奧迪混合動力車型絕緣電阻故障引起整車無電動模式故障2 例

張東燕

（廣州市交通運輸職業(yè)學校， 廣東 廣州 510440）

1 故障現(xiàn)象確認及分析

一輛奧迪Q5 hybrid混合動力汽車啟動時，儀表顯示“混合動力驅動裝置：系統(tǒng)故障，請尋求服務站的幫助”（圖1），車輛無電動模式，掛上擋位后，車輛不走車。另一輛奧迪A6L e-tron混合動力汽車也出現(xiàn)了類似的故障指示燈“電動驅動：系統(tǒng)故障！請安全停止汽車”和無電動模式的故障現(xiàn)象。

故障原因分析：電驅動系統(tǒng)故障，導致高電壓系統(tǒng)無法正常上電，此類故障現(xiàn)象很典型，故障原因很多，初步判斷故障范圍在高壓電路、高電壓部件、低壓控制系統(tǒng)、高低壓線路及接頭等方面。

排除混合動力汽車高壓不上電故障，需要對高壓系統(tǒng)元件、高壓線路、低壓控制回路等情況進行檢查。兩個案例中，之前的狀態(tài)一直良好，本次故障出現(xiàn)之前，該車沒有進行其他方面的維修。

圖1 混合動力驅動裝置故障燈點亮

2 故障相關的理論知識

先根據(jù)Q5 hybrid車型以及A6L e-tron車型查閱了對應的自學手冊、維修手冊、電路圖等，了解混合動力技術的基本原理、高電壓部件的作用及結構，以及常規(guī)的高電壓系統(tǒng)處理方法。

奧迪Q5混合動力車型采用并聯(lián)式混合動力技術，使用155kW的2.0L-TFSI發(fā)動機與40kW的電機配合工作，發(fā)動機和電機之間采用離合器K0來切換動力模式，可以以純電動方式來驅動車輛行駛，可以利用電機輔助內燃機工作，還可以運行能量回收模式用以給高壓蓄電池充電。

A6L e-tron車型屬于插電混動車型，在原有混動車型基礎上，更新?lián)Q代了部分部件，其原有組件有：電驅動裝置的功率和控制電子系統(tǒng)JX1 （帶電驅動控制單元J841）、電機VX54、混合動力蓄電池單元AX1 （帶SX6）、蓄電池高壓線束PX1、電動空調壓縮機V470、保養(yǎng)插頭TW，現(xiàn)在又增加了高壓蓄電池充電裝置AX4、充電插座UX4及高電壓加熱器Z115，其工作原理基本一致。A6L e-tron車型高壓組件如圖2所示。

圖2 A6L e-tron車型高壓組件

由于混合動力車型采用了高電壓系統(tǒng)，其在安全保護方面主要包括以下幾個方面。

1） 絕緣監(jiān)控。在高電壓車輛上，為了保障安全，所有高電壓部件和高壓線對車身都是絕緣的，當高電壓系統(tǒng)激活時，如果高電壓系統(tǒng)存在絕緣故障，組合儀表會有故障指示燈提示，高電壓系統(tǒng)將不能正常工作。

具體來說，絕緣監(jiān)測電路內置于高壓蓄電池控制單元內，對高壓電路發(fā)出測試電壓，每30s或者60s （取決于車型） 進行一次絕緣檢測，從而識別整個高壓回路上的絕緣電阻值。當識別到絕緣電阻過小時，高壓蓄電池控制單元會通過CAN總線向各控制系統(tǒng)發(fā)送電驅動系統(tǒng)的故障信息，然后組合儀表上會有信息提示。

2） 低壓控制電路，其連接著所有的高壓組件，構成12V安全環(huán)形回路，也稱為高壓互鎖。其作用是通過低壓信號來檢查車上所有與高壓母線相連的各分路的完整性，監(jiān)測高壓電路通路與斷路狀態(tài)。蓄電池控制單元將信號送入安全線并分析，如果安全線斷了，那么蓄電池控制單元會立即切斷高壓系統(tǒng)，高壓觸點也會斷開，使得整車無高壓上電，并在儀表上進行顯示，以此來確保人員和車輛設備的安全。

3） 發(fā)生碰撞時，安全氣囊控制單元識別出碰撞識別信號后，蓄電池控制單元也要使用這個碰撞識別信號。如果識別出碰撞了，那么蓄電池調節(jié)控制單元就會通過高壓觸點來將高壓蓄電池與高壓供電網(wǎng)分離開，從而避免高壓裝置在碰撞后對乘員和救援人員造成危害。

