淺析寶駿新能源汽車高壓互鎖構造與診斷

文艷玲 楊玲玲 譚克誠

摘要：本文系統分析寶駿新能源汽車高壓互鎖功能、高壓互鎖組成和高壓互鎖的故障診斷與維修，為汽車售后工程師、中高職和應用型本科教師從事新能源汽車維護、保養和故障診斷提供有益的參考。

Abstract： This paper systematically analyzes the high-voltage interlock function of Baojun new energy vehicle， the composition of high-voltage interlock and its fault diagnosis and maintenance， it provides useful reference for automobile after-sales engineers， Middle and Higher Vocational College and application-oriented undergraduate teachers to engage in maintenance， maintenance and fault diagnosis of New Energy Vehicles.

關鍵詞：寶駿新能源汽車;高壓互鎖;構造與診斷

Key words： Baojun new energy vehicle;high voltage interlock;structure and diagnosis

中圖分類號：U472.43 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2022）03-0115-03

1 ?寶駿新能源汽車高壓互鎖功能

在ISO國際標準《ISO6469-3：2001電動汽車安全技術規范第3部分：人員電氣傷害防護》中，規定電動汽車上的高壓部件應具有高壓互鎖裝置。

高低壓互鎖機構通過使用低壓小電流信號來檢查高壓導線及其連接器的電氣完整性。高壓互鎖裝置的作用有以下幾點：①整車在高壓上電前確保整個高壓系統的完整性，使高壓處于一個封閉的環境下工作，提高高壓系統的安全性;②當整車在運行過程中高壓系統回路斷開或者完整性受到破壞的時候，可以啟動安全防護程序;③防止帶電插拔高壓連接器給高壓端子造成的拉弧損壞。

當互鎖信號回路斷開時（例如碰撞或非正常操作斷開某一高壓部件的高壓連接線），此時乘員或維修人員有可能會接觸到高壓電從而造成觸電傷害，因此當動力電池管理模塊在檢測到高壓互鎖信號斷開之后應當根據不同情況斷開相應的高壓繼電器以切斷高壓輸出。

①行駛中互鎖回路斷開時：維持當前行駛狀態，但停止時關閉動力電池高壓繼電器控制，以切斷高電壓;②停車狀態下互鎖回路斷開時：立即關閉動力電池高壓繼電器控制，以切斷高電壓。

2 ?寶駿新能源汽車高壓互鎖組成

高壓互鎖由互鎖信號回路和互鎖監測器組成。

2.1 互鎖信號回路

互鎖信號回路可以分為以下兩種形式：

①整車控制模塊負責監控其它高壓控制器的互鎖回路，如圖1所示。

整車控制模塊負責監控其它高壓控制器的互鎖回路，高壓互鎖回路經過多個模塊形成串聯電路。

整車控制模塊（VCU）通過一個定值電阻發出12V的高電位信號，通過相關模塊的高壓互鎖回路，最終接地，構成一個完整的低壓回路。當高壓互鎖回路所有模塊低壓和高壓線束連接良好時，VCU監測到一個0V的低電位信號;當某一高壓部件的低壓或高壓連接斷開時，VCU監測到12V的高電位信號。VCU監測到線路斷開的信號后，通過網絡把信號發送給動力電池管理模塊，動力電池管理模塊控制主正、主負繼電器斷開高壓電。

②每個高壓控制器負責監測各自的高壓互鎖回路。各個高壓控制器負責監測各自的高壓互鎖信號，只有當全部的控制器收到高壓互鎖接通信號時，才允許接通高壓電源。

如圖2所示為動力電池內部的高壓互鎖回路。動力電池管理模塊通過一個上拉電阻給互鎖監測器提供高電位電壓，當拔下高壓插頭時，互鎖監測器斷開，此時動力電池管理模塊監測到一個高電位信號;當插好高壓插頭時，互鎖監測器閉合，此時動力電池管理模塊監測到一個低電位信號。

2.2 互鎖監測器

高壓互鎖監測器分為兩類，一種用于監測高壓連接器連接是否完好，另外一種用于監測高壓控制器的盒蓋是否開啟。

如圖3所示為E300高壓配電箱的盒蓋開關，其實際上是一個監測器，當蓋開啟時，互鎖回路信號也斷開，互鎖信號回路信號中斷。如圖4所示高壓線路插接件的兩個端子實際上是一個監測器，當拔下高壓插頭時，高壓互鎖回路信號也斷開，高壓互鎖回路信號中斷。通常在整車所有高壓插頭中都應設置互鎖監測器。

