吉利EV450 故障案例分析

李征宇， 程 琨

（南通科技职业学院， 江苏 南通 226007）

近几年， 随着新能源汽车技术的日益完善， 加之国家也对新能源汽车相关产业加大扶持力度， 新能源汽车越来越成为大众生活出行的选择， 也因此对相关专业的人才需求更加紧迫。 为了更好培养新能源汽车专业人才， 我院制定了一系列的新能源汽车专业人才培养方案， 其中新能源汽车的检测与维修是所有课程中的重中之重。 新能源汽车常见的故障有： 低压供电不正常、 车辆无法充电、 高压供电不正常、 车辆无法正常行驶等， 为此我院购入吉利EV450纯电动汽车以培养学生的动手能力， 使学生掌握维修手册的查阅与应用能力， 并熟练使用专用诊断设备和相关工具， 更直观地让学生掌握新能源汽车结构原理， 培养新能源汽车故障诊断与维修思路， 并制定相应的实验方案。

1 吉利EV450高压系统组成及原理

吉利EV450高压系统主要有： 整车控制器 （VCU）、 电池管理系统 （BMS）、 空调压缩机 （AC）、 暖风加热系统（PTC）、 高压配电箱 （PDU）、 车载充电机 （OBC）、 电机控制器 （PEU） 和DC/DC控制器。 其中， 车载充电机与高压配电箱集成在一起， 电机控制器与DC/DC控制器集成在一起。起动前， 驾驶人必须携带本车钥匙进入车辆， 车身控制模块 （BCM） 会验证钥匙的合法性， 只有钥匙匹配才能起动车辆。 起动车辆时， 驾驶人踩下制动踏板 （F）， 车身控制单元 （BCM） 控制室内继电器ACC、 IG1和IG2相应吸合，各模块自检正常且满足上电需求， 电池管理系统 （BMS）控制电池包内的主负继电器和预充继电器吸合， 当车内大电容电压接近电池包电压时， 主正继电器吸合， 0.5ms后预充继电器断开， 整车高压上电成功， 仪表READY灯点亮。

车辆行驶时， 整车控制器 （VCU） 对整车进行实时监控。 电机控制器 （PEU） 利用PTCAN将三相交流永磁同步电机的旋转变压器信号反馈给整车控制器 （VCU）， 确认电机的工作状态。 同时， 整车控制器 （VCU） 采集选挡杆挡位信号、 加速踏板信号和制动开关等信号， 控制电池管理系统 （BMS） 输出相应的电量。 电机控制器 （PEU） 接受高压配电箱 （PDU） 输送过来的高压直流电， 通过逆变器（IGBT） 逆变升压后， 为电机提供三相交流电， 以此来控制电机的正向转动与反向转动。 当车辆加速或制动时， 电机控制器 （PEU） 通过内部的变频器来改变输出交流电的频率， 从而实现加速与减速的目的。

2 吉利EV450上电失败案例分析

吉利EV450纯电动汽车上电失败主要分为两种现象：一种是低压上电失败， 指的是按下一键启动按钮至点火挡（IG1挡）， 整车低压系统没有电， 导致无法启动， 主要表现为整车仪表不亮， 各低压模块无法通信； 另一种是高压上电失败， 指的是按下一键启动按钮可以进行低压上电， 但是至启动挡 （ST挡） 时， 电池包无法给整车高压系统供高压电， 主要表现为： 仪表上READY灯无法点亮， 整车故障指示灯点亮， 同时也会伴随一些其他故障灯点亮， 整车无法起动。

2.1 低压电路故障

故障现象： 一辆2019款吉利帝豪EV450轿车， 按下一键启动开关， 仪表黑屏， 无任何显示， 整车无法起动。 由于仪表呈黑屏状态， 因此判断可能是低压供电系统出问题导致整车无法上电。

故障排除： 连接吉利汽车专用诊断仪， 读取故障码。诊断仪显示整车控制器 （VCU） 模块不通信、 车身电子稳定控制系统 （ESC） 模块不通信、 电子助力转向系统（EPS） 模块不通信； 车身控制模块 （BCM） 通信并报出故障码： B128329 （IG1继电器控制输出无效）。 为了确保维修准确， 清除故障码后再次读取故障码， 仍然显示B128329（IG1 继电器控制输出无效） 故障码。 根据图1 （从吉利EV450维修手册电路图截取的部分IG1电路图） 所示， 此车低压上电逻辑为低压蓄电池将12V电通过熔断丝AM02输送至 熔 断 丝SF12 至 端 子CA13/1 至 熔 断 丝IF01 至BCM 端 子IP22A/3至BCM内部。 BCM利用12V电通过端子IP23/15给室内 继 电 器IG1 （IR02） 线 圈 （85 和86 端） 供 电， IG1 触 点（30和87端） 吸合， 低压蓄电池将12V电通过熔断丝SF01输送至端子CA13/2至IG1衔铁， 然后一路至熔断丝IF28至BCM端子IP20A/8至BCM内部， 另一路至熔断丝IF26 至熔断丝EF19至VCU端子CA66/50至VCU内部， VCU被唤醒。 可见，IG1继电器由BCM控制， 且是整车低压上电的关键， IG1吸合的标志是仪表点亮， 再结合B128329 （IG1继电器控制输出无效） 故障码， 笔者认为应该检查IG1控制电路、 工作电路和BCM相关电路， 具体步骤如下。

