初宏偉、張穎

（1.長(zhǎng)春汽車(chē)工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校，長(zhǎng)春 130013；2.一汽－大眾汽車(chē)有限公司，長(zhǎng)春 130011）

0 引言

相對(duì)于傳統(tǒng)燃油汽車(chē)，插電式混合動(dòng)力汽車(chē)出現(xiàn)故障的原因比較復(fù)雜，排除比較困難。本文以一汽-大眾探岳GTE 混合動(dòng)力車(chē)型“高壓電不上電”的故障為例，對(duì)混合動(dòng)力汽車(chē)不上電故障診斷流程進(jìn)行分析和總結(jié)。

1 探岳GTE 高壓不上電原因分析

1.1 先導(dǎo)線(xiàn)控制回路原因

一汽-大眾探岳GTE 屬于插電式混合動(dòng)力車(chē)型。按動(dòng)力總成布置的形式，該車(chē)型屬于串聯(lián)式混合動(dòng)力，即串聯(lián)安裝1.4T 汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和高壓驅(qū)動(dòng)電機(jī)。該車(chē)型取消了傳統(tǒng)的起動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)，使用高壓組件的驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)施起動(dòng)和發(fā)電功能。因此車(chē)輛起動(dòng)的前提之一就是高壓系統(tǒng)上電，否則電機(jī)不工作，即使有1.4T 發(fā)動(dòng)機(jī),但沒(méi)有起動(dòng)機(jī)作用，車(chē)也無(wú)法起步。

高壓系統(tǒng)上電的一個(gè)必要條件是打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)后，高壓蓄電池控制單元檢查先導(dǎo)線(xiàn)控制回路完好。根據(jù)探岳GTE 車(chē)型先導(dǎo)線(xiàn)工作原理圖（圖1），先導(dǎo)線(xiàn)的控制電路如下。

圖1 先導(dǎo)線(xiàn)路原理圖

從高壓蓄電池AX2 的控制單元J840 加載5 V 低壓監(jiān)控電壓信號(hào)，通過(guò)插接器T6 后經(jīng)AX2 的T14w/11 端子輸出；然后經(jīng)高壓加熱器Z115、電機(jī)VX54、功率電子裝置JX1 和高壓充電機(jī)AX4 后，經(jīng)高壓系統(tǒng)保養(yǎng)維修插頭TW 至AX2 的T14W/4 端子輸入，由高壓蓄電池內(nèi)部的J840 通過(guò)下拉電阻搭鐵，從而形成電壓逐級(jí)升高到約5 V 的閉合回路。期間先導(dǎo)線(xiàn)路經(jīng)AX4 后還會(huì)與JX1、Z115 和高壓空調(diào)壓縮機(jī)V470 形成回路。

該車(chē)型先導(dǎo)線(xiàn)路控制方案的特點(diǎn)是，在絕大部分高壓組件（包括高壓線(xiàn)、高壓插頭以及重要高壓機(jī)械部件）上設(shè)計(jì)一條低壓控制回路，這條低壓回路又稱(chēng)先導(dǎo)線(xiàn)。一旦低壓控制回路出現(xiàn)異常，車(chē)輛高壓蓄電池內(nèi)的高壓繼電器就會(huì)斷開(kāi)，導(dǎo)致車(chē)輛出現(xiàn)高壓電不上電故障。

1.2 高壓控制方面原因

J840 是發(fā)出上電指令的控制器,只有車(chē)輛通過(guò)高壓混合動(dòng)力CAN 總線(xiàn)完成所有安全認(rèn)證后，J840 才能發(fā)出上電指令。也就是所有與高壓系統(tǒng)相關(guān)的通訊出現(xiàn)異常，如高壓電機(jī)等控制單元的電源、搭鐵和信號(hào)線(xiàn)出現(xiàn)故障，無(wú)法通訊，都可能引起高壓電不上電。

1.3 執(zhí)行方面的原因

探岳GTE 高壓系統(tǒng)上電，在執(zhí)行方面設(shè)置了3 道門(mén)檻：①高壓系統(tǒng)應(yīng)急斷電熔絲SC28 的電路完好；②高壓系統(tǒng)斷電維修插頭閉合；③高壓系統(tǒng)斷電繼電器完好。這3 方面的執(zhí)行情況同樣要受到控制單元的閉環(huán)監(jiān)控。