2.3 高壓互鎖回路

以E300車型為例，E300車型共有三條高壓互鎖回路，其中整車控制模塊有兩條高壓互鎖回路，動力電池主控管理單元有一條高壓互鎖回路。整車控制模塊通過F1號腳輸出12V電源，對DC/DC轉換器、高壓配電箱、車載充電機、以及DC/AC轉換器的高壓插頭的連接情況進行監控，如圖5所示。當高壓插頭連接良好的情況下，整車控制模塊接收0V低電位信號;當高壓插頭斷開時，電池管理單元接收到12V高電位信號。

整車控制模塊通過M3號腳輸出12V電源，對電動空調壓縮機、PTC暖風加熱器的高壓插頭的連接情況進行監控，如圖6所示。當高壓插頭連接良好的情況下，整車控制模塊接收0V低電位信號;當高壓插頭斷開時，電池管理單元接收到12V高電位信號。

通過動力電池的低壓插頭，由外部提供的12V低壓電源，通過供電高壓插頭和驅動電機高壓插頭，回到電池管理單元構成回路，用于監測動力電池高壓插頭的連接情況，如圖7所示。當高壓插頭連接良好的情況下，電池管理單元接收到12V高電位信號;當高壓插頭斷開時，電池管理單元接收到0V低電位信號。

3 ?高壓互鎖的故障診斷與維修

3.1 高壓互鎖的主要故障是信號回路斷路

當高壓互鎖信號回路斷路的時候會導致動力電池系統沒有高壓輸出。首先我們需要檢查高低壓線束有沒有破損，高低壓插頭有沒有正常連接。如果以上檢查都正常的話，可以利用萬用表電壓檔檢查互鎖信號回路的完整性，如圖8所示。也可以利用萬用表電阻檔通過測量互鎖信號回路的導通性來判斷高壓互鎖電路是否正常，如圖9所示。

3.2 高壓互鎖診斷思路

首先通過診斷儀的故障碼功能觀察是否有與高壓互鎖相關的故障碼，通過診斷儀的數據流功能判斷高壓互鎖是否正常。有的車型在高壓互鎖出現故障時，儀表也會有提示。如果高壓互鎖電路存在故障，按照如下流程進行檢查。下面以E300車型電動空調壓縮機和PTC暖風加熱器的互鎖電路為例，按照電阻測量法檢查高壓互鎖回路（也可以通過測量電壓或跨接的方法對高壓互鎖回路進行檢查）。

①拔下整車控制模塊插頭，萬用表打到電阻檔，兩個表筆分別連接線束端M3和20號腳。應導通，否則高壓互鎖回路存在斷路故障。需要進一步檢查，以確定具體故障部位。

②拔下電動空調壓縮機低壓插頭，兩個表筆分別接整車控制模塊線束端的M3號腳和電動空調壓縮機低壓插頭的6號腳，應導通。如果不導通，說明此段線路存在斷路故障。

③插上電動空調壓縮機低壓插頭，兩個表筆分別接電動空調壓縮機低壓插頭的6號腳和2號腳，應導通。如果不導通，說明電動空調壓縮機內部互鎖電路存在斷路故障。

④拔下電動空調壓縮機和PTC暖風加熱器低壓插頭，兩個表筆分別接電動空調壓縮機線束端的2號腳和PTC暖風加熱器的2號腳，應導通。如果不導通，說明此段線路存在斷路故障。

⑤插上PTC暖風加熱器低壓插頭，兩個表筆分別接PTC暖風加熱器低壓插頭的2號腳和1號腳，應導通。如果不導通，說明PTC暖風加熱器內部互鎖電路存在斷路故障。

⑥拔下PTC暖風加熱器和整車控制模塊低壓插頭，兩個表筆分別接PTC暖風加熱器的1號腳和整車控制模塊的20號腳，應導通。如果不導通，說明此段線路存在斷路故障。

如果以上檢查都正常，說明整車控制模塊外部高壓互鎖回路正常，如果依然報高壓互鎖故障，請檢查整車控制模塊內部互鎖信號和搭鐵電路是否正常。

參考文獻：

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