關注一下電池高壓安全的問題，本文整理了一些關于高壓互鎖回的一些要求，這些要求都是一般性的要求，針對這些要求，每個廠商都會有各自不同的實現方式。

從法規的角度來看，比如，GB/T 18384.3-2015 《電動汽車安全要求第3部分：人員觸電防護》在6.6.1提到：“如果遮欄/外殼允許直接進入，則只能通過工具或維修鑰匙打開或去掉，或者有某種方法使B級電壓帶點部分斷電，例如互鎖”。這里的互鎖一般指高壓互鎖回路High Voltage Interlock Loop（HVIL），它通過低壓回路來檢測高壓部件、導線和連接器的電氣完整性或連通性，識別回路的異常斷開，并及時斷開高壓輸入端的控制器。當HVIL發生故障的時候，要確保高壓系統以合適的方式進行安全斷電，在故障排除之前高壓系統不能上電，同時觸發相應的DTC。高壓模塊從高壓電路斷開時，要注意高壓電路中的電容性負載，以及高電壓電纜帶電，防止操作人員觸電。車輛正常工作時，防止由于人為操作不當、車輛振動、產品老化、線路磨損帶來的局部發熱和拉弧而造成觸電。

設計要求

1) 控制器中與HVIL相關的模塊的功能安全等級應達到ASIL C

2) HVIL應包括一個信號發生器和2個信號檢測裝置

3) 必須能夠連續、實時監測整個回路的通/斷

4) HVIL回路的所有高壓連接器在不使用工具、或無意識情況下，不能被打開、分離

5) 高壓回路的所有高壓連接器應該有機械互鎖裝置，只有在HVIL回路先行斷開的情況下，高壓連接器才能被打開

6) HVIL回路應該有安全冗余設計，即某個關鍵器件的失效不會嚴重影響高壓回路監測功能的誤判

7) 特殊情況下，可以直接通過HCU或BMS檢測HVIL回路，直接斷開高壓回路

8) HVIL識別到危險時，車輛必須做出提示報警

診斷功能要求

HVIL相關控制器應診斷出以下故障

1) 回路斷開

2) 對地短路

3) 對12V電源短路

4) 回路短路

5) 回路阻抗變大

信號源要求

1) HVIL信號源電壓一般5V

2) HVIL與12V電源短路，信號源不能失效，且具備反向保護

3) HVIL線束不能出現分支壓接觸點

4) 當12V鉛酸電池電壓降低時，比如10V左右，也需要保護HVIL信號源有穩定輸出。

高壓連接器要求

1) 高壓連接器需要集成互鎖功能

2)  高壓連接器斷開時，HVIL首先斷開；接合時，后接通HVIL，有些設計是同s時接通的

3) 高壓連接器接合后的接觸電阻滿足《汽車電線束插接件技術條件》

4) 互鎖線束在布置時，應該從高壓零部件的低壓接口引出，并且與高壓線束分開。

5) 連接器的一般以壓接、插拔形式居多，角度一般是90°或180°，通常是在線束端或加插件端內置互鎖短接片或針腳。例如下圖就是現在比較常見的一個MSD里面的HVIL設計（黃色虛線框），采用的是針腳。（這個MSD還包括了一些其他的安全設計特征在里面，比如IPXXB，這個下次再具體討論）

危險控制策略

HVIL識別到危險時，整個控制器需要根據事發時候的行車狀態及故障危害程度合理運用安全策略，這里收集了一些常見的安全策略：

1) 故障報警。無論車輛是否處于行駛狀態，HVIL識別到危險時，必須以某種形式發出提示警報，提醒駕駛員及時處理

2) 切斷高壓。當車輛處于停止狀態時，HVIL檢測到危險時，需要告訴系統控制器斷開高壓。

3) 降功率運行。行駛過程中識別到危險時，不能馬上斷開高壓，首先發出提示或警報讓駕駛員知道異常發生，然后控制系統降低電機的運行功率，降低車速，讓高壓系統工作在較小負荷，為駕駛員提供一定的時間靠邊停車，以便下一步的故障分析。

HVIL在電氣設計上有很多實現的方式，每種方式的實現都需要考慮到各個高低壓器件之間的相互關系，需要綜合考慮系統的整體需求。

返回第一電動網首頁 >