BMS应用软件开发 — 10 高压互锁采集
目录
1 高压互锁简介
高压互锁（HVIL-High Voltage Interlock）是一种安全功能，主要通过低压信号来检查整个高压系统回路的完整性及连续性，识别回路的异常断开，并及时断开高压输入端的控制电器件。简单来说，就是通过低压回路的通断信号（安全）来检查高压回路的通断（危险）。
车辆上电前，检测电路完整性，如果检测到电路不完整，系统无法上电，避免因虚接等问题造成事故；
检测高压电路松动（会导致高压断电、车辆动力丧失、影响乘车安全），并在高压断电前向车辆控制器提供报警信息，预留车辆系统采取对策的时间。
在维修整车高压电路时，可通过MSD(手动维修开关)手动断开高压，高压互锁先断开，然后再断开高压互锁回路，防止误操作导致高压上电，威胁维修人员安全。
2 高压互锁原理
高压互锁功能实质是检测互锁端子两个PIN脚通断来实现，高压互锁连接器实物图。
实现高压互锁结构的一般方法是将一对低压连接器和一对高压连接器固定在一对公端和母端上。通过互锁端子与主电路(高压)端子的长度和位置差异，接口在插入或拔出时有时间先后。
在插入时，高压端子比低压端子（互锁端子）较长，所以高压端子连接；检测到低压端子连接时，高压端子一定连接；
在拨出时，低压端子断开时，高压端子可能断开也可能未断开（接触不良），但是此时是不安全的，所以当检测到低压端子断开时，就断开高压。
3 高压互锁回路
高压互锁的检测方式主要看回路的设计布置形式。常见是将各个高压器件的互锁回路串联成共用一个回路，如下图的一种串联式的高压互锁回路示意图。也可以将高压器件进行分类，独立成2条回路，各自独立控制，如整车器件（VCU、IPU、DCDC、CCS、ACP、PTC等）一条回路，BMS回路作为一条回路，BMS单独检测内部的高压互锁回路。再者，也可以将整车的放电回路跟充电回路区分开来，构成2条独立的回路，如CCS单独作为一条回路，在充电的过程中在进行检测。整体的回路布置主要从系统层面出发，由功能安全开发需求来进行设计。
有一点需要说明，高压互锁回路是一条低压的回路，常见为12V，是否连通是由VCU等控制器根据检测硬线的电平高低来确认的，该回路经过检测控制器的内部芯片检测电路。因此该回路是否有布置电阻（回路电阻+控制器检测端口的上拉电阻或下拉电阻）、布置电阻的电流承受能力是需要考虑的。预防回路出现压降过大，终端检测到电压过低，误判高压互锁异常；或是回路电流过大，超过电阻的电流承受范围等问题。
4 高压互锁检测电路设计
高压连接器的HVIL检测电路有直流源与PWM两种方案。
直流源：检测高压互锁回路完整性，可以通过在BMS一端输出直流电流，在另一端输入形成回路，检测输出和输入点的电压，判断是否在一个阈值内，从而判断高压互锁回路是否开路或松动
开路故障：开路前R1 R2 和 R3 R4 并联, 此时电流会在这两组电阻之间分流；开路后，恒流源只通过 R1 R2；电流是恒定的，电阻通路减少， HVIL_OUT_AD采集的电压要比正常连通时要高；对于 HVIL_IN_AD，由于开路导致其所在支路几乎没有电流通过，其采集电压接近 0。
短电源故障：当 Power 大于或等于 VIN - C1 时，根据二极管的特性，二极管两端的电压差不足以使二极管导通，此时电流无法通过二极管流向后续电路（R1、R2 等），所以对于HVIL_OUT_AD采集的电压和开路时相同；对于 HVIL_IN_AD 采集电压，由于 Power 直接与包含 R3、R4 的支路相连，此时可以计算 R3、R4 分担的电压。
短地故障：当发生短地故障时，电流会几乎全部通过短地路径流走，导致R1 R2基本没有电流经过，所以对于HVIL_OUT_AD采集的电压较低或接近 0；而HVIL_IN_AD采集电压也接近 0。
PWM：BMS发出PWM波，经过各个高压互锁连接器，最后再回到BMS；BMS检测接收到的信号，比如PWM波信号的占空比来判断高压互锁回路的完整性
5 MSD
MSD被称为手动维修保护开关，其内置高压保险丝，具有高压互锁功能，一般安装在主正回路上；MSD的主要功能是为了保护在高压环境下从事电动汽车维修人员的安全。
例如车辆外部高压线路出现短路情况时，MSD会立即断开内部保险丝，快速分离高压电路的连接。手动断开高压时，MSD高压互锁先断开，然后再断开高压回路，保证维修工作及人员出于一种较为安全的状态。
原文地址：https://blog.csdn.net/qq_41921826/article/details/145248130
免责声明：本站文章内容转载自网络资源，如侵犯了原著者的合法权益，可联系本站删除。更多内容请关注自学内容网（zxcms.com）！