新能源汽車慢充異常的故障檢修

李 鵬

（廣西農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)大學(xué)，廣西南寧 530007）

0 引言

燃油汽車能源消耗、環(huán)境污染等問(wèn)題日益嚴(yán)峻，我國(guó)近些年大力發(fā)展新能源汽車，對(duì)新能源汽車行業(yè)給予政策扶持和經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼，市場(chǎng)對(duì)新能源汽車的需求量也越來(lái)越大。

新能源汽車的充電模式主要分為交流慢充模式和直流快充模式。慢充模式主要由車輛外部至供電端線纜、充電接口及線纜、車載充電、高壓線束、高壓配電設(shè)備、動(dòng)力電池及其控制器等構(gòu)成。充電樁或家用交流電源通過(guò)車輛接口及車輛自帶的便攜式充電槍與車載充電機(jī)連接，將AC 220 V 電源轉(zhuǎn)換為直流電，給動(dòng)力電池進(jìn)行充電。以帝豪EV450 新能源汽車慢充系統(tǒng)為例，結(jié)合慢充系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理，總結(jié)慢充異常的可能原因，并通過(guò)具體案例介紹故障檢修的具體方法，給用車者和維修技術(shù)人員提供參考。

1 EV450 慢充功能檢查

某帝豪EV450 新能源汽車可以正常行駛，且快充系統(tǒng)正常，但車輛慢充電時(shí)，車輛無(wú)法充電。針對(duì)此種情況，對(duì)車輛慢充系統(tǒng)檢查如下：

（1）檢查充電槍鎖止開關(guān)。關(guān)閉車輛點(diǎn)火開關(guān)，按壓、釋放充電槍鎖止開關(guān)，鎖止開關(guān)應(yīng)靈活無(wú)卡滯，若開關(guān)有卡滯現(xiàn)象，則維修或更換充電槍設(shè)備。

（2）連接充設(shè)備插接器至AC 220 V 電源插座，觀察充電設(shè)備狀態(tài)指示燈。如果充電設(shè)備自檢正常，中間圓圈的藍(lán)色電源指示燈保持常亮，左側(cè)三段線綠色充電狀態(tài)指示燈保持常亮，右側(cè)五段線紅色充電故障指示燈亮一下后立即熄滅。如果3 個(gè)區(qū)域的狀態(tài)指示燈全部不亮，可能的故障原因有AC 220 V 電源插座供電異常，或充電設(shè)備自身故障。如果藍(lán)色電源指示燈和綠色充電狀態(tài)指示燈正常點(diǎn)亮，紅色充電故障指示燈存在異常點(diǎn)亮，可參考充電設(shè)備信號(hào)指示燈狀態(tài)顯示進(jìn)行檢修（表1）。

表1 充電設(shè)備信號(hào)指示燈狀態(tài)顯示

（3）檢查車輛側(cè)充電口。按壓車輛充電口蓋并打開，白色照明指示燈應(yīng)正常點(diǎn)亮。如果不能點(diǎn)亮，則可能是白色照明指示燈線路故障、指示燈自身故障或充電口狀態(tài)指示燈控制單元故障。按下鎖止開關(guān)，將充電槍連接至至車輛側(cè)慢充接口，松開鎖止開關(guān)，連接完成10 s 內(nèi)車輛主正、主負(fù)繼電器發(fā)出吸合工作聲響，同時(shí)充電槍上鎖止開關(guān)發(fā)出“咔噠”鎖止聲，車輛側(cè)充電口綠色狀態(tài)指示燈閃爍。若主正、主負(fù)繼電器、充電槍鎖止開關(guān)無(wú)動(dòng)作聲響，充電口紅色故障指示燈點(diǎn)亮，說(shuō)明車輛無(wú)法正常充電，可能故障原因包括：①驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器PEU 系統(tǒng)喚醒信號(hào)線路異常；②充電口至車載充電機(jī)OBC 充電線路故障；③OBC電源線路、CAN 通信線路或者自身存在故障。充電口信號(hào)指示燈狀態(tài)顯示見表2。

