帝豪EV450高壓互鎖系統(tǒng)故障診斷分析

摘 要：本文旨在通過系統(tǒng)性的分析，為解決帝豪EV450高壓互鎖系統(tǒng)故障問題提供理論支持和實際指導(dǎo)，以確保車輛的安全運行和用戶的舒適體驗。本文針對帝豪EV450高壓互鎖系統(tǒng)出現(xiàn)的故障進行了深入的診斷分析。首先介紹了高壓互鎖系統(tǒng)的基本原理和作用，然后列舉了常見的故障現(xiàn)象。接著采用了故障樹分析的方法，對可能導(dǎo)致故障的各種因素進行了系統(tǒng)性的歸納和分析。最后，提出了針對高壓互鎖故障的解決方案和維修建議，為帝豪EV450高壓互鎖系統(tǒng)的故障排除提供了有力的參考和指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：帝豪 高壓互鎖 系統(tǒng)故障 診斷分析

1 緒論

帝豪EV450作為一款頗受歡迎的電動汽車，其具有穩(wěn)定和可靠的高壓互鎖系統(tǒng)，高壓互鎖系統(tǒng)對車輛的整車安全至關(guān)重要。本文對其高壓互鎖系統(tǒng)的故障進行深入的診斷分析具有重要意義。

2 高壓互鎖的組成和原理

2.1 組成

高壓互鎖系統(tǒng)是由各個高低壓控制器的低壓線路組成的閉環(huán)檢測系統(tǒng)，不同車型的高壓互鎖線路涉及不同的控制器，比亞迪秦EV的高壓互鎖線路由2個相互獨立的互鎖回路組成：電池管理器、電加熱器PTC、充配電總成和電池包組成的互鎖回路1，以及電池管理器和充配電總成組成的互鎖回路2。比亞迪秦PLUS-EV的高壓互鎖線路由高壓多合一和交直流一體充電口組成，其中高壓多合一是高度集成的控制器，包括整車控制器VCU、DCDC轉(zhuǎn)換器、車載充電機OBC、高壓配電盒、電機控制器MCU等。

帝豪EV450的高壓互鎖系統(tǒng)是一項關(guān)鍵的安全裝置，如圖1所示，高壓互鎖系統(tǒng)由車載充電機（含高壓配電箱）、驅(qū)動電機控制器（含DCDC轉(zhuǎn)換器）、電動壓縮機、電加熱控制器PTC和整車控制器組成，主要用于監(jiān)控電動汽車的車載充電機、電機控制器、電動壓縮機和電加熱控制器等高壓部件的安全。其設(shè)計旨在確保在車輛運行過程中，高壓電路能夠在必要時被安全地隔離和切斷，以防止電擊或火災(zāi)等危險事件的發(fā)生，保障用戶的安全[1]，當(dāng)車輛的高壓互鎖系統(tǒng)觸發(fā)，車輛也無法正常上電。

整車控制器是帝豪EV450整車的控制核心[2]，它具有強大的功能：識別駕駛員的信息如啟動、制動、加速、減速用于控制車輛的狀態(tài)和驅(qū)動；優(yōu)化車輛的能量管理，根據(jù)實際情況適時關(guān)閉部分電氣設(shè)備，從而提高車輛的續(xù)航里程和行車安全；充當(dāng)車輛網(wǎng)關(guān)的功能，負責(zé)轉(zhuǎn)換和翻譯不同CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)如P-CAN、V-CAN各節(jié)點之間的相互通訊；實時檢測車輛的狀態(tài)，并實時將信號傳輸至車輛信息顯示系統(tǒng)，便于駕駛員觀察到車輛的SOC（剩余電量）、充電功率、車速、續(xù)航里程、車輛故障等信息；制動能量回收控制，比如當(dāng)駕駛員松開加速踏板或者踩制動踏板時，整車控制器接收到加速踏板和制動信號后，通過CAN總線將信息發(fā)送至驅(qū)動電機控制器執(zhí)行能量回收，提高電動汽車的續(xù)航；整車控制器持續(xù)監(jiān)控車輛的運行狀態(tài)，根據(jù)動力電池、車載充電機、驅(qū)動電機控制器等的信號，判斷車輛的故障等級并分類，將車輛故障等級分為4級，一級是致命故障，如電機控制器直流母線過電壓故障，二級是嚴重故障，如旋轉(zhuǎn)變壓器故障，三級是一般故障，如加速踏板信號故障，四級是輕微故障，如驅(qū)動電機溫度傳感器故障[3]。

