新能源汽車高壓互鎖系統(tǒng)的原理及故障診斷技術(shù)研究

沈同春

摘 要：隨著社會的不斷發(fā)展，使得新能源汽車在汽車行業(yè)得到了迅速的發(fā)展。和傳統(tǒng)的汽車相比較，新能源汽車具有高壓系統(tǒng)，其產(chǎn)生的電流對汽車的互鎖系統(tǒng)和安全使用提出了更多的要求。因此，應當按照新能源汽車的實際要求，保證高壓互鎖系統(tǒng)的性能，并且及時的解決存在的故障問題，提供系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本文主要對新能源汽車高壓互鎖系統(tǒng)的應用發(fā)展現(xiàn)狀及原理進行概述，進一步說明了高壓互鎖系統(tǒng)的故障問題和相應的處理方法，從而保證新能源汽車的高壓部件接觸安全。

關(guān)鍵詞：新能源汽車 高壓互鎖系統(tǒng) 原理 故障診斷技術(shù)

Research on the Principle and Fault Diagnosis Technology of High Voltage Interlock System of New Energy Vehicle

Shen Tongchun

Abstract：With the continuous development of society， new energy vehicles have developed rapidly in the automotive industry. Compared with traditional automobiles， new energy automobiles have high-voltage systems， and the current generated by them imposes more requirements on the interlocking system and safe use of automobiles. Therefore， in accordance with the actual requirements of new energy vehicles， the performance of the high-voltage interlocking system should be guaranteed， and existing faults should be resolved in time to provide system stability. This article mainly summarizes the application development status and principles of the high-voltage interlocking system of new energy vehicles， and further explains the fault problems of the high-voltage interlocking system and the corresponding treatment methods， to ensure the safety of the high-voltage components of the new energy vehicle.

Key words：new energy vehicle， high-voltage interlock system， principle， fault diagnosis technology

新能源汽車不僅具有較好的節(jié)能環(huán)保技術(shù)，而且在其他的諸多方面都進行了相應的改革與創(chuàng)新，其中，高壓互鎖系統(tǒng)就是新能源汽車的一個重要組成部分。高壓互鎖系統(tǒng)、全面的考慮到了汽車的安全性能、使用壽命、使用方式等因素，因此，確保高壓互鎖系統(tǒng)的使用性能和未來發(fā)展是極為重要的問題。但是，新能源汽車的高壓互鎖系統(tǒng)也存在著一些技術(shù)故障問題，需要利用有效的診斷技術(shù)進行判斷，并解決相關(guān)的問題。由此可見，對新能源汽車高壓互鎖系統(tǒng)的原理及故障診斷技術(shù)進行研究具有重要的意義。

1 新能源汽車高壓互鎖系統(tǒng)的應用發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，我國的新能源汽車產(chǎn)業(yè)正處于發(fā)展的初級階段，相關(guān)的處理技術(shù)也有待完善和創(chuàng)新，因此，為了強化新能源汽車使用的安全性能，科學的使用高壓互鎖系統(tǒng)極為重要。通過對高壓互鎖系統(tǒng)的合理應用，能夠?qū)⑿履茉雌囍芯哂械淖詣踊?、智能化等?yōu)勢充分的體現(xiàn)出來，而且也有利于開發(fā)和完善高壓互鎖系統(tǒng)的內(nèi)部功能及結(jié)構(gòu)。除此之外，高壓互鎖系統(tǒng)還在一定程度上解決了新能源汽車當中存在的功能不全面等問題，極大的推動了新能源汽車和高壓互鎖系統(tǒng)之間的融合應用，使得新能源汽車系統(tǒng)的整體性能得到了有效的改善。

對于新能源汽車而言，使用過程中也存在著一定的風險，比如，高壓系統(tǒng)會使得汽車在使用過程中發(fā)生斷電等問題，從而失去前進的動力。此外，駕駛?cè)藛T的操作不當也會導致一定的風險，給周圍的設(shè)備和居民帶來嚴重的損失。而利用高壓互鎖系統(tǒng)能夠有效的解決新能源汽車安全的這一問題。

