2024年4月1日发(作者:丰田aygo报价及图片)
维修实例
栏目编辑:桂江一 ********************
文/广东 郭太辉 毛建辉
故障现象
一辆供学校教学使用的2018款吉利帝豪EV450纯电动汽
车,动力电池电量低于20%时使用交流充电桩进行充电,插入交
流充电枪后,仪表台上的充电枪连接指示灯未点亮,慢充口指示
灯也不亮,充电桩显示充电电压为238V,充电电流为0,无法进
行交流充电。另外,该车可以进入READY状态,但仪表台上的
动力系统故障灯点亮,且只能挂P挡和N挡。
故障诊断与排除
连接故障诊断仪,读取故障信息,显示的当前故障码为
U111587-与OBC失去通信。对于电动汽车的故障诊断排除,特
别是涉及电控方面的故障,根据本人多年的汽车维修经验,针对
此类故障的诊断维修,首先要搞清楚车辆充电系统的控制理论,
那样才能在维修过程中少走弯路,精准找到故障点。
在慢充系统中,充电桩通过慢充枪与车辆的慢充口连接,充
电桩的交流电通过慢充线束后到车载充电机,车载充电机将交流
电转变为高压直流电,经过高压控制盒、高压直流母线为动力电
池充电。同时,高压直流电还通过DC/DC转换器给低压蓄电池充
电。慢充系统的设计架构如图1所示。
图1 故障车型慢充系统的设计架构
整车进行慢充时,由充电桩提供交流电,经过车载充电机
转换为直流电,为动力电池充电。故障车型慢充系统控制策略
如图2所示。当慢充枪插入慢充口中,充电桩通过充电连接确认
线CC连接到车载充电机,确认慢充枪插入到慢充口中。车辆蓄
电池为车载充电机提供12V常电,车载充电机自检无故障后,充
电控制确认线CP接通。车载充电机通过慢充唤醒线唤醒VCU,
VCU自检后唤醒BMS、仪表。BMS自检后确认动力电池处于
可充电状态,通过CAN线与车载充电机和VCU进行通信。车载
充电机通过充电控制确认线CP与充电桩确认准备充电。VCU通
过车载充电机发出的慢充连接确认信号判断充电桩已做好充电准
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备。VCU通过车载充电机使能线控制车载充电机导通高压回路,
开始对电动汽车充电,组合仪表开始显示车辆充电信息。
图2 故障车型慢充系统控制策略
查阅维修资料可知,吉利帝豪EV450纯电动汽车充电原理
如图3所示:高压系统正常、钥匙处于OFF档、插枪→充电枪CC
信号(供电端功率)→OBC→唤醒BMS(温度、电压采样),通过
VCU告知仪表→充电连接指示→BMS接通交流充电接触器(正极
接触器和负极接触器)→OBC(告知车辆端充电功率)→充电桩闭合
开关S1(CP由12V拉低至9V)→OBC(闭合开关S2)→充电桩CP
由12V拉低至9V、6V(方波)→通过VCU告知仪表→充电功率(电
流)指示。
图3 充电原理图
通过对上述纯电动汽车慢充系统的控制理论及车辆慢充充电
原理的了解,结合该车故障现象(仪表台上充电枪已连接指示灯未
点亮)以及诊断仪读取到的当前故障码(U111587-与OBC失去通
信),并根据故障车型总线通讯系统电路图(图4),按照下列步骤
对故障车进行检查:
1.检查故障车交流充电口,内部没有发现异物,且无烧蚀痕
迹;用万用表检查CC与PE之间的电压值为9.98V,CP与PE之
间的电压值0.38V,充电口正常。
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图4 故障车型总线通讯系统电路图
2.检查OBC常电熔丝EF27,该熔丝未被熔断,且输入端电
压为11.8V,判定EF27正常。
3.检测OBC P-CAN线路,结果如图5所示。
根据检测结果,判断故障点为充电机的BV10/55-连接器
BV01/20 CAN-H铰接点下游线路断路。经查看相关线束,发
现充电机控制器线束破损,其中的CAN-H线被老鼠咬断。将线
束剥开,把已经断掉的CAN-H 线重新接好,包上绝缘胶布,包
扎好整条线束,重新插入交流充电枪充电。此时,充电桩显示充
电电压为238V,但充电电流仍然为0,充电状态灯亮红灯随后熄
灭。查看故障车仪表台,上面的充电连接指示灯点亮,但是车辆
依然无法正常进行交流充电,此时车辆可以进入READY状态,
但还是只能挂P挡和N挡。
图5 故障车P-CAN线路测量结果
维修实例
再次连接故障诊断仪,清除故障码后重新读取故障码,未发
现任何当前状态下的故障码。
根据故障车型慢充系统工作原理得知,插入充电枪后,OBC
接收到充电插座本体CC和充电插座本体CP的信号,且验证有
效。OBC通过PCAN通信唤醒整车控制器VCU和电池管理器
BMS,VCU通过12V导线唤醒电机控制器PEU。BMS接收到
VCU发送的允许充电指令后,闭合主正接触器、主负接触器、预
充接触器,车载充电机将额定输入电流值及电缆的额定容量进行
比较,将最小值设定为车载充电机当前最大允许输入电流,开始
充电。
因为故障车内未存储故障码,且OBC、BMS、VCU系统通
