黃子良、吉世岳

（東莞市汽車技術(shù)學(xué)校，東莞 523000）

0 引言

相對(duì)于傳統(tǒng)燃油汽車來(lái)說(shuō)，純電動(dòng)汽車出現(xiàn)故障的原因比較復(fù)雜，排除比較困難。本文以一輛比亞迪e5 純電動(dòng)汽車無(wú)法交流充電的故障為例，來(lái)對(duì)新能源汽車故障診斷流程進(jìn)行探討與分享[1]。

1 故障現(xiàn)象

一輛2018年產(chǎn)比亞迪5 純電動(dòng)汽車，行駛里程4.1 萬(wàn)km。用戶反映該車無(wú)法交流充電，更換充電樁后依舊如此，但可以正常上電行駛。維修人員根據(jù)故障現(xiàn)象，初步判斷為交流充電故障。嘗試給車充電，發(fā)現(xiàn)充電樁顯示屏提示“請(qǐng)連接充電線纜”，此時(shí)車輛儀表充電指示燈點(diǎn)亮，顯示屏顯示“充電連接中，請(qǐng)稍后”。

2 充電系統(tǒng)的組成和基本原理

比亞迪e5 的充電方式有交流充電、直流充電兩種，前者為慢充，后者為快充。交流充電有2.2 kW、3.3 kW 和7.0 kW 等不同規(guī)格，主要通過(guò)便攜式充電器、交流電充電樁和壁掛式充電盒等接入汽車的交流電充電口，即利用高壓電控總成將220 V、380 V 等不同電壓的交流電轉(zhuǎn)化為直流電，來(lái)給電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池充電。直流充電則是指通過(guò)直流充電接口直接給動(dòng)力電池充電的充電方式[2]，它能夠在1 h 內(nèi)將車輛的SOC 值提高至80%。充電原理如圖1所示。

圖1 充電系統(tǒng)原理圖

比亞迪e5 的充電系統(tǒng)由動(dòng)力電池管理系統(tǒng)BMS、動(dòng)力電池、高壓電控總成、交流充電口及直流充電口等構(gòu)成，充電接口隱藏在散熱格柵后面。交流充電口與直流充電口分別采用國(guó)標(biāo)7 芯接口、9 芯接口，各端子定義見(jiàn)表1。

表1 比亞迪e5 充電接口端子定義

3 故障診斷分析

比亞迪e5 無(wú)法慢充故障類型及原因較多,常見(jiàn)故障原因包括交流充電槍故障、充電通訊協(xié)議故障、雙電路故障、動(dòng)力網(wǎng)故障、充電機(jī)故障、各模塊之間連接線線束故障、高壓互鎖故障、接觸器故障以及電池內(nèi)部故障等。

根據(jù)比亞迪e5 的充電邏輯，充電槍連接以后，雙向交流逆變式電機(jī)控制器VTOG 能夠接收到充電口傳輸而來(lái)的CC 信號(hào)，完成自檢，并控制儀表的充電指示燈點(diǎn)亮。然后VTOG 把CC 信號(hào)傳遞給BCM 并激活車身控制單元BCM，BCM 控制雙路電繼電器（IG1、IG3）吸合。雙路電繼電器吸合后，就會(huì)給BMS、直流-直流轉(zhuǎn)換器（DC-DC）、VTOG 及網(wǎng)關(guān)等相關(guān)模塊供電，喚醒相應(yīng)的模塊。

接下來(lái)VTOG 把CC 信號(hào)傳輸給到BMS，激活BMS 自檢，主要檢測(cè)BMS 的絕緣情況、SOC、單體電池的電壓、均衡情況和溫度等。如果BMS 檢測(cè)到動(dòng)力電池組正常，則控制預(yù)充接觸器與交流充電接觸器閉合[3]。CP 信號(hào)代表的是VTOG 能夠接收到有效的交流電信號(hào)，VTOG 和BMS 就進(jìn)入持續(xù)充電狀態(tài)。如果此時(shí)檢測(cè)VTOG 的交流充電設(shè)備如果接收到CP 信號(hào)，則無(wú)故障。

該故障車可以上電正常行駛，說(shuō)明該車的互鎖、BMS 和動(dòng)力電池組等工作正常，沒(méi)有出現(xiàn)故障。儀表充電連接指示燈點(diǎn)亮，說(shuō)明CC 信號(hào)正常。連接故障診斷儀檢測(cè)，診斷儀與各控制單元的通訊均正常，且未發(fā)現(xiàn)故障碼。進(jìn)入VTOG 讀取數(shù)據(jù)流，發(fā)現(xiàn)插上充電槍后，CP 占空比信號(hào)為0（圖2），顯然不正常。

圖2 讀取到的數(shù)據(jù)流

充電環(huán)路互鎖的作用是檢測(cè)整個(gè)充電高壓回路的完整性，為了保證充電的每個(gè)高壓插件是否插好，每個(gè)高壓插件都帶有互鎖信號(hào)插針。充電槍產(chǎn)生一個(gè)12 V 的高電平，通過(guò)纜線控制盒、充電機(jī)和低壓線束進(jìn)入VTOG，VTOG 通過(guò)CP 檢測(cè)整個(gè)高壓回路是否插接良好。如果信號(hào)正常，則進(jìn)入下一個(gè)流程，請(qǐng)求BMS 充電，由BMS 執(zhí)行充電模式，閉合交流充電接觸器等。

結(jié)合故障現(xiàn)象和讀取的數(shù)據(jù)流分析，懷疑是充電連接線相關(guān)線路或者車載充電機(jī)故障引起的不能充電。查看充電電路圖得知（圖3），充電口的“CP”端子最終連接高壓電控總成的B28（A）-47 號(hào)端子。

圖3 充電系統(tǒng)電路圖

斷開(kāi)電源的負(fù)極等待10 min，做好安全防護(hù)，然后用萬(wàn)用表測(cè)量充電口CP 端子到插接器B28(A)-47 間的電阻，電阻為無(wú)窮大（圖4）。排查充電低壓線路，找到充電口端子，發(fā)現(xiàn)CP 線連接端子損壞（圖5）。

圖4 測(cè)量CP 端子與B28(A)-47 端子間電阻

圖5 充電口CP 線端子損壞

4 結(jié)束語(yǔ)

新能源汽車作為一種使用清潔能源燃料為動(dòng)力來(lái)源的環(huán)保車型，在未來(lái)具有良好的發(fā)展前景。但相對(duì)于傳統(tǒng)的燃油車型，新能源汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的檢修具有更高的危險(xiǎn)性。以比亞迪e5 為例，車主發(fā)現(xiàn)汽車存在無(wú)法慢充的故障時(shí)，應(yīng)先做好自我的絕緣安全防護(hù)措施[4]。一般對(duì)于這類車型，此類故障的診斷順序依次為低壓電源、CAN 通信、雙路電、各控制模塊及模塊間連接線路。再借助故障診斷儀器逐一排除，確定故障類型及定位故障位置。