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電動(dòng)汽車高壓互鎖怎樣應(yīng)用

作者: 友豐電子 | 發(fā)布時(shí)間: 03-19 | 瀏覽次數(shù)：

1 什么是電動(dòng)汽車上的高壓互鎖？
      高壓互鎖（High Voltage Inter-lock， 簡(jiǎn)稱HVIL），用低壓信號(hào)監(jiān)督高壓回路完整性的一種安全規(guī)劃辦法。理論上，低壓監(jiān)測(cè)回路比高壓先接通，后斷開，中心堅(jiān)持必要的提前量，時(shí)刻長(zhǎng)短可以依據(jù)項(xiàng)目詳細(xì)景象斷定，比如150ms，大體在這個(gè)量級(jí)。詳細(xì)的高壓互鎖完成方式，不同項(xiàng)目可能有不同規(guī)劃。監(jiān)測(cè)方針是高壓連接器這類要求人力操作完成電路接通仍是斷開的電氣接口元件。
      在電動(dòng)汽車高壓回路中，要求具備HVIL功用的電氣元件主要是高壓連接器，手動(dòng)修理開關(guān)（MSD）。
      2 電動(dòng)汽車為什么需求高壓互鎖？
      從體系功用安全的視點(diǎn)動(dòng)身，每個(gè)可能存在的危險(xiǎn)，都需求裝備相應(yīng)的安全技能手段予以監(jiān)測(cè)，以下降危險(xiǎn)發(fā)生的概率。從這個(gè)層面動(dòng)身，高壓互鎖，作為電動(dòng)汽車高壓體系安全的一個(gè)安全措施，在電路規(guī)劃中運(yùn)用。
      電動(dòng)汽車高壓體系的危險(xiǎn)點(diǎn)之一，是俄然斷電，汽車失掉動(dòng)力。可能形成汽車失掉動(dòng)力的原因有幾種，其中之一就是高壓回路自動(dòng)松脫。高壓互鎖能夠監(jiān)測(cè)到這種痕跡，并在高壓斷電之前給整車操控器供應(yīng)報(bào)警信息，預(yù)留整車體系采納應(yīng)對(duì)措施的時(shí)刻。
      電動(dòng)汽車的別的一個(gè)危險(xiǎn)點(diǎn)，是人為誤操作，在體系作業(yè)過程中，手動(dòng)斷開高壓銜接點(diǎn)。假如沒有高壓互鎖規(guī)劃存在，在斷開的瞬間，整個(gè)回路電壓加在斷點(diǎn)兩頭，對(duì)于高壓連接器這類本身不具有分?jǐn)嗖鸥傻钠鞑膩碚f，是非常危險(xiǎn)的。電壓擊穿空氣在兩個(gè)器材之間拉弧，時(shí)刻雖短，但能很高，可能對(duì)斷點(diǎn)周圍的人員和設(shè)備形成損傷。
      關(guān)于高壓互鎖的詳細(xì)意圖，還有幾個(gè)不同的說法。有的觀點(diǎn)以為，高壓互鎖首要在車輛上電行車之前發(fā)揮作用，檢測(cè)到電路不無缺，則體系無法上電，防止因?yàn)樘摻拥葐栴}形成事端；也有人以為，高壓互鎖首要在磕碰斷電過程中發(fā)揮作用，磕碰信號(hào)經(jīng)過觸發(fā)高壓互鎖信號(hào)，履行體系下電。僅僅，處于磕碰后比較危殆的狀況中，履行斷電的步驟應(yīng)該是越少越好，磕碰信號(hào)直接傳遞給VCU，邏輯上比較合理一些。
      3 高壓互鎖原理
      高壓互鎖規(guī)劃有兩個(gè)方面的要素需求考慮，一個(gè)是低壓體系怎樣全面檢測(cè)到整個(gè)高壓體系每個(gè)銜接方位的銜接狀況；另一個(gè)問題是，怎樣完結(jié)低壓檢測(cè)回路的信息傳遞動(dòng)作有必要領(lǐng)先于高壓回路斷開的動(dòng)作。因而高壓互鎖原理需求從這兩個(gè)方面動(dòng)身，考慮全體電路規(guī)劃原理和連接器本身規(guī)劃原理。
      3.1 高圧互鎖回路規(guī)劃原理
      悉數(shù)高壓連接器對(duì)接方位，都合作有高壓互鎖信號(hào)回路，但回路方式與高壓回路不具有必定的聯(lián)絡(luò)。也就是說，高壓上，電氣A和電氣B構(gòu)成一個(gè)無缺回路。但高壓互鎖，可能給A設(shè)置一個(gè)獨(dú)自的互鎖信號(hào)回路，給B獨(dú)自設(shè)置一個(gè)互鎖信號(hào)回路；也可能把A和B的互鎖信號(hào)串聯(lián)在一個(gè)回路中。
      高壓回路內(nèi)以動(dòng)力電池包作為電源，低壓回路也需求一個(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)中止，闡明某一個(gè)高壓銜接器有松動(dòng)或許掉落。高壓互鎖原理圖如下。在下面圖片表現(xiàn)的高壓互鎖信號(hào)回路基礎(chǔ)上，依照全體戰(zhàn)略，規(guī)劃監(jiān)測(cè)點(diǎn)或許監(jiān)測(cè)回路，擔(dān)任將高壓互鎖信號(hào)回路的狀況傳遞給VCU或許BMS。

