雷克萨斯ES300H混合动力车无法起动故障2例

南通文峰雷克萨斯汽车销售服务有限公司（226001） 陈 杰

雷克萨斯ES300H混合动力车无法起动故障2例

南通文峰雷克萨斯汽车销售服务有限公司（226001） 陈 杰

案例1

故障现象一辆雷克萨斯ES300H混合动力车，搭载2ARFXE发动机和混合动力系统，累计行驶里程约为9万km，因车辆无法起动而拖至我厂进行维修。

故障诊断因辅助蓄电池亏电，于是将辅助蓄电池拆下充电，慢充电1 h～2 h后装复试车，发现组合仪表可以正常点亮，但踩下制动踏板并按下起动按钮时，READY指示灯不点亮，且中央信息显示屏显示“检查混合动力系统”。用故障检测仪检查，在混合动力系统中读得故障代码P0A0D，含义为高压系统互锁电路高电位，且无法清除。

查看维修资料得知，动力管理控制单元检测到高压系统互锁电路异常时，将禁止混合动力系统运行，从而切断高压系统主继电器（SMR），让混合动力蓄电池无法供应电压给带转换器的逆变器总成，造成车辆无法起动。该车高压系统中共有5个互锁开关（图1），其中1个在维修塞把手上，另外4个在带转换器的逆变器总成上，分别位于发电机/电动机（MG1）导线连接器、发电机/电动机（MG2）导线连接器、电动空调压缩机导线连接器及带转换器的逆变器总成盖中。

查看故障代码P0A0D的停帧数据（图2），发现详细代码2（Detail Code 2）为350，含义为车辆停止时操作任何安全装置，即互锁开关信号为ON；查看互锁开关信号（Inter Lock Switch），确实为ON。正常情况下，如果高压系统的线路连接完整，互锁开关信号应为OFF，否则在起动车辆时，动力管理控制单元无法控制3个高压系统主继电器（SMRP、SMRB及SMRG）工作，混合动力蓄电池无法供应电压给带转换器的逆变器总成。由此确定该车高压系统互锁电路确实存在故障。

将电源模式切换至OFF状态；断开辅助蓄电池负极接线；佩戴绝缘手套，拆下维修塞把手并将其放入自己的口袋（防止在维修时，其他维修人员将其意外重新连接）；至少等待10 min，让带转换器的逆变器总成内的高压电容充分放电；用万用表电压挡（量程要大于750 V）测量带转换器的逆变器总成高压正、负极上的电压，确定电压为0 V后再进行诊断作业。检查5个互锁开关的连接情况，均正常；根据图3，脱开带转换器的逆变器总成导线连接器A14，将电源模式切换至IG ON状态，测量端子16上的电压，为12 V，正常；测量带转换器的逆变器总成端子16与端子5间的电阻，为6.2 Ω（正常情况下小于10 Ω），正常；安装维修塞把手，测量带转换器的逆变器总成导线连接器A14端子5与搭铁间的电阻，为∞，说明此段线路存在断路。进一步检查发现，带转换器的逆变器总成导线连接器A14端子5与维修塞把手导线连接器G2端子1间的导通性正常，且维修塞把手导线连接器G2端子2与搭铁间的导通性也正常，由此怀疑维修塞把手内的互锁开关损坏。拆下维修塞把手，仔细检查发现其互锁开关内的端子发生移位。

故障排除重新调整维修塞把手内互锁开关端子后装复，查看混合动力系统数据流，互锁开关信号显示为OFF；起动车辆，车辆能顺利起动，故障排除。

案例2

故障现象一辆雷克萨斯ES300H混合动力车，累计行驶里程约为3 000 km，客户反映，该车行驶中突然失去动力，且中央信息显示屏显示“检查混合动力系统”，重新起动车辆，无任何反应。

故障诊断接车后试车，首先将电源模式切换至IG ON状态，组合仪表能正常点亮，且多个故障指示灯点亮，同时中央信息显示屏显示“检查混合动力系统”；踩下制动踏板并按下起动按钮，电源模式直接切换至OFF状态，而正常情况下此时组合仪表上的READY指示灯应点亮。用故障检测仪检查，在混合动力系统中读得故障代码P0A94，含义为DC/DC变换器性能，且无法清除。查看故障代码P0A94的停帧数据（图4），发现详细代码1（Detail Code 1）为127，含义为增压转换器过电压信号检测（由于系统故障引起的过电压）。

如图5所示，增压转换器将混合动力蓄电池244.8 V的直流电压增压（最大值约为650 V），然后逆变器将增压后的直流电压转换为交流电压，用于驱动电动机/发电机（MG1和MG2）；当电动机/发电机作为发电机工作时，产生的交流电压通过逆变器转换成直流电压，然后增压转换器将该电压降至244.8 V左右，用于对混合动力蓄电池充电。带转换器的逆变器总成使用内置于增压转换器中的电压传感器（VL）检测增压前的电压，使用内置于逆变器中的电压传感器（VH）检测增压后的电压，然后对比增压前后的电压，控制增压转换器将电压转换至目标电压。

