2021 年产一汽-大众宝来纯电动汽车高温环境下直流充电慢的故障检修

文：初宏伟、张颖

故障现象：一辆2021 年产一汽-大众宝来纯电动汽车，行驶里程3.8 万km。该车为运营车辆，用户抱怨在晚上收车后在直流充电桩充电，发现需要7 h 才能充满，与说明书中描述不符，于是进店检查。

检查分析：该车型配置了37 kW·h的高压蓄电池，若用功率为100 kW 直流充电机进行充电，约40 min 就应该充到额定电量的80%，所以用户反馈的需要充电7 h 显然有问题。故障车辆的电量与充电桩显示数据和结算价格一致，维修人员判断在充电过程中，出现了某种限制充电电流的因素存在，导致充电变慢。

与用户沟通得知，该车之前充电一直正常，也就最近几天出现了这个问题。考虑到全国普遍出现高温天气，故障车辆所在城市天气预报最高温度已达40.00 ℃，而路面局部温度可达65.00 ℃以上，因此维修人员推测会不会环境温度过高导致该车充电慢的问题。

查看该车充电控制系统（图1），充电控制系统主控制单元J966 接收充电口UX2、充电指示灯EX32 以及交流充电机AX4（包含交流充电控制单元J1050）等输入传感信号，并触发充电系统执行元件，形成充电相关动作。当进行直流充电时，首先需将直流充电枪插入直流充电口UX4 的DC 充电口，J966 与直流充电桩通过CC1 和CC2 进行充电连接确认，车辆检查充电口温度与锁止状态信息。在整个充电过程中，高压蓄电池与交流充电机通过CAN 数据总线持续通讯，其中包括系统绝缘电阻、蓄电池温度和电压变化等信息。

图1 宝来BEV 车型充电系统示意图

根据充电系统工作关系，影响充电持续时间的因素包括：①充电线、充电站或壁挂式充电箱的电力输出及设置；②充电插座、公用电源插头和充电单元的温度；③高压蓄电池电量；④高压蓄电池的温度；⑤充电管理系统的设置；⑥高压空调或加热器的负荷。

维修人员伴随用户试车，充分了解车辆的使用环境条件，逐一研判这些影响因素，可以总结以下规律：故障车为运营车辆，越是行驶到电量不足而着急充电，结果充电耗时更长；若是不急用车，停一晚运用峰谷电价政策，第二天很早起来充电，则充电速度倍增，并且最近一个月现象更明显。这与之前故障与高温天气有关的推测相符，但高温天气如何影响到充电系统的工作呢？

维修人员用故障诊断仪VAS6150 读取充电系统的故障记录，发现在C6-高压蓄电池充电器控制单元J1050 发现故障码“U140900——内部温度测量信号不可信”（图2），该故障码似乎与当前高温天气相对应。但从物理结构上看，J1050 通常被认为是控制交流充电功能的，而BD-高电压蓄电池充电管理系统控制器J966 则是控制着直流充电功能。于是维修人员再次使用诊断仪读取J966，无任何故障码存储（图3）。

图2 高电压蓄电池充电器控制单元存储的故障码

图3 高电压蓄电池充电管理系统控制器未存储故障码

那么J1050 是只控制交流充电，还是同时控制直流充电？为了验证这个问题，维修人员再次与用户在高温条件下试车，并在高温状态下直接进行直流快充，读取第三方公共充电机内部信息（图4）。

图4 高压充电装置后台数据

分析充电机数据发现，其中蓄电池温度值很快达到52.00 ℃，而且还在缓慢上升。又由于该车高压蓄电池没有水冷系统，采用自然散热的风冷，所以给车充电状态热管理尤为重要，所以充电时会根据温度调节充电电流。即使在行驶过程中，出于安全考虑，高压蓄电池设置了三级报警阈值：当高压蓄电池温度达到53.75 ℃，高压蓄电池控制单元发出三级报警信息；当高压蓄电池温度达到55.00 ℃，高压蓄电池控制单元发出二级报警信息；当高压蓄电池温度达到65.00 ℃，高压蓄电池控制单元发出一级报警信息（图5）。

图5 高压蓄电池温度报警阈值

诊断到这里，又出现一个问题，故障码U140900 是由哪个控制单元发出且如何传递的？该车辆的J966、J1050 和高压蓄电池控制单元J840 通过CAN 总线相连，这3 个控制单元可以实现平等的CAN 通信，理论上J840 可以将温度信息直接发给J966。但由于在有些车型上，J966 是与J1050 整合到一起，如没有直流充电的混合动力车型。这样J840就会将自身的温度信息直接通过CAN 总线传输给J1050，进而实现充电系统减小充电电流的结果。而且， J1050 虽然位于交流充电机内，但其控制范围不止交流充电。

因此，该车故障是因为环境温度过高，用户收车后直接进行直流快充，J840 检测到蓄电池温度信息后，传输给J1050，J1050 控制了高压蓄电池的充电速度。至此，故障原因找到，该车是因为环境温度过高，J1050 出于安全自动调节了充电电流。根据检测到的直流充电数据，高压蓄电池温度为42.00 ～52.25 ℃，充电电流被限制在20 A（图6），这样最大充电功率约为8 kW，远低于该直流充电装额定功率100 kW。

图6 高电压蓄电池充电器控制单元对充电电流的限制

故障排除：该车并非车辆出现故障导致直流充电时间长 ，因此建议用户晚上收工后将车辆放置时间长一些，例如等待第二天凌晨再充电，充电慢问题不再出现。

回顾总结：充电时，车辆控制单元对充电口上的温度传感器进行监控，充电插头的温度监控功能对充电电缆进行高温保护。当充电电缆在过热的行李舱或阳光照射强烈的地方取出将触发温度监控。当电缆温度高于55.00 ℃ 且低于90.00 ℃ 时，充电电流将减小至6 A。当电缆温度高于90.00 ℃ 时，充电过程将被中断；待充电电缆冷却至 70.00 ℃ 以下，充电电缆将重新恢复充电。待充电电缆进一步冷却至 55.00 ℃ 以下，充电电流将增大为正常水平。