電動汽車的高壓互鎖回路設(shè)計(jì)

高壓互鎖（HVIL），是高壓互鎖回路（Hazardous Voltage InterlockLoop）的簡稱。也叫危險(xiǎn)電壓互鎖回路（US7586722 High Voltage Interlock System and Control Strategy），高壓互鎖是指通過使用低壓信號來檢查電動汽車上所有與高壓母線相連的各分路，包括整個(gè)電池系統(tǒng)、導(dǎo)線、連接器、DCDC、電機(jī)控制器、高壓盒及保護(hù)蓋等系統(tǒng)回路的電氣連接完整性（連續(xù)性）。

在ISO國際標(biāo)準(zhǔn)《ISO 6469－3： 2001電動汽車安全技術(shù)規(guī)范第3部分：人員電氣傷害防護(hù)》中，規(guī)定車上的高壓部件應(yīng)具有高壓互鎖裝置，但并沒有詳細(xì)地定義高壓互鎖系統(tǒng)。

高壓互鎖的目的是，用來確認(rèn)整個(gè)高壓系統(tǒng)的完整性的，當(dāng)高壓系統(tǒng)回路斷開或者完整性受到破壞的時(shí)候，就需要啟動安全措施了。

一、高壓互鎖原理

高壓回路內(nèi)以動力電池包作為電源，低壓回路也需要一個(gè)檢測用電源，讓低壓信號沿著閉合的低壓回路傳遞。一旦低壓信號中斷，說明某一個(gè)高壓連接器有松動或者脫落。高壓互鎖原理圖如下。在下面圖片體現(xiàn)的高壓互鎖信號回路基礎(chǔ)上，按照整體策略，設(shè)計(jì)監(jiān)測點(diǎn)或者監(jiān)測回路，負(fù)責(zé)將高壓互鎖信號回路的狀態(tài)傳遞給VCU或者BMS。

二、高壓互鎖回路設(shè)計(jì)原則

由于電動車動力系統(tǒng)是由多個(gè)子系統(tǒng)組成的，他們兩兩之間都是靠高壓連接器相互連接，同時(shí)運(yùn)行的環(huán)境十分惡劣，大多數(shù)工況處在振動與沖擊條件下，因此高壓互鎖設(shè)計(jì)是確保人員安全和車輛設(shè)備安全運(yùn)行的關(guān)鍵。

總體來看，電動汽車高壓互鎖回路設(shè)計(jì)須遵循以下原則：

1）HVIL回路必須能夠有效、實(shí)時(shí)、連續(xù)地監(jiān)測整個(gè)高壓回路的通／斷情況；

2）所有高壓連接器應(yīng)具備機(jī)械互鎖裝置，并且只有HVIL回路先行斷開以后才能接通連接器；

3）所有高壓連接器在非人為的情況下，不能被接通或斷開；

4）HVIL回路應(yīng)具備在某種特殊情況下，可以直接通過BMS檢測HVIL回路，直接斷開高壓回路；

5）無論電動汽車在任何狀態(tài)，HVIL在識別到危險(xiǎn)時(shí)，車輛必須對危險(xiǎn)情況做出報(bào)警提示，需要儀表或指示器以聲或光報(bào)警的形式提醒駕駛員。

三、高壓互鎖回路結(jié)構(gòu)

1、純電動汽車（EV）高壓互鎖回路

與傳統(tǒng)車相比，EV車輛新增電機(jī)、電機(jī)控制器、DC／DC、高壓動力電池、高壓壓縮機(jī)等高壓用電或供電裝置。

GB／T 18384．1－2015，GB／T18384．2－2015， GB／T18384．3－2015《電動汽車安全要求》等相應(yīng)的法規(guī)要求：純電動車高壓系統(tǒng)中的電器元件應(yīng)具絕緣防護(hù)性，可以通過絕緣、遮攔、外殼和金屬網(wǎng)板等一些防護(hù)裝置來防止直接接觸。防護(hù)裝置應(yīng)牢固可靠，并耐機(jī)械沖擊。防護(hù)裝置只能通過專業(yè)工具或維修鑰匙打開或去掉而進(jìn)行相應(yīng)的維修、維護(hù)。而高壓連接器非人為自行斷開都不應(yīng)導(dǎo)致車輛產(chǎn)生危險(xiǎn)。

2、插電混合動力汽車（PHEV）高壓互鎖回路

1）互鎖線束應(yīng)從各高壓零部件低壓接口引出且與高壓線束分開布置；

2）高壓互鎖回路中各高壓器件的串聯(lián)順序應(yīng)按下圖所示進(jìn)行。

3、混合動力汽車（HEV）高壓互鎖回路

按照GB／T 19751《混合動力電動汽車安全要求》、GB／T 18384．1《電動汽車安全要求第1部分：車載儲能裝置》、GB／T 18384．2《電動汽車安全要求第2部分：功能安全和故障防護(hù)》、GB／T18384．3《電動汽車安全要求第3部分：人員觸電防護(hù)》法規(guī)要求，HEV動力電路系統(tǒng)的帶電部件，應(yīng)通過絕緣或使用蓋、防護(hù)欄、金屬網(wǎng)板等來防止直接接觸。這些防護(hù)裝置應(yīng)牢固可靠，并耐機(jī)械沖擊。在不使用工具或無意識的情況下，它們不能被打開、分離或移開。而且電氣聯(lián)接件任何不期望的斷開都不應(yīng)導(dǎo)致車輛產(chǎn)生危險(xiǎn)。

審核編輯 黃昊宇