仔细分析故障代码P0A94的停帧数据，可知故障发生时车速（Vehicle Spd）为68 km/h左右，换挡杆位置（Shift Sensor Shift Pos）处于D挡，混合动力蓄电池电压（Power Resource VB）为280 V左右，预充电主继电器状态（SMRP Status）为OFF，混合动力蓄电池正极侧主继电器状态（SMRB Status）和混合动力蓄电池负极侧主继电器状态（SMRG Status）均为ON，以上数据均无异常，但增压前的电压（VL-Voltage Before Boosting）由286 V突然升高至440 V，接着又再降低至0 V，异常，正常情况下增压前的电压应与混合动力蓄电池电压基本相同。查看维修资料，得知可能的故障部位有混合动力蓄电池接线盒、带转换器的逆变器总成、维修塞把手、传动桥、发电机/电动机线束及动力管理控制单元等。

将电源模式切换至OFF状态；断开辅助蓄电池负极接线；佩戴绝缘手套，拆下维修塞把手并将其放入自己的口袋（防止在维修时，其他维修人员将其意外重新连接）；至少等待10 min，让带转换器的逆变器总成内的高压电容充分放电；用万用表电压挡（量程要大于750 V）测量带转换器的逆变器总成高压正、负极上的电压，确定电压为0 V后再进行诊断作业。把电源模式切换至IG ON状态，查看混合动力系统数据流（图6），发现SMRG的状态为ON，异常，正常情况下此时3个高压系统主继电器（均安装在混合动力蓄电池接线盒上）的状态均应为OFF；根据图7测量动力管理控制单元端子2上的电压，为12 V，异常，正常情况下应为0 V；脱开动力管理控制单元导线连接器H1，测量其端子2与搭铁间的电阻，为∞，异常，正常情况下应该为25 Ω～59 Ω；脱开混合动力蓄电池接线盒导线连接器Q6，测量其端子3与搭铁间的电阻，为32 Ω，正常。诊断至此，可知动力管理控制单元导线连接器H1端子2与混合动力蓄电池接线盒导线连接器Q6端子3间的线路断路。进一步检查发现，导线连接器HQ2端子7与混合动力蓄电池接线盒导线连接器Q6端子3间的线路断路，分析认为，该导线断路是由维修人员在加装迎宾踏板时，为寻找门灯控制开关信号线破线检测引起的。

故障排除修复断路的导线后试车，车辆能顺利起动，故障排除。

故障总结动力管理控制单元通过检测SMR控制线路上的电位来判断其状态，当电源模式为IG ON状态时，SMR控制线上为低电位（0 V），此时3个继电器的状态均为OFF；当某个SMR控制线路断路或对电源短路时，SMR控制线上为高电位（12 V），此时相应SMR的状态为ON；当某个SMR控制线路对搭铁短路时，在电源模式为IG ON状态时，SMR的状态为OFF，看不出异常，而一旦踩下制动踏板并按下起动按钮，此时动力管理控制单元输出高电位，检测到异常后停止供电，并存储相关故障代码。

编者按 由于电动汽车具有高压特性，维修人员只有在取得相关的维修资质后，才能维修电动汽车，且必须要严格按照规范的检修流程进行操作，否则会有触电危险，严重时将致人死亡。本文作者不仅熟悉高压系统，而且维修思路清晰，检修操作规范，值得大家学习。下面补充说明一下电动汽车的高压互锁回路及高压供电控制电路，希望能够加深大家对电动汽车高压系统的认识。

1 高压互锁回路

高压互锁回路（HVIL）通过低压回路来监测高压系统电器、导线、导线连接器及电器护盖等的电气完整性。如图8所示，高压蓄电池总成、带转换器的逆变器总成、电动空调压缩机总成及发电机/电动机总成的导线连接器中均安装有互锁开关（图9），动力管理控制单元中的高压互锁监测器向高压互锁回路提供1个信号电压（一般为5 V或12 V），然后检测返回的信号电压，若检测不到返回的信号电压（如脱开高压部件的导线连接器），则表明高压互锁回路断路，考虑到此时高压线路也很有可能处于断路状态，若继续供电，会有安全隐患，因此动力管理控制单元会切断高压供电。

2 高压供电控制电路

如图10所示，电动汽车高压系统的高压供电主要由3个主继电器控制，其中SMRB负责控制高压供电正极，SMRG负责控制高压供电负极，SMRP同预充电电阻一起负责给高压系统预充电。由于供电初期要对带转换器的逆变器总成中的电容充电，如果不加以限制，充电电流过大，会对高压部件产生很大冲击，因此需要接入预充电电阻对充电电流进行限制。将电源模式切换至READY ON状态时，SMRB先接通，SMRP再接通，对高压系统进行预充电，待预充电结束后，SMRG接通，SMRP断开，高压蓄电池直接向带转换器的逆变器总成供电；将电源模式切换至READY OFF状态时，SMRG先断开，SMGB再断开，高压供电切断。

2015-06-28）