图1 吉利EV450的IG1继电器部分电路图

1） 用万用表电压挡测量BCM端子IP22A/3搭铁电压，应有两种现象， 一种是电压显示为12V左右， 另一种是电压显示为0V左右。 ①如果是12V左右电压， 说明端子IP22A/3上游电路完好， BCM供电正常， 考虑端子IP22A/3下游故障。 ②如果是0V左右电压， 说明端子IP22A/3上游电路有问题， 需要对上游熔断丝AM02、 SF12、 IF01， 端子CA13/1及相关线路进行检查， 检查完毕试车验证后再考虑其他故障。通过检测得到端子IP22A/3搭铁有12V电压， 进行下一步。

2） 拔下IG1 （IR02） 继电器， 接通点火开关， 用万用表电压挡测量IG1 （IR02） 85端搭铁电压， 应有两种现象，一种是电压显示为12V左右， 另一种是电压显示为0V左右。①如果是12V左右电压， 说明BCM内部无问题， 考虑IG1及其下游故障。 ②如果是0V左右电压， 说明BCM内部故障，进行更换并试车验证后再考虑其他故障。 通过检测得到IG1（IR02） 86端搭铁有12V电压， 断开点火开关， 进行下一步。

3） 用万用表电阻挡测量IG1 （IR02） 继电器85和86端子之间的电阻值， 正常应在80Ω左右， 大于80Ω说明线圈内串了电阻或者断路， 应更换新的继电器。 如果测得的线圈电阻为80Ω左右， 说明线圈良好， 接着应检测继电器触点即30和87端的接触情况， 在IG1 （IR02） 的85和86端加上一个12V电压， 用万用表电阻挡测量30和87端子间的电阻值应小于1Ω， 否则为触点接触不良， 更换继电器。 通过检测发现IG1 （IR02） 继电器完好， 进行下一步。

4） 由于以上3步均未发现故障， 结合B128329 （IG1继电器控制输出无效） 故障码， 笔者认为故障应该存在于端子IP20A/8和其上游电路中。 插回IG1 （IR02） 继电器， 接通点火开关， 用万用表电压挡测量端子IP20A/8搭铁电压，发现电压为0V左右， 验证了猜想。 遵循从简到繁的思路，断开点火开关， 先检查了SF01和IF28熔断丝的完好情况，没有发现问题， 再找到车身搭铁点G24也没问题， 最后分别检测了SF01下游至端子CA13/2、 端子CA13/2至IG1的30端、 IF28至端子IP20A/8、 IG1的86端至车身搭铁点G24的电阻， 发现IF28至端子IP20A/8的线路电阻无穷大， 找到该线路发现线路已经断掉， 修复后起动车辆， 车辆上电成功，故障修复结束。

2.2 高压电路故障

故障现象： 一辆2019款吉利帝豪EV450轿车， 按下一键启动开关， 仪表点亮， 但仪表的READY灯无法点亮， 整车故障指示灯和动力电池故障灯点亮， 整车无法上高压电。

故障排查： 连接吉利汽车专用诊断仪， 读取故障码。诊断仪显示整车控制器 （VCU） 模块报出故障码： P1C0852（主继电器故障）。 为了确保维修准确， 清除故障码后再次读取故障码， 仍然显示P1C0852 （主继电器故障） 故障码。根据图2 （从吉利EV450维修手册电路图截取的部分主继电器电路图）所示， VCU被IG1通过熔断 丝IF26 和EF19 唤 醒后， 通过端子CA66/51给主继电器 （ER05） 86端内部搭铁， 主继电器85和86端线圈通电控制30和87端触电吸合， 低压蓄电池把12V 电输送至30 和87 端至熔断丝EF10至VCU内部， 主继电器开始工作。 可见， 主继电器由VCU控制， 而主继电器影响着此车的高压上电。 再结合P1C0852 （主继电器故障） 故障码， 笔者认为应该检查主继电器控制电路、 工作电路和VCU相关电路， 且此车仪表能点亮， 低压上电无故障， 因此IG1没有问题， 具体步骤如下。

图2 EV540主继电器部分电路图

1） 拔下主继电器 （ER05）， 用万用表电阻挡测量主继电器 （ER05） 85和86端子之间的电阻值， 正常应在80Ω左右， 大于80Ω说明线圈内串了电阻或者断路， 应更换新的继电器。 如果测得的线圈电阻为80Ω左右， 说明线圈良好，接着应检测继电器触点即30和87端的接触情况， 在主继电器（ER05） 的85和86端加上一个12V电压， 用万用表电阻挡测量30和87端子间的电阻值应小于1Ω， 否则为触点接触不良， 更换继电器。 通过检测发现主继电器 （ER05） 继电器完好， 进行下一步。

