新能源汽車高壓互鎖系統(tǒng)的原理及故障診斷

李新 東軟睿馳汽車技術(shù)（沈陽）有限公司

引言：在進(jìn)入21世紀(jì)的第二個十年后，新能源汽車時代正式到來，它受到了國家及市場的高度歡迎，這不僅僅因?yàn)樾履茉雌嚀碛辛己玫墓?jié)能環(huán)保技術(shù)，還因?yàn)樗谠S多局部細(xì)節(jié)技術(shù)應(yīng)用方面也實(shí)現(xiàn)了革新，例如高壓互鎖系統(tǒng)就是新能源汽車新功能體系中的重要組成部分，它能夠保障新能源汽車安全行駛，提高汽車運(yùn)行效率。本文芻議新能源汽車高壓互鎖系統(tǒng)的工作原理，并提出它的故障診斷辦法。

一、高壓互鎖系統(tǒng)原理

高壓互鎖系統(tǒng)又被稱之為危險電壓互鎖回路，在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行期間，利用內(nèi)部小電池所發(fā)出的信號來檢測汽車高壓系統(tǒng)回路的完整性，在高壓系統(tǒng)回路出現(xiàn)斷開或破損的情況下，高壓互鎖顯示失效，切斷汽車連接高壓電路徑，保障汽車其它結(jié)構(gòu)及駕駛?cè)藛T安全。汽車不同運(yùn)行狀態(tài)下，高壓互鎖系統(tǒng)啟停方式存在一定差異。新能源汽車高壓互鎖系統(tǒng)主要由高壓供電回路檢測裝置及高壓部件保護(hù)蓋檢測裝置構(gòu)成。其中，高壓供電回路檢測裝置具有2種連接方式。

（1）與高壓電源線并聯(lián)方式，將汽車內(nèi)部高壓連接裝及連接監(jiān)控裝置串聯(lián)為完成電路。

（2）通過高壓互鎖信號控制汽車內(nèi)各高壓部件控制裝置，在全部高壓部件均連接上高壓互鎖信號后，才可讓汽車連接高壓電。因高供電回路檢測連接方式會受技術(shù)水平、成本及專利等因素影響，各新能源汽車生產(chǎn)廠家需基于自身實(shí)際發(fā)展情況選擇適宜的連接方式，以保障新能源汽車高壓互鎖系統(tǒng)開發(fā)中的經(jīng)濟(jì)效益及生產(chǎn)效益。[1]

二、高壓互鎖系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)前我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展正處于初級階段，許多技術(shù)應(yīng)用也都還在試探期，所以為了提高新能源汽車運(yùn)行的安全穩(wěn)定性，合理運(yùn)用高壓互鎖系統(tǒng)是非常必要的，通過該系統(tǒng)的功能應(yīng)用真正落實(shí)了新能源汽車中局部元器件的自動化、智能化應(yīng)用功能，同時它也幫助高壓互鎖系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了其內(nèi)部功能構(gòu)造的有效完善。從另一方面講，它有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)新能源汽車中所存在的功能呢不全問題，真正促進(jìn)了高壓互鎖系統(tǒng)與系能源汽車的相互有機(jī)關(guān)聯(lián)，保證整車系統(tǒng)的專業(yè)性能都得到穩(wěn)步提升。[2]

三、高壓互鎖系統(tǒng)的診斷與故障處理

（一）動力電池包問題及故障處理

動力電池包是新能源汽車的重要元件，它為汽車提供動力，在這其中需要可能出現(xiàn)的動力電池包故障問題進(jìn)行分析。由于電池包所采用的是磷酸鐵鋰電池，所以需要對電池包進(jìn)行分析。電池包本身包含了13個電池模組，采用串聯(lián)連接方式。針對電池包可采用專業(yè)檢測儀器對其電壓輸出直流值進(jìn)行檢測，保證整個電池模組電壓保持在633.6V左右，且對動力電池包中的內(nèi)部內(nèi)容進(jìn)行分析。電池包中包含了4個接觸器，需要針對4個接觸器所關(guān)聯(lián)的小電池部分進(jìn)行檢查。首先啟動導(dǎo)線連接器，然后將控制器端蓋拆開，裝上負(fù)極連接線，并啟動導(dǎo)線連接器進(jìn)行轉(zhuǎn)載操作，如此就能重新啟動新能源汽車。在汽車中，還有必要明確動力電池包中可能存在的斷電問題，用插接器測量端子與端子之間的電阻值，測量結(jié)果如果為0.5Ω則表示正常，由此可判斷PTC到動力電池包以及電池管理系統(tǒng)的線路連接都是正常的。

（二）線路插頭虛插問題及故障處理

在高壓互鎖系統(tǒng)的故障診斷中需要對其線路插頭虛插問題進(jìn)行有效判別。從整個系統(tǒng)來看，線路插頭是相當(dāng)重要的部分，所以需要圍繞它開展檢驗(yàn)及分析研究過程，針對低壓電池的電壓展開有效檢驗(yàn)與分析，觀察該線路插頭的13.8V標(biāo)準(zhǔn)是否達(dá)標(biāo)。同時對高壓互鎖回路的線束部分進(jìn)行認(rèn)真檢查，發(fā)現(xiàn)可能存在的接插不良表現(xiàn)狀態(tài)。如果在檢查中發(fā)現(xiàn)高壓互鎖系統(tǒng)故障，需要按照常規(guī)模式運(yùn)轉(zhuǎn)操作高壓互鎖系統(tǒng)，再次判別線路插頭虛插情況，并作出正確判定，基于故障細(xì)節(jié)展開細(xì)化處理，保證線路插頭虛插故障問題得到合理解決。[3]

（三）PTC故障問題及故障處理

針對高壓互鎖系統(tǒng)中PTC故障的診斷與判別過程主要要觀察其PTC表現(xiàn)是否為完整狀態(tài)。在絕大部分情況下，PTC內(nèi)部結(jié)構(gòu)表現(xiàn)簡單，所以在測量難度上表現(xiàn)較低。為了有效排除這一故障問題，則需要首先檢測PTC元件，發(fā)現(xiàn)高壓互鎖系統(tǒng)是否存在系統(tǒng)運(yùn)行紊亂問題，再觀察其消磁熱敏電阻是否存在潛在故障問題。具體方法就是檢查熱敏電阻是否存在灼燒或阻值變大情況。另外可插入220V交流電源，即簡易通電檢測法進(jìn)行檢測，如果PTC元件慢慢變暗直到熄滅且存在微亮光則表示PTC是完好的，如果元件亮度變化不明顯或者亮度不變，就說明PTC元件已壞。

（四）高壓電控總成檢測問題及故障處理

針對高壓電控總成的控制過程存在相當(dāng)高的檢測難度，需要在故障分析過程中對高壓互鎖系統(tǒng)故障類型進(jìn)行判別，排除不正確故障類型，可參考四合一故障進(jìn)行判定，保證高壓電控總稱檢測到位。在檢查過程中要積極分析其中的報錯信息，例如“空調(diào)無法使用”、“請檢查動力系統(tǒng)”等等，結(jié)合報錯提示進(jìn)行針對性分析。[4]

結(jié)語：為從根本上保障新能源汽車運(yùn)行穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)延長新能源汽車使用壽命目標(biāo)，相關(guān)工作人員需深入研究新能源汽車高壓互鎖系統(tǒng)原理，細(xì)致分析高壓互鎖系統(tǒng)故障問題出現(xiàn)的癥結(jié)所在，制定出更加全面高效的高壓互鎖系統(tǒng)維修方案，切實(shí)提升高壓互鎖系統(tǒng)各項(xiàng)性能。