浅析吉利EV450车充电系统的功能及故障排除

广东省佛山市顺德区均安职业技术学校 陈华超

1 吉利EV450车充电系统的组成及功能

吉利EV450车充电系统主要由直流充电口（带高压线束）、交流充电口（带高压线束）、车载充电机及分线盒、电机控制器、制动开关、驱动电机、整车控制器（VCU）、动力电池、12 V铅酸蓄电池、高压线束等部件组成。

吉利EV450车充电系统主要有直流快充、交流慢充、低压充电、制动能量回收等4项功能。

1.1 直流快充功能

直流快充功能主要通过直流充电接口、动力电池来实现。直流充电接口如图1所示，有9个端子，其中 DC CAN_H与DC CAN_L为通讯端子，CC2为连接确认端子，CC1在EV450车中未启用，HV+与HV-为直流高压电端子，GND为搭铁端子，A+与A-为辅助低压电端子。吉利EV450车动力电池采用95S1P组合方式，额定电压为346 V，是汽车动力的来源。

图1 EV450车直流充电接口

直流快充的工作原理如下：当直流充电设备接口连接到整车直流充电接口，直流充电设备发送充电唤醒信号给电池管理系统（BMS），BMS根据动力电池的可充电功率，向直流充电设备发送充电电流指令，同时BMS吸合系统高压正极继电器和高压负极继电器，动力电池开始充电，如图2所示。

图2 快充原理简图

1.2 交流慢充功能

交流慢充功能主要通过交流充电口、随车交流充电设备、动力电池、车载充电机等部件来实现。

其中车载充电机分线盒的作用类似于低压供电系统中的熔丝盒，其功能包括：高压电能的分配和高压回路的过载及短路保护，车载充电机将动力电池总成输送的电能分配给电机控制器、空调压缩机和PTC加热器。交流慢充时，充电电流会经过车载充电机分线盒流入动力电池为其充电。

交流慢充的工作原理如下：当随车交流充电设备的充电枪插入整车交流充电接口时，车辆处于交流充电模式，车载充电机检测交流充电接口的CC、CP信号（充电枪插入、导通信号）并唤醒BMS，BMS根据动力电池的可充电功率向车载充电机发送指令充电，同时闭合主继电器，动力电池开始充电，如图3所示。

图3 慢充原理简图

1.3 低压充电功能

低压充电功能主要通过12 V铅酸蓄电池、电机控制器、车载充电机分线盒、动力电池等部件来实现。

电机控制器内部包含1个DC/AC逆变器和1个DC/DC直流转换器。DC/AC逆变器由IGBT、直流母线电容、驱动和控制电路板等组成，实现直流（可变的电压、电流）与交流（可变的电压、电流、频率）之间的转变。DC/DC直流转换器实现直流高压向直流低压的能量传递，其中将电能传递给12 V铅酸蓄电池的过程就称为低压充电。

低压充电的工作原理如下：高压上电前，低压电路系统依靠12 V铅酸蓄电池供电，当高压上电后，电机控制器将动力电池的高压直流电经DC/DC转换成低压直流电为12 V铅酸蓄电池补充充电，如图4所示。

图4 低压充电原理简图

1.4 制动能量回收功能

制动能量回收功能主要通过制动开关、动力电池、驱动电机、整车控制器、高压线束等部件来实现。

制动能量回收的工作原理如下：制动能量回收是在车辆滑行或制动过程中，驱动电机从驱动状态转变成发电状态，将车辆的动能转换为电能储存在动力电池中。车辆在滑行或制动时，整车控制器根据当前动力电池状态和制动踏板位置信号，计算能量回收扭矩并发送指令给电机控制器，启动能量回收。在制动能量回收过程中，驱动电机消耗车轮旋转的动能，产生交流电并输出给电机控制器，电机控制器将交流电转换成直流电后给动力电池充电，如图5所示。

