電動汽車高壓互鎖的設計原理

本期打算跟大家聊一聊電動汽車的高壓互鎖的設計原理，一起來學習吧！

HVIL介紹

高壓互鎖（High Voltage InterLock- HVIL）是一種用低壓信號來監測電動汽車高壓回路完整性的一種安全設計方式。原則上，低壓監測回路會比高壓先接通，后斷開。在電動汽車的高壓回路中，要求具備高壓互鎖功能的電氣元件主要是高壓連接。一般，高壓互鎖主要在電動汽車點火過程中發揮作用，上電過程中，如果檢測到高壓回路不完整，則系統禁止高壓上電，從而避免潛在的安全事故發生。圖1是一種接觸件的高壓互鎖結構。

圖1高壓互鎖結構

HVIL設計原理

HVIL 回路貫穿整車中的每一個高壓器件和高壓連接器。圖2展示了整車的高壓電路、高壓組件和一些高壓線束連接器。

圖2 整車中串聯式的高壓互鎖回路示意圖

從圖2中，我們可以看出，基本原理是：BMS發出一個常電流信號，并且測量在回路中幾個已知電阻的電壓降。如果電阻值改變了，進而會導致電壓降高于或者低于最大的閾值，從而BMS報出HVIL故障。

HVIL診斷策略

一般來說，車輛在不同的運行模式下，對HVIL故障處理的策略是不同的。通常分為行車模式和其他模式兩種：

如果整車處于Ready、Support 或者Charge模式，當BMS檢測到高壓互鎖故障時，通常會以Fault的形式上傳到CAN上，此時，整車會斷開繼電器，切斷動力輸出或者保持繼電器斷開狀態。

如果整車處于RUN模式，當BMS檢測到高壓互鎖故障時，通常會以WARNING的形式上傳到CAN上，由于此時整車處于駕駛模式，為避免整車在行駛過程中突然失去動力，整車不會直接斷開繼電器，而是以警告的形式告知駕駛員。

如果整車處于高壓上電前，BMS檢測到HVIL故障，此時，車輛會被禁止上電；如果在高壓過程中，BMS突然檢測到HVIL故障，則整車會立即下電，并且會對高壓回路進行泄放（一般為泄放到60V 以下），來預防高壓觸電。

潛在的導致HVIL失效的原因有：

電阻變大或者接插件的插頭斷續（e.g. Loose connectors and pins/intermittent shorts/intermittent open connections/bad crimps/out of spec parts/splayed-open terminals ）

組件內部損壞（e.g. non-functioning HVJB lid switch/improper resistance in any of the HV components）

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