比亚迪 E5 高压互锁系统故障诊断探析

摘 要：随着新能源汽车行业的快速发展，对于新能源汽车的运维及检修提出了更高的要求。高压互锁系统作为新能源汽车电气保护重要装置之一，对保护新能源汽车安全稳定运行具有重要意义。本文以比亚迪 E5 为研究对象，对高压互锁系统的故障诊断作了分析与探讨，经实车排故及诊断措施的优化，为相关从业人员掌握诊断和维修提供参考。

关键词：新能源汽车；比亚迪 E5；高压互锁；分析诊断

中图分类号：TB     文献标识码：A      doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2021.16.076

0 引言

新能源汽车的动力系统需使用高压电，为了保障人车安全配备了相应的保护装置——高压互锁系统。高压互锁系统又称危险电压互锁回路，是利用内部小电池所发出的信号来监测新能源汽车高压系统回路的完整性，即回路是否连接正常、保护盖有无打开等。在系统实际运行期间，在高压系统回路出现断开或破损的情况下，则启动安全防护，如使高压动力电池禁止向外供电等，进而影响车辆使用。

1 高压互锁系统工作原理

由于动力电池提供的高压电远远超过了人体的安全电压的极限，所以为保障使用安全，车辆会在按下启动按钮时进行一系列的检查，其中包括高压互锁、漏电检测、接触器的自检以及各个模块之间的通讯。其中，高压互锁作为一种用低压信号监视高压回路完整性的安全设计方法。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，如 150ms 这个量级。

具体的高压互锁实现形式，不同汽车品牌可能有不同设计。监测目标是如高压连接器这类要求人力操作来实现电路接通还是断开的电气接口元件。

2 高压互锁系统故障诊断

以 2019 款比亚迪 E5 出行版为例，对高压互锁系统故障进行分析探讨。

2.1 确认故障现象

一辆 2019 款比亚迪 E5 出行版在启动车辆后，仪表显示 ready 指示灯不亮，提示请检查动力系统。且没有接触器吸和声，车辆高压无法上电。

2.2 进行基本检查

首先检查高压互锁线束连接情况，未见明显异常。再使用便携式平板解码仪进行 DTC 检测，进行全车故障扫描，发现故障码为「P1A6000 高压互锁回路 1 故障」；进入 BMS 管理系统中读取数据流显示「预充状态：未预充，高压互锁回路 1 状态：锁止」。

2.3 故障机理

比亚迪 2019 款 E5 的高压互锁电路如图 1 所示，该车的高压互锁形式是有两条回路，分别叫作高压互锁回路 1 以及高压互锁回路 2。其中，高压互锁回路 1 主要连接的部件有 BMS 管理器、动力电池包、充配电总成；高压互锁回路 2 的主要连接部件有 BMS 管理器和充配电总成。

检测信号是由 BMS 管理器的输出端发出，在正常情况下使用手持式示波器测量高压互锁回路 1 和高压互锁回路 2 中任意一点，都应该有 5V 左右的占空比信号。

当线路中出现断路，导致高压互锁锁止时，以高压互锁回路 1 为例，使用手持式示波器检测 BMS 管理系统的 BK45（B）/4 端子（高压互锁回路 1 输出），其测量值是 5V 左右的占空比信号；而在 BMS 管理系统的 BK45（B）/5 端子（高压互锁回路 1 输入）处使用手持式示波器测量值则是 5V 高电位信号。高压互锁回路 2 的输出和输入信号测试结果与高压互锁回路 1 相同。

BMS 管理系统就是通过检测高压互锁回路的输出数值与输入数值的差异来判断当前高压互锁线路中是否存在断路点的。若在自检时检测出现断路点，ECU 将停止继续上电的操作并存储故障码。

2.4 检测诊断

根据当前故障现象和基本检查的结果分析故障原因可能是整车高压互锁回路 1 线路故障或模块自身故障。

高压互锁回路 1 的线路为电池管理系统-电池包-充配电总成构成的环路，如图 2 所示。根据故障排除的主要方向，初步怀疑是高压互锁回路 1 线路中存在断路点，所以使用电阻法进行诊断。

（1）做好相关的安全防护。将点火开关置于 OFF 档，断开解码仪连接线束，将智能钥匙从车内拿出。再使用 10mm 的扳手拆卸蓄电池负极并安装防护。拆卸维修开关，放置到保护盒内，等待 5min 使高压电容完全放电。

（2）断开 BK45（B）和 B74 插头，校准万用表，并使用电阻挡测量 BK45（B）/5 端子和 B74/13 端子之间电阻，显示阻值为 0.7Ω，数值正常。再使用万用表的电阻挡测量 BK45（B）/4 端子和 B74/12 端子之间电阻，显示阻值为 ∞Ω，数值异常，由此可以缩小线路的断点的范围，具体故障点的确认还需进一步检查。

（3）将车辆举升至合适位置，拆卸动力电池包上的 BK51 插头。使用万用表电阻挡测量 BK51/29 端子和 B74/12 端子之间电阻，显示阻值为 0.6Ω，数值正常。再使用万用表电阻挡测量 BK51/30 端子和 BK45（B）/4 端子之间电阻，显示阻值为 ∞Ω，数值异常。

（4）判断为高压互锁回路 1 中 BK51/30 端子和 BK45（B）/4 端子之间的输出线路断路。经仔细检查，发现该线束中保护胶布已被撕开，线束裸露且存在磨损。更换线束后，故障消失，经反复试车，确认故障被彻底排除。

3 总结

本文以比亚迪 e5 车型为例，简要概括了高压互锁装置的故障检修流程。在实际操作中，要先结合故障现象和基本检查的结果进行基本分析，缩小可能故障的范围，精准测量。本案例中，根据将故障车的高压互锁装置分为两个部分进行线路检测，同一回路中，同等故障概率的线路检查秉承由易到难的原则，先检查插头方便拔下的部件之间的线路通断，最大限度地减少了操作步骤，能在保障准确找到故障点的同时提高工作效率。

参考文献

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作者 张利 陈俊杰 李曙辉