奥迪混合动力车型绝缘电阻故障引起整车无电动模式故障2 例

张东燕

（广州市交通运输职业学校， 广东 广州 510440）

1 故障现象确认及分析

一辆奥迪Q5 hybrid混合动力汽车启动时，仪表显示“混合动力驱动装置：系统故障，请寻求服务站的帮助”（图1），车辆无电动模式，挂上挡位后，车辆不走车。另一辆奥迪A6L e-tron混合动力汽车也出现了类似的故障指示灯“电动驱动：系统故障！请安全停止汽车”和无电动模式的故障现象。

故障原因分析：电驱动系统故障，导致高电压系统无法正常上电，此类故障现象很典型，故障原因很多，初步判断故障范围在高压电路、高电压部件、低压控制系统、高低压线路及接头等方面。

排除混合动力汽车高压不上电故障，需要对高压系统元件、高压线路、低压控制回路等情况进行检查。两个案例中，之前的状态一直良好，本次故障出现之前，该车没有进行其他方面的维修。

图1 混合动力驱动装置故障灯点亮

2 故障相关的理论知识

先根据Q5 hybrid车型以及A6L e-tron车型查阅了对应的自学手册、维修手册、电路图等，了解混合动力技术的基本原理、高电压部件的作用及结构，以及常规的高电压系统处理方法。

奥迪Q5混合动力车型采用并联式混合动力技术，使用155kW的2.0L-TFSI发动机与40kW的电机配合工作，发动机和电机之间采用离合器K0来切换动力模式，可以以纯电动方式来驱动车辆行驶，可以利用电机辅助内燃机工作，还可以运行能量回收模式用以给高压蓄电池充电。

A6L e-tron车型属于插电混动车型，在原有混动车型基础上，更新换代了部分部件，其原有组件有：电驱动装置的功率和控制电子系统JX1 （带电驱动控制单元J841）、电机VX54、混合动力蓄电池单元AX1 （带SX6）、蓄电池高压线束PX1、电动空调压缩机V470、保养插头TW，现在又增加了高压蓄电池充电装置AX4、充电插座UX4及高电压加热器Z115，其工作原理基本一致。A6L e-tron车型高压组件如图2所示。

图2 A6L e-tron车型高压组件

由于混合动力车型采用了高电压系统，其在安全保护方面主要包括以下几个方面。

1） 绝缘监控。在高电压车辆上，为了保障安全，所有高电压部件和高压线对车身都是绝缘的，当高电压系统激活时，如果高电压系统存在绝缘故障，组合仪表会有故障指示灯提示，高电压系统将不能正常工作。

具体来说，绝缘监测电路内置于高压蓄电池控制单元内，对高压电路发出测试电压，每30s或者60s （取决于车型） 进行一次绝缘检测，从而识别整个高压回路上的绝缘电阻值。当识别到绝缘电阻过小时，高压蓄电池控制单元会通过CAN总线向各控制系统发送电驱动系统的故障信息，然后组合仪表上会有信息提示。

2） 低压控制电路，其连接着所有的高压组件，构成12V安全环形回路，也称为高压互锁。其作用是通过低压信号来检查车上所有与高压母线相连的各分路的完整性，监测高压电路通路与断路状态。蓄电池控制单元将信号送入安全线并分析，如果安全线断了，那么蓄电池控制单元会立即切断高压系统，高压触点也会断开，使得整车无高压上电，并在仪表上进行显示，以此来确保人员和车辆设备的安全。

3） 发生碰撞时，安全气囊控制单元识别出碰撞识别信号后，蓄电池控制单元也要使用这个碰撞识别信号。如果识别出碰撞了，那么蓄电池调节控制单元就会通过高压触点来将高压蓄电池与高压供电网分离开，从而避免高压装置在碰撞后对乘员和救援人员造成危害。