4） 所有高壓用電器都采用等電位導線與車身相連，該導線由高壓蓄電池控制單元在絕緣監(jiān)測時一同監(jiān)控，以便識別出絕緣故障或者短路。

2014年10月，習近平總書記在全國文藝工作者座談會上發(fā)表重要講話，他指出：“人民既是歷史的創(chuàng)造者、也是歷史的見證者，既是歷史的‘劇中人’、也是歷史的‘劇作者’?！盵1]314這一段話，深刻地指出了文藝創(chuàng)作的基本規(guī)律，就是要堅持以人民為中心，反映好人民的心聲。

高壓上電的條件：在點火鑰匙ON擋，混合動力蓄電池單元AX1、電驅動裝置的功率和控制電子系統(tǒng)JX1狀態(tài)正常，且不滿足整車充電條件，開始執(zhí)行高壓上電。高壓電池與高壓系統(tǒng)連接在一起，高壓連接有各自可以斷開的保護繼電器，保護繼電器的作用是使高壓電池與汽車高壓電網(wǎng)連接或斷開。

3 故障診斷與排除

3.1 故障診斷

1） 使用汽車診斷儀進行故障診斷：將診斷設備VAS 6150D診斷儀連接到OBD接口上，打開診斷設備界面，并與相關控制器進行通信。

2） 讀取故障代碼：診斷地址8C高壓蓄電池控制單元一直存儲故障代碼：P0AA600——混合動力/高電壓蓄電池系統(tǒng)絕緣故障 主動/靜態(tài)；診斷地址51電氣驅動沒有存儲故障代碼。

根據(jù)故障代碼顯示，進一步讀取故障碼P0AA600高級環(huán)境條件。故障代碼P0AA600的高級環(huán)境條件見表1。

表1 故障代碼P0AA600的高級環(huán)境條件

3） 故障代碼的分析

根據(jù)以上理論知識的學習，再結合以上故障代碼的展示并進行簡要分析，明確了故障可能的原因即是有某個或者多個高壓部件或者高壓導線絕緣電阻低于標準值，存在不絕緣的故障，可能導致漏電，存在安全風險，所以高壓蓄電池控制單元J840控制各功率繼電器不執(zhí)行高壓電路的接通，進而導致電驅動系統(tǒng)無法正常工作，同時通過組合儀表報故障指示燈并存儲故障代碼。所以本文中的兩個案例的重點均是排除高壓部件、高壓導線絕緣電阻過小的故障。

針對故障代碼P0AA600使用ODIS診斷程序中的引導性故障查詢功能，進行絕緣電阻測量并查找故障絕緣點。具體提示如下，絕緣電阻故障可能存在以下組件內部：①電氣驅動-JX1電源和控制電子設備；②三相交流驅動裝置-VX54；③高電壓蓄電池配電箱-SX6；④高電壓蓄電池充電器1-AX4；⑤高電壓加熱裝置（PTC） -Z115。

3.2 故障檢修

連接VAS 6150D診斷儀，按照引導性故障查詢一步一步進行排故，提示要做好對高壓部件檢查前的斷電、驗電等過程，然后需要借助專用工具對電驅動裝置的功率和控制電子系統(tǒng)JX1等高電壓部件進行絕緣電阻的檢測，直至找到故障點。具體步驟如下。

1） 當高電壓系統(tǒng)存在絕緣故障時，通過汽車診斷測試儀執(zhí)行引導型故障查詢或者引導功能中的“絕緣電阻測量”程序，在引導下對高電壓系統(tǒng)的絕緣電阻進行測量。

2） 根據(jù)維修手冊提示準備絕緣電阻測量所需要的專用工具和維修設備：混合動力測量模塊VAS6558A、“高電壓危險提示牌”VAS6649、“請勿接通高電壓系統(tǒng)”VAS6650A、高電壓測量適配接頭VAS6558/9-6、高電壓測量適配接頭VAS6558/9-4、掛鎖T40262/1、車輛診斷測試儀、測試盒VAS6356等。

3） 再次提示，絕緣電阻測量工作必須由具有相應資質的人員執(zhí)行。檢測絕緣電阻，必須保證高電壓部件均處于無電壓狀態(tài)。所以第一步是利用診斷儀進行高電壓系統(tǒng)斷電操作。

4） 具體高電壓系統(tǒng)斷電操作可以采用診斷斷電或者手動斷電。主要的步驟是按照引導性功能一步一步來，最關鍵的有兩個地方：一是斷開保養(yǎng)插頭并上鎖（圖3）；二是讀取各高壓部件的電壓值，確認斷電成功（圖4）。如若診斷斷電不成功，可以繼續(xù)執(zhí)行手動斷電。

