比亞迪E5高壓互鎖系統故障診斷探析

張利 陳俊杰 李曙輝

摘 要：隨著新能源汽車行業的快速發展，對于新能源汽車的運維及檢修提出了更高的要求。高壓互鎖系統作為新能源汽車電氣保護重要裝置之一，對保護新能源汽車安全穩定運行具有重要意義。本文以比亞迪E5為研究對象，對高壓互鎖系統的故障診斷作了分析與探討，經實車排故及診斷措施的優化，為相關從業人員掌握診斷和維修提供參考。

關鍵詞：新能源汽車;比亞迪E5;高壓互鎖;分析診斷

中圖分類號：TB???? 文獻標識碼：A????? doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2021.16.076

0 引言

新能源汽車的動力系統需使用高壓電，為了保障人車安全配備了相應的保護裝置——高壓互鎖系統。高壓互鎖系統又稱危險電壓互鎖回路，是利用內部小電池所發出的信號來監測新能源汽車高壓系統回路的完整性，即回路是否連接正常、保護蓋有無打開等。在系統實際運行期間，在高壓系統回路出現斷開或破損的情況下，則啟動安全防護，如使高壓動力電池禁止向外供電等，進而影響車輛使用。

1 高壓互鎖系統工作原理

由于動力電池提供的高壓電遠遠超過了人體的安全電壓的極限，所以為保障使用安全，車輛會在按下啟動按鈕時進行一系列的檢查，其中包括高壓互鎖、漏電檢測、接觸器的自檢以及各個模塊之間的通訊。其中，高壓互鎖作為一種用低壓信號監視高壓回路完整性的安全設計方法。理論上，低壓監測回路比高壓先接通，后斷開，中間保持必要的提前量，時間長短可以根據項目具體情形確定，如150ms這個量級。

具體的高壓互鎖實現形式，不同汽車品牌可能有不同設計。監測目標是如高壓連接器這類要求人力操作來實現電路接通還是斷開的電氣接口元件。

2 高壓互鎖系統故障診斷

以2019款比亞迪E5出行版為例，對高壓互鎖系統故障進行分析探討。

2.1 確認故障現象

一輛2019款比亞迪E5出行版在啟動車輛后，儀表顯示ready指示燈不亮，提示請檢查動力系統。且沒有接觸器吸和聲，車輛高壓無法上電。

2.2 進行基本檢查

首先檢查高壓互鎖線束連接情況，未見明顯異常。再使用便攜式平板解碼儀進行DTC檢測，進行全車故障掃描，發現故障碼為“P1A6000高壓互鎖回路1故障”;進入BMS管理系統中讀取數據流顯示“預充狀態：未預充，高壓互鎖回路1狀態：鎖止”。

2.3 故障機理

比亞迪2019款E5的高壓互鎖電路如圖1所示，該車的高壓互鎖形式是有兩條回路，分別叫作高壓互鎖回路1以及高壓互鎖回路2。其中，高壓互鎖回路1主要連接的部件有BMS管理器、動力電池包、充配電總成;高壓互鎖回路2的主要連接部件有BMS管理器和充配電總成。

檢測信號是由BMS管理器的輸出端發出，在正常情況下使用手持式示波器測量高壓互鎖回路1和高壓互鎖回路2中任意一點，都應該有5V左右的占空比信號。

當線路中出現斷路，導致高壓互鎖鎖止時，以高壓互鎖回路1為例，使用手持式示波器檢測BMS管理系統的BK45（B）/4端子（高壓互鎖回路1輸出），其測量值是5V左右的占空比信號;而在BMS管理系統的BK45（B）/5端子（高壓互鎖回路1輸入）處使用手持式示波器測量值則是5V高電位信號。高壓互鎖回路2的輸出和輸入信號測試結果與高壓互鎖回路1相同。

BMS管理系統就是通過檢測高壓互鎖回路的輸出數值與輸入數值的差異來判斷當前高壓互鎖線路中是否存在斷路點的。若在自檢時檢測出現斷路點，ECU將停止繼續上電的操作并存儲故障碼。

2.4 檢測診斷

根據當前故障現象和基本檢查的結果分析故障原因可能是整車高壓互鎖回路1線路故障或模塊自身故障。

高壓互鎖回路1的線路為電池管理系統-電池包-充配電總成構成的環路，如圖2所示。根據故障排除的主要方向，初步懷疑是高壓互鎖回路1線路中存在斷路點，所以使用電阻法進行診斷。

（1）做好相關的安全防護。將點火開關置于OFF檔，斷開解碼儀連接線束，將智能鑰匙從車內拿出。再使用10mm的扳手拆卸蓄電池負極并安裝防護。拆卸維修開關，放置到保護盒內，等待5min使高壓電容完全放電。

（2）斷開BK45（B）和B74插頭，校準萬用表，并使用電阻擋測量BK45（B）/5端子和B74/13端子之間電阻，顯示阻值為0.7Ω，數值正常。再使用萬用表的電阻擋測量BK45（B）/4端子和B74/12端子之間電阻，顯示阻值為∞Ω，數值異常，由此可以縮小線路的斷點的范圍，具體故障點的確認還需進一步檢查。

（3）將車輛舉升至合適位置，拆卸動力電池包上的BK51插頭。使用萬用表電阻擋測量BK51/29端子和B74/12端子之間電阻，顯示阻值為0.6Ω，數值正常。再使用萬用表電阻擋測量BK51/30端子和BK45（B）/4端子之間電阻，顯示阻值為∞Ω，數值異常。

（4）判斷為高壓互鎖回路1中BK51/30端子和BK45（B）/4端子之間的輸出線路斷路。經仔細檢查，發現該線束中保護膠布已被撕開，線束裸露且存在磨損。更換線束后，故障消失，經反復試車，確認故障被徹底排除。

3 總結

本文以比亞迪e5車型為例，簡要概括了高壓互鎖裝置的故障檢修流程。在實際操作中，要先結合故障現象和基本檢查的結果進行基本分析，縮小可能故障的范圍，精準測量。本案例中，根據將故障車的高壓互鎖裝置分為兩個部分進行線路檢測，同一回路中，同等故障概率的線路檢查秉承由易到難的原則，先檢查插頭方便拔下的部件之間的線路通斷，最大限度地減少了操作步驟，能在保障準確找到故障點的同時提高工作效率。

參考文獻

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