新能源汽车高压互锁系统的原理及故障诊断技术研究

沈同春

摘 要：随着社会的不断发展，使得新能源汽车在汽车行业得到了迅速的发展。和传统的汽车相比较，新能源汽车具有高压系统，其产生的电流对汽车的互锁系统和安全使用提出了更多的要求。因此，应当按照新能源汽车的实际要求，保证高压互锁系统的性能，并且及时的解决存在的故障问题，提供系统的稳定性。本文主要对新能源汽车高压互锁系统的应用发展现状及原理进行概述，进一步说明了高压互锁系统的故障问题和相应的处理方法，从而保证新能源汽车的高压部件接触安全。

关键词：新能源汽车 高压互锁系统 原理 故障诊断技术

Research on the Principle and Fault Diagnosis Technology of High Voltage Interlock System of New Energy Vehicle

Shen Tongchun

Abstract：With the continuous development of society， new energy vehicles have developed rapidly in the automotive industry. Compared with traditional automobiles， new energy automobiles have high-voltage systems， and the current generated by them imposes more requirements on the interlocking system and safe use of automobiles. Therefore， in accordance with the actual requirements of new energy vehicles， the performance of the high-voltage interlocking system should be guaranteed， and existing faults should be resolved in time to provide system stability. This article mainly summarizes the application development status and principles of the high-voltage interlocking system of new energy vehicles， and further explains the fault problems of the high-voltage interlocking system and the corresponding treatment methods， to ensure the safety of the high-voltage components of the new energy vehicle.

Key words：new energy vehicle， high-voltage interlock system， principle， fault diagnosis technology

新能源汽車不仅具有较好的节能环保技术，而且在其他的诸多方面都进行了相应的改革与创新，其中，高压互锁系统就是新能源汽车的一个重要组成部分。高压互锁系统、全面的考虑到了汽车的安全性能、使用寿命、使用方式等因素，因此，确保高压互锁系统的使用性能和未来发展是极为重要的问题。但是，新能源汽车的高压互锁系统也存在着一些技术故障问题，需要利用有效的诊断技术进行判断，并解决相关的问题。由此可见，对新能源汽车高压互锁系统的原理及故障诊断技术进行研究具有重要的意义。

1 新能源汽车高压互锁系统的应用发展现状

现阶段，我国的新能源汽车产业正处于发展的初级阶段，相关的处理技术也有待完善和创新，因此，为了强化新能源汽车使用的安全性能，科学的使用高压互锁系统极为重要。通过对高压互锁系统的合理应用，能够将新能源汽车中具有的自动化、智能化等优势充分的体现出来，而且也有利于开发和完善高压互锁系统的内部功能及结构。除此之外，高压互锁系统还在一定程度上解决了新能源汽车当中存在的功能不全面等问题，极大的推动了新能源汽车和高压互锁系统之间的融合应用，使得新能源汽车系统的整体性能得到了有效的改善。

对于新能源汽车而言，使用过程中也存在着一定的风险，比如，高压系统会使得汽车在使用过程中发生断电等问题，从而失去前进的动力。此外，驾驶人员的操作不当也会导致一定的风险，给周围的设备和居民带来严重的损失。而利用高压互锁系统能够有效的解决新能源汽车安全的这一问题。

2 新能源汽车高压互锁系统的原理

新能源汽车的出现给人们提供了巨大的便利，但是，新能源汽车在节能减排等优势下，其安全性能是人们关注的一个重要问题。起初发展起来的电动汽车没有必要的安全措施来保护人们的安全，然而随着新能源汽车行业的不断发展，高压互锁系统被引入到了汽车制造当中，这一问题也将得以解决。

高压互锁系统又可以叫做危险电压互锁电路，在系统运行的过程中，通过内部的小电池发出的信号对汽车的高压系统进行完整性的检查（主要包括高压产品导线、护盖以及连接器等），当高压系统的回路发生断开或者破损等问题时，此时高压互锁是失效的，汽车连接高压电的路径会被切断，从而保证驾驶人员的人身安全。总而言之，高压互锁系统就是通过低压信号来控制或监控高压系统回路的完整性，是一种全新的汽车电路高低压电源运行安全设计的方法。

新能源汽车的高压互锁系统具有突出的功能，且工作原理简单、清晰，利用低压回路的作用，根据高压系统里面的导线、导线连接器、电气、高压保护盒以及电气控制器等开展检测控制工作，从而产生相应的危险电压互锁电路。新能源汽车高压互锁系统的工作原理图如图1所示。

在不同的工作状况下，新能源汽车高压互锁系统的启停方式具有一定的差异性。系统的构成主要包括高压供电回路检测装置和高压部件保护盖检测装置等，而高压供电回路检测装置的连接方式主要包括两种：一方面，通过高压电源线并联方式，把新能源汽车的高压连接装置和连接监控装置进行串联，形成一个完整的电路;另一方面，利用高压互锁信号实现对新能源汽车中各个高压部件的控制，当确保所有的高压部件都连接到高压互锁信号之后，才能够让汽车与高压电之间进行连接。此外，由于受到成本、技术水平等因素的影响，新能源汽车的生产商也要根据实际情况采用科学、合理的连接方式，从而在最大程度上提高新能源汽车高压互锁系统的经济成本。

