新能源高壓連接器高壓互鎖(HVIL)功能詳解

隨著目前電動汽車的不斷發(fā)展，越來越多的技術(shù)人員和用戶對電動車的高壓安全問題越來越關(guān)注和重視，尤其現(xiàn)在更高平臺電壓（800V及以上）的不斷應(yīng)用。而作為確保電動汽車高壓安全的措施之一的高壓互鎖（HVIL）功能也就越來越被重視，并在不斷提高高壓互鎖（HVIL）功能的穩(wěn)定性和響應(yīng)速度。

高壓互鎖（High Voltage Inter-lock，簡稱HVIL），用低壓信號管理高壓回路的一種安全設(shè)計方法。在高壓系統(tǒng)設(shè)計中，為避免由于高壓連接器在實際操作過程中帶電斷開、閉合所造成的拉弧，高壓連接器一般都應(yīng)具備“高壓互鎖”功能。

具有高壓互鎖功能的高壓連接系統(tǒng)，連接和斷開時功率和互鎖端子應(yīng)滿足以下條件：

高壓連接系統(tǒng)連接時，功率端子先接通，互鎖端子后接通；高壓連接系統(tǒng)斷開時，互鎖端子先斷開，功率端子后斷開。也就是說：高壓端子長于低壓互鎖端子，這樣可以確保高壓互鎖信號檢測的有效性。

高壓互鎖常用于高壓電氣回路中，如高壓連接器、MSD、高壓配電盒等回路中。帶有高壓互鎖的連接器，在帶電情況下進行解鎖時，可通過高壓互鎖的邏輯時序來斷開，斷開的時間與高壓互鎖端子和功率端子的有效接觸長度差值大小有關(guān)，與斷開時的速度有關(guān)。通常情況下，系統(tǒng)對互鎖端子回路的響應(yīng)時間在10~100ms 之間，當(dāng)連接系統(tǒng)分離（拔出）時間小于系統(tǒng)響應(yīng)時間時，就會出現(xiàn)帶電插拔的安全風(fēng)險，而二次解鎖就是為了解決這個斷開時間問題，通常情況下，二次解鎖能有效地把這個斷開時間控制在1s 以上，以確保操作安全。

互鎖信號的發(fā)出、接收、判定均是通過電池管理器（或VCU）來實現(xiàn)的，若存在高壓互鎖故障時，車輛不允許上高壓電，且不同車型的互鎖回路有著一定的區(qū)別（包括互鎖針腳及互鎖包含的高壓零部件有差異）。

上圖展現(xiàn)的是硬線互鎖，用硬線將各高壓部件連接器的反饋信號串聯(lián)形成互鎖回路，當(dāng)出現(xiàn)回路中的某個高壓部件互鎖出現(xiàn)故障的時候，互鎖監(jiān)測裝置就會立即上報VCU，由VCU執(zhí)行相應(yīng)的下電策略。但是要注意，我們不能讓高速行駛的汽車突然失去動力，因此在執(zhí)行下電策略時必須要考慮車速，所以在制定策略的時候，必須對硬線互鎖分級。

比如，將BMS、RESS（電池系統(tǒng)）、OBC劃為一級，將MCU、MOTOR（電動機）劃為二級，將EACP（電動空調(diào)壓縮機）、PTC、DC/DC劃為三級。

針對不同的互鎖等級，采取不同的HVIL策略。

由于高壓部件分布在整車的各處，這就導(dǎo)致互鎖硬線長度非常長，導(dǎo)致布線復(fù)雜且低壓線束的成本增大，但是硬線互鎖的方式設(shè)計靈活，邏輯簡單，非常直觀，利于開發(fā)。

審核編輯：湯梓紅