◆文/美國(guó) 趙鵬宇 廣東 羅健章 趙鵬媛

(作者趙鵬宇工作單位：美國(guó)南加州大學(xué)；羅健章、趙鵬媛工作單位：廣東順德區(qū)中等專(zhuān)業(yè)學(xué)校)

故障現(xiàn)象

一輛2018款吉利帝豪EV450純電動(dòng)轎車(chē)，行駛了18 500km。在電量低于20%后使用家庭便攜式交流充電樁進(jìn)行充電時(shí)，插入交流充電槍后，該車(chē)儀表顯示充電槍已插入并亮起充電指示燈，充電口指示燈瞬間由綠燈轉(zhuǎn)換為紅燈，車(chē)輛無(wú)法充電。車(chē)主懷疑便攜式交流充電樁損壞，于是到附近充電站使用了多個(gè)交流充電樁，但故障依舊。由于電量過(guò)低，車(chē)主比較著急，于是致電汽車(chē)修理廠(chǎng)。修理廠(chǎng)讓車(chē)主嘗試使用直流充電樁進(jìn)行充電，看電池電量是否上升。車(chē)主使用直流充電樁對(duì)車(chē)輛進(jìn)行充電，電量上升，充電正常。充好電后，車(chē)主將車(chē)開(kāi)到修理廠(chǎng)進(jìn)行檢修。

故障診斷與排除

該車(chē)進(jìn)入修理廠(chǎng)后，使用修理廠(chǎng)的交流充電樁進(jìn)行充電，故障依舊。連接故障診斷儀讀取故障碼，在OBC、VCU中存有兩個(gè)故障碼：P1A8998-熱敏電阻失效故障，當(dāng)前故障；P1C2C04-車(chē)載充電機(jī)故障，緊急關(guān)閉，當(dāng)前故障(圖1)。讀取數(shù)據(jù)流發(fā)現(xiàn)，VCU數(shù)據(jù)流中已檢測(cè)到交流槍信號(hào)(圖2)，但VCU控制BMS下高壓，無(wú)法給動(dòng)力電池進(jìn)行充電。

圖1 故障車(chē)上存儲(chǔ)的故障碼信息

故障車(chē)的車(chē)載充電機(jī)(圖3)由上、中、下三層組成，最上層是高壓配電模塊，中間層為散熱層，下層為OBC車(chē)載充電機(jī)控制模塊。高壓配電模塊主要把動(dòng)力電池電壓通過(guò)2塊跨接板分配到直流充電口、電機(jī)、空調(diào)、PTC。高壓配電模塊上還連接了各個(gè)高壓插頭的高壓互鎖線(xiàn)束以及開(kāi)蓋保護(hù)開(kāi)關(guān)，以防止在上電期間誤開(kāi)蓋而引發(fā)觸電事故。該車(chē)的車(chē)載充電機(jī)采用水冷散熱，在中間層設(shè)置了水道，以便進(jìn)行散熱。車(chē)載充電機(jī)最底層為OBC車(chē)載充電機(jī)控制模塊，內(nèi)部包含了整流裝置、AC-DC轉(zhuǎn)換裝置以及溫度管理系統(tǒng)等。

圖2 故障車(chē)VCU數(shù)據(jù)流

圖3 故障車(chē)的車(chē)載充電機(jī)拆解圖

查閱故障車(chē)型OBC電路原理圖(圖4)發(fā)現(xiàn)，該車(chē)車(chē)載充電機(jī)OBC的數(shù)據(jù)傳輸只能通過(guò)PCAN進(jìn)行傳輸，沒(méi)有單獨(dú)的溫度傳輸。

查閱維修手冊(cè)(圖5)發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)故障碼P1A8998可能是“車(chē)載充電機(jī)低壓電源故障或車(chē)載充電機(jī)內(nèi)部故障”。經(jīng)檢查，OBC系統(tǒng)能通訊，由此可以排除車(chē)載充電機(jī)存在低壓電源故障的可能，因此可基本判定是車(chē)載充電機(jī)內(nèi)部故障。

圖4 車(chē)載充電機(jī)電路原理圖

圖5 維修手冊(cè)中與故障碼P1A8998相關(guān)的內(nèi)容

圖6 故障車(chē)OBC車(chē)載充電機(jī)控制模塊

圖7 故障車(chē)OBC車(chē)載充電機(jī)熱敏電阻位置及插頭位置

根據(jù)故障現(xiàn)象及故障碼信息，判定故障點(diǎn)在OBC車(chē)載充電機(jī)的控制部分，因此只拆檢車(chē)載充電機(jī)底層的控制模塊部分(圖6)。拆開(kāi)后發(fā)現(xiàn)，OBC車(chē)載充電機(jī)控制部分由2個(gè)熱敏電阻負(fù)責(zé)溫度控制，圖7所示為熱敏電阻位置及插頭位置。