4） 所有高压用电器都采用等电位导线与车身相连，该导线由高压蓄电池控制单元在绝缘监测时一同监控，以便识别出绝缘故障或者短路。

2014年10月，习近平总书记在全国文艺工作者座谈会上发表重要讲话，他指出：“人民既是历史的创造者、也是历史的见证者，既是历史的‘剧中人’、也是历史的‘剧作者’。”[1]314这一段话，深刻地指出了文艺创作的基本规律，就是要坚持以人民为中心，反映好人民的心声。

高压上电的条件：在点火钥匙ON挡，混合动力蓄电池单元AX1、电驱动装置的功率和控制电子系统JX1状态正常，且不满足整车充电条件，开始执行高压上电。高压电池与高压系统连接在一起，高压连接有各自可以断开的保护继电器，保护继电器的作用是使高压电池与汽车高压电网连接或断开。

3 故障诊断与排除

3.1 故障诊断

1） 使用汽车诊断仪进行故障诊断：将诊断设备VAS 6150D诊断仪连接到OBD接口上，打开诊断设备界面，并与相关控制器进行通信。

2） 读取故障代码：诊断地址8C高压蓄电池控制单元一直存储故障代码：P0AA600——混合动力/高电压蓄电池系统绝缘故障 主动/静态；诊断地址51电气驱动没有存储故障代码。

根据故障代码显示，进一步读取故障码P0AA600高级环境条件。故障代码P0AA600的高级环境条件见表1。

表1 故障代码P0AA600的高级环境条件

3） 故障代码的分析

根据以上理论知识的学习，再结合以上故障代码的展示并进行简要分析，明确了故障可能的原因即是有某个或者多个高压部件或者高压导线绝缘电阻低于标准值，存在不绝缘的故障，可能导致漏电，存在安全风险，所以高压蓄电池控制单元J840控制各功率继电器不执行高压电路的接通，进而导致电驱动系统无法正常工作，同时通过组合仪表报故障指示灯并存储故障代码。所以本文中的两个案例的重点均是排除高压部件、高压导线绝缘电阻过小的故障。

针对故障代码P0AA600使用ODIS诊断程序中的引导性故障查询功能，进行绝缘电阻测量并查找故障绝缘点。具体提示如下，绝缘电阻故障可能存在以下组件内部：①电气驱动-JX1电源和控制电子设备；②三相交流驱动装置-VX54；③高电压蓄电池配电箱-SX6；④高电压蓄电池充电器1-AX4；⑤高电压加热装置（PTC） -Z115。

3.2 故障检修

连接VAS 6150D诊断仪，按照引导性故障查询一步一步进行排故，提示要做好对高压部件检查前的断电、验电等过程，然后需要借助专用工具对电驱动装置的功率和控制电子系统JX1等高电压部件进行绝缘电阻的检测，直至找到故障点。具体步骤如下。

1） 当高电压系统存在绝缘故障时，通过汽车诊断测试仪执行引导型故障查询或者引导功能中的“绝缘电阻测量”程序，在引导下对高电压系统的绝缘电阻进行测量。

2） 根据维修手册提示准备绝缘电阻测量所需要的专用工具和维修设备：混合动力测量模块VAS6558A、“高电压危险提示牌”VAS6649、“请勿接通高电压系统”VAS6650A、高电压测量适配接头VAS6558/9-6、高电压测量适配接头VAS6558/9-4、挂锁T40262/1、车辆诊断测试仪、测试盒VAS6356等。

3） 再次提示，绝缘电阻测量工作必须由具有相应资质的人员执行。检测绝缘电阻，必须保证高电压部件均处于无电压状态。所以第一步是利用诊断仪进行高电压系统断电操作。

4） 具体高电压系统断电操作可以采用诊断断电或者手动断电。主要的步骤是按照引导性功能一步一步来，最关键的有两个地方：一是断开保养插头并上锁（图3）；二是读取各高压部件的电压值，确认断电成功（图4）。如若诊断断电不成功，可以继续执行手动断电。

