高压互锁电路故障导致吉利EV450车无法上电

苏州建设交通高等职业技术学校 许文杰

电动汽车与传统燃油车相比，一个显著的特点是电动汽车在动力系统具有高压电，这给人与车辆的安全及车辆维修提出了更高的要求。从系统安全的角度出发，每个可能存在的风险，都需要配置相应的安全技术手段予以监测，以降低风险发生的概率，高压互锁电路作为保障电动汽车高压系统安全的重要措施，在电路设计中被使用。

1 高压互锁定义

高压互锁（High Voltage Inter-Lock，简称HVIL）是用低压信号监测高压回路完整性的一种安全设计方法。通过高压互锁电路，监测整个高压部件、导线、连接器等的电气完整性，监测到回路异常断开时，及时断开高压电。

2 高压互锁的作用

（1）整车在高压上电前确保整个高压系统的完整性，提高安全性。

（2）当整车在运行过程中高压系统回路断开或完整性受到破坏时，启动安全防护。

（3）防止带电插拔高压连接器，以免造成高压连接器端子的拉弧损坏。

3 高压互锁的结构

高压互锁端子在高压连接器内部，如图1所示。高压连接器通过端子的长度和位置的差异，实现连接时，先连接高压端子，再连接高压互锁端子；断开时，先断开高压互锁端子，再断开高压端子。

图1 高压连接器互锁端子

4 高压互锁工作原理

当高压互锁端子处于连接状态时（图2），电源正极与搭铁形成回路，负责监测高压互锁信号的整车控制器（VCU），根据电源信号确定高压互锁电路处于正常状态，允许高压系统正常供电。

图2 高压互锁端子处于连接状态

当高压互锁端子处于断开状态时（图3），电源正极与搭铁未形成回路，VCU根据电源信号判定高压互锁电路处于异常状态，不允许高压系统正常供电，同时点亮系统故障警告灯。

5 高压互锁电路检测方法

（1）根据高压互锁电路的工作原理，高压连接器上的高压互锁端子相当于开关，开关中间用导线连接，开关和导线连接起来相当于一根长导线，如图4所示。所以高压互锁电路的检测方法是在监测高压互锁信号的控制模块侧，测量整个高压互锁电路的电阻，电阻应＜1 Ω，如果电阻偏高，可以采用分段检测的方法，根据电阻确定故障的范围。

图3 高压互锁端子处于断开状态

图4 高压互锁电路示意图

（2）监测高压互锁信号的控制模块根据高压互锁电路电压的变化判断高压互锁电路是否正常，所以该控制模块需要给高压互锁电路提供电压，可通过测量该电压确认线路及控制模块是否正常。

（3）在高压互锁电路所有连接器都可靠连接的情况下，通过背插探针的方式测量高压互锁电路电压，正常值为6 V左右，电压过高或者过低说明高压互锁电路存在故障，如果无电压，说明相关线路、相关元件出现断路或与搭铁短路的故障。

6 故障排除1例

故障现象一辆累计行驶里程约为3.6万km的2018款吉利EV450车，出现车辆无法上电、仪表动力系统故障警告灯点亮、车辆无法行驶的故障现象。

故障诊断接车后首先试车，确认故障现象属实。连接故障检测仪读取VCU故障代码，读取的故障代码如图5所示，读取的相关数据流如图6所示。

图5 故障代码（截屏）

图6 数据流（截屏）

查阅相关资料，高压互锁相关电路如图7所示，根据故障现象、故障代码及数据流、相关电路分析，造成该故障发生的可能原因有：与高压互锁相关的部件损坏、相关连接器故障、线路故障等。

图7 高压互锁相关电路

车辆下电，断开蓄电池负极线束并使用胶布包裹，等待5 min后，断开VCU连接器CA66和连接器CA67，测量端子CA67/76与端子CA66/58间的电阻，为∞ Ω，说明高压互锁电路存在断路故障；根据电路图再断开车载充电机（OBC）的连接器BV10，测量端子BV10/26与端子CA67/76间的电阻，测量值＜1 Ω；测量端子BV10/27与端子CA66/58间的电阻，测量值也＜1 Ω，经测量OBC两侧线路均正常；由于高压互锁电路的电阻异常，分析OBC本体的高压互锁电路可能存在故障，由于安装位置的原因，OBC本体的高压互锁电路无法直接测量，需要通过间接测量的方法进行检测，断开空调压缩机连接器BV08和电机控制器（PEU）连接器BV11，恢复连接器BV10的连接，测量端子BV08/6与端子BV11/4间的电阻，测量值为∞ Ω，说明OBC本体高压互锁电路存在故障，拆开车载充电机上盖，发现内部高压互锁元件变形，存在断路的现象。

故障排除对变形的高压互锁元件进行修复后试车，故障排除。