1.4 安全方面原因

（1）安全氣囊控制單元的原因。只要感知到車(chē)輛減速度達(dá)到一定限制，包括低于25 km/h 的時(shí)速，此時(shí)安全氣囊不需要彈出，但高壓電會(huì)斷電，并不允許上電，直到經(jīng)銷(xiāo)商應(yīng)用專(zhuān)用工具處理后才能上電。

（2）高壓用電器電路短路或過(guò)載的原因。該車(chē)型在高壓電纜的正極線(xiàn)上設(shè)置一個(gè)熔絲，所有高壓附件如空調(diào)、加熱和交流充電等，用電都經(jīng)過(guò)此熔絲。如果電流超過(guò)設(shè)計(jì)限制，就會(huì)造成該熔絲熔斷，高壓系統(tǒng)斷電。

（3）高壓組件電纜連接的原因。高壓組件大電流工作時(shí)，突然出現(xiàn)電纜連接問(wèn)題，為防止出現(xiàn)大的電磁感應(yīng)燒壞斷電繼電器，而保護(hù)性切斷高壓電，并不允許上電。

2 探岳GTE 先導(dǎo)線(xiàn)路斷路導(dǎo)致車(chē)輛無(wú)法上電故障分析

在探岳混合動(dòng)力車(chē)型高壓電上電控制的諸多影響因素之中，從不同的角度出發(fā)，會(huì)有不同分類(lèi)方法，但都離不開(kāi)一個(gè)重要部件，即先導(dǎo)線(xiàn)路。先導(dǎo)線(xiàn)路特點(diǎn)最鮮明，故障概率也最高，而且它往往貫穿在其他幾個(gè)原因之中。在此對(duì)先導(dǎo)線(xiàn)引發(fā)相關(guān)故障總結(jié)如下。

（1）由于先導(dǎo)線(xiàn)遍布全車(chē)的各個(gè)高壓組件，它在保證車(chē)輛高壓安全的同時(shí)，發(fā)生故障的概率相對(duì)較高。

（2）由于眾多的先導(dǎo)線(xiàn)構(gòu)成單一回路，其監(jiān)控元件只有J840，這就導(dǎo)致無(wú)論線(xiàn)路中哪里出現(xiàn)斷路或短路問(wèn)題，都會(huì)產(chǎn)生同一控制單元故障碼。即J840 會(huì)報(bào)先導(dǎo)線(xiàn)相關(guān)故障碼，這會(huì)給后期檢測(cè)維修帶來(lái)困惑。

（3）由于J840 安裝在高壓蓄電池密封的殼體內(nèi)，拆卸、檢測(cè)需要打開(kāi)高壓蓄電池的殼體，會(huì)帶來(lái)大量附加工作（如密封檢測(cè)、高壓絕緣檢測(cè)等）。這就需要維修技師有能力預(yù)判故障點(diǎn)，非必要時(shí)不要拆解高壓蓄電池。因此，維修技師一定要熟悉先導(dǎo)線(xiàn)控制原理，通過(guò)合理診斷與測(cè)量，準(zhǔn)確定位故障。

現(xiàn)以探岳GTE 相關(guān)故障案例的診斷與排除，說(shuō)明高壓不上電的診斷思路，希望引起廣大維修技師及相關(guān)從業(yè)人員的重視與思考。

2.1 案例1：先導(dǎo)線(xiàn)虛接導(dǎo)致高壓不上電

：一輛2021年產(chǎn)一汽-大眾探岳GTE 車(chē)型，因無(wú)法起動(dòng)被拖至4S 店維修。

：維修人員接車(chē)后試車(chē)發(fā)現(xiàn)，多數(shù)時(shí)候車(chē)輛可以正常上電，進(jìn)入READY 狀態(tài)；偶發(fā)無(wú)法上電，儀表板提示“故障：混合動(dòng)力系統(tǒng)，請(qǐng)立即停車(chē)”。維修人員確認(rèn)該車(chē)為高壓系統(tǒng)存在故障，并初步判定不能起動(dòng)的原因應(yīng)在高壓電控制系統(tǒng)。

用故障診斷儀檢測(cè)，在8C-混合蓄電池管理系統(tǒng)中讀取到故障碼“P0A0A00——高電壓系統(tǒng)的先導(dǎo)線(xiàn)路，斷路（被動(dòng)/偶發(fā)）”。根據(jù)故障現(xiàn)象和檢測(cè)到的故障碼分析，故障原因可能有：①先導(dǎo)線(xiàn)路相關(guān)故障；②高壓蓄電池控制單元故障。保存診斷報(bào)告后，嘗試斷開(kāi)低壓電及高壓電，故障碼均無(wú)法消除。

