奔驰新能源车高压互锁技术及典型故

2023年11月21日发(作者：12年的吉利自由舰能卖多少钱)

维修实例

栏目编辑：桂江一 ********************

刘勤中(本刊编委会委员)

汽车维修工程师，从业23年，先后担任一汽-大众、通用、奔驰技术总监(经理)，具

有扎实的理论基础，在汽车电控诊断领域有着丰富的实战经验和独到的维修见解。先

后荣获一汽-大众“优秀技术经理”称号、一汽－大众服务杯全国总决赛亚军；荣获上

汽通用“汽车维修技术金奖”；公开发表技术文章近100篇，达30余万字。

奔驰新能源车高压互锁技术及典型故障两例(下)

◆文/河南 刘勤中

(接上期)

案

例

2

2022款奔驰EQB350充电后车辆无法启动

故障现象

一辆2022款奔驰EQB350 4MATIC新能源车，

搭载780200型电机，行驶里程为2 857km，VIN码为

LE42436131L02****。据车主反映，用交流电给该车充了一晚

上电但却没充满，尝试启动车辆，发现仪表台上显示红色的警示

信息“不允许拖车，参见用户手册”，且红色的高压蓄电池故障

灯点亮(图10)，车辆无法启动。锁车30min后，再次尝试解锁启

动车辆，故障依旧。

A9/5-电动制冷剂压缩机；N129/1-电机1电力电子控制单元；A79/1-

电机1 (前)；N129/2-电机2电力电子控制单元(仅适用于4x4全轮驱动)；

A79/2-电机 2 (后，仅4x4全轮驱动)；N171-高压断开装置控制单元(仅

适用于7座)；A100-高压蓄电池模块；G10-直流/交流充电车辆插座；

G10/4-交流充电车辆插座；N33/5-高压正温度系数(PTC)加热器(高压

蓄电池)；N83/1-直流/直流转换器控制单元；N83/11-高压蓄电池交流

充电器；N116/5-直流充电连接单元；a-熔丝；b-插入式连接器；c-控

制单元；d-高电压部件；e-高压导线；AC-交流电；DC-直流电。

图10 故障车仪表台上的故障信息

故障诊断与排除

该车被拖车拖到店内后进行功能检查，多次尝试结果均无法

启动车辆；查询OTR+系统，未发现此车有RTM相关的故障报

警信息；车辆电池电量为69%；将点火开关置于2档位置，空调

不制冷；检查车辆底盘没有碰撞或剐蹭痕迹；交流充电盖无法打

开，但直流充电盖可以打开；用红外测温器检查高压电池未发现

局部温度过高的情况。

故障车型(EQB 243)装配有第3排座椅，为避免被追尾时后

保险杠附近的高压部件受损，导致触电风险，特别设置了高压断

开装置控制单元N171(图11)。

图11 故障车型高压系统控制图

连接诊断仪进行快速测试，多个控制单元均设置了与互锁

电路相关的当前状态下的故障码：N83/11高电压蓄电池的交流

电充电器(SG-LG)设置了故障码P0A0A00-高压车载电气系统

的互锁电路存在电气故障；N116/5直流充电连接单元(数据通

信控制单元DCCU)设置了故障码P0A0E00-高压车载电气系统

的互锁电路出现偶发故障；N127传动系统 PTCU设置了故障码

P154700-由于检测到联锁电路故障而发出警告；N129/2-后

轴电力电子装置(SG-LE-HA)设置了故障码P0A0A00-高压车

载电气系统的互锁电路存在电气故障；N82/9蓄电池管理系统

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(BMS)设置了故障码P0A0A00-高压车载

电气系统的互锁电路存在电气故障。

故障车型互锁电路由中央互锁和分

散式互锁构成，互锁电压信号会循环通过

可拆卸或断开的所有高压车载电气系统部

件。为此，每个可拆卸高压连接中都有一

个跨接装置，可在拆下高压连接时断开互

锁电路，多个部件(并非所有部件)配有互

锁检测器。交流-直流转换器控制单元、

高压蓄电池交流充电器、电机 (后部)、高

压蓄电池模块内部都有互锁信号的评估检

测电路(IL)，这些检测器会检测断路并通

过网络请求关闭高压车载电气系统。故障

车型带互锁回路和30c电路的高压部件如

图12所示。

查看BMS控制单元N82/9的实际

值中互锁回路的状态(图13)，实际值为

FAULTY(错误)，显然不正常。

根据故障码、BMS控制单元实际值

