新能源汽车慢充异常的故障检修

2022-07-21李鹏

设备管理与维修 2022年12期

李鹏

（广西农业职业技术大学，广西南宁 530007）

0 引言

燃油汽车能源消耗、环境污染等问题日益严峻，我国近些年大力发展新能源汽车，对新能源汽车行业给予政策扶持和经济补贴，市场对新能源汽车的需求量也越来越大。

新能源汽车的充电模式主要分为交流慢充模式和直流快充模式。慢充模式主要由车辆外部至供电端线缆、充电接口及线缆、车载充电、高压线束、高压配电设备、动力电池及其控制器等构成。充电桩或家用交流电源通过车辆接口及车辆自带的便携式充电枪与车载充电机连接，将AC 220 V 电源转换为直流电，给动力电池进行充电。以帝豪EV450 新能源汽车慢充系统为例，结合慢充系统结构与工作原理，总结慢充异常的可能原因，并通过具体案例介绍故障检修的具体方法，给用车者和维修技术人员提供参考。

1 EV450 慢充功能检查

某帝豪EV450 新能源汽车可以正常行驶，且快充系统正常，但车辆慢充电时，车辆无法充电。针对此种情况，对车辆慢充系统检查如下：

（1）检查充电枪锁止开关。关闭车辆点火开关，按压、释放充电枪锁止开关，锁止开关应灵活无卡滞，若开关有卡滞现象，则维修或更换充电枪设备。

（2）连接充设备插接器至AC 220 V 电源插座，观察充电设备状态指示灯。如果充电设备自检正常，中间圆圈的蓝色电源指示灯保持常亮，左侧三段线绿色充电状态指示灯保持常亮，右侧五段线红色充电故障指示灯亮一下后立即熄灭。如果3 个区域的状态指示灯全部不亮，可能的故障原因有AC 220 V 电源插座供电异常，或充电设备自身故障。如果蓝色电源指示灯和绿色充电状态指示灯正常点亮，红色充电故障指示灯存在异常点亮，可参考充电设备信号指示灯状态显示进行检修（表1）。

表1 充电设备信号指示灯状态显示

（3）检查车辆侧充电口。按压车辆充电口盖并打开，白色照明指示灯应正常点亮。如果不能点亮，则可能是白色照明指示灯线路故障、指示灯自身故障或充电口状态指示灯控制单元故障。按下锁止开关，将充电枪连接至至车辆侧慢充接口，松开锁止开关，连接完成10 s 内车辆主正、主负继电器发出吸合工作声响，同时充电枪上锁止开关发出“咔哒”锁止声，车辆侧充电口绿色状态指示灯闪烁。若主正、主负继电器、充电枪锁止开关无动作声响，充电口红色故障指示灯点亮，说明车辆无法正常充电，可能故障原因包括：①驱动电机控制器PEU 系统唤醒信号线路异常；②充电口至车载充电机OBC 充电线路故障；③OBC电源线路、CAN 通信线路或者自身存在故障。充电口信号指示灯状态显示见表2。

表2 车辆充电口信号指示灯状态显示

（4）观察组合仪表信号指示灯。正常充电状态下，仪表上红色充电电缆连接信号指示灯、黄色充电信号指示灯点亮，仪表中部显示蓄电池图标并动态显示正在充电，仪表下部应显示充电电流以及充电完成所需时间，需注意根据新能源汽车设计规定，电动汽车动力蓄电池充电时充电电流为负数，放电时放电电流为正数。如果仪表上无任何信号指示灯，则说明充电系统没有激活，可能原因有：①OBC 通信线路异常无法发送信号给仪表；②充电连接CC 信号异常，车辆无法正确判断是否连接充电枪。如果仪表红色充电电缆连接指示灯正常点亮，黄色充电指示灯不亮[1]，可能的原因有：①充电控制确认CP 信号异常；②MCU 唤醒信号线路异常；③OBC 电源信号、通信信号异常。

2 连接确认CC 信号线路故障检修

通过充电设备正确连接AC 220 V 插座和车辆侧慢充接口，释放充电枪锁止开关，主正、主负继电器未发出“咔哒”的工作声，同时充电枪锁止开关未发出“咔哒”的锁止声，车辆侧充电口白色照明指示灯一直点亮，没有变化为绿色充电状态指示灯闪烁。观察充电设备状态，此时充电设备上蓝色电源指示灯正常点亮，3 个绿色充电状态指示灯全部常亮，5 个红色充电设备故障指示灯均不亮。观察车辆仪表黄色充电指示灯、红色充电连接指示灯均不亮[2]。打开点火开关，仪表左侧动力蓄电池SOC 显示条无充电动态显示，无其他故障信息指示灯，车辆运行正常车辆但无法充电。由于仪表上充电连接指示灯以及OBC 启动充电模式并判断外部设备供电能量，主要由充电导引信号CC 决定，根据充电过程中仪表上的充电连接指示灯不亮，判断OBC 未接收到正确的CC 信号，可能原因为连接确认CC 信号线路故障。故障诊断所需的工具和资料见表3。

表3 工具清单

（1）连接诊断仪，读取故障码和数据流。清除故障码后再次读取，确保无历史故障码，无故障代码，数据流显示CC 未连接。

（2）测量分别BV10/39 和BV24/6 端子对地电压。关闭点火开关，确保充电设备正确连接，结合交流充电系统线路原理如图1 所示，用多用表电压档位分别测量图中BV10/39 和BV24/6 端子对地电压，正常值为：不连接充电枪时约为10.71 V，插枪后按住锁止开关时约为1.71 V，松开后约为0.77 V。如果测量值始终为10.71 V，说明测试点到搭铁点之间线路存在断路故障；如果测量值为0，说明OBC 电源线路或CC 信号线路存在断路故障；若测量值处于标准值和0 之间，说明CC 信号线路存在虚接故障。