 高壓互鎖回路的組成

      
      高壓互鎖技能的完結(jié)，需求如下設(shè)備共同完結(jié)：高壓互鎖連接器及高低壓導(dǎo)線，閉合的低壓電源信號(hào)周轉(zhuǎn)回路，高壓互鎖監(jiān)測(cè)回路及監(jiān)測(cè)器（監(jiān)測(cè)模塊能夠在電池管理體系BMS上，也能夠在整車操控器VCU上，或許二者別離具有監(jiān)測(cè)功用），直承受高壓互鎖監(jiān)測(cè)信號(hào)操控的高壓繼電器（假如有），VCU依據(jù)高壓互鎖監(jiān)測(cè)成果操控的高壓繼電器。
      高壓互鎖監(jiān)測(cè)器分為兩種，一種是監(jiān)測(cè)高壓回路是否無缺銜接，另一種是監(jiān)測(cè)高壓電氣外殼是否就位。兩種監(jiān)測(cè)器別離用在不同的高壓互鎖體系中，不能混用。
      3.2  HVIL連接器的作業(yè)原理
      具有高壓互鎖功用的高壓連接器，由殼體、高壓導(dǎo)電件、低壓信號(hào)導(dǎo)電件和監(jiān)測(cè)器及監(jiān)測(cè)線路共同組成。
      高壓互鎖連接器，一般完結(jié)方法是，對(duì)插的一對(duì)公頭、母頭上，別離固定著一對(duì)高壓接插件和一對(duì)低壓接插件。高壓斷開狀況，低壓回路被堵截；高壓連接狀況，低壓回路的斷點(diǎn)被短接，形成無缺回路
      下面這個(gè)天然段里提到了幾個(gè)名詞，高壓連接器、公頭，母頭，公端子，母端子，公針、母針，沒找到適宜的圖示，請(qǐng)自行理解一下。
      以下圖中的高壓連接器為例，直流高壓連接器，有正極和負(fù)極兩組公端子母端子。低壓回路相同由兩對(duì)公針母針和殼體組成。在公頭和母頭上，高低壓導(dǎo)電件被固定在一個(gè)殼體上，相對(duì)方位固定。要完結(jié)低壓比高壓首要取得斷開的信息，落后取得連接完結(jié)的信息，需求確保低壓回路插針晚于高壓回路端子的對(duì)觸摸摸時(shí)刻，調(diào)理高壓端子和低壓插針的長(zhǎng)度就能夠完結(jié)。一個(gè)籠統(tǒng)的說法是，低壓插針短（或許方位落后），高壓端子剛剛觸摸的狀況，低壓插針還有一段距離；高壓端子現(xiàn)已對(duì)接多半，低壓插針才剛觸摸；高壓端子插接到位，低壓端子也插接到位。
      監(jiān)測(cè)器，擔(dān)任采集低壓信號(hào)回路的通斷狀況，發(fā)送給操控器。這樣，在高壓回路真正完結(jié)通斷曾經(jīng)，操控器現(xiàn)已把握了這個(gè)銜接器的狀況。

高壓互鎖連接器的根本完結(jié)方式


      4 高壓互鎖事例
      事例來自孫李璠的文章《純電動(dòng)汽車高壓互鎖計(jì)劃規(guī)劃》，介紹了高壓互鎖技能在電動(dòng)汽車高壓回路中的應(yīng)用。
      計(jì)劃1
      下圖中，粗實(shí)線表明12V電源的高壓互鎖信號(hào)回路，虛線是高壓互鎖監(jiān)測(cè)回路，HVIL監(jiān)控回路向VCU報(bào)告信息，由VCU確定是否接通或斷開高壓繼電器，并經(jīng)過BMS履行動(dòng)作