2.2 工作原理

帝豪EV450的高壓互鎖線路采用串聯(lián)、PWM波形檢測的方式，整車控制器是高壓互鎖系統(tǒng)的核心，原理圖如2所示，它負責(zé)向高壓互鎖線路發(fā)出3.3V左右的PWM占空比信號，依次經(jīng)過驅(qū)動電機控制器的BV11/1端子，經(jīng)由驅(qū)動電機控制器內(nèi)部的開蓋互鎖開關(guān)，從BV11/4端子輸出；再流入車載充電機的BV10/26端子，經(jīng)由車載充電機內(nèi)部的4個高壓插接器和開蓋互鎖開關(guān)，從車載充電機的BV10/27端子輸出；后續(xù)再分別經(jīng)過電動壓縮機和電加熱控制器，最終回到整車控制器的CA66/58端子，形成一個完整的閉環(huán)檢測系統(tǒng)。整車控制器通過其自身內(nèi)部的電路將3.3V左右PWM占空比信號拉升至11V左右PWM占空比信號。

觸發(fā)車輛的高壓互鎖系統(tǒng)一般有3種情況：一是開蓋互鎖，當(dāng)高壓控制器開蓋維修后，控制器蓋未正確安裝，會導(dǎo)致高壓互鎖線路斷路，為了避免人員觸電，整車控制器通過CAN總線通知電池管理器控制主正接觸器、預(yù)充接觸器和主負接觸器不閉合，整車高壓不上電，以保障用戶的安全；二是高壓插頭松動，為了避免高壓插頭松動導(dǎo)致的人員觸電，高壓插頭設(shè)計時，高壓插頭內(nèi)部的低壓互鎖針腳比高壓部分短，一旦高壓插頭松動，低壓互鎖針腳必然先于高壓部分脫開高壓控制器的連接器；三是碰撞信號，當(dāng)車輛由于交通事故發(fā)生碰撞且觸發(fā)了碰撞信號時，電池管理器會第一時間接收到碰撞信號并控制主正、主負繼電器斷開，避免人員觸電傷害[4]。

3 具體案例分析

3.1 故障現(xiàn)象

踩制動踏板，啟動按鈕上的綠色指示燈被點亮，按啟動按鈕，儀表能正常點亮，但“READY”指示燈無法正常點亮，儀表報整車系統(tǒng)故障指示燈和蓄電池指示燈，eco指示燈正常點亮，電池剩余電量SOC值正常顯示，車輛無法從P檔正常掛至D/R檔，高壓不上電，如圖3所示。

3.2 確認故障范圍

踩制動踏板，啟動按鈕上的綠色指示燈被點亮，說明制動燈開關(guān)及其信號正常；按啟動按鈕，儀表能正常點亮，說明車身控制系統(tǒng)BCM的防盜已解除；儀表報整車系統(tǒng)故障指示燈，eco指示燈正常點亮，電池剩余電量SOC值正常顯示，車輛無法從P檔正常掛至D/R檔，說明儀表與變速換擋開關(guān)、整車控制器、電池管理器等控制器通訊正常。

導(dǎo)致如上故障現(xiàn)象的原因：高壓互鎖線路故障、整車控制器控制的ER05主繼電器自身及其相關(guān)線路故障、高壓絕緣故障、驅(qū)動電機的旋轉(zhuǎn)變壓器故障、驅(qū)動電機溫度傳感器故障。

