电动汽车高压互锁设计:原理、结构与测试全解析

时间:2025-04-28

   在纯电动汽车中,高压系统的电压通常超过 300V,是家用电压的 10 倍以上。如此高的电压一旦暴露,将对人员安全构成极大威胁。因此,高压互锁系统(HVIL, High Voltage Interlock Loop)应运而生,它是解决这一安全隐患的技术。


   高压互锁系统的目标主要有三点。其一,防止高压暴露,确保所有高压部件的物理防护装置(如盖板、接插件)处于闭合状态;其二,监测连接状态,实时验证高压线束的连接完整性;其三,实现故障安全响应,在检测到异常时立即切断高压输出。


  高压互锁的工作原理


   高压互锁回路是保障电动汽车高压系统安全的关键。只有当互锁回路形成一个完整的闭环时,BMS(电池管理系统)才会认为车辆的高压部件状态正常,并允许接通高压电源。当回路遭到断开,触发 HVIL 的断开信号,BMS 将在毫秒级时间内断开高压电,确保用户安全。


   具体来说,当车辆启动时,BMS 会发送一个特定的 PWM 波形信号。这个信号如同一个 “安全检查员”,沿着低压线束依次经过 PTC(正温度系数热敏电阻)、PDU(电力分配单元)、EAC(电动压缩机)等高压部件。如果所有部件都连接正常,信号会完整地返回 BMS,此时 BMS 会允许高压系统输出能量,车辆可以正常启动和运行。反之,如果信号在传输过程中出现中断,比如高压电缆未安装、高压部件损坏或者防护结构失效等情况,BMS 会立即切断高压输出,防止危险发生。


    高压互锁结构种类


   目前市面上的高压互锁设计大多集成于高压线束接插件,即在高压线束接插件上,额外多一组低压回路用于检测 HVIL 的回路完整性。主要有以下两种常见结构:



     高压互锁测试项目


    为确保高压互锁设计结构的安全性、可靠性和稳定性,需进行一系列关键测试:


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