2024年3月15日发(作者:比亚迪宋电动车价格多少钱)

维修实例

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刘勤中(本刊编委会委员)

汽车维修工程师,从业23年,先后担任一汽-大众、通用、奔驰技术总监(经理),具

有扎实的理论基础,在汽车电控诊断领域有着丰富的实战经验和独到的维修见解。先

后荣获一汽-大众“优秀技术经理”称号、一等奖;一汽-大众服务杯全国总决赛亚

军;荣获上汽通用“汽车维修技术金奖”;公开发表技术文章近100篇,达30余万字。

奔驰48V轻混系统技术特点及典型故障两例(下)

◆文/河南 刘勤中

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(接上期)

2021款奔驰S400L发动机无法启动

力,在短时间内产生额外的16kW输出功率。在超速运转模式

下,超过80%的蓄电池能量可返回蓄电池中(能量回收)。带集成

式启动发电机 (ISA) 的48V车载电气系统还可启用其他功能,如

预进入智能气候控制或无声启动(即几乎察觉不到发动机启动)。

另外,集成式启动发电机(ISA)还可调节怠速状态。超速运转模式

中,发动机可能会完全关闭,也可配合使用 DISTRONIC 主动式

车距辅助系统。

故障现象

一辆2021款奔驰S400L,搭载256 930型发动机,VIN

码为W1K2231591A00****,行驶里程为15 478km。车主反

映,该车停放数小时后,再次启动时车辆无反应,且仪表台上

出现48V蓄电池故障的标识。

故障诊断与排除

该车装配带集成式启动发电机的6缸火花点火型发动机M256

(ISG1),排量为3.0L,输出功率为270+16kW,发动机通过涡

轮增压器进行增压。第 1 代集成式启动发电机 (ISA) 可通过助

M256发动机集成了48V电气化(轻混)系统,属于P1混动

结构,带智能启动发电机的车载电气系统。该系统包含一个直

接安装在曲轴上的集成式启动发电机ISG(Integrated Starter

Generator)。P1混动系统的结构如图13所示。

专家

点评

焦建刚

对于新能源汽车来说,除了高压系

统的线路短路检测保护之外,高压互锁

装置是另外一道保护屏障,其作用是当

高压系统发生断路故障时,及时切断相

限的提示,部分控制模块无法进入。这时候,故障查找的难度

就会进一步上升。

作为厂家来说,采取的应对方法有两种:一种是发生高压

互锁断路故障时,彻底禁止该系统的工作,最严重情况下,整

车无法高压上电;另一种是只要没有发现高压系统存在短路故

障,系统只记录高压互锁故障码,但高压系统上电正常。这也

是部分车辆在检测时,发现存在高压互锁断路故障,但依旧可

以正常使用的原因。

本文作者,对该车型的高压互锁装置形式进行了详尽的描

述,对读者了解其工作原理有一定帮助作用。另外,在整个诊

断过程中,由于充分了解了相关系统的工作原理,在故障查找

的步骤上也符合相关逻辑,所以,很快就圈定了故障范围并找

出了真正的故障原因,着实不易。这一点也反映了作者在新能

源汽车故障诊断方面有着较深厚的功底,值得赞扬和肯定。也

希望作者以后能够多写出类似的文章,让一线技术人员能够有

更多收获。

关系统的高压输出,从而起到保护作用。

设置高压互锁装置,也是相关国标的要求。因此,所有生产

出来的新能源汽车都具备高压互锁保护功能。但在早期新能源汽

车使用过程中,曾经出现较多的故障,就是高压系统接插件连接

不可靠(主要是配件质量问题,以及装配问题),也因此给用户造

成了不少的困扰。即使到了目前,线束插头的质量有所提高,但

仍旧有部分车辆的线束插头存在接触不良、退针等故障发生。尤

其是当出现高压系统功能受限的故障时,如果没有相对准确的故

障码,此时,对于维修技术人员来说,会带来相当大的麻烦。

如果断路或退针故障发生在高压驱动系统或充电系统中的供

电或CAN网络系统连接上,整个高压系统将无法自检,系统不

能“READY”,此时,大部分车型仪表会出现高压系统功能受

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图13 故障车型P1混动系统结构

此款发动机首次应用在车型 222(S级

轿车)的改款车型中,开发时已将48V车载

电气系统考虑在内,因此,省去了皮带驱

动,这也成为了奔驰首款没有传动皮带的

发动机。

12V发电机和12V启动机被集成式启

动发电机(ISA)所取代,ISA位于内燃机和

变速器之间。除了具有发电机的功能外,

也可使用来自48V车载电网蓄电池的能量生

成扭矩以辅助内燃机,ISG和48V车载电网

蓄电池的高输出功率,可让驾驶者几乎无

法感知发动机的启动。另外,他还能驱动

电动辅助压缩机、48V冷却液泵、电动制冷

剂压缩机、加热式风挡玻璃。在降低油耗

的同时,内燃机与48V车载电气系统的相互

作用,使得车辆具有更好的响应特性。另

