高壓互鎖原理及回路設(shè)計(jì)

高壓互鎖（HVIL），是高壓互鎖回路（Hazardous Voltage InterlockLoop）的簡(jiǎn)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(guò)使用低壓信號(hào)來(lái)檢查電動(dòng)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(guó)際標(biāo)準(zhǔn)《ISO 6469－3： 2001電動(dòng)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(méi)有詳細(xì)地定義高壓互鎖系統(tǒng)。

高壓互鎖的目的是，用來(lái)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(kāi)或者完整性受到破壞的時(shí)候，就需要啟動(dòng)安全措施了。

一、高壓互鎖原理

高壓回路內(nèi)以動(dòng)力電池包作為電源，低壓回路也需要一個(gè)檢測(cè)用電源，讓低壓信號(hào)沿著閉合的低壓回路傳遞。一旦低壓信號(hào)中斷，說(shuō)明某一個(gè)高壓連接器有松動(dòng)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(hào)回路基礎(chǔ)上，按照整體策略，設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)或者監(jiān)測(cè)回路，負(fù)責(zé)將高壓互鎖信號(hào)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(dòng)車動(dòng)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(dòng)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(lái)看，電動(dòng)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(cè)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(kāi)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(kāi)；

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

5）無(wú)論電動(dòng)汽車在任何狀態(tài)，HVIL在識(shí)別到危險(xiǎn)時(shí)，車輛必須對(duì)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(dòng)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(dòng)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(dòng)汽車安全要求》等相應(yīng)的法規(guī)要求：純電動(dòng)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(guò)絕緣、遮攔、外殼和金屬網(wǎng)板等一些防護(hù)裝置來(lái)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(guò)專業(yè)工具或維修鑰匙打開(kāi)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(kāi)都不應(yīng)導(dǎo)致車輛產(chǎn)生危險(xiǎn)。

2、插電混合動(dòng)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(kāi)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(dòng)力汽車（HEV）高壓互鎖回路

按照GB／T 19751《混合動(dòng)力電動(dòng)汽車安全要求》、GB／T 18384．1《電動(dòng)汽車安全要求第1部分：車載儲(chǔ)能裝置》、GB／T 18384．2《電動(dòng)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(dòng)汽車安全要求第3部分：人員觸電防護(hù)》法規(guī)要求，HEV動(dòng)力電路系統(tǒng)的帶電部件，應(yīng)通過(guò)絕緣或使用蓋、防護(hù)欄、金屬網(wǎng)板等來(lái)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(wú)意識(shí)的情況下，它們不能被打開(kāi)、分離或移開(kāi)。而且電氣聯(lián)接件任何不期望的斷開(kāi)都不應(yīng)導(dǎo)致車輛產(chǎn)生危險(xiǎn)。