高压互锁系统

高压互锁系统项目二：新能源汽车高压部件安全课程名称：《新能源汽车维护与保养》

项目二：新能源汽车高压部件安全高压互锁系统新能源汽车高压互锁是确保整车高压系统的完整性，防止带高压误操作造成的拉弧现象及高压触电危害。生命高于一切，安全重于泰山！思政洞察要对新能源汽车进行保养，新能源汽车高压互锁的结构原理，你知道吗？高压互锁系统根据《ISO6469—3：2001电动汽车安全技术规范第3部分：人员电气伤害防护》的规定，电动汽车（包括BEV、PHEV等车型）的高压部件（及其插接件）都应具有高压互锁装置。高压互锁（HVIL）的功能是利用12V的小电流来确认整个高压电气系统的完整性，即包括整个蓄电池系统、导线、插接器、DC/DC变换器、电机控制器、高压配电箱及保护盖等系统回路的电气连接完整性，如图所示。项目二：新能源汽车高压部件安全高压互锁原理图1.高压互锁定义高压互锁系统2.高压互锁作用项目二：新能源汽车高压部件安全高压互锁主要作用是保证高压系统安全，主要有3个作用：（1）用来检测高压回路松动（会导致高压断电，整车失去动力，影响乘车安全）并在高压断电之前给整车控制器提供报警信息，预留整车系统采取应对措施的时间。（2）在车辆上电之前发挥作用，检测到电路不完整，则系统无法上电，避免因为虚接等问题造成事故。（3）防止人为误操作引发的安全事故。在高压系统工作过程中，如果没有高压互锁设计存在，手动断开高压连接点，在断开的瞬间，整个回路电压加在断点两端，电压击穿空气在两个器件之间拉弧，时间虽短，但能量很高，可能对断点周围的人员和设备造成伤害。高压互锁电路图高压互锁系统冷却液高压互锁电路图3.高压互锁结构原理项目二：新能源汽车高压部件安全（1）高压插接件锁止结构作用：高压部件的绝缘插接件既可防止维修人员直接接触到高压，还可防水、防尘，减小高压系统绝缘出现问题的风险。要求：在电动汽车高压回路中，要求具备HVIL功能的电气元件主要是高压插接件、手动维修开关（MSD）等要求人力操作去实现电路接通、断开的电气接口元件。高压互锁是利用低压回路的检测信号来判断高压回路每个高压插接件各自是否连接完整与紧固，确保高压回路电气的连通性与完整性。这相当于它是与高压回路并行的低压回路，每个检测节点与高压插接件一一对应。高压插接件插接器分为两部分，一个是高压端子，用于高压连接供电；一个是低压端子，即互锁端子，用于判断高压连接端子是否接到位。高压插接件锁止图高压互锁系统3.高压互锁结构原理项目二：新能源汽车高压部件安全高压互锁结构包含在插接件内部，低压互锁端子和主回路（高压）端子的长度和位置存在差异。实现连接时，先连接高压端子，再连接低压端子，低压回路的断点被短接，形成完整回路；断开时，先断开低压端子，再断开高压端子。监测器负责采集低压信号回路的通断状态，发送给控制器。这样在高压回路真正实现通、断以前，控制器已经掌握了这个插接器的状态。这样能有效地提前判断高压端子断开或松动状态。如果出现松动，蓄电池管理器（BMC）会检测出高压互锁回路断开，BMC控制动力电池内部接触器断开，车辆下电。高压互锁端子断开过程示意图如图所示。（2）插接器工作过程冷却液高压互锁电路图高压互锁端子示意图高压互锁系统冷却液高压互锁电路图3.高压互锁结构原理项目二：新能源汽车高压部件安全一般低压插针短（或者位置落后），高压端子刚刚接触的状态时，低压插针还有一段距离才接触；高压端子已经对接大半，低压插针才刚接触；高压端子插接到位，低压端子也插接到位，从而控制高压回路的通断，如图所示。高压互锁端子针头设计图（3）插接器端子锁止过程高压互锁系统冷却液高压互锁电路图3.高压互锁结构原理项目二：新能源汽车高压部件安全高压互锁有模拟信号和占空比信号。1）模拟信号高压互锁原理：如图所示，若高压互锁回路完整，则检查点电压约为0V。若高压互锁回路不完整，则检查点电压约为12V或者5V。高压互锁模拟信号原理图（3）互锁原理（电路）2）模拟信号高压互锁原理如图所示，若高压互锁回路完整，则检查点电压约为0V。若高压互锁回路不完整，则检查点电压约为12V或者5V。高压互锁系统冷却液3.高压互锁结构原理项目二：新能源汽车高压部件安全高压互锁占空比信号原理图3）PWM信号高压互锁原理（1）占空比信号有4