外,可实现高性能冷却,为乘客提供额外

的舒适感,例如在发动机关闭时,仍能保

持智能气候控制系统的正常运行。故障车

型电气系统相关部件的分布如图14所示。

在硬件系统上,与RSG相比较,ISG

增加了48V电动辅助增压电机、空调控

制单元以及48V制冷压缩机。此外,ISG

48V系统采用了直流电机,在短时间内瞬

时峰值可以达到55~60V,接近直流高压

电标准,因此系统中还设置局部互锁电路

(interlock)。带集成式启动发电机(ISG)的

部件及网络连接如图15所示。

故障车是被拖到店内进行检修的。

接车后进行功能测试时发现,发动机启动

正常,车主反映的故障现象未再现。连接

诊断仪进行快速测试,在48V蓄电池控制

单元G1/3中存储了两个故障码(图16):

B183371-48V车载电气系统蓄电池存在

图16 故障车上存储的故障信息

1-ISG集成式启动发电机A79;2-功率电子装置N129;3-传动系控制器N127;4-电子点火开关

(EZS)N73;5-动力单元(由直流-直流转换器和48V蓄电池组成);6-直流-直流转换器N83/12;

7-48V蓄电池G1/3;8-信号采集及促动控制模组(SAM)N10/6;9-48V水泵M75/11;10-12V

蓄电池传感器B95;11-12V蓄电池G1;12-电动48V辅助增压电机M60/1;13-空调控制单元

N22/1;14-48V制冷压缩机A9/5;N3/10-发动机控制单元;F153/2-发动机舱48V车载电气系统熔

丝盒。

A-12V车载电气系统;B-48V车载电气系统;1-右前电动液压控制单元;2-直流-直流转换器控

制单元(记录48V蓄电池的电量情况,在48V车载电气系统和12V车载电气系统之间传输电能);

3-48V蓄电池(存储和供给电能);4-风挡玻璃加热器;5-12V预熔熔丝盒;6-48V预熔熔丝盒;

7-12V预熔熔丝盒(装配蓄电池断开开关);8-右后电动液压控制单元;9-蓄电池传感器(记录12V

车载电网蓄电池能量状态);10-12V车载电网蓄电池(保存并提供能量);11-48V预熔熔丝盒;12-

左后电动液压控制单元;13-正温度变化系数(PTC)暖气增压器;14-正温度变化系数(PTC)暖气增压器;

15启动发电机电力电子装置(设置启动发电机的操作模式并修正产生的交流电压);16-启动发电机(产

生能量);17-电动制冷剂压缩机;18-左前电动液压控制单元;19-电动水泵;20-电动附加压缩机;

21-48V预熔熔丝盒;22-12V预熔熔丝盒。

图14 故障车型电气系统部件分布图

图15 故障车型ISG系统部件及网络连接

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图17 故障车型48V轻混系统电路图

功能故障,促动器已抱死;B183319-

48V车载电气系统蓄电池存在功能故障,

超出电流极限值。

查看48V轻混系统的电路图(图17),

系统中包括48V蓄电池控制单元G1/3、

直流-直流转换器N83/12、48V系统熔

丝和继电器模块F153/2、预熔熔丝盒

F150/3、熔丝和继电器模块F152/4、燃

爆熔丝F63等。查看48V车载电气系统的

相关实际值(图18),均在正常范围内。

结合48V轻混系统的工作原理、故障

码和故障现象进行分析,导致该车偶发性

发动机无法启动和仪表台上出现48V蓄电

池故障报警的可能原因有:蓄电池亏电;

48V车载电气系统相关软件故障;相关线

路、搭铁点等处异常;48V车载电气系统上的部件故障。

经过测量发现,12V蓄电池和48V蓄电池的当前电量正常,可以正常启动车辆。查

看车载电网实际值,未发现有异常放电的记录;尝试对48V轻混系统各部件进行软件升

级,结果未发现有新的软件。

检查48V轻混系统所有的40(48V+)和41(48V-)连接点,发现直流-直流变换器

N83/12的12V搭铁点W106(31端子)连接正常;但是旁边的48V蓄电池G1/3的搭铁点

W106/3(41端子)有松动、虚接的迹象(图19),用手可以轻松地进行上下晃动。处理并

重新紧固W106/3搭铁点后删除故障码,该车故障被彻底排除。

图19 故障车搭铁点W106/3松动

维修小结

本案例中,故障车的故障原因是48V蓄电池G1/3的搭铁点W106/3(41端子)出现了

松动、虚接,导致48V系统出现偶发性故障,发动机有时无法启动。在诊断过程中,仔

细检查了48V蓄电池G1/3的搭铁点W106/3,未发现拆装的痕迹,因此分析可能是在生

产线上装配不当所致。

由于48V车载电气系统的电源、搭铁点处电流较大,如果存在虚接,很容易出现过

热烧蚀的情况。在维修过程中,需要特别注意检查接触面的状态,不能有锈蚀和残漆,

图18 故障车48V系统相关实际值

同时一定要拧紧至标准力矩,以免留下故障隐患。(全文完)

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