高竇平 張小興

摘要：在進入21世紀的第二個十年后，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，這不僅僅因為新能源汽車擁有良好的節(jié)能環(huán)保技術，還因為它在許多局部細節(jié)技術應用方面也實現了革新，例如高壓互鎖系統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，提高汽車運行效率。本文芻議新能源汽車高壓互鎖系統的發(fā)展現狀和系統工作原理，并提出它所存在的故障問題與具體解決辦法。

Abstract： After entering the second decade of the 21st century， the era of new energy vehicles officially arrived. It has been highly welcomed by the country and the market， not only because new energy vehicles have good energy-saving and environmental protection technologies， but also because the application of local detail technology has also achieved innovation. For example， the high-voltage interlocking system is an important part of the new energy vehicle new functional system. It can ensure the safe driving of new energy vehicles and improve the operating efficiency of automobiles. In this paper， the development status and system working principle of the high-voltage interlocking system of new energy vehicles are discussed， and the fault problems and specific solutions are presented.

關鍵詞：高壓互鎖系統;新能源汽車發(fā)展現狀;工作原理;故障;解決方法

Key words： high-pressure interlocking system;development status of new energy vehicles;working principle;fault;solution

中圖分類號：U472? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）26-0160-02

0? 引言

高壓互鎖系統的提出與應用已經成為當前新能源汽車建設體系中的關鍵，它充分考慮到了新能源汽車的具體使用方式、使用年限、外部因素良好應對情況，保證高壓互鎖系統未來發(fā)展的功能應用有效性。當然，在高壓互鎖系統中也是存在諸多故障問題有待解決的，需要考慮應用多元化技術應用方法嘗試解決故障問題。

1? 關于新能源汽車的高壓互鎖系統概述與發(fā)展現狀

新能源汽車在節(jié)能應用方面體現出了較大優(yōu)勢，但人們依然在懷疑它的安全性問題。最初純粹的電動汽車上是沒有任何安全機制用以保護人身安全的，但目前的新能源汽車希望解決這一問題，所以它引入了高壓互鎖系統。

1.1 高壓互鎖系統的概述與工作原理

ISO 6469-3：2001《電動汽車安全技術規(guī)范第三部分：人員電氣傷害防護》中明確闡述了高壓互鎖裝置的基本內涵，它是目前所有新能源汽車上都會配備的重要高壓防護安全部件，不過傳統中的新能源汽車中是沒有一套完整健全的高壓互鎖系統的，對它的基本概念闡述也并不清楚。高壓互鎖本身是一種危險的電壓互鎖回路系統，它主要利用電氣小信號檢查整個高壓產品，它的主要檢查對象包括了高壓產品導線、連接器和護蓋，在檢查中會對正在運行的電氣設備連續(xù)性與完整性進行全面分析，并在回路識別過程中發(fā)現異常問題并馬上斷開高壓部分。換言之，它就是合理利用低壓信號監(jiān)視高壓回路完整性，是一種有關新能源汽車電路高低壓電源運行安全設計方法。

在新能源汽車中，高壓互鎖系統的應用功能發(fā)揮突出，應用工作原理清晰，具體就是通過低壓回路作用，針對高壓系統中的導線、電氣、導線連接器、電氣控制器以及高壓保護盒蓋進行專門監(jiān)測與分析，最終形成一套構造特殊且功能重要的“危險電壓互鎖回路”，如圖1、圖2。

結合圖1、圖2分析高壓互鎖系統的運行過程，在充分合理利用小電池的過程中信號被發(fā)出，針對高壓回路的完整性、功能性展開深入檢測與分析，并體現兩點關鍵內容：第一，對高壓回路的運作過程進行分析，回路表現為斷開狀態(tài)，此時高壓互鎖系統表現為失效狀態(tài)，且新能源汽車的自身操作無法實現高壓狀態(tài)，當汽車在形式過程中無法實現高壓互鎖功能，在如此狀況下車輛會選擇自動報警，且切斷所有高壓操作內容，汽車本身與高壓互鎖系統表現出相互一致的技術操作邏輯思維。

1.2 高壓互鎖系統的設計作用

新能源汽車本身是具有高壓風險的，例如高壓系統會在車輛行駛過程中突然斷電，導致車輛失去其應有動力，造成該原因的問題主要是高壓回路松動脫落，通過高壓互鎖信號可以檢測到這一問題，當問題檢測完畢后要上報VCU報警信號，為VCU預留相應處理時間。再一個風險點就是人為誤操作行為，在沒有高壓互鎖回路的支持情況下，在高壓線路斷開瞬間時高壓會直接擊穿空氣中的兩個期間兩端位置，形成較為強烈的拉弧現象，這一現象發(fā)生時間雖短，但是發(fā)生溫度較高，導電性與能量表現非常強，有可能對斷電周圍的人員及設備造成極大損傷。

基于上述兩點風險，需要在高壓互鎖系統中設計擁有特殊功能作用的互鎖結構模塊，例如結構互鎖模塊和功能互鎖模塊。結構互鎖模塊中高壓接插件中均帶有互鎖回路，其中某個接插件一旦帶點斷開，其動力堅持管理編繪檢測到高壓互鎖回路斷路問題，自動保護人員安全，同時報警要求斷開朱高壓回路電氣連接，激活主動泄放功能。

