凱美瑞雙擎混合動(dòng)力無(wú)法驅(qū)動(dòng)故障分析

李愛(ài)軍

（中山市中等專業(yè)學(xué)校，廣東中山 528400）

0 引言

近年來(lái)，出于對(duì)環(huán)保低碳的迫切性，世界各國(guó)在傳統(tǒng)燃油車禁售方面有了共識(shí)，大部分國(guó)家已經(jīng)公布了禁售燃油車的時(shí)間。中國(guó)提出有望在2050年以前實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)燃油車的全面退出[1]。預(yù)計(jì)到2030年，我國(guó)新能源汽車銷量將達(dá)到1 500萬(wàn)輛，對(duì)應(yīng)的新能源汽車維修人才需求將達(dá)到60萬(wàn)人，行業(yè)高速發(fā)展與維修人員緊缺的矛盾日益突出[2]。本文以某款凱美瑞雙擎混合動(dòng)力不能驅(qū)動(dòng)故障為例，提出采用兆歐表“分段”檢修的方法，該方法為維修新能源汽車的人員提供了新的診斷技術(shù)和方案，成效顯著，有利于培養(yǎng)出滿足社會(huì)所需的高技能人才。

1 故障現(xiàn)象

2019 年暑假筆者參加青年教師企業(yè)實(shí)踐，來(lái)到某4S 店學(xué)習(xí)新能源汽車油電混合動(dòng)力技術(shù)。期間一輛某款凱美瑞雙擎混動(dòng)2.4 排量，搭載3AZ 發(fā)動(dòng)機(jī)，電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)凈功率105 km，直流標(biāo)稱電壓650 V，行駛了8萬(wàn)多km。顧客反映該車行駛過(guò)程中，儀表盤主警告燈突然點(diǎn)亮，顯示“檢查混合動(dòng)力系統(tǒng)”提示字樣。行駛一段路程后，車輛再無(wú)法繼續(xù)行駛，但儀表顯示電池電量和燃油充足[3]。

2 凱美瑞雙擎混合動(dòng)力工作原理

該凱美瑞混合動(dòng)力車輛為混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)，具有串聯(lián)式和并聯(lián)式系統(tǒng)的雙重功能。此系統(tǒng)具有2 個(gè)馬達(dá)電機(jī)MG1和MG2[4]。MGl起到發(fā)電和起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)作用。由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的MG1 產(chǎn)生高壓電，為HV 蓄電池充電。而且，它還可作為起動(dòng)機(jī)來(lái)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。MG2主要由HV蓄電池的電力驅(qū)動(dòng)車輛。在制動(dòng)過(guò)程中，或未踩下加速踏板時(shí)，它將產(chǎn)生電力對(duì)HV 蓄電池再充電。當(dāng)汽車起步時(shí)，HV 蓄電池輸出電壓經(jīng)過(guò)HV 繼電器總成SMR（包括SMRB 和SMRG 2 個(gè)繼電器）和蓄電池智能單元后，再由DC/DC轉(zhuǎn)換器將244.8 V的電壓轉(zhuǎn)換成650 V的電壓，同時(shí)逆變器將來(lái)自增壓轉(zhuǎn)換器的直流電轉(zhuǎn)換為三相交流電給MG2 驅(qū)動(dòng)車輪行駛。當(dāng)HV 蓄電池電力不足時(shí)，MG1啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪，同時(shí)也提供MG1動(dòng)力為HV 蓄電池充電，當(dāng)HV 蓄電池電量充足時(shí)，MG2又繼續(xù)驅(qū)動(dòng)車輪，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，就這樣循環(huán)工作，大大降低油耗[5]。HV 繼電器總成作用是根據(jù)來(lái)自HV ECU 的信號(hào)連接或切斷高壓電源電路，從而保護(hù)高壓電路。凱美瑞混合動(dòng)力工作原理如圖1所示[6]。由于這款車不同于傳統(tǒng)燃油汽車，是新能源混合動(dòng)力車型，需要檢查高電壓系統(tǒng)，屬于高壓電操作[7]。所以在維修前，要嚴(yán)格按照高壓電安全操作步驟。

圖1 凱美瑞混動(dòng)工作原理

3 檢查高壓電前的準(zhǔn)備操作

（1）使用“警告：高電壓，不要觸摸”指示牌放在車輛工位周圍，提示他人遠(yuǎn)離此區(qū)域。

（2）將電源開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到OFF，并將鑰匙帶離內(nèi)部檢測(cè)區(qū)域。

（3）打開(kāi)后尾箱斷開(kāi)輔助電池的負(fù)極。

（4）檢查絕緣手套密封性。其檢查方法為：拉直開(kāi)口，將其邊卷3次左右，折疊開(kāi)口以密閉手套，確認(rèn)沒(méi)有漏氣。整個(gè)操作過(guò)程中必須戴絕緣手套。

（5）拆卸服務(wù)插銷，并將插銷放在工作服口袋里。在拆卸服務(wù)插銷后等待10 min 以使在帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成內(nèi)的高壓電容器放電完全。再檢查發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的變頻器端子電壓應(yīng)該為0 V。

