新能源汽車故障診斷技術(shù) 課件2-3 高壓互鎖故障診斷檢修

2-3高壓互鎖故障診斷檢修填寫工作頁（二.引案例）1.填寫車輛基本信息2.車輛出現(xiàn)了什么問題？3.你的工作任務(wù)

故障案例故障案例：

如圖2-31所示

，一輛2019款比亞迪e5純電動汽車

，打開起動開關(guān)

后無法上OK電

，OK指示燈閃爍后熄滅

；動力系統(tǒng)警告燈亮

，檔位控制器失效

，不

能正常換入檔位

；儀表顯示“請檢查動力系統(tǒng)”字樣

，請給予解決。掃碼觀看故障案例視頻完成工作頁

驗證故障現(xiàn)象驗證故障現(xiàn)象，方法正確、關(guān)注細(xì)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真的工作態(tài)度。1.實操驗證整車故障現(xiàn)象，

確認(rèn)儀表顯示、

整車狀態(tài)。2.填寫工作頁預(yù)診斷1.讀取故障碼和數(shù)據(jù)流。2.根據(jù)主機廠的標(biāo)準(zhǔn)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。3.完成車輛基本檢查。a.做好高壓安全防護(hù)和斷電流程。b.實操車輛基本檢查操作，

并注意安全事項。4.填寫任務(wù)工作頁。

工作頁收信息學(xué)習(xí)內(nèi)容知識準(zhǔn)備一

、高壓互鎖的功能和設(shè)計目的1.高壓互鎖的功能

高壓互鎖（HighVOltAgeInter-lOck，HVIL）

是指通過使用電氣低壓信號

，來檢

查車輛高壓器件

、電路

、插接器及護(hù)蓋的電氣完整性

，若識別出回路異常斷開時，

則會斷開高壓電

，保障用戶安全

，它是純電動汽車上一種利用低壓信號監(jiān)測高壓回

路完整性的安全設(shè)計措施

。高壓互鎖回路接通或斷開的同時

，

電源控制器接收反饋

信號

，進(jìn)而控制高壓電路的通斷。知識準(zhǔn)備一

、高壓互鎖的功能和設(shè)計目的2.高壓互鎖的設(shè)計目的

從系統(tǒng)功能安全的角度出發(fā)

，每個可能存在的風(fēng)險

，都需要配置相應(yīng)的安全技術(shù)

手段予以監(jiān)測

，以降低風(fēng)險發(fā)生的概率。從這個層面出發(fā)

，高壓互鎖

，作為電動汽車

高壓系統(tǒng)安全的一個安全措施

，在電路設(shè)計中使用。高壓互鎖回路設(shè)計的目的如下：1）

整車在高壓上電前確保整個高壓系統(tǒng)的完整性

，使高壓處于一個封閉的環(huán)

境下工作

，從而提高安全性。2）

當(dāng)整車在運行過程中

，高壓系統(tǒng)回路斷開或者完整性受到破壞時

，需要啟

動安全防護(hù)系統(tǒng)。3）

防止帶電插拔高壓插接器給高壓端子造成拉弧損壞。知識準(zhǔn)備二

、高壓互鎖的結(jié)構(gòu)與原理1.高壓互鎖的結(jié)構(gòu)

高壓互鎖系統(tǒng)由互鎖信號回路

、互鎖監(jiān)測器和自動斷路器組成。

（1）

互鎖信號回路

高壓互鎖信號回路包括兩部分

，一部分用于監(jiān)測高壓供電

回路的完整性

，另一部分用于監(jiān)測所有高壓部件保護(hù)蓋是否非法開啟。高壓互鎖信號線與高壓電源線并聯(lián)

，將所有的連接串接起來組成一個完整的回

路

，高壓部件保護(hù)蓋與盒蓋開關(guān)聯(lián)動

，盒蓋開關(guān)串聯(lián)在高壓互鎖信號回路中。若高壓回路內(nèi)某一部位未連接到位

，則互鎖信號送入VCU內(nèi)

，VCU就不使動力蓄電池對外供電

。2019款比亞迪e5的高壓互鎖回路圖如圖2-54所示。知識準(zhǔn)備二

、高壓互鎖的結(jié)構(gòu)與原理（2）

互鎖監(jiān)測器

1）

高壓插接器監(jiān)測器

。當(dāng)檢測電路斷開時

，VCU或BMS即認(rèn)定高壓插接件松

脫

，高壓互鎖回路就會觸發(fā)高壓斷電信號

，此時為了保證整車安全

。圖2-55所示為

高壓互鎖監(jiān)測器。知識準(zhǔn)備二

、高壓互鎖的結(jié)構(gòu)與原理（2）

互鎖監(jiān)測器

2）

高壓部件開蓋監(jiān)測器

。其結(jié)構(gòu)類似于插接器

，一端安裝于高壓部件保護(hù)蓋

上

，另外一端安裝于高壓部件主體內(nèi)部

，

當(dāng)保護(hù)蓋開啟時

，插接器也斷開

，高壓互

鎖信號中斷

。通常

，需要設(shè)置監(jiān)測器的部件包括驅(qū)動電機控制器和高壓控制盒等。

圖2-56所示為高壓部件開蓋監(jiān)測器。知識準(zhǔn)備二

、高壓互鎖的結(jié)構(gòu)與原理（3）

自動斷路器（也稱為主正

、主負(fù)接觸器）

自動斷路器為互鎖系統(tǒng)切斷高

壓源的執(zhí)行部件

，形式類似于繼電器

，如圖2-57所示。知識準(zhǔn)備二

、高壓互鎖的結(jié)構(gòu)與原理2.高壓互鎖的原理

高壓互鎖裝置采用低壓導(dǎo)線作為信號線

，與高壓電源線并聯(lián)在高壓線束護(hù)套管

內(nèi)

