新能源汽車高壓互鎖系統(tǒng)故障分析

閆云敬 韋雪薇

摘 要：本文介紹了新能源汽車發(fā)展情況及高壓互鎖系統(tǒng)工作原理，對新能源汽車高壓互鎖系統(tǒng)故障原因、故障診斷進(jìn)行了深入研究，提出了相關(guān)解決措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：新能源汽車 高壓互鎖 系統(tǒng)故障 故障分析

新能源汽車近些年受到不少的關(guān)注，在收獲了大批青睞者、消費者的基礎(chǔ)上，需要將發(fā)展眼光向汽車性能與質(zhì)量方面進(jìn)行傾斜和聚焦，使得新能源汽車真正讓人信服、讓人信賴，也由此引申出了本次研究的主題。希望借此次研究，讓更多人了解新能源汽車高壓互鎖系統(tǒng)，進(jìn)而推進(jìn)新能源汽車安全穩(wěn)定長遠(yuǎn)發(fā)展。

1 新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀概述

當(dāng)前，新能源洗車高壓互鎖系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀，可歸納總結(jié)為三點：

其一，做到了對傳統(tǒng)能源應(yīng)用的節(jié)省，甚至是擺脫了傳統(tǒng)汽車能源。這是新時期汽車行業(yè)發(fā)展趨勢的典型標(biāo)志，也是在環(huán)境保護(hù)嚴(yán)峻任務(wù)下的發(fā)展新方向，在保護(hù)環(huán)境的基礎(chǔ)上發(fā)展經(jīng)濟(jì)，在可持續(xù)發(fā)展這條道路上做出了巨大的貢獻(xiàn)。無論是在宣傳理念、力度還是購買力方面，都呈現(xiàn)出不同與以往的現(xiàn)狀，是現(xiàn)階段汽車行業(yè)的新型特點。

其二，新能源汽車研發(fā)難度持續(xù)加大。由于新能源洗車在大眾面前的呈現(xiàn)，致使大眾對于新能源汽車未來發(fā)展領(lǐng)域充滿期待和高標(biāo)準(zhǔn)要求，這些情況均加大了新能源汽車研發(fā)難度，還需要較長一段時間去做到健全汽車功能，還需要在汽車的安全性、穩(wěn)定性、舒適性等多個方面傾注較多心血，可謂任重而道遠(yuǎn)。

其三，高壓互鎖系統(tǒng)的高端應(yīng)用成為未來發(fā)展方向。在高壓互鎖系統(tǒng)改進(jìn)、升級過程中，必然會朝向自動化、智能化方向發(fā)展，這不僅是汽車領(lǐng)域的發(fā)展方向和趨勢，也是所有行業(yè)、企業(yè)發(fā)展的趨勢和方向，外部環(huán)境的需求和要求，也加速了高壓互鎖系統(tǒng)往高端發(fā)展方向的邁進(jìn)步伐。

2 新能源汽車高壓互鎖系統(tǒng)工作原理介紹

高壓互鎖系統(tǒng)是新能源汽車中的重要組成部分，高壓互鎖還有另外一個名稱，即“危險電壓互鎖回路”。在該系統(tǒng)實際運行過程中，主要利用小電池發(fā)出的信號來全面檢測整個高壓回路的狀況，明確高壓回路是否完整，如果高壓回路斷開或破損，高壓互鎖則會失去效用。如果高壓互鎖失效發(fā)生在汽車啟動前，那么，車輛將不能上高壓電;如果高壓互鎖失效發(fā)生在汽車行駛過程中，車輛自身會發(fā)出報警信號，也可能會直接斷開高壓，不同品牌在這方面的應(yīng)對措施是不同的。一旦發(fā)生高壓互鎖系統(tǒng)失效故障，正確的做法是及時連接高壓電路徑，這樣可保障汽車內(nèi)的駕駛員及其他人的生命安全，屬于一種保守且有效的做法。

新能源汽車高壓互鎖信號，主要由兩部分構(gòu)成，一部分負(fù)責(zé)監(jiān)測高壓供電回路完整性，一部分負(fù)責(zé)監(jiān)測高壓部件保護(hù)蓋是否非法開啟，具體可見圖1。