及互锁回路的工作原理分析，导致该车故

障的可能原因有：互锁回路线路故障；高

压部件(包含IL互锁评估逻辑电路)电气故

障；BMS控制单元软件故障。

尝试对蓄电池管理系统(BMS)控制

单元N82/9的软件进行升级，结果没有发

图13 故障车BMS控制单元实际值

1-高压电设备关闭开关S7；2-燃爆熔丝F63；3-直流充电连接单元N116/5；4-高压蓄电池交流充

电器N83/11；5-电机 (后部)N129/2；6-高压断开装置控制单元N171；7-高压蓄电池模块A100

(集成了蓄电池管理系统控制单元N82/9)；8-高压正温度变化系数(PTC)加热器N33/5；9-电机(前)

N129/1；10-直流/直流转换器控制单元N83/1；11-电动制冷剂压缩机A9/5；A-电路30c；B-互

锁信号导线；C-互锁检测器。

图12 故障车型带互锁回路和30c电路的高压部件

N129/2-电机2功率电子装置控制单元；N33/5-高电压正温度变化系数(PTC)加热器；N82/9-蓄电池管理系统控制单元；N83/11-高电压蓄电池的交流充电器。

图14 故障车型交流充电系统高压互锁回路

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现新软件。断开高压电和车载电网，拔

下N82/9的插头，测量互锁回路的总电阻

(PIN17和PIN24)，可以快速判断整条互

锁回路是否正常，是否存在断路。因为在

电力电子装置控制单元、高压蓄电池交流

电充电器和直流充电器控制单元中集成了

互锁信号的评估电路(IL)，每个互锁评估

电路的阻值大约为30Ω，所以整条互锁回

路并非相当于一根导线，不同的车型互锁

回路电阻也不一致。对比同款正常车互锁

回路的总电阻约为80~110Ω，故障车总

电阻的测量值为99Ω，正常。测量N82/9

的PIN17和PIN24与车身间的电阻，大于负责发出和监控内部互锁信号。内部互锁首先测量故障车。断开高电压正温度

1MΩ，说明整条互锁回路导通正常，没信号通过N82/9的1号插头PIN17输出，变化系数(PTC)加热器N33/5(图15)和高

有断路或对地短路的故障存在。经过各个高压部件后，再回到N82/9的1电压蓄电池的交流充电器N83/11的低压

接下来决定进行分段测量互锁电路。号插头PIN24，互锁信号是一条单向输插头，分别测量N83/11和N33/5的内部

重新接通车载电源和高压电，首先选择出信号。如果互锁信号是一条单向输出信互锁信号电压(图16)。这相当于测量蓄电

了易拆装且、易测量、位于后备箱下面号，以上测量结果应该是正常的。为了池管理系统控制单元N82/9的输入和输出

的N83/11高电压蓄电池的交流充电器确保测量结果的准确性，又找来同款正互锁信号的平均电压值，结果N83/11的

(图14)。单独拔下N83/11的低压插头，常车，在同样的条件下测量，正常同款车LV1插头PIN5的电压是3.6V，N33/5的1

测量5号针脚(输入)互锁信号的平均电压N83/11低压插头5号针脚(输入)和4号针插头PIN2的电压是0。

为3.6V，4号针脚(输出)的电压为0。单脚(输出)的电压都为3.6V；单独拔下其他同样的情况下，对正常车的互锁电路

独拔下N83/11旁边的直流充电连接装置高压部件低压插头，互锁回路的输入和输信号电压进行测量。结果显示，N83/11

N116/5的低压插头，互锁回路输入电压出电压均为3.6V。这说明以上的理解是错的LV1插头PIN5的电压是3.6V，N33/5

为3.6V，输出电压也为0，测量结果与误的，互锁回路并不是像电路图显示的那的1插头PIN2电压也是3.6V。故障车与正

N83/11相同。同样的条件下测量前机舱样为单向输出，会不会是双向传输的呢？常车的测量结果不一致。由于N33/5的1

下面易于测量的高电压正温度变化系数为了验证互锁回路是单向输出还是双向传插头PIN2与N82/9的1号插头PIN24直接

(PTC)加热器N33/5，结果也相同。输，决定进一步测试故障车和正常车，并相连，在排除这段信号线存在线路故障的

蓄电池管理系统BMS控制单元N82/9进行对比。可能后，就可以判定是蓄电池管理系统控

1-冷却液软管；2-电气连接器；3-等电位联结线；4-高压连接器；N33/5-高压正温度变化系数 (PTC)