2） 接通点火开关， 用万用表电压挡测量端子CA66/50搭铁电压， 应有两种现象， 一种是电压显示为12V左右，另一种是电压显示为0V左右。 ①如果是12V左右电压， 说明端子CA66/50上游没有问题， VCU的点火电源 （IG1电路）没问题， 考虑端子CA66/50下游问题。 ②如果是0V左右电压， 说明端子CA66/50上游电路有问题， 需要对上游熔断丝IF26、 EF19及相关线路进行检查， 检查完毕试车验证后再考虑其他故障。 通过检测得到端子CA66/50搭铁有12V电压， 进行下一步。

3） 用万用表电压挡测量主继电器 （ER05） 86端搭铁电压， 测得12V， 说明VCU内部和端子CA66/51至主继电器（ER05） 86 端线路都没问题。 用万用表测量主继电器（ER05） 85和30端分别搭铁电压， 测得12V， 说明蓄电池至主继电器 （ER05） 85和30端的电源线路无故障。 断开点火开关， 插回主继电器 （ER05）， 进行下一步。

4） 由于以上3步均未发现故障， 结合P1C0852 （主继电器故障） 故障码， 笔者认为故障应该存在于主继电器（ER05） 87端至VCU的电路中。 接通点火开关， 用万用表电压挡测量3个端子CA66/25、 CA66/52和CA66/39分别搭铁电压， 发现都为0V， 验证了猜想。 遵循从简到繁的思路，断开点火开关， 检查熔断丝EF10发现熔断丝断路， 更换新件后起动车辆， 车辆上电成功， 故障修复结束。

3 吉利EV450无法行驶案例分析

故障现象： 一辆2019款吉利帝豪EV450轿车， 按下一键启动开关READY挡， READY灯点亮， 整车可以上高压电， 但是整车故障指示灯、 ESC故障指示灯点亮和P挡位故障指示灯点亮， 整车无法挂挡行驶。

故障排除： 连接吉利汽车专用诊断仪， 读取故障码。诊断仪显示整车控制器 （VCU） 模块报出故障码： U012287（与ESC_ABS通信丢失）、 P1C4296 （车速信号警告故障），车身控制模块 （BCM） 报出故障码： U012287 （与ESC_ABS通信丢失）、 C161531 （未收到齿轮脉冲信号）、 电子驻车（EPB） 模 块 报 出 故 障 码： U012287 （与ESC_ABS 通 信 丢失）。 为了确保维修准确， 清除故障码后再次读取故障码，仍然显示以上故障码。 根据图3 （从吉利EV450维修手册电路图截取的部分ESC 电路图）， 车身电子稳定控制系统（ESC） 与VCU、 EPB和BCM通过车身CAN线 （VCAN） 进行通信， 再结合上述故障码， 笔者发现VCU、 BCM和EPB3个模块均与ESC通信丢失， 而ABS信号、 车速信号与齿轮脉冲信号均由ESC进行检测反馈， 因此认为应该检查ESC电源电路、 控制电路和ESC本体， 由于此车能够高压上电， 因此IG1没有问题， 具体步骤如下。

图3 EV540的ESC部分电路图

1） 熔断丝SF02和SF03分别是ABS泵熔断丝盒ABS电机熔断丝， 用万用表电压挡测量端子CA20/25和CA20/1搭铁的电压， 应有两种现象， 一种是电压显示为12V左右， 另一种是电压显示为0V左右。 ①如果是12V左右电压，说明端子CA20/25和CA20/1上游没有问题， 考虑两个端子的下游问题。 ②如果是0V左右电压， 说明端子CA20/25和CA20/1上游有问题， 需要检测SF02、 SF03 和2个熔断丝各自的供电电路。 通过检测发现2端子搭铁电压都为12V， 进行下一步。

2） 接通点火开关IG1挡， 用万用表电压挡测量端子CA20/28搭铁电压， 应有两种现象， 一种是电压显示为12V左右， 另一种是电压显示为0V左右。 ①如果是12V左右电压， 说明端子CA20/28上游没有问题， 即ESC控制电路没问题， 考虑ESC本体故障。 ②如果是0V左右电压， 说明端子CA20/28上游有问题， 需检查熔断丝IF26、 EF18和对应电路问题。 通过检测发现端子CA20/28搭铁电压为0V左右， 但用万用表电阻挡检测2个熔断丝和IG1至IF26、 IF26至EF18、EF18至端子CA20/28线路电阻均小于1Ω， 不存在断路现象。此时笔者考虑是否可能是短路故障， 仔细检查发现EF18至端子CA20/28线路中间有一段已经破损， 导致里面铜线与车身接触引起了短路现象。 修复后起动车辆， 仪表故障灯全部消失， 车辆能够正常挂挡行驶， 故障修复结束。

4 总结

该车为学校实训车辆， 上述3个故障案例均为教师在理解此车维修手册电路图的基础上结合生活实际情况设置出的模拟故障。 教师在指导学生排故过程中， 让学生学会了如何根据故障现象结合诊断仪和电路图锁定基本故障点，同时掌握了从下游往上游、 从简到繁、 逐一排查的排故思路。 同时， 学生举一反三， 可以自行进行一些故障排除。因此本文对教学具有非常深刻的指导意义。