      圖中能夠看到，電機(jī)和電機(jī)操控器串聯(lián)在一個(gè)高壓互鎖檢測(cè)回路中，由一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)2監(jiān)測(cè)狀況；其他3個(gè)用電器，每人獨(dú)自處于一個(gè)高壓互鎖信號(hào)回路，具有1個(gè)檢測(cè)點(diǎn)。
      檢測(cè)點(diǎn)1的作業(yè)與高壓互鎖無關(guān)，是為了應(yīng)對(duì)電路出現(xiàn)反常景象。檢測(cè)點(diǎn)1將反常景象傳遞至VCU，VCU要求BMS斷開電池包內(nèi)的主回路繼電器。
      檢測(cè)點(diǎn)2，既是電機(jī)和電機(jī)操控器高壓互鎖的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，也連接著低壓繼電器2的線圈一端。當(dāng)電機(jī)和電機(jī)操控器的HVIL連接正常時(shí)，檢測(cè)點(diǎn)2的電壓是12V，VCU指令繼電器2吸合，經(jīng)過繼電器2給BMS供應(yīng)12V電源；當(dāng)連接器沒有無缺連接，VCU要求繼電器2斷開，則檢測(cè)點(diǎn)2電壓為0，BMS電源為0，不能作業(yè)；這個(gè)回路的總體主意是由電機(jī)的連接狀況去操控BMS作業(yè)與否。
      檢測(cè)點(diǎn)3、 4、 5別離表現(xiàn)DCDC、壓縮機(jī)和PTC3個(gè)設(shè)備的高壓連接器狀況，檢測(cè)電壓12V闡明連接良好，檢測(cè)電壓0闡明高壓連接器處于斷開狀況，VCU依據(jù) 檢測(cè)成果履行操控戰(zhàn)略。
      這個(gè)計(jì)劃，因?yàn)槔^電器2的作業(yè)方法，使得BMS的作業(yè)狀況與電機(jī)和電機(jī)操控器產(chǎn)生了聯(lián)動(dòng)。但VCU始終需求經(jīng)過BMS合分主回路繼電器。
      計(jì)劃2
      如下圖所示，粗線和虛線的含義與計(jì)劃1相同，去掉了繼電器2的設(shè)置，反常狀況仍然依托檢測(cè)點(diǎn)1的信號(hào)反應(yīng)。


      檢測(cè)點(diǎn)2表現(xiàn)電機(jī)和電機(jī)操控器的高壓互鎖檢測(cè)成果，檢測(cè)點(diǎn)3反應(yīng)DCDC、空調(diào)壓縮機(jī)和PTC的高壓互鎖回路無缺景象。假如檢測(cè)點(diǎn)2、 3的電壓是12V闡明連接正常，假如是0V，闡明有連接器斷開。VCU依據(jù)檢測(cè)點(diǎn)傳遞過來的信息，要求BMS操控主回路繼電器的通斷。
      從這個(gè)事例咱們不難看出，高壓互鎖回路，假如想要切當(dāng)了解是哪個(gè)電氣的連接器處于斷開狀況，則需求對(duì)這個(gè)用電器規(guī)劃獨(dú)自的HVIL回路并獨(dú)自設(shè)置檢測(cè)點(diǎn)。
      假如沒有切當(dāng)了解的必要，則最好將作業(yè)上有相關(guān)性的電氣安排在同一個(gè)HVIL回路中，以簡(jiǎn)化操控；
      實(shí)際上，高壓互鎖的監(jiān)測(cè)使命，也能夠由BMS來?yè)?dān)任；
      某些電動(dòng)汽車的規(guī)劃，將主回路繼電器的操控權(quán)限放在VCU這兒，能夠削減一次VCU判斷高壓互鎖狀況今后，需求發(fā)報(bào)文給BMS，才干完結(jié)繼電器的通斷的步驟；
      事例中，沒有給動(dòng)力電池包設(shè)置高壓互鎖檢測(cè)點(diǎn)，這是不太常見的景象。一般，動(dòng)力電池包的高壓連接器和手動(dòng)修理開關(guān)（MSD）都會(huì)設(shè)置高壓互鎖。


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