3.3 故障診斷過程

第一步：將故障診斷儀連接至車輛診斷口，按啟動按鈕使車輛處于ON狀態(tài)，如圖4所示，診斷儀報“P1C8E04高壓互鎖PWM輸出信號開路”和“P1C096 高壓互鎖故障”，通過診斷儀查看整車控制器數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)流提示“整車高壓互鎖故障：故障”。

結(jié)合相應(yīng)故障碼和數(shù)據(jù)流，可能的故障原因是整車控制器、車載充電機、驅(qū)動電機控制器、電動壓縮機和電加熱控制器組成的高壓互鎖線路故障，需要使用示波器和萬用表進行診斷。

第二步：使用示波器分別查看整車控制器CA67/76和CA66/58的對地波形，實際測量波形如圖5所示，實測波形異常。

以上波形說明整車控制器CA67/76端子發(fā)出的波形由于高壓互鎖線路故障導(dǎo)致CA66/58端子對地波形異常，可能的原因是互鎖線路斷路，下一步需要使用萬用表分段測量高壓互鎖線路的導(dǎo)通性。

第三步：按啟動按鈕使車輛處于OFF狀態(tài)，拔下電瓶負極，使用萬用表分別測量CA67/76至BV11/1、BV11/1至BV10/26、BV10/26至BV08/6、BV08/6至CA61/5、CA61/5至CA66/58線路的阻值，實測結(jié)果分別為0Ω、0Ω、無窮大、0Ω、0Ω，正常阻值均應(yīng)為０Ω。

以上測量結(jié)果說明車載充電機BV10/26端子至電動壓縮機BV08/6端子線路存在斷路故障，下一步需要確認高壓互鎖線路的具體故障點。

第四步：使用萬用表分別測量BV10/26至BV10/27、BV10/27至BV06線路的阻值，實測結(jié)果分別為無窮大和0Ω，正常阻值均應(yīng)為0Ω。

以上測量結(jié)果說明車載充電機內(nèi)部的互鎖線路存在斷路。

第五步：拆開車載充電機的外殼，觀察互鎖線路是否故障，發(fā)現(xiàn)車載充電機內(nèi)部的開蓋互鎖機械故障，修復(fù)后并重新安裝車載充電機外殼，測量BV10/26至BV10/27線路阻值為0Ω，故障修復(fù)完成。

4 結(jié)語

帝豪EV450高壓互鎖系統(tǒng)的故障診斷是一項復(fù)雜而關(guān)鍵的任務(wù)，需要系統(tǒng)性的方法和全面的技術(shù)支持。通過對故障現(xiàn)象的確認、故障范圍確認等多個步驟的逐步深入，可以較為全面地了解故障的具體原因和范圍[5]。在診斷過程中，需要綜合利用現(xiàn)代診斷工具和專業(yè)知識，以確保對故障的準確識別和解決方案的有效提出。本文分析了帝豪EV450高壓互鎖系統(tǒng)的組成、工作原理，依據(jù)波形和阻值分析，通過五個步驟逐步確認高壓互鎖線路的故障點，探究了高壓互鎖線路的診斷思路和方法，對解決高壓互鎖系統(tǒng)的故障具有一定的意義。

參考文獻：

[1]王仁群，單耀輝，鐵浩源.電動汽車高壓系統(tǒng)故障診斷策略分析[J].內(nèi)燃機與配件，2022（3）：94-96.

[2]弋國鵬，魏建平.電動汽車控制系統(tǒng)及檢修[M].北京：機械工業(yè)出版社，2020：2-8.

[3]吳東盛，楊正榮等.新能源汽車整車控制系統(tǒng)檢修[M].北京：機械工業(yè)出版社，2022：6-7.

[4]賈延林，趙璇，周達超.新能源汽車高壓互鎖故障診斷分析[J].汽車實用技術(shù)，2024，49（02）：55-58.

[5]胡東輝.榮威純電動汽車E50高壓互鎖工作原理與故障分析[J].汽車電器，2021（10）：82-85，88.