比亞迪e5電動(dòng)車交流無(wú)法充電故障診斷技術(shù)總結(jié)

黃輝鍍

摘 要：本文詳述了2017款比亞迪e5電動(dòng)車交流無(wú)法充電故障的診斷，分別從故障現(xiàn)象、交流充電原理、故障原因分析、故障排查等方面進(jìn)行說(shuō)明，最后對(duì)本次技術(shù)分析做出總結(jié)。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)車 交流充電 故障診斷

Summary of Fault Diagnosis Technology for BYD e5 Electric Vehicle that cannot be Charged with AC

Huang Hui Plating

Abstract：This article details the diagnosis of the AC failure to charge the 2017 BYD e5 electric vehicle. It explains the failure phenomenon，AC charging principle，failure cause analysis，and troubleshooting，and finally makes a summary of this technical analysis.

Key words：electric vehicle，AC charging，fault diagnosis

近年來(lái)，隨著電動(dòng)汽車市場(chǎng)占有率逐漸增大，純電動(dòng)汽車充電問(wèn)題層出不窮，充電難、難充電的用車矛盾依然突出，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在純電動(dòng)汽車配有交流充電及直流充電兩種方式中，交流充電故障占車輛故障的34.6%，交流充電故障占充電故障的71.8%，交流充電故障已經(jīng)是新能源汽車的典型故障，本文以2017款比亞迪e5純電動(dòng)車交流無(wú)法充電故障為例，淺析新能源汽車交流充電系統(tǒng)的工作原理及故障診斷方法。

1 車輛充電故障現(xiàn)象

一輛2017款比亞迪e5 電動(dòng)車，已行駛126000公里，車輛無(wú)法交流充電，入廠維修，當(dāng)插槍充電時(shí)，儀表顯示充電連接指示燈點(diǎn)亮，并顯示“充電連接中，請(qǐng)稍候……”，無(wú)顯示充電功率及預(yù)計(jì)充滿時(shí)間，但該車可直流充電且能上OK電正常行駛。

2 交流充電原理

比亞迪e5交流充電控制電路原理如圖1所示，交流充電槍的單相交流電經(jīng)過(guò)交流充電口，進(jìn)入車輛車載充電機(jī)，升壓至符合動(dòng)力電池充電電壓，通過(guò)高壓母線給車輛動(dòng)力電池充電，交流充電過(guò)程分為六個(gè)過(guò)程。

2.1 CC充電連接信號(hào)確認(rèn)

當(dāng)交流充電槍插入車輛交流充電口，交流充電樁（供電設(shè)備）CC由供電控制裝置監(jiān)測(cè)4檢測(cè)到交流充電連接信號(hào)，然后交流充電樁控制S1開關(guān)由12V切換至PWM端子。此時(shí)檢測(cè)點(diǎn)3的電位由12V變低，例如電壓變?yōu)?V，說(shuō)明PE與CC連接正常，PWM信號(hào)經(jīng)交流充電槍和車輛CP端送至車輛檢測(cè)點(diǎn)2，車輛控制裝置檢測(cè)到脈沖信號(hào)后，車輛控制裝置確認(rèn)交流充電樁供電能力，并完成充電連接確認(rèn)。

2.2 CP控制信號(hào)確認(rèn)

在確認(rèn)供電接口已完全連接且充電設(shè)備無(wú)故障后，供電控制裝置發(fā)出脈寬PWM信號(hào)，通過(guò)開關(guān)S1送出。此時(shí)，測(cè)量檢測(cè)點(diǎn)1或檢測(cè)點(diǎn)4的電壓為充電連接裝置是否完全連接的判斷依據(jù)，由供電控制裝置進(jìn)行測(cè)量。而車輛控制裝置則通過(guò)測(cè)量檢測(cè)點(diǎn)2的PWM信號(hào)，判斷充電連接裝置是否已經(jīng)正常連接。