表2 車輛充電口信號(hào)指示燈狀態(tài)顯示

（4）觀察組合儀表信號(hào)指示燈。正常充電狀態(tài)下，儀表上紅色充電電纜連接信號(hào)指示燈、黃色充電信號(hào)指示燈點(diǎn)亮，儀表中部顯示蓄電池圖標(biāo)并動(dòng)態(tài)顯示正在充電，儀表下部應(yīng)顯示充電電流以及充電完成所需時(shí)間，需注意根據(jù)新能源汽車設(shè)計(jì)規(guī)定，電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池充電時(shí)充電電流為負(fù)數(shù)，放電時(shí)放電電流為正數(shù)。如果儀表上無(wú)任何信號(hào)指示燈，則說(shuō)明充電系統(tǒng)沒有激活，可能原因有：①OBC 通信線路異常無(wú)法發(fā)送信號(hào)給儀表；②充電連接CC 信號(hào)異常，車輛無(wú)法正確判斷是否連接充電槍。如果儀表紅色充電電纜連接指示燈正常點(diǎn)亮，黃色充電指示燈不亮[1]，可能的原因有：①充電控制確認(rèn)CP 信號(hào)異常；②MCU 喚醒信號(hào)線路異常；③OBC 電源信號(hào)、通信信號(hào)異常。

2 連接確認(rèn)CC 信號(hào)線路故障檢修

通過(guò)充電設(shè)備正確連接AC 220 V 插座和車輛側(cè)慢充接口，釋放充電槍鎖止開關(guān)，主正、主負(fù)繼電器未發(fā)出“咔噠”的工作聲，同時(shí)充電槍鎖止開關(guān)未發(fā)出“咔噠”的鎖止聲，車輛側(cè)充電口白色照明指示燈一直點(diǎn)亮，沒有變化為綠色充電狀態(tài)指示燈閃爍。觀察充電設(shè)備狀態(tài)，此時(shí)充電設(shè)備上藍(lán)色電源指示燈正常點(diǎn)亮，3 個(gè)綠色充電狀態(tài)指示燈全部常亮，5 個(gè)紅色充電設(shè)備故障指示燈均不亮。觀察車輛儀表黃色充電指示燈、紅色充電連接指示燈均不亮[2]。打開點(diǎn)火開關(guān)，儀表左側(cè)動(dòng)力蓄電池SOC 顯示條無(wú)充電動(dòng)態(tài)顯示，無(wú)其他故障信息指示燈，車輛運(yùn)行正常車輛但無(wú)法充電。由于儀表上充電連接指示燈以及OBC 啟動(dòng)充電模式并判斷外部設(shè)備供電能量，主要由充電導(dǎo)引信號(hào)CC 決定，根據(jù)充電過(guò)程中儀表上的充電連接指示燈不亮，判斷OBC 未接收到正確的CC 信號(hào)，可能原因?yàn)檫B接確認(rèn)CC 信號(hào)線路故障。故障診斷所需的工具和資料見表3。

表3 工具清單

（1）連接診斷儀，讀取故障碼和數(shù)據(jù)流。清除故障碼后再次讀取，確保無(wú)歷史故障碼，無(wú)故障代碼，數(shù)據(jù)流顯示CC 未連接。

（2）測(cè)量分別BV10/39 和BV24/6 端子對(duì)地電壓。關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，確保充電設(shè)備正確連接，結(jié)合交流充電系統(tǒng)線路原理如圖1 所示，用多用表電壓檔位分別測(cè)量圖中BV10/39 和BV24/6 端子對(duì)地電壓，正常值為：不連接充電槍時(shí)約為10.71 V，插槍后按住鎖止開關(guān)時(shí)約為1.71 V，松開后約為0.77 V。如果測(cè)量值始終為10.71 V，說(shuō)明測(cè)試點(diǎn)到搭鐵點(diǎn)之間線路存在斷路故障；如果測(cè)量值為0，說(shuō)明OBC 電源線路或CC 信號(hào)線路存在斷路故障；若測(cè)量值處于標(biāo)準(zhǔn)值和0 之間，說(shuō)明CC 信號(hào)線路存在虛接故障。

