新能源汽车的电压互锁，一般称为危险电压互锁回路，简称HVIL；

高压互锁（HVIL）是一种安全功能，它旨在使用低压回路来监控高压回路的完整性，确保被拔掉的高压连接器在被拔掉后不再带电，进而避免可能接触电动汽车高压部件的人员触电的风险。

通俗来讲，就是通过低压来检测高压，即通过低压回路来监测V车辆高压器件、电气线路、连接器以及护盖的电气完整性。

当高压动力插件松脱或者插接不到位的时候，可以快速检测到低压侧的通断，从而判断高压动力接插件连接是否可靠；一旦检测出高压回路中的异常断开，就可以通过BMS反馈信号，并传送故障至整车来切断高压；

以上对于高压，尤其是目前大规模受到欢迎的800V 平台来说尤其重要；

对于新能源车的使用者、从业人员、售后人员等带来了安全保障；

常见高压接插件，由高压插入和低压插入两部分组成。

即监测到高压断开或有问题时，有故障信号传出，通过仪表、声音等进行故障报警；

显而易见的限功率运行也是必要的，甚至断开高压；

由BMS上报电池故障信号给到VCU整车控制器，实施断高压操作；

通过在整车高压上电之前检测高压系统的完整性，实现将高压系统置于封闭的工作环境中，从而提高整个高压系统的安全性。这一步骤旨在防止可能的电气故障或漏电现象，确保高压系统在操作时处于可靠的状态。

在车辆运行过程中，如果出现异常情况，如高压系统回路断开或完整性受到破坏，高压互锁系统将启动车辆高压安全防护机制。这旨在防止触电、漏电、短路等危险事故的发生。通过及时切断高压电源，系统迅速应对异常情况，保障车辆及乘员的安全。

通过高压互锁系统，有效防止在带电状态下插拔高压连接器的可能性，以避免高压端子产生拉弧损坏。这一措施旨在最小化在连接或断开高压设备时的风险，确保这一过程的安全性和可靠性。

这三个目标共同构成了高压互锁系统的重要功能，通过这些措施，确保了整车高压系统在各种情况下的安全运行。

低压插头实际上是短接导通的（插头的正中心位置），高压插入是高于低压插入部分的，也就是说插头插入插座时，高压插座先一步被插入，直到低压插头也完全插入后，连通低压插座。

图来源-电车兔

而根据检测形式的不同，高压互锁检测可分为高压接口断开检测和高压部件开盖检测等多种形式。

常见的恒压方式高压互锁检测（图来源-电车兔）

高压互锁原理

1.1 高压互锁定义

高压互锁（High Voltage Inter-lock，简称HVIL），是用低压信号监视高压回路完整性及连续性的一种安全设计方法。高压互锁设计能识别高压回路异常断开或破损，及时断开高压电。理论上，低压监测回路比高压先断开，后接通，中间保持必要的提前量，时间长短可以根据车型具体策略确定。

1.2 高压互锁原理

整车所有高压连接器连接位置，都需高压互锁信号回路，但互锁回路与高压回路不具有必然的联系。整车上高压，电器A和电器B构成一个完整回路。但高压互锁设计，可能对A电器设置一个单独的互锁信号回路，同时给B电器也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。即互锁回路可设计成并联模式，也可设计成串联模式。

整车高压系统以动力电池作为电源，低压回路同时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。当低压信号中断，说明某一个高压连接器有松动或者脱落。高压互锁基础原理如图1/图2所示。在高压互锁信号回路基础上，设计监测点或监测回路，负责将高压互锁信号回路的状态传递给 BMS。

1.3 高压互锁回路的组成

高压互锁设计的实现，需要以下设备组成：高压互锁连接器及高低压导线，闭合的低压电源信号回路，高压互锁监测回路及监测模块 （监测模块可以是电池管理系统BMS，或者整车控制器 VCU），监测模块根据高压互锁监测结果控制的高压继电器。

二 失效分析案例

具备高压互锁功能的高压连接器，由壳体、高压导电件、低压信号导电件和监测模块及监测线路组成。高压互锁连接器，一般实现方式是在对插的一对公端、母端上，分别固定着一对高压接插件和一对低压接插件。当高压插件处于断开状态，低压回路被切断；高压插件处于连接状态，低压回路也接通，形成完整回路。

2.1 高压互锁设计

图3是某款电动车高压互锁电气原理图示。

2.2 高压互锁排查

第一：组合仪表中，动力电池故障指示灯常亮；

第二：CAN线上BMS发出的报文$1D8:BMS_General_Status_1::HVInterLoStat=False。

a）依次检查所有高压插件是否存在漏接、虚接现象；

b）检查高压插接件互锁回形针是否存在弯曲、断裂现象；

c）检查低压 4 个模块（PDU-DC/DC-ACCM-PTC） 接插件是否存在漏接、虚接现象；

d）依据上述高压互锁电气原理，采用排除法定位故障模块；

e）先从 DC/DC 线束端开始，分段依次排查。

a）若电阻值小于 5Ω，则说明回路导通。需检测 X2-10 对地是否短路。

b）检测 X2-10 对电源是否短路。若确认有以上故障，可直接解决。若检查没有以上故障，则可定位为PACK 内部问题，需继续排查。

c）副驾座位下方的 MSD 是否存在漏装、互锁针弯曲、断裂。

d）BMS 的高压插接件互锁回形针是否存在弯曲、断裂现象。

三 互锁等级及其HVIL策略

随着目前电动汽车的不断发展，越来越多的技术人员和用户对电动车的高压安全问题越来越关注和重视，尤其现在更高平台电压（800V及以上）的不断应用。而作为确保电动汽车高压安全的措施之一的高压互锁（HVIL）功能也就越来越被重视，并在不断提高高压互锁（HVIL）功能的稳定性和响应速度。

具有高压互锁功能的高压连接系统，连接和断开时功率和互锁端子应满足以下条件：

高压互锁常用于高压电气回路中，如高压连接器、MSD、高压配电盒等回路中。带有高压互锁的连接器，在带电情况下进行解锁时，可通过高压互锁的逻辑时序来断开，断开的时间与高压互锁端子和功率端子的有效接触长度差值大小有关，与断开时的速度有关。通常情况下，系统对互锁端子回路的响应时间在10~100ms 之间，当连接系统分离（拔出）时间小于系统响应时间时，就会出现带电插拔的安全风险，而二次解锁就是为了解决这个断开时间问题，通常情况下，二次解锁能有效地把这个断开时间控制在1s 以上，以确保操作安全。

上图展现的是硬线互锁，用硬线将各高压部件连接器的反馈信号串联形成互锁回路，当出现回路中的某个高压部件互锁出现故障的时候，互锁监测装置就会立即上报VCU，由VCU执行相应的下电策略。但是要注意，我们不能让高速行驶的汽车突然失去动力，因此在执行下电策略时必须要考虑车速，所以在制定策略的时候，必须对硬线互锁分级。

比如，将BMS、RESS（电池系统）、OBC划为一级，将MCU、MOTOR（电动机）划为二级，将EACP（电动空调压缩机）、PTC、DC/DC划为三级。

针对不同的互锁等级，采取不同的HVIL策略。

由于高压部件分布在整车的各处，这就导致互锁硬线长度非常长，导致布线复杂且低压线束的成本增大，但是硬线互锁的方式设计灵活，逻辑简单，非常直观，利于开发。

时间：2024年8月2-4日

地点：上海新国际博览中心（龙阳路2345号）