圖3 斷開保養(yǎng)插頭并上鎖

圖4 斷電成功

5） 由于后續(xù)需要測量絕緣電阻，需要對高電壓部件進行隔離并檢查，所以必須在切斷高電壓系統(tǒng)之后通過冗余斷電確認是否有電，也稱為驗電。參照維修手冊露出三相交流驅動機構VX54的接口蓋板，對測量工具VAS 6558A、VAS 6558/9-6進行檢測，測量在停用的高電壓系統(tǒng)上確定無電壓狀態(tài)。

6） 接下來，在確保以上高電壓部件安全的前提下，參照引導程序實施絕緣電阻的測量。

7） 進行絕緣電阻故障測量的具體過程。①首先進行設備安全性檢查。斷開點火開關，斷開蓄電池充電器。分別對測量工具VAS 6558A進行檢測，對測量工具VAS6558/9-6進行電阻測量，對測量工具VAS6558/9-6的絕緣電阻進行測量。②在確認測試設備正常之后，測量高電壓系統(tǒng)上是否無電壓。高電壓檢測適配器VAS6558/9-6連接在電驅動裝置控制器J841正負極上，測得的電壓＜10V，正常，再使用高電壓檢測適配器VAS6558/9-6 在電驅動裝置控制器J841 內阻，268kΩ，正常。③第3步，測量高電壓系統(tǒng)的絕緣電阻，VAS6558/9-4 接JX1 和AX4。使用混合動力測量模塊VAS6558A測量TP1正極和搭鐵，測得的電阻高于標準值1.5MΩ以上；使用混合動力測量模塊VAS6558A測量TP1負極和搭鐵，同樣如此。

8） 絕緣電阻測量結果分析：在A6L e-tron車型中，當斷開高電壓蓄電池充電器AX4后，高壓系統(tǒng)絕緣電阻恢復正常。由此初步確認該高電壓蓄電池充電器AX4內部絕緣故障，更換該部件后，故障消失，絕緣電阻恢復正常。把所有部件進行連接復位之后，用VAS 6150D再次讀取故障代碼，并再一次用引導性故障查詢用6558A/1對高壓部件進行絕緣電阻測量發(fā)現(xiàn)其電阻為128MΩ，數(shù)值正常。

在Q5 hybrid車型中，使用混合動力測量模塊VAS6558A測量TP1正極和搭鐵，測得的電阻約200Ω，遠低于標準值1.5MΩ以上；使用混合動力測量模塊VAS6558A測量TP1負極和搭鐵，同樣如此。由此可以確定JXI內部存在絕緣故障。打開JX1的蓋子，目視可見有水漬。根據(jù)以上測量數(shù)據(jù)進行分析，由此判斷Q5 hybrid混合動力汽車的高電壓系統(tǒng)確實存在絕緣故障，故障點是電驅動裝置的功率和控制電子系統(tǒng)JX1內部積水。

4 小結

絕緣電阻故障導致電驅動系統(tǒng)故障指示燈點亮、無電動模式現(xiàn)象，是混合動力汽車中一個重要類故障問題，排除難度較大，一旦出現(xiàn)問題，將導致整車高壓無法上電，無電動模式。此次故障經(jīng)過一系列的診斷找到故障點分別在電驅動功率與電子單元JX1內部積水、高電壓蓄電池充電器AX4內部不絕緣故障，并成功排除故障。

對于高壓不上電問題還可能有以下幾點原因：①低壓蓄電池電量過低；②高電壓蓄電池電池電量過低；③蓄電池調節(jié)控制單元J840出問題；④電驅動裝置的功率和控制電子系統(tǒng)JX1出現(xiàn)問題；⑤功率接觸器控制回路有故障；⑥低壓控制方面某些安全條件不滿足等。在檢修的過程中都屬于要考慮的范圍，但也要具體問題具體分析，了解待修車的具體車況，之前有過什么類似故障等，縮小故障范圍，綜合考慮，才能快速處理故障。

當前，新能源汽車已成為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，新能源汽車產(chǎn)業(yè)已經(jīng)連續(xù)數(shù)年得到國家政策和資金的大力扶持。混合動力汽車作為一種兼顧傳統(tǒng)車、純電動車特點的車型，得到了迅速發(fā)展。混合動力汽車應用了許多新技術，保養(yǎng)與維修方面與傳統(tǒng)車輛有很大區(qū)別，對汽車維修工提出了更高的要求，不僅要盡快熟練掌握混合動力汽車的構造及工作原理，更要加強高壓電方面的專業(yè)知識學習，不斷提高個人專業(yè)技能，這樣才能適應社會發(fā)展，成為一名合格的汽車修理工。