另外是功能互鎖，它的作用是在車輛充電過程中，其高壓系統會主動限制整整車系統，使其無法通過自身驅動系統驅動，這是為了有效防止可能發(fā)生于車輛上的線束拖拽問題和車輛安全事故問題。

1.3 高壓互鎖系統的應用發(fā)展現狀

當前我國新能源汽車產業(yè)發(fā)展正處于初級階段，許多技術應用也都還在試探期，所以為了提高新能源汽車運行的安全穩(wěn)定性，合理運用高壓互鎖系統是非常必要的，通過該系統的功能應用真正落實了新能源汽車中局部元器件的自動化、智能化應用功能，同時它也幫助高壓互鎖系統實現了其內部功能構造的有效完善。從另一方面講，它有效彌補了傳統新能源汽車中所存在的功能呢不全問題，真正促進了高壓互鎖系統與系能源汽車的相互有機關聯，保證整車系統的專業(yè)性能都得到穩(wěn)步提升[1]。

2? 高壓互鎖系統故障發(fā)生成因

要首先接通新能源汽車的高壓互鎖回路，才能正常實現高壓電處理過程，確保高壓互鎖系統工作運作狀態(tài)正常?；谙到y的日常運行研究，本文分析闡釋了高壓互鎖系統的兩點故障原因。

首先，要對高壓互鎖系統的回路進行分析。如果其沒有達到正常接通狀態(tài)，就會導致新能源汽車上電工作故障，這會為系統帶來嚴重的破壞。正確的做法應該是提升回路故障的檢測力度，同時減少不良問題成因。

第二，由于喜多新能源汽車的擁有者并沒有對汽車高壓互鎖系統進行定期維護，因此其系統的創(chuàng)新力度表現不足，這也是高壓互鎖系統出現故障的原因之一[2]。

3? 高壓互鎖系統的診斷與故障處理

針對高壓互鎖系統的診斷應該從多方面展開，下文主要結合常見故障狀況分析四點，提出高壓互鎖系統的診斷與故障處理措施。

3.1 PTC故障問題及故障處理

針對高壓互鎖系統中PTC故障的診斷與判別過程主要要觀察其PTC表現是否為完整狀態(tài)。在絕大部分情況下，PTC內部結構表現簡單，所以在測量難度上表現較低。為了有效排除這一故障問題，則需要首先檢測PTC元件，發(fā)現高壓互鎖系統是否存在系統運行紊亂問題，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。

3.2 線路插頭虛插問題及故障處理

在高壓互鎖系統的故障診斷中需要對其線路插頭虛插問題進行有效判別。從整個系統來看，線路插頭是相當重要的部分，所以需要圍繞它開展檢驗及分析研究過程，針對低壓電池的電壓展開有效檢驗與分析，觀察該線路插頭的13.8V標準是否達標。同時對高壓互鎖回路的線束部分進行認真檢查，發(fā)現可能存在的接插不良表現狀態(tài)。如果在檢查中發(fā)現高壓互鎖系統故障，需要按照常規(guī)模式運轉操作高壓互鎖系統，再次判別線路插頭虛插情況，并作出正確判定，基于故障細節(jié)展開細化處理，保證線路插頭虛插故障問題得到合理解決。

3.3 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高的檢測難度，需要在故障分析過程中對高壓互鎖系統故障類型進行判別，排除不正確故障類型，可參考四合一故障進行判定，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“空調無法使用”、“請檢查動力系統”等等，結合報錯提示進行針對性分析[3]。

3.4 動力電池包問題及故障處理

鼓勵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的動力電池包故障問題進行分析。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行分析。電池包本身包含了13個電池模組，采用串聯連接方式。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部內容進行分析。電池包中包含了4個接觸器，需要針對4個接觸器所關聯的小電池部分進行檢查。首先啟動導線連接器，然后將控制器端蓋拆開，裝上負極連接線，并啟動導線連接器進行轉載操作，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的線路連接都是正常的。

4? 總結

綜上所述，針對新能源汽車中的高壓互鎖系統工作原理及故障原因進行分析，并結合具體問題具體分析，解決其中可能存在的各種故障問題，希望以此有效提高系統整體的安全穩(wěn)定性，實現對系統的全面優(yōu)化與功能創(chuàng)新，保證系統穩(wěn)定運行，進而直接提高新能源汽車的行駛效率，表現出新能源汽車的較大性能優(yōu)勢。

參考文獻：

[1]歐陽和平.新能源汽車高壓互鎖系統故障分析[J].時代汽車，2018（12）：65-66.

[2]單黎婷，胡立芳，陸敏，等.新能源汽車高壓線束高壓互鎖原理和應用淺析[J].汽車電器，2019（2）：8-10.

[3]李志軍，李偉亮.新能源汽車高壓互鎖系統的原理及故障診斷[J].汽車維修與保養(yǎng)，2017（11）：80-81.

[4]楊忠敏.河北省新能源汽車產業(yè)創(chuàng)新路徑研究[J].價值工程，2014，33（01）：40-41.