和连接器监控器串联连接，形成一个完整的电路；另一种形式是每个高压部件控制器负责监测各自的高压互锁信号，只有当所有控制器接收到高压互锁信号时，才允许上高压电。
且由于专利、技术储备、成本等原因，每个厂家会根据自己的系统去进行调整，所以在修理新能源车的时候必须足够了解这辆车的策略、电路图及维修手册等内容。
二、新能源汽车安全策略当高压互锁系统发现危险时，控制器会根据行驶状态和危险程度的故障风险度使用合理的安全策略，这些策略包括以下几点。
教学课件4.3高压互锁故障诊断与排除课件
学习单元4.3 高压互锁故障诊断与排除
理论知识
故障诊断与修复
4 ） 断开蓄电池负极，等待5分 钟，进行基本检查，CA66、CA67、 BV11、BV10、BV08、CA61插接器 外观及连接情况检查，检查插接 器外观及连接是否正常。
学习单元4.3 高压互锁故障诊断与排除
理论知识
故障诊断与修复
5)查阅吉利帝豪EV450纯电动汽车 高压互锁电路图，检测高压回路 CA66/58-CA66/76之间的电阻，阻值应 小于1Ω，实测阻值大于1Ω，高压互 锁回路发生故障，如图所示。
学习单元4.3 高压互锁故障诊断与排除
理论知识
故障诊断与修复 2）关闭点火开关，将故障诊断仪与车辆OBDⅡ诊断口连接。
学习单元4.3 高压互锁故障诊断与排除
理论知识
故障诊断与修复 3 ） 车辆上电，使用故障诊断仪对帝豪EV450进行故障码和数据流的读取，读取整车控制器故 障码，为P1C8E04高压互锁PWM输出信号开路、P1C4096高压互锁故障，如图所示。数据流读取VCU 高压互锁故障、整车高压互锁故障，如图所示，初步判断为高压互锁出现故障，故障范围为VCU 本身及其相关线路、插接器，高压互锁回路及其高压互锁回路插接器。
实践技能
读取故障码及数据流
读取整车控制器故 障码，为P1C8E04高压 互锁PWM输出信号开路 、P1C4096高压互锁故 障，如图 所 示 。数据 流读取VCU高压互锁故 障、整车高压互锁故 障。
学习单元4.3 高压互锁故障诊断与排除
实践技能
故障检测修复
2.查阅吉利帝豪EV450纯电动汽车高压互锁电路图，
学习单元4.3 高压互锁故障诊断与排除
实践技能
确认故障排除
6. 连接插接器，连接蓄电池负极。车辆上电，使用故障诊断仪对帝豪EV450进 行故障码和数据流的读取，整车控制系统显示无故障码，确认故障已排除。
新能源汽车高压互锁原理及故障诊断技术探究——以吉利帝豪EV300_为例
122AUTO TIMENEW ENERGY AUTOMOBILE | 新能源汽车新能源汽车高压互锁原理及故障诊断技术探究——以吉利帝豪EV300为例柯裕伟南宁职业技术学院 广西南宁市 530008摘 要： 随着新能源汽车技术的快速发展，新能源汽车品质和市场认可度全面提升，受到市场的高度欢迎。
和传统汽车相比较，新能源汽车具有高压系统，对高压部件安全运行、维护和修理带来了严峻考验。
为确保新能源汽车高压系统的安全性和稳定性，高压互锁技术被广泛应用。
本文对高压互锁系统的结构、原理进行概述，并以吉利帝豪EV300电动汽车为例，进一步说明了高压互锁的故障诊断思路和具体解决办法。
关键词：新能源汽车 高压互锁 原理 故障诊断技术1 引言新能源汽车与传统汽车相比结构上增加了高压系统，高压零部件包括动力电池、驱动电机、高压配电箱（PDU）、电动压缩机、车载充电机（OBC）、PTC 加热器等，互相之间通过高压线束连接，组成了整车的高压系统。
高压系统动辄300V 以上的工作电压和上百安的工作电流对用电设备的安全运行及维修提出了更高的要求。
为保障新能源汽车的安全稳定运行，降低故障发生几率，高压互锁系统作为新能源汽车电气保护的一项重要措施，得到广泛应用。
2 高压互锁系统概述2.1 高压互锁的定义 高压互锁（HVIL），是高压互锁回路（Hazardous Voltage InterlockLoop）的简称，也叫做危险电压互锁回路（High Voltage Interlock System and Control Strategy）。
高压互锁是指使用低压信号监视高压回路完整性的一种安全设计方法。
对新能源汽车高压系统直接监测比较困难，所以通常是用低压信号来检测确认整车高压系统回路电气完整性，确保整车所有的高压部件和线束插接件都安装到位，无短路或断路的情况；能够识别回路的异常断开，并及时断开高压，避免出现安全事故。
