纯电动汽车无法充电问题分析及解决

丁聪敏， 徐善鹏

（中国一汽智能网联开发院/新能源开发院， 吉林 长春 130011）

1 问题描述

在试制阶段，某纯电动车型的交流充电枪插入交流充电口之后，车身控制器能够正常控制充电枪电子锁的解锁和闭锁，充电枪锁电机的解闭锁动作正常，充电枪电子锁的机械锁状态开关正确。但是整车无法进行交流充电。

2 故障排查及原因分析

该纯电动车型的交流充电枪电子锁由BCM控制。BCM判断充电枪电子锁的解闭锁输入条件，控制充电枪电子锁的解锁和闭锁，监测充电枪电子锁状态并发送给VCU。充电枪电子锁的锁状态为闭锁状态时，整车才能进行正常的交流充电。

实车测试发现，整车满足充电枪锁的闭锁条件，BCM执行了闭锁驱动，且闭锁完成时，充电枪无法拔出。证明充电枪锁的闭锁驱动没有问题，使用万用表测试充电枪电子锁的锁状态开关也是正确的，解锁状态：锁状态开关断开；闭锁状态：锁状态开关闭合。但是不管是解锁还是闭锁状态，通过总线监控工具监控BCM发给VCU的充电枪锁状态信号，一直都是解锁状态。这是整车不进行交流充电的根本原因。

进一步分析BCM对充电枪电子锁的控制原理图和充电枪电子锁的电气原理，BCM内部通过两个继电器控制电子锁的正反转，并通过内部的上拉电路采集充电枪电子锁的锁状态开关。充电枪电子锁控制原理如图1所示。

由于目前BCM对电子锁的驱动是正常的，充电枪电子锁的开关状态也是正确的，那么问题就出在BCM对充电枪电子锁状态开关采集上。解锁状态，万用表测量锁状态开关断开，PIN2脚的电压为12V。闭锁状态，万用表测量锁状态开关闭合，PIN2脚电压还是12V。充电枪电子锁电气原理如图2所示。

图1 充电枪电子锁控制原理图

图2 充电枪电子锁电气原理

从充电枪电子锁的原理图和控制需求可以看出，PIN2脚的电平在锁状态开关断开时只和BCM内部的上拉电压有关，而在锁状态开关闭合时，PIN2脚的电平和PIN1脚的电平相关，PIN1脚连接的是BCM的解锁输出端B1脚，由于解锁状态时锁状态开关断开，BCM采集的B2脚的锁状态电压为12V。那么闭锁时BCM采集的B2脚的锁状态电压应该为0V，才能和解锁状态区分开来。BCM内部控制原理如图3所示。

图3 BCM内部控制原理图

从BCM的内部电路图来看，充电枪电子锁解锁时，BCM1控制HSD （高边驱动） 和OPEN LSD （解锁低边驱动）工作，实现B1脚的12V电平输出 （持续200ms），B3脚搭铁。充电电子锁闭锁时，BCM1控制HSD和CLOSE LSD （闭锁低边驱动），实现B3脚的12V电平输出 （持续200ms），B1脚搭铁。BCM对锁状态开关B2脚的检测是在驱动完成之后进行的，也就意味着闭锁驱动完成时，得保证B1脚是搭铁的，BCM采集到的锁状态开关B2脚才是0。而实车上该管脚的电压却为12V，说明B1脚在BCM1没有输出时，不是如原理图所画的搭铁状态。经过多次硬件确认，在BCM没有驱动时，B1和B3的输出管脚都是悬空的，所以在闭锁完成时，BCM采集到的锁状态开关B2脚的电压是自己内部的上拉电压，和解锁状态采集的电压一致，所以一直发出的锁状态都是解锁状态，所以根本原因是BCM和电子锁的硬件接口电路不匹配。

3 问题解决

由于这个BCM是一个传统车的BCM平台，硬件无法更改。通过对充电枪电子锁的动作时序进行分析，发现：闭锁整个过程锁钩会旋转80°，而锁勾转了18°时，锁状态开关就闭合了，所以BCM可以提前检测锁状态开关，而且闭锁过程中BCM的B1是一直搭铁的。BCM在闭锁过程中持续检测锁状态，一旦锁状态切换为闭锁状态，则将锁状态的状态信号置为闭锁，直到下一次解锁操作完成后，更新锁状态信号，并将锁状态存在E方中，防止充电过程中BCM复位。电子锁动作时序如图4所示。

图4 电子锁动作时序

4 测试验证

通过台架的充电枪电子锁解闭锁耐久测试和整车的适应性路试验证，充电枪电子锁的锁反馈状态正确，整车交流充电正常，满足整车充电要求。

5 结论

本文通过分析问题、定位原因，找出整车无法充电的根本原因。在无法更改硬件的前提下，通过分析系统的工作原理修改软件控制时序，解决系统间的匹配问题。后续针对负载状态开关和驱动端有关联的，一定要确认控制器无驱动时的电平状态。不仅要做好严格的系统间的硬件接口匹配确认，还需要各系统的硬件原理图也要和实际保持一致。