帝豪EV450高壓互鎖系統故障診斷分析

摘 要：本文旨在通過系統性的分析，為解決帝豪EV450高壓互鎖系統故障問題提供理論支持和實際指導，以確保車輛的安全運行和用戶的舒適體驗。本文針對帝豪EV450高壓互鎖系統出現的故障進行了深入的診斷分析。首先介紹了高壓互鎖系統的基本原理和作用，然后列舉了常見的故障現象。接著采用了故障樹分析的方法，對可能導致故障的各種因素進行了系統性的歸納和分析。最后，提出了針對高壓互鎖故障的解決方案和維修建議，為帝豪EV450高壓互鎖系統的故障排除提供了有力的參考和指導。

關鍵詞：帝豪 高壓互鎖 系統故障 診斷分析

1 緒論

帝豪EV450作為一款頗受歡迎的電動汽車，其具有穩定和可靠的高壓互鎖系統，高壓互鎖系統對車輛的整車安全至關重要。本文對其高壓互鎖系統的故障進行深入的診斷分析具有重要意義。

2 高壓互鎖的組成和原理

2.1 組成

高壓互鎖系統是由各個高低壓控制器的低壓線路組成的閉環檢測系統，不同車型的高壓互鎖線路涉及不同的控制器，比亞迪秦EV的高壓互鎖線路由2個相互獨立的互鎖回路組成：電池管理器、電加熱器PTC、充配電總成和電池包組成的互鎖回路1，以及電池管理器和充配電總成組成的互鎖回路2。比亞迪秦PLUS-EV的高壓互鎖線路由高壓多合一和交直流一體充電口組成，其中高壓多合一是高度集成的控制器，包括整車控制器VCU、DCDC轉換器、車載充電機OBC、高壓配電盒、電機控制器MCU等。

帝豪EV450的高壓互鎖系統是一項關鍵的安全裝置，如圖1所示，高壓互鎖系統由車載充電機（含高壓配電箱）、驅動電機控制器（含DCDC轉換器）、電動壓縮機、電加熱控制器PTC和整車控制器組成，主要用于監控電動汽車的車載充電機、電機控制器、電動壓縮機和電加熱控制器等高壓部件的安全。其設計旨在確保在車輛運行過程中，高壓電路能夠在必要時被安全地隔離和切斷，以防止電擊或火災等危險事件的發生，保障用戶的安全[1]，當車輛的高壓互鎖系統觸發，車輛也無法正常上電。

整車控制器是帝豪EV450整車的控制核心[2]，它具有強大的功能：識別駕駛員的信息如啟動、制動、加速、減速用于控制車輛的狀態和驅動；優化車輛的能量管理，根據實際情況適時關閉部分電氣設備，從而提高車輛的續航里程和行車安全；充當車輛網關的功能，負責轉換和翻譯不同CAN網絡系統如P-CAN、V-CAN各節點之間的相互通訊；實時檢測車輛的狀態，并實時將信號傳輸至車輛信息顯示系統，便于駕駛員觀察到車輛的SOC（剩余電量）、充電功率、車速、續航里程、車輛故障等信息；制動能量回收控制，比如當駕駛員松開加速踏板或者踩制動踏板時，整車控制器接收到加速踏板和制動信號后，通過CAN總線將信息發送至驅動電機控制器執行能量回收，提高電動汽車的續航；整車控制器持續監控車輛的運行狀態，根據動力電池、車載充電機、驅動電機控制器等的信號，判斷車輛的故障等級并分類，將車輛故障等級分為4級，一級是致命故障，如電機控制器直流母線過電壓故障，二級是嚴重故障，如旋轉變壓器故障，三級是一般故障，如加速踏板信號故障，四級是輕微故障，如驅動電機溫度傳感器故障[3]。

2.2 工作原理

帝豪EV450的高壓互鎖線路采用串聯、PWM波形檢測的方式，整車控制器是高壓互鎖系統的核心，原理圖如2所示，它負責向高壓互鎖線路發出3.3V左右的PWM占空比信號，依次經過驅動電機控制器的BV11/1端子，經由驅動電機控制器內部的開蓋互鎖開關，從BV11/4端子輸出；再流入車載充電機的BV10/26端子，經由車載充電機內部的4個高壓插接器和開蓋互鎖開關，從車載充電機的BV10/27端子輸出；后續再分別經過電動壓縮機和電加熱控制器，最終回到整車控制器的CA66/58端子，形成一個完整的閉環檢測系統。整車控制器通過其自身內部的電路將3.3V左右PWM占空比信號拉升至11V左右PWM占空比信號。

觸發車輛的高壓互鎖系統一般有3種情況：一是開蓋互鎖，當高壓控制器開蓋維修后，控制器蓋未正確安裝，會導致高壓互鎖線路斷路，為了避免人員觸電，整車控制器通過CAN總線通知電池管理器控制主正接觸器、預充接觸器和主負接觸器不閉合，整車高壓不上電，以保障用戶的安全；二是高壓插頭松動，為了避免高壓插頭松動導致的人員觸電，高壓插頭設計時，高壓插頭內部的低壓互鎖針腳比高壓部分短，一旦高壓插頭松動，低壓互鎖針腳必然先于高壓部分脫開高壓控制器的連接器；三是碰撞信號，當車輛由于交通事故發生碰撞且觸發了碰撞信號時，電池管理器會第一時間接收到碰撞信號并控制主正、主負繼電器斷開，避免人員觸電傷害[4]。