2.2 高压互锁设计的目的高压互锁设计的目的是，指使用低压信号来检测确认整个高压系统电气的完整性，当回路断开或者完整性受到破坏，就启动安全措施。
新能源汽车高压互锁系统的原理及故障诊断技术研究
NEW ENERGY AUTOMOBILE | 新能源汽车时代汽车 新能源汽车高压互锁系统的原理及故障诊断技术研究沈同春无锡南洋职业技术学院 江苏省无锡市 225600摘 要： 随着社会的不断发展，使得新能源汽车在汽车行业得到了迅速的发展。
和传统的汽车相比较，新能源汽车具有高压系统，其产生的电流对汽车的互锁系统和安全使用提出了更多的要求。
因此，应当按照新能源汽车的实际要求，保证高压互锁系统的性能，并且及时的解决存在的故障问题，提供系统的稳定性。
本文主要对新能源汽车高压互锁系统的应用发展现状及原理进行概述，进一步说明了高压互锁系统的故障问题和相应的处理方法，从而保证新能源汽车的高压部件接触安全。
关键词：新能源汽车 高压互锁系统 原理 故障诊断技术新能源汽车不仅具有较好的节能环保技术，而且在其他的诸多方面都进行了相应的改革与创新，其中，高压互锁系统就是新能源汽车的一个重要组成部分。
高压互锁系统、全面的考虑到了汽车的安全性能、使用寿命、使用方式等因素，因此，确保高压互锁系统的使用性能和未来发展是极为重要的问题。
但是，新能源汽车的高压互锁系统也存在着一些技术故障问题，需要利用有效的诊断技术进行判断，并解决相关的问题。
由此可见，对新能源汽车高压互锁系统的原理及故障诊断技术进行研究具有重要的意义。
1 新能源汽车高压互锁系统的应用发展现状现阶段，我国的新能源汽车产业正处于发展的初级阶段，相关的处理技术也有待完善和创新，因此，为了强化新能源汽车使用的安全性能，科学的使用高压互锁系统极为重要。
通过对高压互锁系统的合理应用，能够将新能源汽车中具有的自动化、智能化等优势充分的体现出来，而且也有利于开发和完善高压互锁系统的内部功能及结构。
除此之外，高压互锁系统还在一定程度上解决了新能源汽车当中存在的功能不全面等问题，极大的推动了新能源汽车和高压互锁系统之间的融合应用，使得新能源汽车系统的整体性能得到了有效的改善。
对于新能源汽车而言，使用过程中也存在着一定的风险，比如，高压系统会使得汽车在使用过程中发生断电等问题，从而失去前进的动力。
新能源汽车高压互锁故障诊断与排除
新能源汽车高压互锁故障诊断与排除摘要：高压互锁系统充分考虑到了新能源汽车的具体使用方式、使用年限、外部因素良好应对情况,通过高压互锁系统，可以保证车辆在运行过程中的安全可靠性。
当高压互锁系统中出现故障时,需要对其故障问题进行诊断与排除，作为新能源汽车维修人员，必须熟悉高压互锁的作用、分析高压互锁的原理、检测常见的高压互锁故障，这是从事新能源汽车维修的必备技能。
本文将阐述高压互锁系统结构、工作原理，分析故障原因，说明故障诊断流程。
关键词：新能源汽车高压互锁故障诊断0 引言纯电动汽车与传统燃油车相比，多了动力电池、电机控制器、车载充电器、高压分配盒、DC/DC转换器等高压元器件，这些元器件互相之间通过高压线束连接。
高压系统的工作电压一般在300V以上，高压互锁系统就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，保障各高压元器件线束连接到位以及异常状态情况下的安全。
1 高压互锁结构及原理1.1高压互锁回路设置的目的在车辆上电前确保整个高压系统的完整性，使高压处于一个封闭的环境下工作。
在车辆上电前，若检测到电路不完整，则系统无法上电，避免因为虚接等问题造成事故。
当整车在运行过程中，高压系统回路断开或者完整性被破坏时，需要启动安全防护。
在车辆行驶过程中，若检测到高压回路松动，在高压断电之前给整车控制器提高报警信号，预留整车系统采取应对措施的时间。
防止带电插拔高压插接器给高压端子造成的拉弧损坏。
在高压系统工作过程中，如果没有高压互锁设计的存在，手动断开高压连接点时，在断开瞬间，整个回路电压会全部加在断点的两端，电压击穿空气在两个器件之间拉弧，时间虽短，但能量很高，可能对断点周围的人员和设备造成伤害。
1.2高压互锁的主要结构纯电动汽车的高压系统主要涉及动力电池、高压分配盒、电机控制器、电动压缩机、高压PTC、车载充电机等。
