(中山市技師學(xué)院，廣東 中山 528403)

0 引言

新能源汽車根據(jù)其能源供給方式不同，主要分為純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車等幾種類型。比亞迪E5屬于純電動汽車，其驅(qū)動系統(tǒng)主要由動力電池包及其電池管理系統(tǒng)、高壓電控總成(四合一)、驅(qū)動電機(jī)等組成。動力電池由192節(jié)磷酸鐵鋰單體電池串聯(lián)而成，額定電壓為633.6 V；高壓電控總成由VTOG、DC-DC、高壓配電箱、漏電傳感器等組成；驅(qū)動電機(jī)采用交流永磁同步電機(jī)。車輛慢充時，高壓電控總成將充電裝置輸入的220 V或380 V交流電轉(zhuǎn)換成高壓直流電，給動力電池包充電。本文以一輛17款比亞迪E5純電動汽車無法慢充的故障為例，淺析新能源汽車的故障診斷與排除方法。

1 故障現(xiàn)象

車主反映自己的2017款比亞迪E5純電動汽車插上交流充電槍后，儀表上的充電指示燈不亮，插槍幾個小時后儀表顯示動力電池SOC值沒有增加。車輛到店預(yù)檢時也出現(xiàn)此問題，初步判斷車輛無法慢充。

2 充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

比亞迪E5純電動汽車的充電方式有2種，包括直流充電(快充)和交流充電(慢充)。直流充電指專門為新能源電動汽車的動力電池進(jìn)行快速充電的充電方式，能在30 min內(nèi)將SOC從10%提高到80%，充電時直流充電樁通過與直流充電口連接，實(shí)現(xiàn)與動力電池管理系統(tǒng)的交互，并最終通過高壓電控總成給動力電池充電。交流充電有2.2 kW、3.3 kW、7 kW等多種規(guī)格，主要是通過交流充電樁、壁掛式充電盒以及家用供電插座接入交流充電口，通過高壓電控總成將220 V或380 V的交流電轉(zhuǎn)為650 V高壓直流電給動力電池充電。比亞迪E5汽車的充電系統(tǒng)主要由直流充電口、交流充電口、動力電池管理系統(tǒng)(BMS)、高壓電控總成、動力電池包等組成。其充電接口隱藏在散熱格柵后面，交流充電口為國標(biāo)7芯接口，直流充電口為9芯接口，各針腳定義如表1。

表1 充電接口針腳定義

3 交流充電控制策略

比亞迪E5純電動汽車輔助電池(12V)給VTOG、BCM提供常電。車輛交流充電(慢充)時，應(yīng)當(dāng)把充電槍插入車輛交流充電接口，充電槍上的CC信號通過充電口傳輸給VTOG。VTOG檢測到充電槍CC信號后，將充電連接信號發(fā)送給車身控制器(BCM)。接收到充電連接信號后，BCM給雙路電繼電器(IG3)線圈供電，使IG3吸合，給BMS、網(wǎng)關(guān)等相關(guān)模塊提供雙路電源，喚醒BMS等模塊。BMS被喚醒后，檢測VTOG發(fā)來的交流充電感應(yīng)信號，控制預(yù)充接觸器閉合完成預(yù)充，然后控制交流充電接觸器閉合。此時，VTOG與交流充電設(shè)備進(jìn)行CP信號確認(rèn)，交流充電設(shè)備通過充電口給VTOG提供交流電，開始充電。

4 故障診斷

比亞迪E5常見的無法慢充故障原因有：①交流充電槍故障，由于充電槍故障致使VTOG無法檢測到CC信號，或充電槍無法正常向車輛輸送交流電導(dǎo)致無法慢充。②車輛低壓電源故障，車輛某一個或多個模塊低壓電源供電異常，致使該模塊不工作，導(dǎo)致無法慢充。③動力網(wǎng)故障，由于動力網(wǎng)通信故障導(dǎo)致VTOG與BMS之間無法通信，無法慢充。④雙路電故障，BMS等模塊沒有接受到雙路電，沒有被喚醒，導(dǎo)致無法慢充。⑤各模塊之間的連接線束故障，由于線路故障導(dǎo)致信號傳輸異常，無法慢充。

1)檢查交流充電槍是否有故障。診斷充電槍是否有故障，可以通過更換充電槍測試能否正常充電來判斷是否存在故障。也可以使用萬用表檢測CC與PE之間的電阻值，如果電阻值為無窮大，說明線路斷路，插槍后VTOG將無法檢測到CC信號，而無法充電。經(jīng)檢測，阻值為683 Ω≈680 Ω，正常(功率為3.3 kW的充電槍CC與PE之間的電阻值為680 Ω)。