3 具體案例分析

3.1 故障現象

踩制動踏板，啟動按鈕上的綠色指示燈被點亮，按啟動按鈕，儀表能正常點亮，但“READY”指示燈無法正常點亮，儀表報整車系統故障指示燈和蓄電池指示燈，eco指示燈正常點亮，電池剩余電量SOC值正常顯示，車輛無法從P檔正常掛至D/R檔，高壓不上電，如圖3所示。

3.2 確認故障范圍

踩制動踏板，啟動按鈕上的綠色指示燈被點亮，說明制動燈開關及其信號正常；按啟動按鈕，儀表能正常點亮，說明車身控制系統BCM的防盜已解除；儀表報整車系統故障指示燈，eco指示燈正常點亮，電池剩余電量SOC值正常顯示，車輛無法從P檔正常掛至D/R檔，說明儀表與變速換擋開關、整車控制器、電池管理器等控制器通訊正常。

導致如上故障現象的原因：高壓互鎖線路故障、整車控制器控制的ER05主繼電器自身及其相關線路故障、高壓絕緣故障、驅動電機的旋轉變壓器故障、驅動電機溫度傳感器故障。

3.3 故障診斷過程

第一步：將故障診斷儀連接至車輛診斷口，按啟動按鈕使車輛處于ON狀態，如圖4所示，診斷儀報“P1C8E04高壓互鎖PWM輸出信號開路”和“P1C096 高壓互鎖故障”，通過診斷儀查看整車控制器數據流，數據流提示“整車高壓互鎖故障：故障”。

結合相應故障碼和數據流，可能的故障原因是整車控制器、車載充電機、驅動電機控制器、電動壓縮機和電加熱控制器組成的高壓互鎖線路故障，需要使用示波器和萬用表進行診斷。

第二步：使用示波器分別查看整車控制器CA67/76和CA66/58的對地波形，實際測量波形如圖5所示，實測波形異常。

以上波形說明整車控制器CA67/76端子發出的波形由于高壓互鎖線路故障導致CA66/58端子對地波形異常，可能的原因是互鎖線路斷路，下一步需要使用萬用表分段測量高壓互鎖線路的導通性。

第三步：按啟動按鈕使車輛處于OFF狀態，拔下電瓶負極，使用萬用表分別測量CA67/76至BV11/1、BV11/1至BV10/26、BV10/26至BV08/6、BV08/6至CA61/5、CA61/5至CA66/58線路的阻值，實測結果分別為0Ω、0Ω、無窮大、0Ω、0Ω，正常阻值均應為０Ω。

以上測量結果說明車載充電機BV10/26端子至電動壓縮機BV08/6端子線路存在斷路故障，下一步需要確認高壓互鎖線路的具體故障點。

第四步：使用萬用表分別測量BV10/26至BV10/27、BV10/27至BV06線路的阻值，實測結果分別為無窮大和0Ω，正常阻值均應為0Ω。

以上測量結果說明車載充電機內部的互鎖線路存在斷路。

第五步：拆開車載充電機的外殼，觀察互鎖線路是否故障，發現車載充電機內部的開蓋互鎖機械故障，修復后并重新安裝車載充電機外殼，測量BV10/26至BV10/27線路阻值為0Ω，故障修復完成。

4 結語

帝豪EV450高壓互鎖系統的故障診斷是一項復雜而關鍵的任務，需要系統性的方法和全面的技術支持。通過對故障現象的確認、故障范圍確認等多個步驟的逐步深入，可以較為全面地了解故障的具體原因和范圍[5]。在診斷過程中，需要綜合利用現代診斷工具和專業知識，以確保對故障的準確識別和解決方案的有效提出。本文分析了帝豪EV450高壓互鎖系統的組成、工作原理，依據波形和阻值分析，通過五個步驟逐步確認高壓互鎖線路的故障點，探究了高壓互鎖線路的診斷思路和方法，對解決高壓互鎖系統的故障具有一定的意義。

參考文獻：

[1]王仁群，單耀輝，鐵浩源.電動汽車高壓系統故障診斷策略分析[J].內燃機與配件，2022（3）：94-96.

[2]弋國鵬，魏建平.電動汽車控制系統及檢修[M].北京：機械工業出版社，2020：2-8.

[3]吳東盛，楊正榮等.新能源汽車整車控制系統檢修[M].北京：機械工業出版社，2022：6-7.

[4]賈延林，趙璇，周達超.新能源汽車高壓互鎖故障診斷分析[J].汽車實用技術，2024，49（02）：55-58.

[5]胡東輝.榮威純電動汽車E50高壓互鎖工作原理與故障分析[J].汽車電器，2021（10）：82-85，88.