高圧インターロック（HVIL）

現在の電気自働車の絶え間ない発展に従って、ますます多くの技術者とユーザーは電気自働車の高圧の安全問題にますます関心と重視して、特に今より高いプラットフォーム電圧(800V及び以上)の絶え間ない応用です。電気自動車の高圧安全対策として、高圧インターロック(HVIL)機能がますます重要視され、安定性と応答速度の向上が図られている。

高圧インターロック(High Voltage inter-lock,略称HVIL)は、高圧回路を低電圧で管理する安全設計手法です。高電圧のシステムの設計の中で、高電圧のコネクタが実際の操作の過程の中で帯電して開いて、閉じることによってもたらされるアークを引くことを避けるために、高電圧のコネクタは普通すべて「高電圧のインターロック」の機能を備えるべきです。

高電圧インターロック機能を備えた高電圧接続システムでは、接続と切断時の電力とインターロック端子は以下の条件を満たす必要があります。

高圧接続システムを接続する時、電力端子は先にオンにして、インターロック端子は後にオンにします;高圧接続システムをオフにする場合、インターロック端子が先にオフになり、パワー端子が後にオフになります。つまり、高電圧端子が低電圧端子よりも長いため、高電圧端子の信号検出の有効性を確保することができます。

高圧インターロックは、高圧コネクタ、MSD、高圧ボックスなどの高圧電気回路でよく使われます。高圧インターロック付きコネクタは、帯電状態で解錠を行う場合、高圧インターロックの論理タイミングによって切断することができます。切断の時間は、高圧インターロック端子と電力端子の有効接触長の差の大きさと、切断時の速度と関系があります。通常、システムのインターロック端子回路の応答時間は10~100msの間で、システムの応答時間よりも接続システムの分離(引き抜き)時間が短い場合、ライブプラグのセキュリティリスクが発生します。二次解錠はこのオフ時間問題を解決するためです。通常、二次解錠はこのオフ時間を1s以上に抑えることができます。安全な操作が可能です

インターロック信号の発信、受信、判定はバッテリーマネージャ(またはVCU)によって行われ、高電圧インターロックの不具合があった場合、車両に高電圧をかけることはできませんし、車種によってインターロック回路に違いがあります(ピンやインターロックに含まれる高電圧部品に違いがあります)。

上の図はハードラインのインターロックです。ハードラインで各高電圧部品コネクタのフィードバック信号を直列につないでインターロック回路を形成し、回路内のある高電圧部品のインターロックに不具合が発生した場合、インターロック監視装置はすぐにVCUに報告し、VCUがそれに応じた電源ダウン策を実行します。ただし、高速で走っている車が急にパワーを失ってはいけませんので、速度を考慮した戦略をとる必要がありますので、ハードラインをロックするなどの戦略をとる必要があります。

たとえば、BMS、RESS(バッテリーシステム)、OBCを1段、MCU、MOTOR(モーター)を2段、EACP(エアコンコンプレッサー)、PTC、DC/DCを3段とします。

インターロックのレベルに応じて、異なるHVIL戦略を採用しています。

高電圧部品が車の至る所に分布しているため、インターロックのハードラインの長さが非常に長くなり、配線が復雑になり、低圧ワイヤビームのコストが増大します。しかし、ハードラインのインターロックの方式は設計が柔軟で、論理が簡単で、非常に直感的で、開発に有利です。

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