3 高压互锁系统的故障诊断及处理方式

3.1 高压互锁系统故障发生的原因

为了确保高压互锁系统的正常运行，需要接通新能源汽车的高压互锁回路，从而完成高压电处理过程。高压互锁系统故障发生的原因主要包括两个方面。

首先，高压互锁系统的回路分析。一旦高压互锁回路没有处于正常的接通状态，那么新能源汽车就可能会发生故障问题，从而给系统的正常工作带来严重的阻碍。因此，我们可以强化回路故障的检测质量和效率，降低故障发生的几率。

其次，大部分新能源汽车的使用者没有对高压互锁系统进行定期的维护与保养，所以使得系统的创新能力有待提高，这也是导致高压互锁系统故障发生的重要原因。

3.2 动力电池包问题和故障处理

作为新能源汽车的重要组成元件，动力电池包可以给汽车提供动力支持，实现充电与放电等功能，因此对动力电池包的故障进行分析与处理非常必要。一般而言，比如比亚迪E5动力电池包使用磷酸铁锂电池，因此需要对电池包进行相关研究。电池包具有13个电池模组，利用串聯的连接方式。根据电池包能够利用专用的检测设备对电池包电压输出直流值进行检测，从而确保电池模组的电压始终在633.6V上下，同时对动力电池包里面的内部（电压、电流、绝缘电阻、均衡等）数据进行分析。

此外，动力电池包具有4个接触器，当全部的接触器连接好之后，电池包的输出端才会显示电压，因此要对4个接触器关联的小电池组进行检测。而对动力电池内部温度的检测一般使用热敏电阻制成的温度传感器来进行温度的采集，一般位于发热量较大、温度高的位置，例如在电池单体集中的位置中间部分。最后，在接触器断开的情况下，利用绝缘电阻表测量正极对地绝缘阻值以及负极对地绝缘阻值，从而判断动力蓄电池系统的好坏。

3.3 线路插头问题及故障处理

新能源汽车高压互锁系统的故障诊断过程中，需要对线路插头虚插问题进行判断及处理。对于整个系统而言，线路插头是非常重要的一部分，因此必须要对其进行检验和研究工作。根据低电压的电池电压进行科学的检测和分析，判断线路插头的13.8V标准是否符合标准。除此之外，还要对高压互锁系统的线束部分进行有效的检测，避免出现接插不良等故障问题。一旦在检查过程中出现系统故障，那么要根据常规模式运转操作高压互锁系统，对线路插头问题进行二次判断，对于各种故障问题进行细节化处理，从而有效的解决新能源汽车中线路插头的问题。

3.4 PTC故障问题及其故障处理

对于高压互锁系统中PTC故障问题而言，首先要判断PTC是否处于完整的表现状态。一般情况下，PTC的内部结构较为简单，因此其故障检测过程也不繁琐。为了有效的解决这一故障问题，可以对PTC元件进行检测，判断高压互锁系统有没有出现运行错误等问题，然后再观察热敏电阻是否具有相关的故障问题，具体来说，需要检测热敏电阻有没有出现灼烧或者阻值增大等现象。除此之外，还需要对PTC元件的质量进行测试，从而保证新能源汽车高压互锁系统的有效应用。

3.5 高压电控总成检测问题和故障处理

对于高压电控总成故障检测而言，其测试难度较大。在故障诊断的过程中，需要对高压互锁系统的故障类型进行准确的辨别及判断，按照比亚迪E5四合一故障进行检测，从而排除错误的故障类型，保证高压电控总成检测问题得到有效的解决。此外，在故障处理的过程中，需要对相关的报错信息进行处理与分析，比如空调无法使用、动力系统的检查等等，从而根据报错信息进行有效的故障问题检测。

4 结语

本文通过对新能源汽车高压互锁系统的原理及故障诊断技术的研究，使我们了解到了，高压互锁系统的有效应用系统、全面的考虑到了新能源汽车的安全性能、使用寿命、使用方式等因素，对提高新能源汽车的安全性能起到了重要的作用。但是高压互锁系统在使用过程中也存在着一些技术方面的故障问题，需要利用有效的诊断技术进行判断，主要表现在动力电池包、线路插头虚插、PTC故障问题以及高压电控总成检测等故障处理及诊断技术，从而提升新能源汽车的安全性能。

参考文献：

[1]李新.新能源汽车高压互锁系统的原理及故障诊断[J].消费导刊，2020，（1）：30.

[2]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.

[3]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.

[4]闫云敬，韦雪薇.新能源汽车高压互锁系统故障分析[J].时代汽车，2020（15）：84-85.

[5]李志军，李伟亮.新能源汽车高压互锁系统的原理及故障诊断[J].汽车维修与保养，2017（11）：80-81.