图3 断开保养插头并上锁

图4 断电成功

5） 由于后续需要测量绝缘电阻，需要对高电压部件进行隔离并检查，所以必须在切断高电压系统之后通过冗余断电确认是否有电，也称为验电。参照维修手册露出三相交流驱动机构VX54的接口盖板，对测量工具VAS 6558A、VAS 6558/9-6进行检测，测量在停用的高电压系统上确定无电压状态。

6） 接下来，在确保以上高电压部件安全的前提下，参照引导程序实施绝缘电阻的测量。

7） 进行绝缘电阻故障测量的具体过程。①首先进行设备安全性检查。断开点火开关，断开蓄电池充电器。分别对测量工具VAS 6558A进行检测，对测量工具VAS6558/9-6进行电阻测量，对测量工具VAS6558/9-6的绝缘电阻进行测量。②在确认测试设备正常之后，测量高电压系统上是否无电压。高电压检测适配器VAS6558/9-6连接在电驱动装置控制器J841正负极上，测得的电压＜10V，正常，再使用高电压检测适配器VAS6558/9-6 在电驱动装置控制器J841 内阻，268kΩ，正常。③第3步，测量高电压系统的绝缘电阻，VAS6558/9-4 接JX1 和AX4。使用混合动力测量模块VAS6558A测量TP1正极和搭铁，测得的电阻高于标准值1.5MΩ以上；使用混合动力测量模块VAS6558A测量TP1负极和搭铁，同样如此。

8） 绝缘电阻测量结果分析：在A6L e-tron车型中，当断开高电压蓄电池充电器AX4后，高压系统绝缘电阻恢复正常。由此初步确认该高电压蓄电池充电器AX4内部绝缘故障，更换该部件后，故障消失，绝缘电阻恢复正常。把所有部件进行连接复位之后，用VAS 6150D再次读取故障代码，并再一次用引导性故障查询用6558A/1对高压部件进行绝缘电阻测量发现其电阻为128MΩ，数值正常。

在Q5 hybrid车型中，使用混合动力测量模块VAS6558A测量TP1正极和搭铁，测得的电阻约200Ω，远低于标准值1.5MΩ以上；使用混合动力测量模块VAS6558A测量TP1负极和搭铁，同样如此。由此可以确定JXI内部存在绝缘故障。打开JX1的盖子，目视可见有水渍。根据以上测量数据进行分析，由此判断Q5 hybrid混合动力汽车的高电压系统确实存在绝缘故障，故障点是电驱动装置的功率和控制电子系统JX1内部积水。

4 小结

绝缘电阻故障导致电驱动系统故障指示灯点亮、无电动模式现象，是混合动力汽车中一个重要类故障问题，排除难度较大，一旦出现问题，将导致整车高压无法上电，无电动模式。此次故障经过一系列的诊断找到故障点分别在电驱动功率与电子单元JX1内部积水、高电压蓄电池充电器AX4内部不绝缘故障，并成功排除故障。

对于高压不上电问题还可能有以下几点原因：①低压蓄电池电量过低；②高电压蓄电池电池电量过低；③蓄电池调节控制单元J840出问题；④电驱动装置的功率和控制电子系统JX1出现问题；⑤功率接触器控制回路有故障；⑥低压控制方面某些安全条件不满足等。在检修的过程中都属于要考虑的范围，但也要具体问题具体分析，了解待修车的具体车况，之前有过什么类似故障等，缩小故障范围，综合考虑，才能快速处理故障。

当前，新能源汽车已成为国家战略性新兴产业之一，新能源汽车产业已经连续数年得到国家政策和资金的大力扶持。混合动力汽车作为一种兼顾传统车、纯电动车特点的车型，得到了迅速发展。混合动力汽车应用了许多新技术，保养与维修方面与传统车辆有很大区别，对汽车维修工提出了更高的要求，不仅要尽快熟练掌握混合动力汽车的构造及工作原理，更要加强高压电方面的专业知识学习，不断提高个人专业技能，这样才能适应社会发展，成为一名合格的汽车修理工。