2.3 充電功率匹配

電動(dòng)汽車與充電設(shè)備通過(guò)能力匹配在確保安全的前提下，達(dá)到最高的充電效率，充電功率的匹配主要由車輛端檢測(cè)點(diǎn)2的PWM信號(hào)的占空比來(lái)決定。

2.4 啟動(dòng)充電

交流充電槍插入車輛交流充電口，充電連接正常并完成充電喚醒，交流充電樁通過(guò)檢測(cè)點(diǎn)1的脈沖電壓，確定充電機(jī)功率，接通K1、K2接觸器開關(guān)，通過(guò)線束與交流充電口N端和L端連接，當(dāng)車輛BMS電池管理系統(tǒng)控制車輛低壓IG3繼電器吸合，并提供12V電壓，BMS得電后執(zhí)行充電程序并拉低信號(hào)，此時(shí)儀表的充電指示燈點(diǎn)亮。

2.5 充電監(jiān)測(cè)

充電過(guò)程中，交流充電樁和VTOG、BMS系統(tǒng)周期性監(jiān)測(cè)信號(hào)。車輛VTOG通過(guò)檢測(cè)點(diǎn)2的脈沖電壓信號(hào)，自動(dòng)調(diào)節(jié)充電機(jī)的輸出功率。在充電過(guò)程中，BMC系統(tǒng)監(jiān)測(cè)動(dòng)力電池13個(gè)模組中單體電池電壓、電流、溫度，以防過(guò)充、過(guò)溫，根據(jù)GB/T 20234.2-2016規(guī)定，比亞迪e5采用磷酸鐵鋰電池，動(dòng)力電池單體電壓不高于3.7V，電池溫度不超過(guò)65℃，如超過(guò)規(guī)定值，則車載充電機(jī)限制功率。

2.6 充電完成

在充電過(guò)程中，當(dāng)車輛BMS監(jiān)測(cè)到動(dòng)力電池電壓達(dá)到規(guī)定值時(shí)或達(dá)到車主預(yù)設(shè)定的目標(biāo)值時(shí)，則說(shuō)明充電完成，此時(shí)車輛的VTOG則斷開S2開關(guān)，并將開關(guān)S1切換至12V，S2開關(guān)斷開使交流充電樁斷開K1、K2接觸器，車載充電機(jī)停止供電。

3 故障原因分析

當(dāng)使用交流充電樁對(duì)比亞迪e5進(jìn)行充電時(shí)，如充電功能正常，則儀表上的充電指示點(diǎn)亮，同時(shí)顯示充電功率及充電剩余時(shí)間。而故障車插上充電槍，只是顯示充電標(biāo)志，儀表顯示“充電連接中，請(qǐng)稍候……”

根據(jù)車輛故障現(xiàn)象及該車可以直流充電且能上OK電行駛，說(shuō)明電池包及BMS系統(tǒng)正常，由于直流充電與交流充電時(shí)，VTOG高壓直流側(cè)（電池包電壓側(cè)）的預(yù)充回路完全一樣，也能夠排除四合一中預(yù)充電路故障，充電時(shí)顯示“充電連接中”，表明充電設(shè)備與整車沒有完成交互。那么該案例故障主要存在三種原因：

1.交流充電槍故障;

2.車輛交流充電口故障;

3.充電線路故障。

4 故障診斷與排除

車輛交流無(wú)法充電故障應(yīng)先排除充電槍是否正常，使用隨車充電器、壁式充電樁等多種交流充電設(shè)備，結(jié)果還是一樣，組合儀表都只點(diǎn)亮充電連接指示燈，并提示“充電連接中，請(qǐng)稍候……”可排除交流充電槍故障。