測(cè)量這兩個(gè)熱敏電阻的電阻值，其中一個(gè)為1.842kΩ，一個(gè)為無(wú)窮大(圖8)，正常電阻范圍為：1.5～2.0kΩ，很明顯，其中的一個(gè)熱敏電阻損壞。

圖8 熱敏電阻測(cè)量

更換新的熱敏電阻后重新裝配車(chē)載充電機(jī)，加入冷卻液并進(jìn)行排空，使用交流充電樁對(duì)其進(jìn)行充電，電量上升，使用汽車(chē)診斷儀進(jìn)行故障信息掃描，系統(tǒng)內(nèi)未存儲(chǔ)故障碼，讀取VCU數(shù)據(jù)流，正常，該車(chē)故障被徹底排除。

新能源汽車(chē)的交流充電系統(tǒng)需要把電網(wǎng)當(dāng)中的交流電通過(guò)車(chē)載充電機(jī)整流為直流電后，再對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電，在整流過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱量。根據(jù)本車(chē)的控制邏輯，當(dāng)車(chē)載充電機(jī)溫度過(guò)高時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切斷交流充電。

本案例中，車(chē)載充電機(jī)內(nèi)部熱敏電阻損壞后，車(chē)載充電機(jī)無(wú)法檢測(cè)充電時(shí)的溫度，為了防止車(chē)載充電機(jī)在充電過(guò)程中出現(xiàn)溫度過(guò)高的情況，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉了車(chē)載充電機(jī)交流充電功能。由于直流充電系統(tǒng)是直接對(duì)接動(dòng)力電池進(jìn)行充電，無(wú)需經(jīng)過(guò)車(chē)載充電機(jī)進(jìn)行整流，所以該車(chē)直流充電模式工作正常，而無(wú)法使用交流充電模式進(jìn)行充電。

維修小結(jié)

由于新能源汽車(chē)，特別是純電動(dòng)汽車(chē)的飛速發(fā)展，很多故障都與控制模塊相關(guān)。如何快速判斷是控制模塊自身問(wèn)題還是低壓線(xiàn)路問(wèn)題，對(duì)維修新能源汽車(chē)至關(guān)重要。

本案例中，通過(guò)查閱電氣原理圖及維修手冊(cè)快速判定故障車(chē)的故障點(diǎn)在控制模塊上，避免了測(cè)量線(xiàn)路與排除線(xiàn)路的繁瑣手段，從而快速定位故障點(diǎn)。希望通過(guò)此文能夠?yàn)榇蠹姨峁┛焖賹ふ遗c排除新能源汽車(chē)故障的思路與方法。

專(zhuān)家點(diǎn)評(píng)焦建剛

關(guān)于新能源汽車(chē)維修的案例不多見(jiàn)，即使有，最終結(jié)局也是以更換零部件來(lái)解決問(wèn)題的。本案例從故障車(chē)的故障碼讀取開(kāi)始入手，直到作者最終對(duì)OBC車(chē)載充電機(jī)進(jìn)行分解檢測(cè)，找到失效的熱敏電阻為止，整個(gè)檢測(cè)過(guò)程，已經(jīng)超出了常規(guī)故障檢查排除的流程。按照廠(chǎng)家的維修手冊(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)直流充電正常，車(chē)載充電不正常后，對(duì)于OBC的外圍供電電路、通信電路檢查后，即可以判斷車(chē)載充電機(jī)存在故障，需要更換車(chē)載充電機(jī)，肯定不會(huì)做出深入一步檢測(cè)的步驟。這一點(diǎn)是值得肯定和贊揚(yáng)的，從學(xué)習(xí)、研究的角度就應(yīng)該尋根問(wèn)底，不找到最終的故障原因不罷手，這才是進(jìn)行研究的意義所在。

如果要提出哪些不足的話(huà)，我認(rèn)為有兩點(diǎn)瑕疵。

一是，作者講到“高壓配電模塊主要把動(dòng)力電池電壓通過(guò)2塊跨接板分配到直流充電口、電機(jī)、空調(diào)、PTC?！逼渲械摹爸绷鞒潆娍凇?，應(yīng)該是筆誤，正確的是“交流充電口”。看圖9所示的電路圖，就明白了。

第二，該車(chē)VCU中有車(chē)載OBC的“車(chē)載充電機(jī)本體溫度”數(shù)據(jù)，但作者沒(méi)有提及，確實(shí)有些遺憾。OBC中設(shè)計(jì)了兩個(gè)熱敏溫度傳感器，是為了保證溫度采集的可靠性還是為了采集不同部位的的溫度信息？其中一個(gè)熱敏溫度傳感器失效，系統(tǒng)中的溫度顯示是否正常？對(duì)于這幾個(gè)大家比較關(guān)心的問(wèn)題，本文都未涉及。

圖9 故障車(chē)型交流充電系統(tǒng)電路