高压互锁的实现依靠高压连接器上设置互锁接口，接口有两个PIN脚，当高压连接器插合后，两个PIN成短路状态；当连接器断开后，两个PIN脚成开路状态。
高压互锁检测系统原理
高压互锁检测系统原理
高压互锁检测系统的原理主要基于高压电缆或设备断开电路时，关闭电源及电动机装置，使高压设备保持切断状态。
这一原理通过开闭接触器或断路器进行操作，关键在于互锁机构能够自动扭断接触器的开合机构，使正常入口接触器的接点和插头与插座分离，从而关闭电源。
在电动汽车中，高压互锁检测系统通过使用低压信号来检查所有与高压母线相连分路的完整性。
当高压互锁回路断开或完整性受到破坏时，报警装置启动同时断开高压回路，确保人员和车辆安全。
具体来说，当高压电系统接通时，高压互锁的低压电形成完整回路。
高压互锁监测器控制单元会向高压互锁低压回路发送一个PWM信号（5V或12V），如果监测不到返回来的这
个PWM信号，就说明高压互锁回路有断开的地方，即高压线路有裸露部分在外，高压互锁控制单元就会切断整个高压供电。
以上内容仅供参考，如需获取更多信息，建议查阅相关书籍或咨询专业人士。
奔驰新能源车高压互锁技术及典型故
奔驰新能源车高压互锁技术及典型故障两例(下)故障现象一辆2022款奔驰E Q B3504M A T I C新能源车，搭载780200型电机，行驶里程为2857k m，V I N码为LE42436131L02****。
据车主反映，用交流电给该车充了一晚上电但却没充满，尝试启动车辆，发现仪表台上显示红色的警示信息“不允许拖车，参见用户手册”，且红色的高压蓄电池故障灯点亮(图10)，车辆无法启动。
锁车30min后，再次尝试解锁启动车辆，故障依旧。
图10 故障车仪表台上的故障信息故障诊断与排除该车被拖车拖到店内后进行功能检查，多次尝试结果均无法启动车辆；查询OTR+系统，未发现此车有RTM相关的故障报警信息；车辆电池电量为69%；将点火开关置于2档位置，空调不制冷；检查车辆底盘没有碰撞或剐蹭痕迹；交流充电盖无法打开，但直流充电盖可以打开；用红外测温器检查高压电池未发现局部温度过高的情况。
故障车型(EQB 243)装配有第3排座椅，为避免被追尾时后保险杠附近的高压部件受损，导致触电风险，特别设置了高压断开装置控制单元N171(图11)。
连接诊断仪进行快速测试，多个控制单元均设置了与互锁电路相关的当前状态下的故障码：N83/11高电压蓄电池的交流电充电器(SG-LG)设置了故障码P0A0A00-高压车载电气系统的互锁电路存在电气故障；N116/5直流充电连接单元(数据通信控制单元DCCU)设置了故障码P0A0E00-高压车载电气系统的互锁电路出现偶发故障；N127传动系统 PTCU设置了故障码P154700-由于检测到联锁电路故障而发出警告；N129/2-后轴电力电子装置(SG-LE-HA)设置了故障码P0A0A00-高压车载电气系统的互锁电路存在电气故障；N82/9蓄电池管理系统2022款奔驰EQB350充电后车辆无法启动(接上期)A9/5-电动制冷剂压缩机；N129/1-电机1电力电子控制单元；A79/1-电机1 (前)；N129/2-电机2电力电子控制单元(仅适用于4x4全轮驱动)；A79/2-电机 2 (后，仅4x4全轮驱动)；N171-高压断开装置控制单元(仅适用于7座)；A100-高压蓄电池模块；G10-直流/交流充电车辆插座；G10/4-交流充电车辆插座；N33/5-高压正温度系数(PTC)加热器(高压蓄电池)；N83/1-直流/直流转换器控制单元；N83/11-高压蓄电池交流充电器；N116/5-直流充电连接单元；a-熔丝；b-插入式连接器；c-控制单元；d-高电压部件；e-高压导线；AC-交流电；DC-直流电。
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使用维护
新能源汽车高压互锁系统原理及故障诊断
张仁峰1赵晓清2
(1.天津渤海职业技术学院，天津300402；
2.天津市市政工程学校，天津300252)
摘要:社会可持续发展进程的不断加快进一步巩固与夯实了新能源汽车在我国汽车行业展发中占据的重要地位。
与传统汽车原理相比，新能源汽车增设的高压系统内巨大电流对汽车互锁系统及运维安全提出了更高要求。