2)檢查車輛是否存在故障。連接故障診斷儀，車輛上電讀取故障碼，診斷儀顯示無故障碼。連接充電槍讀取數(shù)據(jù)流，故障診斷儀顯示“測試設(shè)備與汽車電腦不能通信”，無法讀取數(shù)據(jù)流。懷疑通信系統(tǒng)或電源是否存在故障。

3)檢測動力網(wǎng)是否有故障。比亞迪E5采用的是CAN通信，可以通過檢測CAN-H、CAN-L與車身之間的電壓，以及CAN-H與CAN-L之間的電阻值來判斷CAN網(wǎng)絡(luò)是否存在故障。拔下BK5(B)插頭，用萬用表分別檢測BK45(B)/14和BK45(B)/20與車身之間的電壓，測得電壓為2.63 V、2.35 V，正常。然后拆下輔助電池負(fù)極，檢測BK45(B)/14和BK45(B)/20之間的電阻，阻值為120 Ω，比亞迪E5動力網(wǎng)2個120 Ω的終端電阻分別安裝在網(wǎng)關(guān)和BMS處，因此拔下BMS插頭測量電阻為120 Ω是正常值。

4)數(shù)據(jù)流顯示預(yù)充狀態(tài)為“未預(yù)充”，接下來診斷BMS是否工作，首先檢測BMS雙路電是否正常。接上充電槍，使用試電筆檢測保險(xiǎn)絲F2/32處是否有電，沒電，說明雙路電繼電器不工作。當(dāng)VTOG檢測到充電槍CC信號后，將充電連接信號發(fā)送給車身控制器(BCM)。接收到充電連接信號后，BCM給雙路電繼電器(IG3)線圈供電，使IG3吸合。接下來檢測CC信號是否有故障。

5)使用萬用表直流電壓檔檢測交流充電口CC端子與PE之間的電壓，檢測值為0 V，正常應(yīng)該5 V。懷疑CC信號線斷路。如圖1所示，拔下BJB01插頭，使用萬用表導(dǎo)通檔檢測BJB01/13與交流充電口CC端子之間是否導(dǎo)通，不導(dǎo)通，說明斷路。拔下B53(B)插頭發(fā)現(xiàn)B53(B)/2有退針現(xiàn)象，測量B53(B)/2與B28(A)/13之間線路導(dǎo)通。車輛進(jìn)行交流充電時，只有VTOG檢測到交流充電設(shè)備進(jìn)行CC信號確認(rèn)后，才會向車身控制器(BCM)發(fā)出充電連接信號，進(jìn)而接通雙路電，喚醒BMS，進(jìn)入充電模式。判斷是因?yàn)橥酸槍?dǎo)致充電連接信號線路不通，致使車輛無法進(jìn)入充電模式，從而導(dǎo)致無法充電故障。

圖1 交流充電口電路原理圖

5 故障排除

故障點(diǎn)已找到，再與車主溝通了解之前是否維修過該段線路。得知車輛不久前發(fā)生過交通事故，修復(fù)過前保險(xiǎn)杠。可能在維修過程中拔插頭時將針腳拉出。將針腳緊固后反復(fù)測試，故障沒有再出現(xiàn)。經(jīng)與車主溝通，這次先緊固包扎好，如以后還出現(xiàn)故障則需更換低壓線束。

6 結(jié)語

新能源汽車與傳統(tǒng)燃油車相比較，其驅(qū)動系統(tǒng)工作電壓通常較高，具有很大的危險(xiǎn)性。因此，在進(jìn)行新能源汽車維修時，一定要做好安全防護(hù)措施。作業(yè)前認(rèn)真檢查絕緣手套等防護(hù)用品是否完好，絕緣工具時候有破損，并做好隔離，擺放危險(xiǎn)警示牌。需要拆檢高壓系統(tǒng)時，先拆下低壓電池負(fù)極，取下維修開關(guān)，并等候至少5 min才開始作業(yè)。

新能源汽車高壓上電、下電、充電受低壓系統(tǒng)控制，在進(jìn)行充放電故障維修時，通常先排除低壓側(cè)故障，然后再檢查高壓側(cè)是否有故障。本案例就是低壓線路引起的充電系統(tǒng)故障，在進(jìn)行故障診斷時首先排除充電裝置故障，然后根據(jù)故障現(xiàn)象先后檢查低壓電源、CAN通信、雙路電、各控制模塊及模塊間連接線路，直到查出故障點(diǎn)。