图5 能量回收原理简图

2 故障排除2例

案例1 吉利EV450车交流慢充无法充电

故障现象一辆累计行驶里程约为5.5万km的2018款吉利EV450车，出现高压无法上电，仪表点亮动力系统故障警告灯、蓄电池充电故障警告灯，插入交流慢充充电枪，仪表显示充电枪连接，但电池电量没有上升的故障现象。

故障诊断接车后首先试车，确认故障现象属实。连接故障检测仪读取充电系统故障代码，读取到的故障代码为“U011287 与高压电池控制器通讯丢失”。

吉利EV450车交流慢充CAN通讯相关电路如图6所示。根据故障现象、故障代码及电路图进行分析，导致该故障的可能原因有：车载充电机供电及搭铁电路故障、车载充电机与BMS的CAN通讯故障、车载充电机本体故障等。

根据上述分析，进行以下检测。

（1）检查熔丝EF27，发现熔丝正常。

（2）断开车载充电机线束连接器BV10，测量连接器BV10的端子4与搭铁间的电压，为12.6 V，说明车载充电机供电电路正常。

（3）测量连接器BV10的端子6与搭铁间的电阻为0.3 Ω，正常值小于1 Ω，说明车载充电机搭铁电路正常。

（4）从BMS上断开线束连接器CA69，测量连接器BV10的端子54与连接器CA69 的端子4间的电阻，为0.4 Ω，正常值小于1 Ω，说明CAN_L线路正常。

图6 交流充电通讯相关电路

（5）测量连接器BV10的端子55与连接器CA69的端子3间的电阻，为∞ Ω，正常值小于1 Ω，说明CAN_H线路存在断路故障。

故障排除按照维修手册要求对CAN_H线路进行修复后试车，故障现象消失，车辆充电恢复正常，故障排除。

案例2 吉利EV450车直流快充无法充电

故障现象一辆累计行驶里程约为6.4万km的2018款吉利EV450车，出现交流慢充充电正常，但使用直流快充充电时，仪表上没有显示充电连接，无法用直流快充充电的故障现象。

故障诊断接车后首先试车，确认故障现象属实。连接故障检测仪读取故障代码，系统显示无故障代码存储。

吉利EV450车直流快充电路如图7所示。由于交流慢充充电正常，而且系统无故障代码存储，首先排除非充电口温度检测线路的故障（温度异常会报故障代码）。初步分析导致改故障发生的可能原因有：直流充电桩及直流充电枪故障、直流充电口端子松动故障、直流充电插座与BMS通讯故障、CC2线路故障、低压辅助电源A+、A-线路故障等。

图7 直流快充电路

根据上述分析，进行以下检测。

（1）将车辆移至其他直流充电桩进行充电，故障依旧，说明故障不是由充电桩引起的。

（2）检查直流充电口的各个端子情况，经检查未发现有松动现象。

（3）断开BMS的线束连接器CA70，测量连接器CA70的端子1与连接器BV20的端子4间的电阻，为0.5 Ω，正常值小于1 Ω，说明DC CAN_H通讯线路正常。

（4）测量连接器CA70的端子2与连接器BV20的端子5间的电阻，为0.4 Ω，正常值小于1 Ω，说明DC CAN_L通讯线路正常。

（5）测量连接器CA70的端子4与连接器BV20的端子8间的电阻，为0.3 Ω，正常值小于1 Ω，说明辅助电源A+线路正常。

（6）测量连接器CA70的端子5与连接器BV20的端子9间的电阻为0.3 Ω，正常值小于1 Ω，说明辅助电源A-线路正常。

（7）测量连接器CA70 的端子3与连接器BV20的端子7间的电阻，为∞ Ω，正常值小于1 Ω，说明充电连接确认CC2线路存在断路故障。根据电路图发现连接器CA70 的端子3与连接器BV20的端子7间有6个连接器，分别断开连接器逐个排查断路位置，最终找到连接器CA70的端子3与连接器CA06的端子22之间的线路存在断路。

故障排除按照维修手册要求对故障线路进行修复后试车，故障现象消失，车辆直流快充充电恢复正常，故障排除。