對(duì)高壓系統(tǒng)部件做全面檢查，未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。外出試車(chē)中，無(wú)論是高速行駛、低速行駛以及顛簸路面行駛，均未發(fā)現(xiàn)故障。檢查低壓先導(dǎo)線(xiàn)路，也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)線(xiàn)束干涉、破損及老鼠咬線(xiàn)的現(xiàn)象。插拔相應(yīng)低壓連接插接器，未發(fā)現(xiàn)有端子虛接及氧化現(xiàn)象。

維修人員偶然想起傳統(tǒng)燃油車(chē)在換D 擋或R 擋時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)相應(yīng)的扭轉(zhuǎn)，車(chē)輛會(huì)有一定的振動(dòng)?？紤]這類(lèi)混合動(dòng)力車(chē)型在換D 擋或R 擋時(shí)，與發(fā)動(dòng)機(jī)裝配在一起的電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)有可能會(huì)因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)導(dǎo)致線(xiàn)路晃動(dòng)而產(chǎn)生虛接。

維修人員在車(chē)輛READY 狀態(tài)下起動(dòng)車(chē)輛，然后舉升車(chē)輛，用絕緣物體輕輕撥動(dòng)壓縮機(jī)到充電機(jī)的高壓連接線(xiàn)束（圖2），發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，而且熄火后車(chē)輛無(wú)法再次起動(dòng)。故障復(fù)現(xiàn)時(shí)讀取高壓互鎖數(shù)據(jù)流，先導(dǎo)線(xiàn)工作電流正常時(shí)應(yīng)在10 mA 左右，但數(shù)據(jù)流顯示的很小，而且先導(dǎo)線(xiàn)路電壓為監(jiān)控電壓，沒(méi)有產(chǎn)生應(yīng)有的壓降，由此判定先導(dǎo)線(xiàn)路存在接觸不良故障。

圖2 壓縮機(jī)到充電機(jī)的高壓線(xiàn)束

拔掉充電機(jī)AX4 的低壓插接器，測(cè)量充電器側(cè)的T60c/13端子和T60c/15 端子間的電阻為無(wú)窮大，正常電阻為4.6 Ω。拔掉充電器側(cè)到壓縮機(jī)的高壓插接器，測(cè)量T5e/3 端子和T5e/4 端子間電阻為0.1 Ω，正常；同時(shí)發(fā)現(xiàn)兩端子高低不平。與試駕車(chē)對(duì)調(diào)此線(xiàn)束，在車(chē)輛起動(dòng)后再次晃動(dòng)此線(xiàn)束，車(chē)輛不會(huì)熄火，判斷此線(xiàn)束故障。

更換壓縮機(jī)到充電機(jī)的高壓連接線(xiàn)束后試車(chē)，故障排除。

2.2 先導(dǎo)線(xiàn)路插接器端子氧化導(dǎo)致高壓不上電

：一輛2021年產(chǎn)一汽-大眾探岳GTE 車(chē)型，因車(chē)輛偶發(fā)無(wú)法起動(dòng)，儀表板發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈報(bào)警而報(bào)修。

：維修人員用故障診斷儀檢測(cè)，8C-混合蓄電池管理系統(tǒng)存在故障碼“P0A0C00——高電壓系統(tǒng)的先導(dǎo)線(xiàn)路，對(duì)地短路”，故障頻率43 次；在19-數(shù)據(jù)總線(xiàn)診斷接口存在故障碼“U011200——混合蓄電池能量管理控制單元，無(wú)通訊”。

從故障碼含義分析可能的故障原因有：①J840 的供電、搭鐵和驅(qū)動(dòng)CAN 故障；②先導(dǎo)線(xiàn)路對(duì)地短路；③低壓線(xiàn)束與其他部件干涉導(dǎo)致線(xiàn)束表皮磨破，導(dǎo)線(xiàn)與車(chē)身偶發(fā)搭鐵；④線(xiàn)束插頭進(jìn)水導(dǎo)致內(nèi)部端子氧化、虛接或短路。

維修人員讀取高壓互鎖數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)正常，說(shuō)明故障還沒(méi)有復(fù)現(xiàn)。檢查低壓先導(dǎo)線(xiàn)路，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有干涉及破損的線(xiàn)束。檢查低壓線(xiàn)束的插接器，當(dāng)檢測(cè)儀表臺(tái)右側(cè)下方的線(xiàn)束連接部位黑色的TIUR插接器時(shí)，發(fā)現(xiàn)T17q/8端子和T17q/9端子已經(jīng)氧化（圖3）。

