新能源汽车高压互锁系统原理及故障诊断

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。

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。

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。

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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