圖1 EV450 交流充電系統(tǒng)線路原理

（3）測(cè)量CC 信號(hào)線路導(dǎo)通性。關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，拔下充電槍，首先斷開BV10、BV24 插接器，用多用表電阻檔位測(cè)量BV10/39和BV24/6 端子之間線路導(dǎo)通性，然后斷開BV01、BV25 插接器，依次測(cè)量BV10/39 和BV01/13 端子、CA58/13 和CA63/8 端子、BV25/8 和BV24/6 端子間線路導(dǎo)通性，測(cè)試結(jié)果應(yīng)小于1 Ω。測(cè)量結(jié)果可根據(jù)表4 進(jìn)行判斷。

表4 線路導(dǎo)通性測(cè)量

（4）測(cè)量CC 信號(hào)線路對(duì)地電阻。關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，斷開充電槍，拔下車載充電器端插接器，用多用表電阻檔位分別測(cè)量BV10/39 端子對(duì)地電阻值，若阻值為無(wú)窮大則線路正常，若阻值小于1 Ω 則說(shuō)明線路對(duì)地短路。通過(guò)測(cè)量，找到具體故障點(diǎn)將其恢復(fù)，恢復(fù)正常充電?？偨Y(jié)故障機(jī)理，若CC 信號(hào)存在故障，將造成OBC 無(wú)法正常接收CC 信號(hào)，從而無(wú)法確認(rèn)充電槍連接狀態(tài)，無(wú)法完成充電引導(dǎo)程序，導(dǎo)致車輛無(wú)法充電。

3 控制確認(rèn)CP 信

號(hào)線路故障檢修

車輛可正常行駛，儀表盤無(wú)故障信號(hào)。通過(guò)便攜式充電槍將外部交流插座和車輛慢充接口正確連接，充電槍無(wú)法鎖止，便攜式充電器上充電狀態(tài)指示燈長(zhǎng)亮，車輛側(cè)充電口綠色指示燈未點(diǎn)亮，儀表盤充電線連接指示燈正常點(diǎn)亮，但充電指示燈未正常點(diǎn)亮。啟動(dòng)車輛，SOC動(dòng)力蓄電池顯示條無(wú)閃爍，車輛無(wú)法正常充電。

車輛可以正常行駛，說(shuō)明整車高壓控制系統(tǒng)正常。儀表盤充電線連接指示燈正常點(diǎn)亮，但充電指示燈未點(diǎn)亮，說(shuō)明車輛充電系統(tǒng)檢測(cè)到充電槍已連接到車載充電機(jī)，但并未確認(rèn)進(jìn)入充電狀態(tài)。加上充電口綠色充電狀態(tài)指示燈未正常點(diǎn)亮、電子鎖無(wú)動(dòng)作，可判斷控制確認(rèn)信號(hào)CP 可能存在故障。準(zhǔn)備工具，進(jìn)行檢修。

（1）連接診斷儀，讀取故障碼和數(shù)據(jù)流，無(wú)故障代碼，數(shù)據(jù)流顯示P1A881C——充電連接故障。充電槍物理連接正常，OBC檢測(cè)到CC 信號(hào)時(shí)，即確認(rèn)充電槍已連接，進(jìn)入充電準(zhǔn)備模式，此時(shí)OBC 將CP 信號(hào)電壓檢測(cè)值與內(nèi)部存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行校核，若5 s 內(nèi)兩個(gè)值持續(xù)不相符，則會(huì)產(chǎn)生P1A881C 故障代碼。

（2）測(cè)量CP 信號(hào)波形。關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，確保線路正確連接，結(jié)合原理（圖1），使用示波器分別測(cè)量車載充電機(jī)側(cè)BV10/50端子和車輛交流充電機(jī)插座側(cè)BV24/7 端子的線路波形，和正常波形進(jìn)行對(duì)比（圖2）：若波形一致，說(shuō)明CP 信號(hào)正常；若波形是+B 左右的直線，說(shuō)明CP 信號(hào)線路存在斷路；若波形是接近0的直線，說(shuō)明CP 信號(hào)線路存在對(duì)地短路故障；若波形是其他非0 電壓的直線，說(shuō)明CP 信號(hào)線路存在虛接故障。

