新能源汽车高压互锁系统故障分析

闫云敬 韦雪薇

摘 要：本文介绍了新能源汽车发展情况及高压互锁系统工作原理，对新能源汽车高压互锁系统故障原因、故障诊断进行了深入研究，提出了相关解决措施，以供参考。

关键词：新能源汽车 高压互锁 系统故障 故障分析

新能源汽車近些年受到不少的关注，在收获了大批青睐者、消费者的基础上，需要将发展眼光向汽车性能与质量方面进行倾斜和聚焦，使得新能源汽车真正让人信服、让人信赖，也由此引申出了本次研究的主题。希望借此次研究，让更多人了解新能源汽车高压互锁系统，进而推进新能源汽车安全稳定长远发展。

1 新能源汽车发展现状概述

当前，新能源洗车高压互锁系统发展现状，可归纳总结为三点：

其一，做到了对传统能源应用的节省，甚至是摆脱了传统汽车能源。这是新时期汽车行业发展趋势的典型标志，也是在环境保护严峻任务下的发展新方向，在保护环境的基础上发展经济，在可持续发展这条道路上做出了巨大的贡献。无论是在宣传理念、力度还是购买力方面，都呈现出不同与以往的现状，是现阶段汽车行业的新型特点。

其二，新能源汽车研发难度持续加大。由于新能源洗车在大众面前的呈现，致使大众对于新能源汽车未来发展领域充满期待和高标准要求，这些情况均加大了新能源汽车研发难度，还需要较长一段时间去做到健全汽车功能，还需要在汽车的安全性、稳定性、舒适性等多个方面倾注较多心血，可谓任重而道远。

其三，高压互锁系统的高端应用成为未来发展方向。在高压互锁系统改进、升级过程中，必然会朝向自动化、智能化方向发展，这不仅是汽车领域的发展方向和趋势，也是所有行业、企业发展的趋势和方向，外部环境的需求和要求，也加速了高压互锁系统往高端发展方向的迈进步伐。

2 新能源汽车高压互锁系统工作原理介绍

高压互锁系统是新能源汽车中的重要组成部分，高压互锁还有另外一个名称，即“危险电压互锁回路”。在该系统实际运行过程中，主要利用小电池发出的信号来全面检测整个高压回路的状况，明确高压回路是否完整，如果高压回路断开或破损，高压互锁则会失去效用。如果高压互锁失效发生在汽车启动前，那么，车辆将不能上高压电;如果高压互锁失效发生在汽车行驶过程中，车辆自身会发出报警信号，也可能会直接断开高压，不同品牌在这方面的应对措施是不同的。一旦发生高压互锁系统失效故障，正确的做法是及时连接高压电路径，这样可保障汽车内的驾驶员及其他人的生命安全，属于一种保守且有效的做法。

新能源汽车高压互锁信号，主要由两部分构成，一部分负责监测高压供电回路完整性，一部分负责监测高压部件保护盖是否非法开启，具体可见图1。

监测高压电源电路完整性的部分，又可分为两种类型：一种是高压电源线并联连接，其中包括高压连接器与监控器的串联，由此可形成一个完整回路;另一种则是每个高压部件控制器负责监测各自的高压互锁信号，只有收到所有无误信号后，才可允许上高压电。由于新能源汽车种类较多且在专利、技术储备等多方面存在着较大差异，因此需要各个厂家根据自身设计的系统原理去进行有效调整，也因此造成了新能源汽车高压互锁系统故障修理的前提，必须是对该类型车辆有一个深入了解，或是手头有相关电路图、维修手册等，才可顺利解决高压互锁系统相应故障。

举例说明：就检测电路方式而言，有两种，直流源方案与PEM方案，以吉利为例，通常采用第二种方案，用示波器检测器正常波形如图2所示，即发送和接受的都是50%占空比的PWM信号，最好电压为10V左右，使用万用表直流档检测工作电压约为5V，检测波形图见图3。

3 新能源汽车高压互锁系统故障原因、故障诊断与改进措施

3.1 新能源汽车高压互锁系统故障原因

高压互锁回路有效连接后，才能确保高压互锁系统正常运转，但是也会因为其他一些原因，造成高压互锁系统出现故障，主要原因可归纳总结为三点：首先，高压互锁回路无法正常连接状态下，会影响汽车的上电工作，对于高压互锁系统造成严重损伤和破坏，所以高压互锁的故障检验力度还需提高，才能避免一些基础性故障;其次，高压互锁系统故障类别方面，会产生互锁回路故障、电子控制系统故障，这是比较常见的两类故障;最后，高压互锁系统运转与工作状态中，车主的忽视会造成车辆没有定期维护和检修，很容易造成部分零件的老化和严重磨损，这样的状况下，产生故障也就在所难免。