監(jiān)測高壓電源電路完整性的部分，又可分為兩種類型：一種是高壓電源線并聯(lián)連接，其中包括高壓連接器與監(jiān)控器的串聯(lián)，由此可形成一個完整回路;另一種則是每個高壓部件控制器負(fù)責(zé)監(jiān)測各自的高壓互鎖信號，只有收到所有無誤信號后，才可允許上高壓電。由于新能源汽車種類較多且在專利、技術(shù)儲備等多方面存在著較大差異，因此需要各個廠家根據(jù)自身設(shè)計的系統(tǒng)原理去進(jìn)行有效調(diào)整，也因此造成了新能源汽車高壓互鎖系統(tǒng)故障修理的前提，必須是對該類型車輛有一個深入了解，或是手頭有相關(guān)電路圖、維修手冊等，才可順利解決高壓互鎖系統(tǒng)相應(yīng)故障。

舉例說明：就檢測電路方式而言，有兩種，直流源方案與PEM方案，以吉利為例，通常采用第二種方案，用示波器檢測器正常波形如圖2所示，即發(fā)送和接受的都是50%占空比的PWM信號，最好電壓為10V左右，使用萬用表直流檔檢測工作電壓約為5V，檢測波形圖見圖3。

3 新能源汽車高壓互鎖系統(tǒng)故障原因、故障診斷與改進(jìn)措施

3.1 新能源汽車高壓互鎖系統(tǒng)故障原因

高壓互鎖回路有效連接后，才能確保高壓互鎖系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)，但是也會因為其他一些原因，造成高壓互鎖系統(tǒng)出現(xiàn)故障，主要原因可歸納總結(jié)為三點：首先，高壓互鎖回路無法正常連接狀態(tài)下，會影響汽車的上電工作，對于高壓互鎖系統(tǒng)造成嚴(yán)重?fù)p傷和破壞，所以高壓互鎖的故障檢驗力度還需提高，才能避免一些基礎(chǔ)性故障;其次，高壓互鎖系統(tǒng)故障類別方面，會產(chǎn)生互鎖回路故障、電子控制系統(tǒng)故障，這是比較常見的兩類故障;最后，高壓互鎖系統(tǒng)運轉(zhuǎn)與工作狀態(tài)中，車主的忽視會造成車輛沒有定期維護(hù)和檢修，很容易造成部分零件的老化和嚴(yán)重磨損，這樣的狀況下，產(chǎn)生故障也就在所難免。

3.2 新能源汽車高壓互鎖系統(tǒng)故障診斷

在新能源汽車高壓互鎖系統(tǒng)中，常見的故障有線路插頭虛插故障、PTC故障、動力電池包故障和高壓電控總成故障。針對這幾種故障，可以進(jìn)行相應(yīng)的診斷，具體如下：

（1）線路插頭虛插故障的診斷。線路插頭虛插故障是新能源汽車高壓互鎖系統(tǒng)中較為常見的故障，對于該故障進(jìn)行有效甄別和診斷，對于提高新能源汽車性能、延長其使用壽命，有著重要意義。例如，在診斷過程中，應(yīng)當(dāng)針對低壓電池的電壓進(jìn)行精準(zhǔn)檢驗和分析，審視其是否達(dá)到13.8V標(biāo)準(zhǔn)，出現(xiàn)的其他的一些功率數(shù)據(jù)均可視為故障。另外，可對高壓互鎖回路的線束進(jìn)行檢測，如果接插不合理并出現(xiàn)了不良狀態(tài)，需要及時干預(yù)。不難看出，線路插頭虛插的判斷與甄別，需要建立在檢驗和分析基礎(chǔ)上，還需要以冷靜的思維、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臓顟B(tài)來進(jìn)行故障解決，使得細(xì)節(jié)故障得以妥善解決。