2 新能源汽車高壓互鎖系統(tǒng)的原理

新能源汽車的出現(xiàn)給人們提供了巨大的便利，但是，新能源汽車在節(jié)能減排等優(yōu)勢下，其安全性能是人們關(guān)注的一個重要問題。起初發(fā)展起來的電動汽車沒有必要的安全措施來保護人們的安全，然而隨著新能源汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，高壓互鎖系統(tǒng)被引入到了汽車制造當中，這一問題也將得以解決。

高壓互鎖系統(tǒng)又可以叫做危險電壓互鎖電路，在系統(tǒng)運行的過程中，通過內(nèi)部的小電池發(fā)出的信號對汽車的高壓系統(tǒng)進行完整性的檢查（主要包括高壓產(chǎn)品導線、護蓋以及連接器等），當高壓系統(tǒng)的回路發(fā)生斷開或者破損等問題時，此時高壓互鎖是失效的，汽車連接高壓電的路徑會被切斷，從而保證駕駛?cè)藛T的人身安全?？偠灾邏夯ユi系統(tǒng)就是通過低壓信號來控制或監(jiān)控高壓系統(tǒng)回路的完整性，是一種全新的汽車電路高低壓電源運行安全設(shè)計的方法。

新能源汽車的高壓互鎖系統(tǒng)具有突出的功能，且工作原理簡單、清晰，利用低壓回路的作用，根據(jù)高壓系統(tǒng)里面的導線、導線連接器、電氣、高壓保護盒以及電氣控制器等開展檢測控制工作，從而產(chǎn)生相應的危險電壓互鎖電路。新能源汽車高壓互鎖系統(tǒng)的工作原理圖如圖1所示。

在不同的工作狀況下，新能源汽車高壓互鎖系統(tǒng)的啟停方式具有一定的差異性。系統(tǒng)的構(gòu)成主要包括高壓供電回路檢測裝置和高壓部件保護蓋檢測裝置等，而高壓供電回路檢測裝置的連接方式主要包括兩種：一方面，通過高壓電源線并聯(lián)方式，把新能源汽車的高壓連接裝置和連接監(jiān)控裝置進行串聯(lián)，形成一個完整的電路;另一方面，利用高壓互鎖信號實現(xiàn)對新能源汽車中各個高壓部件的控制，當確保所有的高壓部件都連接到高壓互鎖信號之后，才能夠讓汽車與高壓電之間進行連接。此外，由于受到成本、技術(shù)水平等因素的影響，新能源汽車的生產(chǎn)商也要根據(jù)實際情況采用科學、合理的連接方式，從而在最大程度上提高新能源汽車高壓互鎖系統(tǒng)的經(jīng)濟成本。

3 高壓互鎖系統(tǒng)的故障診斷及處理方式

3.1 高壓互鎖系統(tǒng)故障發(fā)生的原因

為了確保高壓互鎖系統(tǒng)的正常運行，需要接通新能源汽車的高壓互鎖回路，從而完成高壓電處理過程。高壓互鎖系統(tǒng)故障發(fā)生的原因主要包括兩個方面。

首先，高壓互鎖系統(tǒng)的回路分析。一旦高壓互鎖回路沒有處于正常的接通狀態(tài)，那么新能源汽車就可能會發(fā)生故障問題，從而給系統(tǒng)的正常工作帶來嚴重的阻礙。因此，我們可以強化回路故障的檢測質(zhì)量和效率，降低故障發(fā)生的幾率。

其次，大部分新能源汽車的使用者沒有對高壓互鎖系統(tǒng)進行定期的維護與保養(yǎng)，所以使得系統(tǒng)的創(chuàng)新能力有待提高，這也是導致高壓互鎖系統(tǒng)故障發(fā)生的重要原因。

3.2 動力電池包問題和故障處理

作為新能源汽車的重要組成元件，動力電池包可以給汽車提供動力支持，實現(xiàn)充電與放電等功能，因此對動力電池包的故障進行分析與處理非常必要。一般而言，比如比亞迪E5動力電池包使用磷酸鐵鋰電池，因此需要對電池包進行相關(guān)研究。電池包具有13個電池模組，利用串聯(lián)的連接方式。根據(jù)電池包能夠利用專用的檢測設(shè)備對電池包電壓輸出直流值進行檢測，從而確保電池模組的電壓始終在633.6V上下，同時對動力電池包里面的內(nèi)部（電壓、電流、絕緣電阻、均衡等）數(shù)據(jù)進行分析。