图1 EV450 交流充电系统线路原理

（3）测量CC 信号线路导通性。关闭点火开关，拔下充电枪，首先断开BV10、BV24 插接器，用多用表电阻档位测量BV10/39和BV24/6 端子之间线路导通性，然后断开BV01、BV25 插接器，依次测量BV10/39 和BV01/13 端子、CA58/13 和CA63/8 端子、BV25/8 和BV24/6 端子间线路导通性，测试结果应小于1 Ω。测量结果可根据表4 进行判断。

表4 线路导通性测量

（4）测量CC 信号线路对地电阻。关闭点火开关，断开充电枪，拔下车载充电器端插接器，用多用表电阻档位分别测量BV10/39 端子对地电阻值，若阻值为无穷大则线路正常，若阻值小于1 Ω 则说明线路对地短路。通过测量，找到具体故障点将其恢复，恢复正常充电。总结故障机理，若CC 信号存在故障，将造成OBC 无法正常接收CC 信号，从而无法确认充电枪连接状态，无法完成充电引导程序，导致车辆无法充电。

3 控制确认CP 信

号线路故障检修

车辆可正常行驶，仪表盘无故障信号。通过便携式充电枪将外部交流插座和车辆慢充接口正确连接，充电枪无法锁止，便携式充电器上充电状态指示灯长亮，车辆侧充电口绿色指示灯未点亮，仪表盘充电线连接指示灯正常点亮，但充电指示灯未正常点亮。启动车辆，SOC动力蓄电池显示条无闪烁，车辆无法正常充电。

车辆可以正常行驶，说明整车高压控制系统正常。仪表盘充电线连接指示灯正常点亮，但充电指示灯未点亮，说明车辆充电系统检测到充电枪已连接到车载充电机，但并未确认进入充电状态。加上充电口绿色充电状态指示灯未正常点亮、电子锁无动作，可判断控制确认信号CP 可能存在故障。准备工具，进行检修。

（1）连接诊断仪，读取故障码和数据流，无故障代码，数据流显示P1A881C——充电连接故障。充电枪物理连接正常，OBC检测到CC 信号时，即确认充电枪已连接，进入充电准备模式，此时OBC 将CP 信号电压检测值与内部存储的标准值进行校核，若5 s 内两个值持续不相符，则会产生P1A881C 故障代码。

（2）测量CP 信号波形。关闭点火开关，确保线路正确连接，结合原理（图1），使用示波器分别测量车载充电机侧BV10/50端子和车辆交流充电机插座侧BV24/7 端子的线路波形，和正常波形进行对比（图2）：若波形一致，说明CP 信号正常；若波形是+B 左右的直线，说明CP 信号线路存在断路；若波形是接近0的直线，说明CP 信号线路存在对地短路故障；若波形是其他非0 电压的直线，说明CP 信号线路存在虚接故障。

图2 CP 信号正常波形

（3）测量CP 信号线路导通性及对地电阻，测量方法与上述CC 信号线路检测相同。通过测量，找到具体故障点将其恢复，恢复正常充电。总结故障机理，由于控制确认信号CP异常，导致无法确认车辆与充电设备连接完好，进而无法完成充电引导程序，造成车载充电机无法引导工作，车辆不能进行充电[3]。

4 充电系统PCAN 总线故障检修

连接充电枪至车辆交流充电接口，电子锁不能正常动作。车辆侧交流充电口充电状态指示灯白色常亮，无法变换至绿色的正常状态，便携式充电枪充电状态指示灯保持绿色长亮，观察仪表，无任何反应，充电线连接指示灯、动力电池充电指示灯均不能正常点亮。打开点火开关，“READY”指示灯正常点亮，但系统故障指示灯异常点亮，车辆不能充电。

根据充电枪连接指示灯点亮原理：充电枪→车辆充电连接口OBC（CC 信号唤醒）→VCU→组合仪表，结合故障现象进行分析。打开点火开关，仪表上“READY”指示灯正常点亮，SOC 显示正常，说明VCU→组合仪表工作正常；而充电指示灯不亮，整车系统故障指示灯点亮，导致此故障现象的可能原因主要有OBC 与VCU 的PCAN 通信总线异常或者OBC 元器件故障。准备工具，开始检修。

（1）连接诊断仪，读取OBC 模块，诊断仪与OBC 模块无法通信，再读取VCU 模块，显示“U111587-与车载充电机通信丢失”，说明OBC 无法与VCU 正常通信，PCAN 总线存在故障。

（2）测量OBC 端PCAN-H、PCAN-L 信号对地波形其次。打开点火开关，使用示波器同时测量BV10/54、BV10/54 端子对地波形，正常波形如图3 所示。PCAN-H、PCAN-L 隐性电平正常值均为2.5 V 左右，显性电平正常值PCAN-H 为3.5 V 左右，PCAN-L 为1.5 V 左右。若测量波形所得波形与标准波形不同，则说明通信线路存在故障。

图3 CAN-H、CAN-L 总线信号正常波形

（3）测量使用多用表测量CAN-H、CAN-L 线路端对端的导通性，测量PCAN-H、PCAN-L 线路的对地电阻、对+B 电阻，测量方法参考CC、CP 信号线路测量。找到具体的故障位置，将其恢复。总结故障机理，车载充电机的PCAN 通信总线如果出现故障，将导致车载充电机无法与外界通信，从而导致整车控制器默认为车载充电机有故障，点亮系统故障指示灯，不启动充电功能。