（2）PTC故障的診斷。在PTC故障診斷中，要切實做好觀察功課，查看PTC外在是否完整、運行良好，通常情況下，PTC的故障容易察覺出來，這與它內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單不無關(guān)系，有時可肉眼視察出故障，有時為了增強(qiáng)檢驗正確度，可借助一些工具進(jìn)行故障排除，一旦發(fā)現(xiàn)故障，就可立即盡心維修和維護(hù)，使得PTC能夠發(fā)揮更高價值。

（3）動力電池包故障的診斷。本次以具有磷酸鐵鋰電池特點的動力電池包進(jìn)行分析，分析中發(fā)現(xiàn)，總共有13個電池模組，主要為串聯(lián)方式的連接。利用專業(yè)設(shè)備進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)電壓輸出電流保持在633.6V上下。檢驗電池包內(nèi)部結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)其具備4個接觸器，針對電池包的故障分析，可酌情將電池負(fù)極斷開，緊接著可卸下小電池的啟動導(dǎo)線連接器，將四合一的控制器端蓋拆開處理，連接負(fù)極，從而有效啟動新能源汽車，降低了故障發(fā)生風(fēng)險。

（4）高壓電控總成故障的診斷。因為高壓電控總成在工作過程中，是不能夠輕易打開的，所以，造成了對其故障檢測的難度是較高的。這里可建議在對故障分析的過程中，先將高壓互鎖系統(tǒng)中其他故障先行排除，然后根據(jù)四合一故障進(jìn)行故障明確。高壓電控總成檢測中，如果發(fā)現(xiàn)存在故障，會有報錯提示，可得知高壓電控總成故障具體內(nèi)容，利于接下來的干預(yù)與解決。

3.3 新能源汽車高壓互鎖系統(tǒng)故障改進(jìn)措施

未來的發(fā)展中，新能源汽車高壓互鎖系統(tǒng)故障改進(jìn)措施，主要集中在以下兩個方面：

第一，高壓互鎖系統(tǒng)內(nèi)部加強(qiáng)元件合理搭配。當(dāng)前，新能源汽車的發(fā)展前景是十分不錯的，受眾群體規(guī)模在一點一點壯大，為了滿足不同人群的需求和要求，需要在高壓互鎖系統(tǒng)完善與升級過程中，堅持元件的合理搭配、科學(xué)搭配，以正確思路、合理手段來完成，這樣才能確保經(jīng)濟(jì)效益提升基礎(chǔ)上，提高新能源汽車的安全性;第二，需在高壓互鎖系統(tǒng)的設(shè)計及檢驗環(huán)節(jié)加強(qiáng)關(guān)注和重視，并投入人力、物力、財力，加強(qiáng)這兩方面的創(chuàng)新力度，尤其是新技術(shù)研發(fā)、實驗分析和拓展方面更需要不同力度的把控和拿捏，切實為高壓互鎖的安全、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)提供全方位保障。

4 結(jié)語

綜上所述，新能源汽車未來發(fā)展的空間是廣闊的，在收獲了一大批擁護(hù)者與受眾群體后，需要進(jìn)一步對新能源汽車的安全、質(zhì)量、性能進(jìn)行關(guān)注和重視，基于此，要需要對汽車內(nèi)部的高壓互鎖系統(tǒng)故障提高警惕，并認(rèn)知故障基礎(chǔ)上及時作出干預(yù)與解決措施，切實提高高壓互鎖系統(tǒng)各項性能，進(jìn)而延長新能源汽車的整體使用壽命，讓新能源汽車用戶駕駛的滿意且安心、放心。

基金項目：2018年度廣西高校中青年教師基礎(chǔ)能力提升項目《基于區(qū)域性電動汽車動力系統(tǒng)故障分析及解決對策研究》（2018KY1202）。

參考文獻(xiàn)：

[1]高竇平，張小興.芻議新能源汽車高壓互鎖系統(tǒng)的原理及故障[J].價值工程，2019，38（26）：160-161.

[2]張仁峰，趙曉清.新能源汽車高壓互鎖系統(tǒng)原理及故障診斷[J].湖北農(nóng)機(jī)化，2019（16）：69.

[3]歐陽和平.新能源汽車高壓互鎖系統(tǒng)故障分析[J].時代汽車，2018（12）：65-66.