此外，動力電池包具有4個接觸器，當全部的接觸器連接好之后，電池包的輸出端才會顯示電壓，因此要對4個接觸器關(guān)聯(lián)的小電池組進行檢測。而對動力電池內(nèi)部溫度的檢測一般使用熱敏電阻制成的溫度傳感器來進行溫度的采集，一般位于發(fā)熱量較大、溫度高的位置，例如在電池單體集中的位置中間部分。最后，在接觸器斷開的情況下，利用絕緣電阻表測量正極對地絕緣阻值以及負極對地絕緣阻值，從而判斷動力蓄電池系統(tǒng)的好壞。

3.3 線路插頭問題及故障處理

新能源汽車高壓互鎖系統(tǒng)的故障診斷過程中，需要對線路插頭虛插問題進行判斷及處理。對于整個系統(tǒng)而言，線路插頭是非常重要的一部分，因此必須要對其進行檢驗和研究工作。根據(jù)低電壓的電池電壓進行科學的檢測和分析，判斷線路插頭的13.8V標準是否符合標準。除此之外，還要對高壓互鎖系統(tǒng)的線束部分進行有效的檢測，避免出現(xiàn)接插不良等故障問題。一旦在檢查過程中出現(xiàn)系統(tǒng)故障，那么要根據(jù)常規(guī)模式運轉(zhuǎn)操作高壓互鎖系統(tǒng)，對線路插頭問題進行二次判斷，對于各種故障問題進行細節(jié)化處理，從而有效的解決新能源汽車中線路插頭的問題。

3.4 PTC故障問題及其故障處理

對于高壓互鎖系統(tǒng)中PTC故障問題而言，首先要判斷PTC是否處于完整的表現(xiàn)狀態(tài)。一般情況下，PTC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為簡單，因此其故障檢測過程也不繁瑣。為了有效的解決這一故障問題，可以對PTC元件進行檢測，判斷高壓互鎖系統(tǒng)有沒有出現(xiàn)運行錯誤等問題，然后再觀察熱敏電阻是否具有相關(guān)的故障問題，具體來說，需要檢測熱敏電阻有沒有出現(xiàn)灼燒或者阻值增大等現(xiàn)象。除此之外，還需要對PTC元件的質(zhì)量進行測試，從而保證新能源汽車高壓互鎖系統(tǒng)的有效應用。

3.5 高壓電控總成檢測問題和故障處理

對于高壓電控總成故障檢測而言，其測試難度較大。在故障診斷的過程中，需要對高壓互鎖系統(tǒng)的故障類型進行準確的辨別及判斷，按照比亞迪E5四合一故障進行檢測，從而排除錯誤的故障類型，保證高壓電控總成檢測問題得到有效的解決。此外，在故障處理的過程中，需要對相關(guān)的報錯信息進行處理與分析，比如空調(diào)無法使用、動力系統(tǒng)的檢查等等，從而根據(jù)報錯信息進行有效的故障問題檢測。

4 結(jié)語

本文通過對新能源汽車高壓互鎖系統(tǒng)的原理及故障診斷技術(shù)的研究，使我們了解到了，高壓互鎖系統(tǒng)的有效應用系統(tǒng)、全面的考慮到了新能源汽車的安全性能、使用壽命、使用方式等因素，對提高新能源汽車的安全性能起到了重要的作用。但是高壓互鎖系統(tǒng)在使用過程中也存在著一些技術(shù)方面的故障問題，需要利用有效的診斷技術(shù)進行判斷，主要表現(xiàn)在動力電池包、線路插頭虛插、PTC故障問題以及高壓電控總成檢測等故障處理及診斷技術(shù)，從而提升新能源汽車的安全性能。

參考文獻：

[1]李新.新能源汽車高壓互鎖系統(tǒng)的原理及故障診斷[J].消費導刊，2020，（1）：30.

[2]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.

[3]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)機化，2019，（16）：69.

[4]閆云敬，韋雪薇.新能源汽車高壓互鎖系統(tǒng)故障分析[J].時代汽車，2020（15）：84-85.

[5]李志軍，李偉亮.新能源汽車高壓互鎖系統(tǒng)的原理及故障診斷[J].汽車維修與保養(yǎng)，2017（11）：80-81.