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新能源汽车高压互锁故障诊断与排除
摘要:高压互锁系统充分考虑到了新能源汽车的具体使用方式、使用年限、外部因素良好应对情况,通过高压互锁系统,可以保证车辆在运行过程中的安全可靠性。当高压互锁系统中出现故障时,需要对其故障问题进行诊断与排除,作为新能源汽车维修人员,必须熟悉高压互锁的作用、分析高压互锁的原理、检测常见的高压互锁故障,这是从事新能源汽车维修的必备技能。本文将阐述高压互锁系统结构、工作原理,分析故障原因,说明故障诊断流程。
关键词:新能源汽车高压互锁故障诊断
0引言
纯电动汽车与传统燃油车相比,多了动力电池、电机控制器、车载充电器、高压分配盒、DC/DC转换器等高压元器件,这些元器件互相之间通过高压线束连接。高压系统的工作电压一般在300V以上,高压互锁系统就是用来检测高压回路中高压连接器的连接状态,识别高压连接器未连接或意外断开的故障,保障各高压元器件线束连接到位以及异常状态情况下的安全。
1高压互锁结构及原理
1.1高压互锁回路设置的目的
在车辆上电前确保整个高压系统的完整性,使高压处于一个封闭的环境下工作。在车辆上电前,若检测到电路不完整,则系统无法上电,避免因为虚接等问题造成事故。
当整车在运行过程中,高压系统回路断开或者完整性被破坏时,需要启动安全防护。在车辆行驶过程中,若检测到高压回路松动,在高压断电之前给整车控制器提高报警信号,预留整车系统采取应对措施的时间。
防止带电插拔高压插接器给高压端子造成的拉弧损坏。在高压系统工作过程中,如果没有高压互锁设计的存在,手动断开高压连接点时,在断开瞬间,整个回路电压会全部加在断点的两端,电压击穿空气在两个器件之间拉弧,时间虽短,但能量很高,可能对断点周围的人员和设备造成伤害。
1.2高压互锁的主要结构
纯电动汽车的高压系统主要涉及动力电池、高压分配盒、电机控制器、电动压缩机、高压PTC、车载充电机等。高压互锁的实现依靠高压连接器上设置互锁接口,接口有两个PIN
脚,当高压连接器插合后,两个PIN成短路状态;当连接器断开后,两个PIN脚成开路状态。同理,在高压元件盖板上也有类似的设置,当高压线束连接好,高压盖板装配完整后,高压互锁构成封闭回路,相关模块通过检测互锁回路来判断高压回路的完整性。这样无论是高压线束没有连接好,还是盖板没有装配好,都会使高压互锁回路处于开路,不允许高压输出,这样就避免高压裸露带来的触电风险。
1.3高压互锁基本原理
高压互锁是借助整车控制器(VCU)和低压线束,组成闭合回路,通过使用低压信号来检查电动汽车上所有与高压母线相连的各分路,VCU检测回路的完整性,低压信号沿着闭合的低压回路传递,如果该回路出现短路、开路的情况,则认为存在潜在的危险,禁止输出高压。
高压连接器中的HVIL接口与高压大电流接口在插入和拔出时,有个时间差,这样HVIL就能确保高压端子已经可靠连接或提前预判其意外断开。
2高压互锁的常见故障
高压互锁故障的主要故障原因主要是插接器故障、电路故障以及元件本身故障。本文以吉利帝豪EV450纯电动车为例,进行高压互锁故障诊断与排除。
吉利帝豪EV450的高压互锁分为电池内部互锁、外部高压插件环路互锁。电池内部互锁由电池管理系统(BMS)单独检测,通过CAN发至整车网络由整车控制器(VCU)根据故障进行操作。外部高压互锁插件环路互锁由VCU检测。
若高压互锁出现故障,整车无法上高压电。VCU检测不到高压互锁信号,就会将整个车辆高压电断开,并将检测到的故障发送到车身控制模块(BCM),由BCM传到仪表显示故障现象。外部高压插件环路由VCU、电机控制器、车载充电机、空调压缩机和PTC组成,高压互锁由VCU发出信号经过电机控制器、车载充电机、空调压缩机和PTC回到VCU。如果中间某一系统高压互锁不正常,VCU将接收不到高压互锁的信号,VCU将全车下电并报故障。
3故障诊断流程
?当帝豪EV450发生高压互锁故障时,我们主要按照诊断流程进行排除(图1)。主要流程就是从高压互锁、电机控制器高压互锁、车载充电机高压互锁、空调压缩机高压互锁、PTC高压互锁进行故障分析与检测。
图1高压互锁故障诊断流程
4高压互锁故障诊断案例分析
吉利EV450纯电动汽车,车辆无法行使,READY指示灯没有点亮,蓄电池充电警告灯点亮,系统故障警告灯点亮,经诊断确认为VCU与PTC之间的高压互锁电路断路故障,根据诊断流程,完成故障诊断、修复后,故障现象消失。具体诊断步骤如下:
步骤1:根据故障现象:发现READY指示灯没有点亮,蓄电池警告灯点亮,系统故障警告等点亮。
步骤2:连接故障诊断仪,读取VCU系统故障码及数据流,故障码为P1C8E04高压互锁PWM输出信号开路、P1C4096高压互锁故障,数据流为整车高压互锁故障。初步判断为高压互锁出现故障,
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