高壓互鎖系統(tǒng)的基本原理？高壓互鎖系統(tǒng)在新能源汽車中的重要性

高壓互鎖定義：High Voltage Inter-lock，簡稱HVIL，也稱高壓互鎖回路，即通過使用電氣低壓信號來監(jiān)測和確認(rèn)電動汽車所有高壓產(chǎn)品、導(dǎo)線、連接器及控制器護蓋的高壓電氣完整性和連續(xù)性的一種安全設(shè)計。

包括電動車上所有高壓部件和線束接插件必須安裝到位，無短路或開路情況；高壓控制器開蓋檢測；車輛碰撞檢測；MSD維修開關(guān)有無松動情況等等。

圖示高壓互鎖插頭中高壓電源的正、負(fù)極端子長度比中間互鎖端子要長，故當(dāng)連接高壓插頭插合時，高壓插頭的電源端子先于中間互鎖端子插合。

斷開高壓插頭時，中間互鎖端子同樣先于高壓電源的正、負(fù)極端子脫開，從而避免了高壓環(huán)境下拉弧的產(chǎn)生。

電動汽車高壓控制器內(nèi)還配備了行程開關(guān)（或稱合蓋開關(guān)），用于監(jiān)測高壓部件蓋板是否可靠關(guān)閉。

典型的高壓互鎖回路如下圖所示，通常由BMS或VCU、低壓線束及高壓用電設(shè)備組成一個閉合的回路。由BMS或VCU負(fù)責(zé)發(fā)送和接收PWM 波形，檢查和判斷該回路的完整性。如果該回路出現(xiàn)短路、開路的情況，則認(rèn)為存在潛在的危險，禁止輸出高壓。

風(fēng)險一：電動汽車高壓系統(tǒng)工作過程中，高壓突然斷電，會造成車輛瞬間失去動力。這時高壓互鎖系統(tǒng)可以監(jiān)測到車輛高壓回路的連續(xù)性受到破壞，會及時在高壓斷電之前給VCU 發(fā)送報警信號，提醒駕駛員注意，并促使VCU對整車系統(tǒng)做出應(yīng)對措施。

風(fēng)險二：電動汽車在維修工作過程中如人為誤操作手動斷開高壓連接器時，在高壓連接器斷開的瞬間，整個回路高壓加在連接器端點兩端，高壓會擊穿空氣產(chǎn)生很強的拉弧，可能對斷點周圍的人員和設(shè)備造成傷害。

高壓互鎖系統(tǒng)則可以在連接器斷開的時候，同時斷開動力電池的輸出，避免電弧的產(chǎn)生對人員和設(shè)備所造成的傷害。

風(fēng)險三：當(dāng)電動汽車發(fā)生碰撞時，如下圖所示，碰撞傳感器發(fā)出碰撞信號，觸發(fā)HL斷電信號，整車高壓源會在毫秒級時間內(nèi)自動斷開，以保障人員和車輛的安全。

在商用車新能源直播中我們了解了新能源高壓互鎖

形式一：

12V或5V的電壓通過電阻，經(jīng)過用電器（紅色為用電器）返回互鎖模塊，最后入地，這種形式有一種弊端，假如用電器端出現(xiàn)對地短路故障，則無法繼續(xù)檢測后端用電器斷沒斷開互鎖插件。

形式二：

第二種形式跟第一種形式基本相似，12V或5V電壓直接經(jīng)過用電器然后到達互鎖信號，當(dāng)互鎖信號收到12V或5V電壓則表示用電器端無故障，反之則為用電器端出現(xiàn)故障，這種形式也存在一種弊端，當(dāng)某一處出現(xiàn)對地短路情況是由于沒有電阻，所以說它的電流非常大，很容易就燒壞電源

形式三：

第三種形式呢還是12V或5V電源通過R1電阻經(jīng)過用電器（紅色）后經(jīng)過R2電阻入地，這兩個電阻阻值一樣大，這個時候互鎖信號會有6V電壓，當(dāng)某個用電器出現(xiàn)故障時互鎖信號則為12V，如果沒有出現(xiàn)故障則為6V，這里說一下電阻分壓，12V電壓經(jīng)過R1、R2，假設(shè)R1阻值為1K則12V除以2等于6V，那么當(dāng)R1為4K，R2為2K,那么這時候R1和R2分別為幾V呢？

形式四：

第四種是形式是通過PWM信號經(jīng)過用電器（紅色）后返回互鎖信號，這種檢測需要用到示波器

形式五：

第五種形式是目前商用車普遍采用的一種形式，PWM信號通過電容（電容阻直流，通交流（高頻）），經(jīng)過用電器（紅色），最后進入互鎖信號，DCDC會發(fā)出12V電壓，經(jīng)過用電器最后入地。 當(dāng)某一處用電器出現(xiàn)故障時，我們用示波器可以檢測波形，我們可以看到一邊有波形另一邊沒有波形，一邊有12V電壓另一邊沒有12V電壓。

這種形式也是目前主流的高壓互鎖形式。