大众ID.3 无法充电故障的排除

安文涛

关键词：充电枪锁止、微动开关、充电接口

故障现象：一辆2020年产进口大众ID.3新能源轿车，行驶里程1万km。用户反映该车的剩余电量SOC在10%左右时，可以正常上高压电，仪表中的“READY”状态正常。但是在插上充电枪后几乎无法启动充电，充电桩提示车辆通讯错误，只有很少的情况下能成功充电，

检查分析：维修技师接车后使用诊断仪检测，得到如下故障码：B1AD0F0——充电柱检测故障；U15BF00——智能充电功能通信故障；P1CF500——充电插座A充电连接器锁止故障/卡在打开位置；U112100——数据总线消息丢失（图1）。分析可能的故障原因有：①充电桩故障；②车辆充电系统故障；③充电枪锁止系统故障。

从故障码内容分析，首先需要排除充电桩故障。经与客户沟通得知，该故障在不同的充电桩上都会发生，可以排除了充电设施导致该故障的可能。继续分析其他故障码，按照先排除部件再排除系统的诊断逻辑，可以先检查充电槍锁止机构。

查询电路图得知（图2），该锁止机图2充电枪锁止装置电路图构的1、4端子为电机驱动，2、3端子为电机位置识别信号。使用示波器检测，A通道（红色）使用电流钳夹在1号端子的导线上；B通道（绿色）使用电压探头正表笔连接2号端子、负表笔接地；C通道（蓝色）使用电压探头正表笔连接3号端子、负表笔搭铁。

因充电桩不便检测，所以需要使用车辆的基本设置功能代替充电桩驱动枪锁来进行测量。但是大众ID.3车型进行基本设置需要解锁SFD操作，一般诊断设备不具备该功能，需要使用MSC909EV的在线安全登录功能来解锁（图3）。登录图3使用在线安全登录功能图4设置充电插头锁止和解锁成功后转到基本设置进行锁止和解锁操作（图4）。

通过测试得到锁止机构解锁的波形（图5）。分析该波形，发现电机的电流变化和一般的行程电机电流变化区别不大，基本符合运动规律。但是位置信号不太符合信号逻辑，一般开关型位置信号只有高低两个状态，实际测得的却是一个脉冲信号，如果波形没有变化，就可以判断是位置信号故障或机械故障，但是现在尚不能确定该信号是否正常。

几经周折，找到了一个随车充电器进行测试，但是插枪测试时发现波形与使用诊断仪基本设置时完全不同（图6）。通过电流波形与插枪后车辆的反应可以看出，插枪后车辆先输出正向锁止电流进行锁枪，随后又输出负电流进行解锁，周而复始上锁了4次也解锁了4次，然后系统就报了充电锁卡在打开位置的故障提示。至此故障诊断彻底没了思路。

因没有正常充电锁止波形对比，无法准确判断故障，但是故障码又指向充电枪锁止故障，抱着打破砂锅问到底的态度对充电锁进行了拆解（图7）。对其结构进行检查，并未发现明显的磨损变形，微动开关也没有发现异常。

因充电锁信号波形比较怪异，所以对信号产生原理与结构关系进行了仔细研究，发现微动开关的触发类似气门的驱动原理，是通过一个摆臂杆上的凸轮和一个锁销驱动齿轮轴上的凸轮驱动的，当两个凸轮对上时即可触动微动开关（图8）。

对此套机构移动轨迹进行研究时，发现该机构不是简单的打开和关闭两个状态（图9），微动开关的触发是在中间位置，机构运动的两端并不会触发微动开关，这也解释了为什么我们只看到一个脉冲信号的原因。

继续对整个充电接口总成进行研究，终于发现了故障原因，通过对锁销接触面及安装位置关系判断，充电锁的整体设计包含解锁、锁止、未识别到插枪或移动距离过长三个状态，这也意味着如果是正常的锁止，应该会停在中间的锁止状态。综合上述原理分析可以判定，该充电锁应该是出现磨损变形，或者充电口座整体结构出现了变形。

故障排除：分析出故障原因后，抱着试一试的态度对充电锁销加装铜皮做加厚处理，连接充电枪测试，发现故障排除，并且波形出现了我们熟悉的信号变化（图10）。

回顾总结：由于开始对充电锁结构及信号产生机制的不了解，导致维修走了些弯路，但是从另一方面也能看出示波器对一些故障判断的重要作用，如果在了解信号及结构原理的情况下，针对该故障可以做到轻松准确的判断，从而快速的找出故障点。另一方也提示我们，如果平时能多了解信号产生机制及部件结构，对使用示波器来解决故障起着至关重要的作用。