本期打算跟大家聊一聊电动汽车的高压互锁的设计原理,一起来学习吧!
hvil介绍
高压互锁(high voltage interlock- hvil)是一种用低压信号来监测电动汽车高压回路完整性的一种安全设计方式。原则上,低压监测回路会比高压先接通,后断开。在电动汽车的高压回路中,要求具备高压互锁功能的电气元件主要是高压连接。一般,高压互锁主要在电动汽车点火过程中发挥作用,上电过程中,如果检测到高压回路不完整,则系统禁止高压上电,从而避免潜在的安全事故发生。图1是一种接触件的高压互锁结构。
图1高压互锁结构
hvil设计原理
hvil 回路贯穿整车中的每一个高压器件和高压连接器。图2展示了整车的高压电路、高压组件和一些高压线束连接器。
图2 整车中串联式的高压互锁回路示意图
从图2中,我们可以看出,基本原理是:bms发出一个常电流信号,并且测量在回路中几个已知电阻的电压降。如果电阻值改变了,进而会导致电压降高于或者低于最大的阈值,从而bms报出hvil故障。
hvil诊断策略
一般来说,车辆在不同的运行模式下,对hvil故障处理的策略是不同的。通常分为行车模式和其他模式两种:
如果整车处于ready、support 或者charge模式,当bms检测到高压互锁故障时,通常会以fault的形式上传到can上,此时,整车会断开继电器,切断动力输出或者保持继电器断开状态。
如果整车处于run模式,当bms检测到高压互锁故障时,通常会以warning的形式上传到can上,由于此时整车处于驾驶模式,为避免整车在行驶过程中突然失去动力,整车不会直接断开继电器,而是以警告的形式告知驾驶员。
如果整车处于高压上电前,bms检测到hvil故障,此时,车辆会被禁止上电;如果在高压过程中,bms突然检测到hvil故障,则整车会立即下电,并且会对高压回路进行泄放(一般为泄放到60v 以下),来预防高压触电。
潜在的导致hvil失效的原因有:
电阻变大或者接插件的插头断续(e．g． loose connectors and pins/intermittent shorts/intermittent open connections/bad crimps/out of spec parts/splayed-open terminals )
组件内部损坏(e．g． non-functioning hvjb lid switch/improper resistance in any of the hv components)
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参考资料:tesla高压互锁设计、energy期刊、相关书籍等
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