，并將所有高壓部件串聯(lián)起來形成回路

。

由于高壓互鎖插頭中高壓電源的正

、負(fù)

極端子與中間互鎖端子的物理長度不同

，如圖2-58所示

，所以當(dāng)連接高壓插頭時，

高壓插頭的電源端子會先于中間互鎖端子完成連接

；斷開高壓插頭時

，

中間互鎖端

子則先于高壓電源的正

、負(fù)極端子脫開

，從而避免了高壓環(huán)境下拉弧的產(chǎn)生

。同時，

高壓互鎖裝置內(nèi)還配備了用于監(jiān)測高壓部件蓋板是否可靠關(guān)閉的行程開關(guān)以及車輛

碰撞和翻轉(zhuǎn)信號監(jiān)測裝置

，用于觸發(fā)斷電信號

，確保在毫秒級時間內(nèi)斷開高壓回路，

并利用高壓系統(tǒng)放電電路將汽車高壓部件電容端的電壓短時間內(nèi)放掉

，避免漏電或

火災(zāi)事故的發(fā)生。知識準(zhǔn)備三

、動力蓄電池系統(tǒng)故障檢修流程

為了保證各用電器高壓線束連接到位

，

以防止意外接觸到漏電（

相當(dāng)于燃油泄

漏），

以及異常狀態(tài)情況下（

例如碰撞損壞

、非正常操作斷開高壓用電器等）

的安

全

，僅靠檢測

、

目視檢查顯得不足

。

因此

，高壓互鎖回路就顯得極其重要

。其診斷

檢修流程遵循的原則是由易入難

、

由外向內(nèi)

。高壓互鎖系統(tǒng)故障的主要診斷步驟

如下：1）

驗證故障現(xiàn)象

，觀察儀表指示燈。2）

初步診斷

，進(jìn)行車輛的基本檢測。3）

用診斷儀讀取故障碼。4）

制訂維修計劃。5）

根據(jù)維修計劃進(jìn)行維修。6）

排除故障。高壓互鎖系統(tǒng)故障的具體診斷流程如圖2-59所示。知識準(zhǔn)備四

、故障診斷檢修實施1.故障預(yù)診

1）

聽取客戶的訴求

，

問診車輛情況

，調(diào)取車輛維修記錄了解車輛歷史情況。

在什么情況下出現(xiàn)該故障

，做了哪些操作

，

故障發(fā)生的時刻和頻率

，

獲得故障

線索。2）

踩下制動踏板

，操縱變速桿置于前進(jìn)檔

，觀察儀表顯示

，確認(rèn)車輛是否正

常上電

，有無異常指示。3）

完成車輛的基本檢查

，進(jìn)行故障的初步診斷

。打開前艙蓋

，檢測12V蓄電

池的電壓是否正常

，插頭是否有松動

，

電路是否有破損

，打開熔絲

、繼電器盒

，檢

測是否完整。4）

接入診斷儀讀取車輛運行數(shù)據(jù)

