基于低压电路分析的电动汽车高压不上电故障检修

刘丹丹， 郭超， 孙保海， 任志民

(运城职业技术大学， 山西运城 044000)

0 引言

我国近几年新能源汽车发展速度，纯电动汽车产销量有了新的突破，市场份额越来越重，随着新能源汽车保有量的剧增，车辆的故障率也不断增多。结合对纯电动汽车市场进行调研，纯电动汽车在高压无法上电，造成车辆无法行驶的这一故障经常出现。而引起高压不能上电的因素有很多，文中以吉利帝豪纯电汽车为例，对其低压电路进行分析，从而对高压不上电故障可能的原因进行分析，总结出不同原因引起的高压不上电故障检修方案。

1 高压系统上电流程

纯电动汽车高压上电是经过低压系统控制，动力电池输出高压电，经过高压控制器给电机控制器、DC/DC、空调电动压缩机和PTC加热器供高压电。高压系统上电流程为驾驶员踩下制动踏板，按下启动开关SSB，挡位处于N挡，无钥匙进入系统PEPS检测到有效钥匙，主继电器无故障，无粘连现象，防盗认证通过ESCL解锁有效，无钥匙进入系统PEPS控制器IG1/IG2继电器闭合，整车各模块自检正常满足上电条件，整车控制器VCU检测各模块正常满足上电条件发送VCU发送的Closed Main Relay指令，此时，整车控制器VCU控制唤醒继电器工作，唤醒继电器唤醒电机控制器，整车控制器VCU控制主负继电器和预充继电器闭合，先对电机控制器进行预充放电，达到预充值，电池管理系统BMS控制主正继电器闭合，预充继电器断开，Ready灯点亮，高压上电完成，电机控制器可以给驱动电机提供三相交流电[1]。

2 高压上电要素影响分析

2.1 无钥匙进入系统PEPS控制电路分析

图1为无钥匙进入系统PEPS控制电路，根据对控制电路进行分析，无钥匙进入系统完成启动，必须同时满足以下要素：无钥匙进入PEPS系统通过针脚IP33-13检测到来自前机舱保险丝继电器盒供电信号B+，通过针脚IP33-26检测到来自室内保险丝继电器盒供电信号B+；无钥匙进入PEPS系统通过针脚IP34-4检测到制动灯开关闭合信号；无钥匙进入PEPS系统通过针脚IP33-6和IP33-15检测到启动开关SSB按下信号；通过针脚IP33-23检测启动继电器无故障信号；由前部天线、中部天线、后部天线或者左门把手天线、右门把手天线检测到有效钥匙，若前部天线检测到有效钥匙，通过针脚IP35-7和IP35-18向PEPS发送信号，若中部天线检测到有效钥匙，通过针脚IP35-8和IP35-19向PEPS发送信号，若后部天线检测到有效钥匙，通过针脚IP35-4和IP35-15向PEPS发送信号；通过针脚IP34-7和IP34-8与通信系统进行通信[2]。

图1 无钥匙进入系统PEPS控制电路

满足以上要素，无钥匙进入PEPS系统控制IG1继电器闭合，其电路为:IG1 RLY+IP33-9→室内保险丝继电器盒IP01-15→IG1继电器线圈3-1→搭铁。B+→IG1继电器2-4→保险丝IF26→PEPS控制器IP33-10,给PEPS控制器提供反馈信号。无钥匙进入PEPS系统控制IG2继电器闭合，其电路为:IG2 RLY+ IP33-22→前机舱保险丝继电器盒IG2继电器ER15线圈85-86针脚→搭铁。前机舱保险丝继电器盒B+→保险丝EF18→IG2继电器ER15 87-30针脚→室内保险丝继电器盒IF21→PEPS控制器IP33-7,给PEPS控制器提供反馈信号。

2.2 功率集成单元PEU控制电路分析

图2为功率集成单元PEU控制电路，吉利帝豪将车辆所有电控系统集成为一个整体PEU控制器，它将电机控制器MCU、DC-DC、车载充电机OBC、空调加热器PTC集成在一起。高压系统上电过程：由低压控制PEU控制器，动力电池通过EP54-1连接高压正极母线HV+和 EP54-2连接高压负极母线HV-给电机供给三相交流电。