圖2 CP 信號(hào)正常波形

（3）測(cè)量CP 信號(hào)線路導(dǎo)通性及對(duì)地電阻，測(cè)量方法與上述CC 信號(hào)線路檢測(cè)相同。通過(guò)測(cè)量，找到具體故障點(diǎn)將其恢復(fù)，恢復(fù)正常充電。總結(jié)故障機(jī)理，由于控制確認(rèn)信號(hào)CP異常，導(dǎo)致無(wú)法確認(rèn)車輛與充電設(shè)備連接完好，進(jìn)而無(wú)法完成充電引導(dǎo)程序，造成車載充電機(jī)無(wú)法引導(dǎo)工作，車輛不能進(jìn)行充電[3]。

4 充電系統(tǒng)PCAN 總線故障檢修

連接充電槍至車輛交流充電接口，電子鎖不能正常動(dòng)作。車輛側(cè)交流充電口充電狀態(tài)指示燈白色常亮，無(wú)法變換至綠色的正常狀態(tài)，便攜式充電槍充電狀態(tài)指示燈保持綠色長(zhǎng)亮，觀察儀表，無(wú)任何反應(yīng)，充電線連接指示燈、動(dòng)力電池充電指示燈均不能正常點(diǎn)亮。打開點(diǎn)火開關(guān)，“READY”指示燈正常點(diǎn)亮，但系統(tǒng)故障指示燈異常點(diǎn)亮，車輛不能充電。

根據(jù)充電槍連接指示燈點(diǎn)亮原理：充電槍→車輛充電連接口OBC（CC 信號(hào)喚醒）→VCU→組合儀表，結(jié)合故障現(xiàn)象進(jìn)行分析。打開點(diǎn)火開關(guān)，儀表上“READY”指示燈正常點(diǎn)亮，SOC 顯示正常，說(shuō)明VCU→組合儀表工作正常；而充電指示燈不亮，整車系統(tǒng)故障指示燈點(diǎn)亮，導(dǎo)致此故障現(xiàn)象的可能原因主要有OBC 與VCU 的PCAN 通信總線異?；蛘逴BC 元器件故障。準(zhǔn)備工具，開始檢修。

（1）連接診斷儀，讀取OBC 模塊，診斷儀與OBC 模塊無(wú)法通信，再讀取VCU 模塊，顯示“U111587-與車載充電機(jī)通信丟失”，說(shuō)明OBC 無(wú)法與VCU 正常通信，PCAN 總線存在故障。

（2）測(cè)量OBC 端PCAN-H、PCAN-L 信號(hào)對(duì)地波形其次。打開點(diǎn)火開關(guān)，使用示波器同時(shí)測(cè)量BV10/54、BV10/54 端子對(duì)地波形，正常波形如圖3 所示。PCAN-H、PCAN-L 隱性電平正常值均為2.5 V 左右，顯性電平正常值PCAN-H 為3.5 V 左右，PCAN-L 為1.5 V 左右。若測(cè)量波形所得波形與標(biāo)準(zhǔn)波形不同，則說(shuō)明通信線路存在故障。

圖3 CAN-H、CAN-L 總線信號(hào)正常波形

（3）測(cè)量使用多用表測(cè)量CAN-H、CAN-L 線路端對(duì)端的導(dǎo)通性，測(cè)量PCAN-H、PCAN-L 線路的對(duì)地電阻、對(duì)+B 電阻，測(cè)量方法參考CC、CP 信號(hào)線路測(cè)量。找到具體的故障位置，將其恢復(fù)。總結(jié)故障機(jī)理，車載充電機(jī)的PCAN 通信總線如果出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致車載充電機(jī)無(wú)法與外界通信，從而導(dǎo)致整車控制器默認(rèn)為車載充電機(jī)有故障，點(diǎn)亮系統(tǒng)故障指示燈，不啟動(dòng)充電功能。

5 總結(jié)

導(dǎo)致新能源汽車無(wú)法正常充電的原因很多，但是只要仔細(xì)觀察故障現(xiàn)象，結(jié)合控制原理對(duì)故障現(xiàn)象進(jìn)行分析，快速判斷可能的故障原因[4]，再利用測(cè)量?jī)x器儀表進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證，即可正確的找到故障位置，排除故障，恢復(fù)車輛正常充電。