淺析寶駿新能源汽車高壓互鎖構(gòu)造與診斷

文艷玲 楊玲玲 譚克誠

摘要：本文系統(tǒng)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(yīng)用型本科教師從事新能源汽車維護、保養(yǎng)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(guān)鍵詞：寶駿新能源汽車;高壓互鎖;構(gòu)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(biāo)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(biāo)準(zhǔn)《ISO6469-3：2001電動汽車安全技術(shù)規(guī)范第3部分：人員電氣傷害防護》中，規(guī)定電動汽車上的高壓部件應(yīng)具有高壓互鎖裝置。

高低壓互鎖機構(gòu)通過使用低壓小電流信號來檢查高壓導(dǎo)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(tǒng)的完整性，使高壓處于一個封閉的環(huán)境下工作，提高高壓系統(tǒng)的安全性;②當(dāng)整車在運行過程中高壓系統(tǒng)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(dāng)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(dāng)動力電池管理模塊在檢測到高壓互鎖信號斷開之后應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同情況斷開相應(yīng)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(dāng)前行駛狀態(tài)，但停止時關(guān)閉動力電池高壓繼電器控制，以切斷高電壓;②停車狀態(tài)下互鎖回路斷開時：立即關(guān)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(jiān)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(fù)責(zé)監(jiān)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(fù)責(zé)監(jiān)控其它高壓控制器的互鎖回路，高壓互鎖回路經(jīng)過多個模塊形成串聯(lián)電路。

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

②每個高壓控制器負(fù)責(zé)監(jiān)測各自的高壓互鎖回路。各個高壓控制器負(fù)責(zé)監(jiān)測各自的高壓互鎖信號，只有當(dāng)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(nèi)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(jiān)測器提供高電位電壓，當(dāng)拔下高壓插頭時，互鎖監(jiān)測器斷開，此時動力電池管理模塊監(jiān)測到一個高電位信號;當(dāng)插好高壓插頭時，互鎖監(jiān)測器閉合，此時動力電池管理模塊監(jiān)測到一個低電位信號。

2.2 互鎖監(jiān)測器

高壓互鎖監(jiān)測器分為兩類，一種用于監(jiān)測高壓連接器連接是否完好，另外一種用于監(jiān)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(guān)，其實際上是一個監(jiān)測器，當(dāng)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(jiān)測器，當(dāng)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(yīng)設(shè)置互鎖監(jiān)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(zhuǎn)換器、高壓配電箱、車載充電機、以及DC/AC轉(zhuǎn)換器的高壓插頭的連接情況進行監(jiān)控，如圖5所示。當(dāng)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(dāng)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(diào)壓縮機、PTC暖風(fēng)加熱器的高壓插頭的連接情況進行監(jiān)控，如圖6所示。當(dāng)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(dāng)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(qū)動電機高壓插頭，回到電池管理單元構(gòu)成回路，用于監(jiān)測動力電池高壓插頭的連接情況，如圖7所示。當(dāng)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(dāng)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(dāng)高壓互鎖信號回路斷路的時候會導(dǎo)致動力電池系統(tǒng)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(dǎo)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(guān)的故障碼，通過診斷儀的數(shù)據(jù)流功能判斷高壓互鎖是否正常。有的車型在高壓互鎖出現(xiàn)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(diào)壓縮機和PTC暖風(fēng)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(yīng)導(dǎo)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(diào)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(diào)壓縮機低壓插頭的6號腳，應(yīng)導(dǎo)通。如果不導(dǎo)通，說明此段線路存在斷路故障。

③插上電動空調(diào)壓縮機低壓插頭，兩個表筆分別接電動空調(diào)壓縮機低壓插頭的6號腳和2號腳，應(yīng)導(dǎo)通。如果不導(dǎo)通，說明電動空調(diào)壓縮機內(nèi)部互鎖電路存在斷路故障。

④拔下電動空調(diào)壓縮機和PTC暖風(fēng)加熱器低壓插頭，兩個表筆分別接電動空調(diào)壓縮機線束端的2號腳和PTC暖風(fēng)加熱器的2號腳，應(yīng)導(dǎo)通。如果不導(dǎo)通，說明此段線路存在斷路故障。

⑤插上PTC暖風(fēng)加熱器低壓插頭，兩個表筆分別接PTC暖風(fēng)加熱器低壓插頭的2號腳和1號腳，應(yīng)導(dǎo)通。如果不導(dǎo)通，說明PTC暖風(fēng)加熱器內(nèi)部互鎖電路存在斷路故障。

⑥拔下PTC暖風(fēng)加熱器和整車控制模塊低壓插頭，兩個表筆分別接PTC暖風(fēng)加熱器的1號腳和整車控制模塊的20號腳，應(yīng)導(dǎo)通。如果不導(dǎo)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(nèi)部互鎖信號和搭鐵電路是否正常。

參考文獻：

[1]夏令偉.新能源汽車維護與檢測診斷[M].北京：人民交通出版社，2018.

[2]徐利強.新能源汽車維護與故障診斷[M].北京：人民交通出版社，2018.

[3]包丕利.新能源汽車維護與與保養(yǎng)[M].北京：機械出版社，2019.

[4]王征，李永吉.新能源汽車維護與故障診斷[M].北京：人民交通出版社，2018.