2021年產(chǎn)一汽-大眾寶來純電動汽車高溫環(huán)境下直流充電慢的故障檢修

關(guān)鍵詞：溫度過高、直流充電、充電電流受限

故障現(xiàn)象：一輛2021 年產(chǎn)一汽- 大眾寶來純電動汽車，行駛里程3.8 萬km。該車為運(yùn)營車輛，用戶抱怨在晚上收車后在直流充電樁充電，發(fā)現(xiàn)需要7 h 才能充滿，與說明書中描述不符，于是進(jìn)店檢查。

檢查分析：該車型配置了37 kW · h的高壓蓄電池， 若用功率為100 kW 直流充電機(jī)進(jìn)行充電， 約40 min 就應(yīng)該充到額定電量的80%，所以用戶反饋的需要充電7 h 顯然有問題。故障車輛的電量與充電樁顯示數(shù)據(jù)和結(jié)算價格一致，維修人員判斷在充電過程中，出現(xiàn)了某種限制充電電流的因素存在，導(dǎo)致充電變慢。

與用戶溝通得知，該車之前充電一直正常，也就最近幾天出現(xiàn)了這個問題?？紤]到全國普遍出現(xiàn)高溫天氣，故障車輛所在城市天氣預(yù)報最高溫度已達(dá)40.00 ℃，而路面局部溫度可達(dá)65.00 ℃以上，因此維修人員推測會不會環(huán)境溫度過高導(dǎo)致該車充電慢的問題。

查看該車充電控制系統(tǒng)（圖1），充電控制系統(tǒng)主控制單元J966 接收充電口UX2、充電指示燈EX32 以及交流充電機(jī)AX4（包含交流充電控制單元J1050）等輸入傳感信號，并觸發(fā)充電系統(tǒng)執(zhí)行元件，形成充電相關(guān)動作。當(dāng)進(jìn)行直流充電時，首先需將直流充電槍插入直流充電口UX4 的DC 充電口，J966 與直流充電樁通過CC1 和CC2 進(jìn)行充電連接確認(rèn)，車輛檢查充電口溫度與鎖止?fàn)顟B(tài)信息。在整個充電過程中，高壓蓄電池與交流充電機(jī)通過CAN 數(shù)據(jù)總線持續(xù)通訊，其中包括系統(tǒng)絕緣電阻、蓄電池溫度和電壓變化等信息。

根據(jù)充電系統(tǒng)工作關(guān)系，影響充電持續(xù)時間的因素包括：①充電線、充電站或壁掛式充電箱的電力輸出及設(shè)置；②充電插座、公用電源插頭和充電單元的溫度；③高壓蓄電池電量；④高壓蓄電池的溫度；⑤充電管理系統(tǒng)的設(shè)置；⑥高壓空調(diào)或加熱器的負(fù)荷。

維修人員伴隨用戶試車，充分了解車輛的使用環(huán)境條件，逐一研判這些影響因素，可以總結(jié)以下規(guī)律：故障車為運(yùn)營車輛，越是行駛到電量不足而著急充電，結(jié)果充電耗時更長；若是不急用車，停一晚運(yùn)用峰谷電價政策，第二天很早起來充電，則充電速度倍增，并且最近一個月現(xiàn)象更明顯。這與之前故障與高溫天氣有關(guān)的推測相符，但高溫天氣如何影響到充電系統(tǒng)的工作呢？

維修人員用故障診斷儀VAS6150 讀取充電系統(tǒng)的故障記錄，發(fā)現(xiàn)在C6- 高壓蓄電池充電器控制單元J1050 發(fā)現(xiàn)故障碼“U140900——內(nèi)部溫度測量信號不可信”（圖2），該故障碼似乎與當(dāng)前高溫天氣相對應(yīng)。但從物理結(jié)構(gòu)上看，J1050 通常被認(rèn)為是控制交流充電功能的， 而BD- 高電壓蓄電池充電管理系統(tǒng)控制器J966 則是控制著直流充電功能。于是維修人員再次使用診斷儀讀取J966，無任何故障碼存儲（圖3）。