加热器。

图15 故障车型上的PTC加热器

N129/2-电机2功率电子装置控制单元；N33/5-高电压正温度变化系数(PTC)加热器；N82/9-蓄电池管理系统控制单元 ；N83/11-高电压蓄电池的交流充

电器。

图16 故障车型交流充电系统和PTC加热器高压互锁回路

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制单元N82/9内部的互锁电路存在电气故障。最后再简单介绍一下高压互锁回路(HVIL)最新的技术：分

由于蓄电池管理系统控制单元N82/9位于高压蓄电池A100散式互锁。

的内部，不单独提供，只能更换高压蓄电池。由于高压蓄电目前，奔驰只在最新上市的EQS和EQE两款纯电车型

池费用很高，应进一步确认故障原因。在所有高压部件内部(EVA纯电平台)上采用这种分散式互锁技术。分散式互锁电路

互锁闭合的情况下，使用XENTRY SCOPE示波器检查互锁也是提供保护以防意外接触高压部件的带电部件。

回路的信号波形，结果发现正常的车互锁信号波形是88Hz、与贯通式的互锁回路不同的是，每个具有可拆卸高压连接

1~3.5V的方波信号，且为双向传输；而故障车的互锁信号波形的高压部件内部都有IL分散式互锁探测器，用于自行监测该连接

是88Hz、0.5~7V的方波信号，不正常，且N82/9是单向传输(分散式互锁)。

的。因此，进一步验证故障车蓄电池管理系统控制单元N82/9内装配4MATIC全时四轮驱动(代码M005) 的EQS车型(车型

部存在电气故障。代码497)，带互锁回路的高压部件如图17所示。利用循环，通

更换动力蓄电池总成A100后，该车故障被彻底排除。过自身所有高压连接的互锁电压信号来实现高压互锁保护。 拆

下高压连接时，其中的跨接装置会中断电压信号，并对高压部

件进行评估，从而检测到高压连接断开并将互锁信息通过网络

传送至传动系统控制单元N127。

行驶时，互锁信息不会导致高压车载电气系统关闭，仅在

换挡杆处于N或 P位置，且接合时间大于3s、车速低于5km/h

时，才会关闭高压车载电气系统。此外，当换挡杆位于D位置时

打开发动机罩，也会关闭高压车载电气系统。如果点火开关关

闭且互锁信息启用，则车辆无法启动和行驶。

与传统的贯通式互锁技术相比，分散式互锁技术的优势

是：如果出现故障，可以直接通过故障码锁定故障范围，且指

向性很强，故障诊断更加方便快捷。而贯通式互锁技术则需要

对互锁回路进行分段测量，逐渐缩小故障范围。(全文完)

维修小结

通过本案例可以总结以下几点：

1.所有的新能源车型高压互锁信号电压并非是传统的12V，

如EQB的互锁信号电压为3.6V的方波信号。

输出的互锁信号是双向传输的，并非是像维修手册

电路图所描述的单向信号。

3.通过BMS低压插头测量整条互锁回路的电阻，可以快速

判断整条互锁信号是否存在断路或接触不良故障。但需要注意

的是，不同车型的互锁回路的电阻不尽相同。

4.互锁信号在经过控制单元中集成的互锁信号的评估电路

(IL)后会发生变化。

1-12V连接器；2-直流电高压连接器；3-电路30；4-AC电力电子控制单元高压连接；5-电气连接器；6-熔丝；7-带蓄电池管理系统控制单元的高

压蓄电池模块；8-高压正温度系数(PTC)加热器；9-直流高压电源分配器；10-后部电机电力电子控制单元；11-高压正温度系数(PTC)加热器；12-

高压蓄电池交流充电器；13-直流充电连接单元；14-直流/交流充电车辆插座；15-辅助防护系统(SRS)控制单元；16-热敏熔丝；17-高压断开装

置；18-电机的高压连接；19-电机；20-前部电机电力电子控制单元；21-电动制冷剂压缩机；22-连接器监测；A-互锁信号线；B-高压直流电线路；

C-高压交流电线路；D-电路30；E-电路30c信号线；F-连接器监测信号线；IL-分散式互锁探测器。

图17 奔驰EQS车型带互锁回路的高压部件

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