信正常,因此可以排除OBC、BMS、VCU系统低压电源、搭铁
线、CAN总线、高压互锁存在故障的可能,测量慢充控制线束电
阻值,正常,至此,相关外部线路均为正常,初步判定是OBC、
BMS或VCU内部存在电气故障。
查阅故障车型车载充电机OBC电路图(图6),发现车载充电
机OBC内部有一高压熔丝40A HF03。本着先简后难的顺序,准
备先打开车载充电机OBC进行检查,故决定按照下列步骤做进一
步检查:
1.先拆卸蓄电池负极连接线,接着断开动力电池进车载充电
机OBC的高压插接头BV17。
图6 故障车型车载充电机OBC电路图
2023/08·
汽车维修与保养
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维修实例
2.拆卸车载充电机OBC上盖板螺丝,取下车载充电机OBC
盖板。
3.车载充电机OBC内部有3个形状相同的熔丝,分别是空
调PTC、空调压缩机和OBC高压熔丝。由于无法判定哪个是车载
充电机OBC的高压熔丝,于是分别把三个熔丝两端固定螺丝都拆
下,并依次取出熔丝。通过测量熔丝输出端与空调PTC、空调压缩
机的导通情况,确定中间的熔丝是车载充电机OBC的高压熔丝。
4.测量车载充电机OBC的高压熔丝,电阻值为无穷大,判定
该熔丝已被熔断。
5.更换一新的40A HF03熔丝,把三个熔丝紧固装好,安装
车载充电机OBC板盖。
6.插好车载充电机OBC高压插接头BV17,连接蓄电池
负极。
7.再次插枪充电,交流充电指示灯绿色闪烁,电子锁电机锁
枪,仪表台上的充电线连接指示灯点亮、动力电池充电指示灯点
亮,仪表台上显示充电电流及充电剩余时间,充电正常。
再次连接诊断仪并读取故障信息,未发现任何当前故障码,
至此,该车故障已被彻底排除。
维修小结
本案例中,根据慢充控制理论、电路图,对吉利帝豪EV450
故障车无法进行交流充电的故障进行诊断与排除。检修过程中,
首先根据读取到的故障码,对电路的检查由外至内,先简后繁,
逐步排查,最终找到故障点。
对于纯电动汽车交流无法充电的故障诊断与排除,个人认为
首先要观察故障现象、读取车辆故障码、掌握纯电动汽车慢充充
电原理、再根据车辆的电路图,做相应的诊断测量。按照观察故
障车辆充电状态的迥异情形,我把纯电动汽车交流无法充电的故
障诊断与排除分为以下两种类型进行检测。
1.仪表台上不显示充电连接时,应该检查车载充电机OBC
的常电源、CC线(充电枪及线路)、P-CAN、V-CAN(VCU-仪
表)、车载充电机OBC的相关线路。
2.仪表有充电连接显示,充电状态灯不正常时,应首先检查
车载充电机OBC的CP线路、高压线路L、N、PE、充电座LED
指示灯、车载充电机OBC等相关线路;再检查BMS的充电接触
器(正极接触器和负极接触器)、BMS等相关线路;最后检查高压
分线盒高压充电熔丝及高压分线盒相关线路。
图7是笔者在总结此次故障诊断与排除过程的基础上,绘制
出来的纯电动汽车交流无法充电故障的诊断流程图,供大家参
考。希望各位维修人员今后遇到此类故障时,可参考此流程图逐
步排除故障,这样可以少走弯路。
(作者毛建辉、郭太辉工作单位:广州市增城区职业技术学校)
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图7 充电系统故障诊断流程图
正如作者所指出的,对于新能源汽
专家
车的维修技师来说,了解车辆的相关控
点评
制原理至关重要。如果不了解车辆的结
焦建刚
构和控制原理,就无法进行有效的维修
工作。在车辆技术日新月异的今天,单
纯依靠人的经验而不借助检测设备已经无法满足新时代的要求。
对于纯电动汽车来说,电池、电机和电控系统是最为重要的三个
方面。其中,车辆的慢充和快充系统往往是最容易发生故障的系统。
早期的纯电动汽车经常出现接插件接触不良、高压绝缘不良等问题,
控制逻辑也不够完善。然而,随着电动汽车技术的不断进步和发展,
这些故障率逐渐降低,但充电系统故障仍然比较常见。对于充电桩
和充电枪有相关的国家标准,虽然还存在一些兼容性问题尚未彻底解
决,但外部故障已经相对较少,大部分充电系统故障都是由车辆本身
引起的。
本案例是一个比较典型的故障案例,涉及到通信系统不良导致
OBC无法正常工作以及高压熔丝损坏的问题。我记得有一期杂志刊登
了由于OBC故障导致无法充电的案例,当时厂家提供的维修方案是直
接更换OBC总成。我当时的点评是,不排除OBC中相关熔丝的问题。
作为厂家,通常不允许自行拆开控制盒进行熔丝的更换作业,这无形
中增加了维修成本。但从减少客户负担的角度考虑,对OBC中的熔丝
进行更换应该授权给维修站进行。
在整个故障诊断过程中,作者思路清晰,方法正确,对充电系统
的控制原理分析非常到位。尤其是对充电系统相关故障排除的经验总
结非常有指导意义,值得肯定。
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