那么J1050 是只控制交流充電，還是同時控制直流充電？為了驗證這個問題， 維修人員再次與用戶在高溫條件下試車， 并在高溫狀態(tài)下直接進(jìn)行直流快充， 讀取第三方公共充電機(jī)內(nèi)部信息（圖4）。

分析充電機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，其中蓄電池溫度值很快達(dá)到52.00 ℃，而且還在緩慢上升。又由于該車高壓蓄電池沒有水冷系統(tǒng)，采用自然散熱的風(fēng)冷，所以給車充電狀態(tài)熱管理尤為重要，所以充電時會根據(jù)溫度調(diào)節(jié)充電電流。即使在行駛過程中，出于安全考慮，高壓蓄電池設(shè)置了三級報警閾值：當(dāng)高壓蓄電池溫度達(dá)到53.75 ℃， 高壓蓄電池控制單元發(fā)出三級報警信息；當(dāng)高壓蓄電池溫度達(dá)到55.00 ℃，高壓蓄電池控制單元發(fā)出二級報警信息；當(dāng)高壓蓄電池溫度達(dá)到65.00 ℃，高壓蓄電池控制單元發(fā)出一級報警信息（圖5）。

診斷到這里，又出現(xiàn)一個問題，故障碼U140900 是由哪個控制單元發(fā)出且如何傳遞的？該車輛的J966、J1050 和高壓蓄電池控制單元J840 通過CAN 總線相連，這3 個控制單元可以實現(xiàn)平等的CAN 通信，理論上J840 可以將溫度信息直接發(fā)給J966。但由于在有些車型上，J966 是與J1050 整合到一起，如沒有直流充電的混合動力車型。這樣J840就會將自身的溫度信息直接通過CAN 總線傳輸給J1050，進(jìn)而實現(xiàn)充電系統(tǒng)減小充電電流的結(jié)果。而且， J1050 雖然位于交流充電機(jī)內(nèi)，但其控制范圍不止交流充電。

因此， 該車故障是因為環(huán)境溫度過高， 用戶收車后直接進(jìn)行直流快充，J840 檢測到蓄電池溫度信息后，傳輸給J1050，J1050 控制了高壓蓄電池的充電速度。至此， 故障原因找到， 該車是因為環(huán)境溫度過高，J1050 出于安全自動調(diào)節(jié)了充電電流。根據(jù)檢測到的直流充電數(shù)據(jù)， 高壓蓄電池溫度為42.00 ～ 52.25 ℃， 充電電流被限制在20 A（圖6），這樣最大充電功率約為8 kW，遠(yuǎn)低于該直流充電裝額定功率100 kW。

故障排除：該車并非車輛出現(xiàn)故障導(dǎo)致直流充電時間長 ，因此建議用戶晚上收工后將車輛放置時間長一些，例如等待第二天凌晨再充電，充電慢問題不再出現(xiàn)。

回顧總結(jié)：充電時，車輛控制單元對充電口上的溫度傳感器進(jìn)行監(jiān)控，充電插頭的溫度監(jiān)控功能對充電電纜進(jìn)行高溫保護(hù)。當(dāng)充電電纜在過熱的行李艙或陽光照射強(qiáng)烈的地方取出將觸發(fā)溫度監(jiān)控。當(dāng)電纜溫度高于55.00 ℃ 且低于90.00 ℃ 時，充電電流將減小至6 A。當(dāng)電纜溫度高于90.00 ℃ 時，充電過程將被中斷；待充電電纜冷卻至 70.00 ℃ 以下，充電電纜將重新恢復(fù)充電。待充電電纜進(jìn)一步冷卻至 55.00 ℃ 以下，充電電流將增大為正常水平。