高壓互鎖系統項目二：新能源汽車高壓部件安全課程名稱：《新能源汽車維護與保養》

項目二：新能源汽車高壓部件安全高壓互鎖系統新能源汽車高壓互鎖是確保整車高壓系統的完整性，防止帶高壓誤操作造成的拉弧現象及高壓觸電危害。生命高于一切，安全重于泰山！思政洞察要對新能源汽車進行保養，新能源汽車高壓互鎖的結構原理，你知道嗎？高壓互鎖系統根據《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》的規定，電動汽車（包括BEV、PHEV等車型）的高壓部件（及其插接件）都應具有高壓互鎖裝置。高壓互鎖（HVIL）的功能是利用12V的小電流來確認整個高壓電氣系統的完整性，即包括整個蓄電池系統、導線、插接器、DC/DC變換器、電機控制器、高壓配電箱及保護蓋等系統回路的電氣連接完整性，如圖所示。項目二：新能源汽車高壓部件安全高壓互鎖原理圖1.高壓互鎖定義高壓互鎖系統2.高壓互鎖作用項目二：新能源汽車高壓部件安全高壓互鎖主要作用是保證高壓系統安全，主要有3個作用：（1）用來檢測高壓回路松動（會導致高壓斷電，整車失去動力，影響乘車安全）并在高壓斷電之前給整車控制器提供報警信息，預留整車系統采取應對措施的時間。（2）在車輛上電之前發揮作用，檢測到電路不完整，則系統無法上電，避免因為虛接等問題造成事故。（3）防止人為誤操作引發的安全事故。在高壓系統工作過程中，如果沒有高壓互鎖設計存在，手動斷開高壓連接點，在斷開的瞬間，整個回路電壓加在斷點兩端，電壓擊穿空氣在兩個器件之間拉弧，時間雖短，但能量很高，可能對斷點周圍的人員和設備造成傷害。高壓互鎖電路圖高壓互鎖系統冷卻液高壓互鎖電路圖3.高壓互鎖結構原理項目二：新能源汽車高壓部件安全（1）高壓插接件鎖止結構作用：高壓部件的絕緣插接件既可防止維修人員直接接觸到高壓，還可防水、防塵，減小高壓系統絕緣出現問題的風險。要求：在電動汽車高壓回路中，要求具備HVIL功能的電氣元件主要是高壓插接件、手動維修開關（MSD）等要求人力操作去實現電路接通、斷開的電氣接口元件。高壓互鎖是利用低壓回路的檢測信號來判斷高壓回路每個高壓插接件各自是否連接完整與緊固，確保高壓回路電氣的連通性與完整性。這相當于它是與高壓回路并行的低壓回路，每個檢測節點與高壓插接件一一對應。高壓插接件插接器分為兩部分，一個是高壓端子，用于高壓連接供電；一個是低壓端子，即互鎖端子，用于判斷高壓連接端子是否接到位。高壓插接件鎖止圖高壓互鎖系統3.高壓互鎖結構原理項目二：新能源汽車高壓部件安全高壓互鎖結構包含在插接件內部，低壓互鎖端子和主回路（高壓）端子的長度和位置存在差異。實現連接時，先連接高壓端子，再連接低壓端子，低壓回路的斷點被短接，形成完整回路；斷開時，先斷開低壓端子，再斷開高壓端子。監測器負責采集低壓信號回路的通斷狀態，發送給控制器。這樣在高壓回路真正實現通、斷以前，控制器已經掌握了這個插接器的狀態。這樣能有效地提前判斷高壓端子斷開或松動狀態。如果出現松動，蓄電池管理器（BMC）會檢測出高壓互鎖回路斷開，BMC控制動力電池內部接觸器斷開，車輛下電。高壓互鎖端子斷開過程示意圖如圖所示。（2）插接器工作過程冷卻液高壓互鎖電路圖高壓互鎖端子示意圖高壓互鎖系統冷卻液高壓互鎖電路圖3.高壓互鎖結構原理項目二：新能源汽車高壓部件安全一般低壓插針短（或者位置落后），高壓端子剛剛接觸的狀態時，低壓插針還有一段距離才接觸；高壓端子已經對接大半，低壓插針才剛接觸；高壓端子插接到位，低壓端子也插接到位，從而控制高壓回路的通斷，如圖所示。高壓互鎖端子針頭設計圖（3）插接器端子鎖止過程高壓互鎖系統冷卻液高壓互鎖電路圖3.高壓互鎖結構原理項目二：新能源汽車高壓部件安全高壓互鎖有模擬信號和占空比信號。1）模擬信號高壓互鎖原理：如圖所示，若高壓互鎖回路完整，則檢查點電壓約為0V。若高壓互鎖回路不完整，則檢查點電壓約為12V或者5V。高壓互鎖模擬信號原理圖（3）互鎖原理（電路）2）模擬信號高壓互鎖原理如圖所示，若高壓互鎖回路完整，則檢查點電壓約為0V。若高壓互鎖回路不完整，則檢查點電壓約為12V或者5V。高壓互鎖系統冷卻液3.高壓互鎖結構原理項目二：新能源汽車高壓部件安全高壓互鎖占空比信號原理圖3）PWM信號高壓互鎖原理（1）占空比信號有4