基于此，就新能源汽车高压互锁系统的原理及其故障诊断进行相关概述，旨在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。
关键词:新能源汽车；高压互锁系统；故障诊断
新能源汽车高压系统包括充电系统、电池管理系统、动力系统等，流经高压系统的500V以上电流可直接影响到系统各结构安全性。
而高压互锁系统作为新能源汽车电气保护重要装置之一，降低因高电流而引发的系统故障几率,对保护新能源汽车安全稳定运行重要意义。
1高压互锁系统原理
高压互锁系统又被称之为危险电压互锁回路，在系统实际运行期间，利用内部小电池所发出的信号来检测汽车高压系统回路的完整性，在高压系统回路出现断开或破损的情况下，高压互锁显示失效，切断汽车连接高压电路径，保障汽车其它结构及驾驶人员安全。
汽车不同运行状态下,高压互锁系统启停方式存在一定差异。
新能源汽车高压互锁系统主要由高压供电回路检测装置及高压部件保护盖检测装置构成。
其中，高压供电回路检测装置具有2种连接方式。
(1)与高压电源线并联方式，将汽车内部高压连接装及连接监控装置串联为完成电路;
(2)通过高压互锁信号控制汽车内各高压部件控制装置，在全部高压部件均连接上高压互锁信号后，才可让汽车连接高压电。
因高供电回路检测连接方式会受技术水平、成本及专利等因素影响，各新能源汽车生产厂家需基于自身实际发展情况选择适宜的连接方式，以保障新能源汽车高压互锁系统开发中的经济效益及生产效益。
2高压互锁系统预警功能及处理方式
在新能源汽车高压互锁系统发现高压回路连接异常等情况时，会依据汽车行驶状态及危险程度进行不同的处理。
具体而言，高压互锁系统预警功能及处理方式主要体现在以下几方面：
(1)异常报警。
在发现汽车高压系统异常的情况下,高压互锁系统通过发出警报声音等方式提醒驾驶人员注意，
作者简介:张仁峰(1986-),男，汉族，研究生，讲师，研究方向：机械振动和新能源汽车。
赵晓清(1990-),女，汉族，研究生，讲师，研究方向:机械制造。
避免高压系统异常问题演变为更加严重的事故。
(2)切断高压电。
在汽车静止状态下，高压互锁系统发现高压系统异常会自行切断高压电，确保汽车其他构件的安全性。
(3)控制速度血。
在汽车运动状态下，高压互锁系统发生高压系统回路异常会控制汽车运行速度，告知驾驶员高压系统回路异常部位，给驾驶员安全停靠在路旁的时间。
3高压互锁系统故障诊断
经实践研究发现，高压互锁系统故障主要表现在汽车无法连接高压电等情况。
因每个汽车生产厂家高压互锁系统设计方案不同，制定高压互锁系统故障检测方案也应进行相应的变通。
本文以某纯电动汽车高压互锁系统故障问题为例，该高压互锁系统主要由高压电控制装置、动力电池、电池管理装置组成。
首先，通够路插头虚插方式检查高压互锁系统低压电池电压及高压互锁系统线束连接状态是否符合实际设计标准其次，判断PTC发热体运行状态，将PTC发热体与高压互锁系统的连接切断，测量PTC发热体热量及电流数值;此后，判断动力电池系统运行状态。
案例中新能源汽车动力电池为磷酸铁锂电池，每个动力电池系统中有13个电池模组，各电池以串联方式连接,实际输出电压为633V。
断开动力电池系统小电池负极，断开小电池启动装置,将负极连接线及启动连接装置安装在控制器中,启动汽车并薜汽车运行状态;最后,对高压互锁系统内高压电控系统进行故障诊断,因高压电控系统无法开启，检测难度较大,引发高压互锁系统故障几率极小,实际故障诊断工作基本围绕汽车高压系统连接、PTC发热体及动力电池系统3个方面开展。
4总结
为从根本上保障新能源汽车运行稳定性，实现延长新能源汽车使用寿命目标，相关工作人员需深入研究新能源汽车高压互锁系统原理，细致分析高压互锁系统故障问题出现的症结所在，制定出更加全面高效的高压互锁系统维修方案,切实提升高压互锁系统各项性能。
参考文献：
[1]范慧.四轮独立驱动电动汽车整车控制、安全防护及多模
型预测控制方法研究[D].南京冻南大学,2017.
⑵朱碧辉.纯电动汽车动力系统分析与故障诊断研究[D].十
堰:湖北汽车工业学院,2017.
[3]徐煜.基于“虚实融合技术”的电驱动故障诊断系统开发
[D].天津:天津职业技术师范大学,2017.
(收稿日期=2019-05-09)
《湖北农机化》2019年第16期。