新能源汽車高壓互鎖系統故障分析

閆云敬 韋雪薇

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

關鍵詞：新能源汽車 高壓互鎖 系統故障 故障分析

新能源汽車近些年受到不少的關注，在收獲了大批青睞者、消費者的基礎上，需要將發展眼光向汽車性能與質量方面進行傾斜和聚焦，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，進而推進新能源汽車安全穩定長遠發展。

1 新能源汽車發展現狀概述

當前，新能源洗車高壓互鎖系統發展現狀，可歸納總結為三點：

其一，做到了對傳統能源應用的節省，甚至是擺脫了傳統汽車能源。這是新時期汽車行業發展趨勢的典型標志，也是在環境保護嚴峻任務下的發展新方向，在保護環境的基礎上發展經濟，在可持續發展這條道路上做出了巨大的貢獻。無論是在宣傳理念、力度還是購買力方面，都呈現出不同與以往的現狀，是現階段汽車行業的新型特點。

其二，新能源汽車研發難度持續加大。由于新能源洗車在大眾面前的呈現，致使大眾對于新能源汽車未來發展領域充滿期待和高標準要求，這些情況均加大了新能源汽車研發難度，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、穩定性、舒適性等多個方面傾注較多心血，可謂任重而道遠。

其三，高壓互鎖系統的高端應用成為未來發展方向。在高壓互鎖系統改進、升級過程中，必然會朝向自動化、智能化方向發展，這不僅是汽車領域的發展方向和趨勢，也是所有行業、企業發展的趨勢和方向，外部環境的需求和要求，也加速了高壓互鎖系統往高端發展方向的邁進步伐。

2 新能源汽車高壓互鎖系統工作原理介紹

高壓互鎖系統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”。在該系統實際運行過程中，主要利用小電池發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生在汽車行駛過程中，車輛自身會發出報警信號，也可能會直接斷開高壓，不同品牌在這方面的應對措施是不同的。一旦發生高壓互鎖系統失效故障，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，主要由兩部分構成，一部分負責監測高壓供電回路完整性，一部分負責監測高壓部件保護蓋是否非法開啟，具體可見圖1。

監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連接，其中包括高壓連接器與監控器的串聯，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責監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、技術儲備等多方面存在著較大差異，因此需要各個廠家根據自身設計的系統原理去進行有效調整，也因此造成了新能源汽車高壓互鎖系統故障修理的前提，必須是對該類型車輛有一個深入了解，或是手頭有相關電路圖、維修手冊等，才可順利解決高壓互鎖系統相應故障。

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故障原因、故障診斷與改進措施

3.1 新能源汽車高壓互鎖系統故障原因

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

3.2 新能源汽車高壓互鎖系統故障診斷

在新能源汽車高壓互鎖系統中，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，可以進行相應的診斷，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中較為常見的故障，對于該故障進行有效甄別和診斷，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，應當針對低壓電池的電壓進行精準檢驗和分析，審視其是否達到13.8V標準，出現的其他的一些功率數據均可視為故障。另外，可對高壓互鎖回路的線束進行檢測，如果接插不合理并出現了不良狀態，需要及時干預。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上，還需要以冷靜的思維、嚴謹的狀態來進行故障解決，使得細節故障得以妥善解決。

（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，這與它內部結構簡單不無關系，有時可肉眼視察出故障，有時為了增強檢驗正確度，可借助一些工具進行故障排除，一旦發現故障，就可立即盡心維修和維護，使得PTC能夠發揮更高價值。

（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行分析，分析中發現，總共有13個電池模組，主要為串聯方式的連接。利用專業設備進行測試，發現電壓輸出電流保持在633.6V上下。檢驗電池包內部結構，發現其具備4個接觸器，針對電池包的故障分析，可酌情將電池負極斷開，緊接著可卸下小電池的啟動導線連接器，將四合一的控制器端蓋拆開處理，連接負極，從而有效啟動新能源汽車，降低了故障發生風險。

（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，先將高壓互鎖系統中其他故障先行排除，然后根據四合一故障進行故障明確。高壓電控總成檢測中，如果發現存在故障，會有報錯提示，可得知高壓電控總成故障具體內容，利于接下來的干預與解決。

3.3 新能源汽車高壓互鎖系統故障改進措施

未來的發展中，新能源汽車高壓互鎖系統故障改進措施，主要集中在以下兩個方面：

第一，高壓互鎖系統內部加強元件合理搭配。當前，新能源汽車的發展前景是十分不錯的，受眾群體規模在一點一點壯大，為了滿足不同人群的需求和要求，需要在高壓互鎖系統完善與升級過程中，堅持元件的合理搭配、科學搭配，以正確思路、合理手段來完成，這樣才能確保經濟效益提升基礎上，提高新能源汽車的安全性;第二，需在高壓互鎖系統的設計及檢驗環節加強關注和重視，并投入人力、物力、財力，加強這兩方面的創新力度，尤其是新技術研發、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、穩定運轉提供全方位保障。

4 結語

綜上所述，新能源汽車未來發展的空間是廣闊的，在收獲了一大批擁護者與受眾群體后，需要進一步對新能源汽車的安全、質量、性能進行關注和重視，基于此，要需要對汽車內部的高壓互鎖系統故障提高警惕，并認知故障基礎上及時作出干預與解決措施，切實提高高壓互鎖系統各項性能，進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能力提升項目《基于區域性電動汽車動力系統故障分析及解決對策研究》（2018KY1202）。

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