图2 PEU控制电路

低压控制电路要满足以下要素，才能完成高压系统上电。功率集成单元PEU通过针脚EP12-1检测低压蓄电池正极信号，功率集成单元PEU通过针脚EP11-26经过保险丝EF01和EF31来自前机舱保险丝继电器盒的常电信号；功率集成单元PEU通过针脚EP11-25来自IG2继电器ER15闭合信号；功率集成单元PEU通过针脚EP11-4提供高压互锁输出HVIL OUT信号和针脚EP11-1提供高压互锁输入HVIL IN信号，此时形成高压互锁；功率集成单元PEU通过针脚EP11-20和EP11-21给通信系统进行通信[3]。

同时整车控制器控制充电机继电器闭合，其电路为：主继电器→保险丝EF27→充电机继电器2-1→VCU→搭铁。B+→保险丝EF28→保险丝EF03→充电机继电器3-5→PEU控制器EP11-14，给功率集成单元PEU提供唤醒信号。

3 基于不同要素引起高压不上电故障分析

3.1 低压蓄电池电压过低

通过对低压电路分析得知，无钥匙进入系统PEPS、整车控制器VCU和功率集成单元PEU都需要低压蓄电池进行供电，若其电压过低，将无法上电。

采用万用表检测低压蓄电池电压，若低于10.5 V,说明故障为蓄电池电压过低引起高压不上电。

3.2 启动按钮信号异常

通过对低压电路分析得知，无钥匙进入PEPS系统通过针脚IP33-6和IP33-15检测到启动开关SSB按下信号，若启动按钮信号异常，将无法上电。

断开启动按钮后面的插接器，测量启动按钮SSB端的接线，按下启动按钮，测量针脚IP33-15和IP33-6之间是否导通，若断路说明是启动按钮异常造成的无法上电。

3.3 制动开关信号故障

通过对低压电路分析得知，无钥匙进入PEPS系统通过针脚IP34-4检测到制动灯开关闭合信号，若制动灯开关信号出现故障，高压系统将无法上电。

制动开关信号故障分为两种：制动灯常亮和制动灯不亮，先踩下制动踏板，观察制动灯是否点亮，判断制动灯开关故障还是电气线路故障。

3.4 IG1/IG2继电器信号异常

通过对低压电路分析得知，无钥匙进入系统控制IG1/IG2继电器闭合。IG1/IG2继电器闭合需要给PEPS控制器反馈信号，否则无法上电。

检查室内保险丝继电器盒中IG1继电器RL1是否正常工作，检查IG1继电器RL1中1号和3号端子间电阻，若阻值正常，检查2号和4号端子间是否导通，若正常说明IG1继电器RL1正常，同样方法检查前机舱保险丝继电器盒中IG2继电器ER15是否正常工作。

3.5 PEPS系统故障及通信故障

通过对低压电路分析得知，高压上电第一步需要无钥匙进入系统启动，给整车控制器信号才能高压上电，若PEPS系统及通信出现故障，将无法上电。

使用故障诊断仪连接车辆，读取故障码，是否报有PEPS系统故障及通信故障，若有更换PEPS控制器。

3.6 PEU系统故障及通信故障

通过对低压电路分析得知，整车各模块自检正常满足上电条件，整车控制器将控制PEU系统给电机提供高压电，若PEU系统及通信出现故障，将无法上电。

使用故障诊断仪连接车辆，读取故障码，是否报有PEU系统故障及通信故障，若有更换PEU控制器。

3.7 互锁信号异常

通过对低压电路分析得知，功率集成单元PEU通过针脚EP11-4提供高压互锁输出HVIL OUT信号和针脚EP11-1提供高压互锁输入HVIL IN信号，形成高压互锁，若高压互锁故障，将无法上电。

关闭启动开关，拆掉低压蓄电池负极，断开维修开关，检查电机控制器正负极插接件是否松动，检查分线盒插接件是否松动[4]。

3.8 动力电池电压过低

若低压控制正常，整车完成自检，需要动力电池提供高压电，若动力电池电压过低，也将无法上电。

车辆长时间放置或者车辆电量过低，车内仪表显示电量低，需要及时充电才能正常上电。

4 结束语

文中以吉利帝豪纯电动汽车为例，通过对无钥匙进入系统PEPS和功率集成单元PEU低压控制电路的分析，分解出高压系统上电需要的几大要素，并结合不同要素引起高压不上电故障进行分析，总结不同原因引起不上电故障的检修方案，给纯电动汽车维修工和从业人员提供一定的参考。