，查看故障碼和數(shù)據(jù)流

，并對其進(jìn)行分析，

確定故障范圍。知識準(zhǔn)備四

、故障診斷檢修實施2.故障分析

（1）

故障產(chǎn)生的可能原因

通過前面的初步診斷

，鎖定是高壓互鎖故障

，作為

一個回路

，故障無非是斷路與短路

，其故障原因主要包括以下幾個方面：1）

高壓互鎖開關(guān)失效：

關(guān)閉蓋板之后開關(guān)不能閉合是互鎖開關(guān)常見的故障。

可能原因是設(shè)計尺寸偏差

，導(dǎo)致互鎖開關(guān)不能閉合

；蓋板突出的筋結(jié)構(gòu)高度偏低，

高壓互鎖開關(guān)不能閉合到位

，致使互鎖回路斷路

；設(shè)計不合理導(dǎo)致安裝過程中互鎖

開關(guān)結(jié)構(gòu)失效致使開關(guān)不能閉合

。設(shè)計互鎖開關(guān)時要綜合考慮安裝可能情況調(diào)整開關(guān)的朝向

，從而避免結(jié)構(gòu)失效。2）

端子退針導(dǎo)致斷路：

當(dāng)互鎖回路的低壓線束中部分線束的端子以及高壓用

電器和高壓互鎖回路上的端子質(zhì)量有問題時

，會導(dǎo)致端子退針

，導(dǎo)致公母端子接觸

不良

?？梢圆捎谩岸址ā笨焖倬珳?zhǔn)定位故障位置

。需要注意的是

，在進(jìn)行問題排

查時

，需要使用合適尺寸的探針

。探針直徑不宜選得過大

，否則會影響端子的接觸

質(zhì)量和使用壽命。3）

互鎖端子對地短路：

由高壓互鎖回路的工作原理可知

，雖然回路是通的，

但對地短路也會報高壓互鎖斷路。4）

動力蓄電池內(nèi)部故障：

若整車報高壓互鎖回路故障

，而實際檢測下來線束

是完整的

，且檢測沒有斷路/對地短路的情況

，則可帶電測量互鎖回路是否形成通

路

，

即確認(rèn)低壓線束回路相通

，高壓線束都連接完好

。然后將高壓互鎖回路任何一

個地方斷開

，使用歐姆檔測量是否導(dǎo)通

，則還可以繼續(xù)排查驗證是否是動力蓄電池

內(nèi)部的故障。知識準(zhǔn)備四

、故障診斷檢修實施2.故障分析

（2）

高壓互鎖系統(tǒng)電路分析

圖2-54所示為比亞迪e5的高壓互鎖回路圖，

該車型包括兩個互鎖回路

，

即高壓互鎖1和高壓互鎖2。BK45（B）/4和BK45（B）/5分別為高壓互鎖1從電池管理器的輸出和輸入信號

，

高壓互鎖1的信號

傳

輸

方

向

為BK45（B）/4—BK51/30—BK51/29—B74/12—B74/13—BK45（B）/5。BK45（B）/10和BK45（B）/11分別為高壓互鎖2從電池管理控制器

的輸出端和輸入端

，

高壓互鎖2的信號傳輸方向為BK45（B）/10—B74/14—B74/15—BK45（B）/11。

（3）

故障產(chǎn)生的范圍

針對上述故障現(xiàn)象

，可以確定其故障范圍為高壓互鎖電

路故障

、插頭故障和控制端故障

，如圖2-60所示。知識準(zhǔn)備四

、故障診斷檢修實施3.診斷排故

（1）

診斷分析

首先通過試車和儀表信息

，確認(rèn)故障現(xiàn)象

，接著通過整車的基

本檢查

，輔助蓄電池

、線束

、插頭的表面故障

，然后接入診斷儀讀取車輛信息

，通

過故障碼和數(shù)據(jù)流進(jìn)一步分析故障原因并確定故障范圍。

（2）

診斷流程

針對上述故障現(xiàn)象

，按照圖2-61高壓互鎖系統(tǒng)故障診斷流程，

進(jìn)行故障診斷。

知識準(zhǔn)備四

、故障診斷檢修實施3.診斷排故（3）故障診斷1）通過讀取BMS的故障碼和數(shù)據(jù)流，顯示高壓互鎖2故障。2）查看比亞迪e5電路，如圖2-54所示，查找高壓互鎖2電路中各個互鎖端子。3）

檢測BK45（B）/10、B74/14的波形

，如圖2-62所示。

結(jié)論：說明交流高壓互鎖輸出信號正常。知識準(zhǔn)備四

、故障診斷檢修實施3.診斷排故

4）

檢測BK45B/11、B74/15波形均異常且電壓值為4.9V，

如圖2-63所示。B74插頭的端視圖和在實車上的位置如圖2-64和圖2-65所示。

結(jié)論：交流高壓互鎖輸入信號異常

，可能的故障原因為充配電總成故障

、線束

故障

、BMS故障

，初步分析可能為互鎖信號斷路。知識準(zhǔn)備四

、故障診斷檢修實施3.診斷排故

5）

斷

電

后

，

測

量B74/15到BK45B/11電

阻

接

近0，

正

常

；

斷

開B74/15、BK45B/11插接器

，測量高壓互鎖輸出電路對地和正極電阻無窮大

，

阻值均正常；

測量B74/14和B74/15之間的電阻為無窮大

，如圖2-66所示。

結(jié)論：B74/14到B74/15之間存在斷路。知識準(zhǔn)備四

、故障診斷檢修實施3.診斷排故

（4）

故障排除和竣工檢查1）

故障排除。①

完成高壓斷電。②

拔下充電配總成的B74插頭。③

更換充配電總成。④

重新使用診斷系統(tǒng)

，再次確認(rèn)故障是否已經(jīng)排除。2）

竣工檢查

。檢查車輛狀態(tài)：

確認(rèn)故障是否排除

，故障指示燈是否熄滅

，

車

輛能否正常行駛

，檢查電量

。對車輛和場地進(jìn)行6S管理。知識準(zhǔn)備四

、故障診斷檢修實施4.故障機理

新能源汽車中的高壓互鎖系統(tǒng)是不能缺少的

，高壓互鎖系統(tǒng)也可以被稱為危險

電壓互鎖回路

，主要是利用其中的低壓蓄電池所釋放出的信號來檢測以及反映高壓

回路的具體情況

，從而了解高壓回路中的完整性

，一旦高壓