圖3 被氧化的端子

：修復(fù)氧化的端子后檢測(cè)，數(shù)據(jù)流顯示先導(dǎo)線(xiàn)電流為10 mA，正常，試車(chē)故障排除。

3 維修診斷思路總結(jié)

結(jié)合上述故障案例，歸納探岳GTE 先導(dǎo)線(xiàn)控制及檢測(cè)原理（圖4）：探岳GTE 先導(dǎo)線(xiàn)路的監(jiān)控由高壓蓄電池AX2 的控制單元J840實(shí)施，輸出端加載5 V低壓監(jiān)控電信號(hào)，內(nèi)部由上拉電阻監(jiān)控。先導(dǎo)線(xiàn)路外部在功率電子裝置JX1 內(nèi)部安裝有75 Ω 左右的分流電阻，在J840 內(nèi)部輸入端通過(guò)下拉電阻搭鐵。J840 在先導(dǎo)線(xiàn)路的供電和搭鐵端都有電壓監(jiān)控。監(jiān)控點(diǎn)電壓如表1所示，其故障表現(xiàn)應(yīng)符合下述規(guī)律。

表1 監(jiān)控點(diǎn)電壓檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)值

圖4 先導(dǎo)線(xiàn)路監(jiān)控原理

（1）先導(dǎo)線(xiàn)路正常時(shí)，在輸出端電壓為1.5～1.9 V，輸入端為0.6～0.9 V。

（2）先導(dǎo)線(xiàn)路斷開(kāi)時(shí)，在J840 兩端電壓正常應(yīng)分別為5.0 V 和0.0 V，如果異常，可以說(shuō)明問(wèn)題出在J840 控制器內(nèi)部。

（3）先導(dǎo)線(xiàn)路對(duì)正極短路時(shí)，整條線(xiàn)路上的任何一處，車(chē)輛電壓都是短路的高電壓。

（4）先導(dǎo)線(xiàn)路對(duì)負(fù)極（搭鐵）短路時(shí)，整條線(xiàn)路上的任何一處，車(chē)輛電壓都是短路的低電壓。

（5）先導(dǎo)線(xiàn)路虛接時(shí)，整條先導(dǎo)線(xiàn)路電阻值變大，電流值變小，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電阻分壓變小。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)探岳GTE 不上電故障進(jìn)行了分析，重點(diǎn)研究了先導(dǎo)控制線(xiàn)路對(duì)高壓上電的影響。通過(guò)原理分析、案例驗(yàn)證與故障檢測(cè)，闡述了先導(dǎo)線(xiàn)路各種故障的表現(xiàn)及故障診斷方法。對(duì)于混合動(dòng)力車(chē)型不上電的故障診斷可以遵循以下步驟。

（1）不上電首先要分清是高壓故障還是低壓故障。新能源車(chē)的故障特點(diǎn)為：無(wú)論是高壓系統(tǒng)還是低壓系統(tǒng)故障，都會(huì)造成車(chē)輛不起動(dòng)，但高壓系統(tǒng)故障多數(shù)表現(xiàn)為車(chē)輛因?yàn)椴簧想姸黄饎?dòng)，而且儀表板通常有直觀的提示。

（2）涉及先導(dǎo)線(xiàn)路的故障，可以通過(guò)診斷儀查詢(xún)故障記錄來(lái)判斷。由于先導(dǎo)線(xiàn)路是從高壓蓄電池控制單元輸出，途經(jīng)幾乎所有高壓組件，再回到電池的低壓監(jiān)控回路，所以任何高壓組件連接或工作不正常，在先導(dǎo)線(xiàn)路都會(huì)有體現(xiàn)。

先導(dǎo)線(xiàn)路正常只是車(chē)輛上電的必要非充分條件，如果高壓系統(tǒng)組件發(fā)生嚴(yán)重故障，為保證高壓系統(tǒng)的安全，車(chē)輛通常也會(huì)表現(xiàn)為高壓電不上電。例如常見(jiàn)的高壓蓄電池或整車(chē)絕緣電阻低于90 kΩ，車(chē)輛高壓系統(tǒng)也將無(wú)法上電。由于車(chē)輛運(yùn)行工況較復(fù)雜，還有很多不上電因素沒(méi)有分析到，后續(xù)將會(huì)持續(xù)歸納總結(jié)。