3.2 新能源汽车高压互锁系统故障诊断

在新能源汽车高压互锁系统中，常见的故障有线路插头虚插故障、PTC故障、动力电池包故障和高压电控总成故障。针对这几种故障，可以进行相应的诊断，具体如下：

（1）线路插头虚插故障的诊断。线路插头虚插故障是新能源汽车高压互锁系统中较为常见的故障，对于该故障进行有效甄别和诊断，对于提高新能源汽车性能、延长其使用寿命，有着重要意义。例如，在诊断过程中，应当针对低压电池的电压进行精准检验和分析，审视其是否达到13.8V标准，出现的其他的一些功率数据均可视为故障。另外，可对高压互锁回路的线束进行检测，如果接插不合理并出现了不良状态，需要及时干预。不难看出，线路插头虚插的判断与甄别，需要建立在检验和分析基础上，还需要以冷静的思维、严谨的状态来进行故障解决，使得细节故障得以妥善解决。

（2）PTC故障的诊断。在PTC故障诊断中，要切实做好观察功课，查看PTC外在是否完整、运行良好，通常情况下，PTC的故障容易察觉出来，这与它内部结构简单不无关系，有时可肉眼视察出故障，有时为了增强检验正确度，可借助一些工具进行故障排除，一旦发现故障，就可立即尽心维修和维护，使得PTC能够发挥更高价值。

（3）动力电池包故障的诊断。本次以具有磷酸铁锂电池特点的动力电池包进行分析，分析中发现，总共有13个电池模组，主要为串联方式的连接。利用专业设备进行测试，发现电压输出电流保持在633.6V上下。检验电池包内部结构，发现其具备4个接触器，针对电池包的故障分析，可酌情将电池负极断开，紧接着可卸下小电池的启动导线连接器，将四合一的控制器端盖拆开处理，连接负极，从而有效启动新能源汽车，降低了故障发生风险。

（4）高压电控总成故障的诊断。因为高压电控总成在工作过程中，是不能够轻易打开的，所以，造成了对其故障检测的难度是较高的。这里可建议在对故障分析的过程中，先将高压互锁系统中其他故障先行排除，然后根据四合一故障进行故障明确。高压电控总成检测中，如果发现存在故障，会有报错提示，可得知高压电控总成故障具体内容，利于接下来的干预与解决。

3.3 新能源汽车高压互锁系统故障改进措施

未来的发展中，新能源汽车高压互锁系统故障改进措施，主要集中在以下两个方面：

第一，高压互锁系统内部加强元件合理搭配。当前，新能源汽车的发展前景是十分不错的，受众群体规模在一点一点壮大，为了满足不同人群的需求和要求，需要在高压互锁系统完善与升级过程中，坚持元件的合理搭配、科学搭配，以正确思路、合理手段来完成，这样才能确保经济效益提升基础上，提高新能源汽车的安全性;第二，需在高压互锁系统的设计及检验环节加强关注和重视，并投入人力、物力、财力，加强这两方面的创新力度，尤其是新技术研发、实验分析和拓展方面更需要不同力度的把控和拿捏，切实为高压互锁的安全、稳定运转提供全方位保障。

4 结语

综上所述，新能源汽车未来发展的空间是广阔的，在收获了一大批拥护者与受众群体后，需要进一步对新能源汽车的安全、质量、性能进行关注和重视，基于此，要需要对汽车内部的高压互锁系统故障提高警惕，并认知故障基础上及时作出干预与解决措施，切实提高高压互锁系统各项性能，进而延长新能源汽车的整体使用寿命，让新能源汽车用户驾驶的满意且安心、放心。

基金项目：2018年度广西高校中青年教师基础能力提升项目《基于区域性电动汽车动力系统故障分析及解决对策研究》（2018KY1202）。

参考文献：

[1]高窦平，张小兴.刍议新能源汽车高压互锁系统的原理及故障[J].价值工程，2019，38（26）：160-161.

[2]张仁峰，赵晓清.新能源汽车高压互锁系统原理及故障诊断[J].湖北农机化，2019（16）：69.

[3]欧阳和平.新能源汽车高压互锁系统故障分析[J].时代汽车，2018（12）：65-66.