下一步檢查車輛是否存在故障，分析車輛充電連接指示燈點(diǎn)亮的控制流程，

交流槍插槍后，充電槍CC阻值信號(hào)通過(guò)充電口給到VTOG，VTOG將充電連接信號(hào)發(fā)給車身控制模塊（BCM），BCM控制吸合IG3繼電器，VTOG和BMS獲得雙路電，VTOG將充電連接信號(hào)發(fā)給BMS，BMS控制儀表上的充電連接指示燈點(diǎn)亮，由于車輛充電指示燈已經(jīng)點(diǎn)亮，說(shuō)明CC信號(hào)及雙路電源正常。

交流充電正常充電時(shí)，交流設(shè)備與車輛交互的信號(hào)有CC和CP。通過(guò)第一步排查分析，已經(jīng)可以排除CC信號(hào)問(wèn)題，那么接下來(lái)確認(rèn)CP信號(hào)問(wèn)題。插上充電槍，連接故障診斷儀，診斷電池管理系統(tǒng)及VTOG是否存在故障碼，進(jìn)入VTOG-DSP2讀取CP信號(hào)，讀取數(shù)據(jù)流，分析數(shù)據(jù)流，發(fā)現(xiàn)VTOG數(shù)據(jù)流中CP占空比信號(hào)一直是0%，說(shuō)明CP信號(hào)不正常。

確定故障范圍后，懷疑是交流充電口CP至VTOG之間的線路問(wèn)題所導(dǎo)致，使用測(cè)量交流充電口至VTOG之間CP線路是否正常，如圖2所示。

整車下電后，斷開低壓電池負(fù)極，拆下維修開關(guān)等待5min，拆下四合一的64PIN低壓接插件，測(cè)量交流充電口CP針腳與四合一的高壓電控總成64PIN接插件47號(hào)針腳（白紅線）之間是否導(dǎo)通，測(cè)量電阻為無(wú)窮大，進(jìn)一步仔細(xì)檢查線路，發(fā)現(xiàn)BJB01的12號(hào)針腳退針，如圖3所示，對(duì)退針端子維修處理后恢復(fù)車輛。（注：BJB01接插件在前艙右側(cè)溢水壺旁邊）

5 檢測(cè)驗(yàn)證

通過(guò)對(duì)交流充電控制線路的故障診斷并找點(diǎn)故障原因，進(jìn)行故障排除。為確保車輛的穩(wěn)定性，使用隨車充電槍、壁掛式充電樁進(jìn)行功能驗(yàn)證，使用故障診斷儀的故障碼讀取故障碼，并對(duì)充電數(shù)據(jù)流進(jìn)行檢測(cè)，來(lái)判斷車輛的充電故障是否已經(jīng)排除。

插入交流充電槍后，充電指示燈點(diǎn)亮，儀表顯示”連接已成功，正在充電中，并顯示當(dāng)前電量，充電功率及預(yù)計(jì)充滿時(shí)間，如圖4所示，使用故障診斷儀進(jìn)行整車模塊掃描，沒有讀到任何故障碼，讀取交流充電相關(guān)數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)顯示均正常，交流充電系統(tǒng)故障解決。

6 技術(shù)總結(jié)

本文以新能源汽車代表車型比亞迪e5純電動(dòng)車為例，分析了純電動(dòng)汽車交流無(wú)法充電的故障現(xiàn)象，詳析交流充電系統(tǒng)工作原理，結(jié)合車輛能上“OK”燈且直流充電正常，分析故障的原因，通過(guò)查詢車輛維修手冊(cè)，借助故障診斷儀讀取數(shù)據(jù)流等技術(shù)手冊(cè)，確定故障部位，并逐一檢測(cè)，最終發(fā)現(xiàn)BJB01的12號(hào)針腳退針導(dǎo)致車輛無(wú)法交流充電。

參考文獻(xiàn)：

[1]比亞迪技術(shù)部.比亞迪e5汽車維修手冊(cè)[Z].2017.

[2]吳書龍.新能源汽車電氣技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社[Z].2018.

[3]王瑜.純電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)工作過(guò)程及常見故障檢修[J].汽車維修.2019.