高压互锁原理

高压互锁设计有两个方面的因素需要考虑，一个是低压系统怎样全面检测到整个高压系统每个连接位置的连接状态；另一个问题是，怎样实现低压检测回路的信息传递动作必须领先于高压回路断开的动作。因此高压互锁原理需要从这两个方面出发，考虑整体电路设计原理和连接器自身设计原理。

电动汽车为什么需要高压互锁？

高压互锁（High Voltage Inter-lock， 简称HVIL），用低压信号监视高压回路完整性的一种安全设计方法。理论上，低压监测回路比高压先接通，后断开，中间保持必要的提前量，时间长短可以根据项目具体情形确定，比如150ms，大体在这个量级。具体的高压互锁实现形式，不同项目可能有不同设计。监测目标是高压连接器这类要求人力操作实现电路接通还是断开的电气接口元件。

在电动汽车高压回路中，要求具备HVIL功能的电气元件主要是高压连接器，手动维修开关（MSD）。

从系统功能安全的角度出发，每个可能存在的风险，都需要配置相应的安全技术手段予以监测，以降低风险发生的概率。从这个层面出发，高压互锁，作为电动汽车高压系统安全的一个安全措施，在电路设计中使用。
    

电动汽车高压系统的风险点之一，是突然断电，汽车失去动力。可能造成汽车失去动力的原因有几种，其中之一就是高压回路自动松脱。高压互锁可以监测到这种迹象，并在高压断电之前给整车控制器提供报警信息，预留整车系统采取应对措施的时间。

电动汽车的另外一个风险点，是人为误操作，在系统工作过程中，手动断开高压连接点。如果没有高压互锁设计存在，在断开的瞬间，整个回路电压加在断点两端，对于高压连接器这类本身不具备分断能力的器件来说，是非常危险的。电压击穿空气在两个器件之间拉弧，时间虽短，但能很高，可能对断点周围的人员和设备造成伤害。

关于高压互锁的具体目的，还有几个不同的说法。有的观点认为，高压互锁主要在车辆上电行车之前发挥作用，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；也有人认为，高压互锁主要在碰撞断电过程中发挥作用，碰撞信号通过触发高压互锁信号，执行系统下电。只是，处于碰撞后比较危急的情况中，执行断电的步骤应该是越少越好，碰撞信号直接传递给VCU，逻辑上比较合理一些。

高圧互锁回路设计原理

全部高压连接器对接位置，都配合有高压互锁信号回路，但回路形式与高压回路不具有必然的联系。也就是说，高压上，电气A和电气B构成一个完整回路。但高压互锁，可能给A设置一个单独的互锁信号回路，给B单独设置一个互锁信号回路；也可能把A和B的互锁信号串联在一个回路中。

高压回路内以动力电池包作为电源，低压回路也需要一个检测用电源，让低压信号沿着闭合的低压回路传递。一旦低压信号中断，说明某一个高压连接器有松动或者脱落。高压互锁原理图如下。在下面图片体现的高压互锁信号回路基础上，按照整体策略，设计监测点或者监测回路，负责将高压互锁信号回路的状态传递给VCU或者BMS。

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