（6）拆下高壓連接器后用絕緣膠布纏繞連接器以防其觸碰異物。

4 故障分析與排除

根據(jù)車主反映情況后，遵守“由易及難”維修原則，看看有沒(méi)有故障碼。首先通過(guò)某款專用“Techstream”診斷進(jìn)入混合動(dòng)力控制系統(tǒng)讀取DTC（豐田診斷故障碼）。系統(tǒng)顯示故障碼為“P0AA6-526”，表示混合動(dòng)力HV 蓄電池電壓系統(tǒng)有絕緣故障，再縮小故障范圍讀取“P0AA6-526”的子代碼為“INF612”。通過(guò)查閱電子維修手冊(cè)得知“INF612”表示HV蓄電池、混合動(dòng)力車輛轉(zhuǎn)換器DC/DC、蓄電池智能單元、HV繼電器總成這4個(gè)零部件可能出了問(wèn)題導(dǎo)致絕緣電阻減小，存在電路短路故障。INF代碼526 和子代碼612 車輛絕緣電阻減小部位如圖2所示[6]。所以需要對(duì)以上這些零部件一一排查，找出故障。根據(jù)維修手冊(cè)，使用設(shè)定為500 V 的兆歐表，利用“分段”檢查法測(cè)試各零部件絕緣電阻情況[8]。

圖2 INF代碼526和子代碼612車輛絕緣電阻減小部位圖

4.1 檢測(cè)混合動(dòng)力車輛轉(zhuǎn)換器DC/DC

根據(jù)凱美瑞車輛維修手冊(cè)檢測(cè)順序[6]，首先檢查混合動(dòng)力車輛轉(zhuǎn)換器DC/DC，從HV繼電器總成上斷開(kāi)混合動(dòng)力車輛轉(zhuǎn)換器DC/DC 的連接器W1、V1、V3，HV繼電器總成與轉(zhuǎn)換器的連接器W1、V1、V3 結(jié)構(gòu)如圖3所示。使用設(shè)定為500 V的 兆 歐 表 ， 測(cè) 量 W1、V1、V3 線束側(cè)上的絕緣電阻，然后將3 個(gè)線束側(cè)上的端子實(shí)際測(cè)量值對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)絕緣電阻，如表1 所示，發(fā)現(xiàn)均符合要求，最后表明車輛轉(zhuǎn)換器DC/DC 沒(méi)有問(wèn)題。接下來(lái)準(zhǔn)備檢測(cè)HV繼電器總成。

圖3 HV 繼電器總成與轉(zhuǎn)換器的連接器W1、V1、V3結(jié)構(gòu)圖

表1 HV繼電器總成與轉(zhuǎn)換器的連接器標(biāo)準(zhǔn)絕緣電阻值

4.2 檢測(cè)HV繼電器總成

HV 繼電器總成包含SMRB 和SMRG 兩個(gè)繼電器。從HV繼電器總成上斷開(kāi)蓄電池高壓連接器，s1是蓄電池連接HV繼電器SMRB 的輸入端高壓正極，h4 為輸出端高壓正極。t1 是蓄電池連接HV繼電器SMRG的輸入端的高壓負(fù)極，h3為輸出端高壓負(fù)極。HV繼電器總成結(jié)構(gòu)以及與蓄電池連接圖如圖4所示[6]。

圖4 HV繼電器總成結(jié)構(gòu)以及與蓄電池連接圖

通過(guò)兆歐表測(cè)量HV繼電器總成的各個(gè)絕緣電阻值對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)絕緣電阻，如表2所示，得知HV繼電器總成的輸入端高壓負(fù)極t1 的電阻正常；HV 繼電器總成的輸出端的高壓h4、h3正常；則繼電器SMRG沒(méi)有問(wèn)題，也就是說(shuō)HV繼電器總成的輸出端的絕緣電阻沒(méi)有問(wèn)題。但當(dāng)測(cè)量輸入端s1 高壓正極時(shí)，兆歐表顯示0 MΩ，紅色警報(bào)燈亮起說(shuō)明此處有短路，繼電器SMRB沒(méi)有絕緣電阻。發(fā)現(xiàn)這故障后，再檢查下HV蓄電池的絕緣電阻狀況。

表2 HV繼電器總成（SMRB，SMRG）標(biāo)準(zhǔn)絕緣電阻

4.3 檢測(cè)HV蓄電池部位

使用兆歐表檢測(cè)從HV繼電器總成上斷開(kāi)蓄電池高壓2個(gè)連接器t1和s1線束側(cè)上的端子的電阻，如圖4所示，t1線束-車身搭鐵測(cè)得為2 000 MΩ，s1 線束-車身搭鐵測(cè)得為30 MΩ，電阻值都大于標(biāo)準(zhǔn)值10 MΩ均符合規(guī)定值，說(shuō)明HV蓄電池絕緣電阻正常。

4.4 故障排除

既然HV繼電器總成左右部件都沒(méi)有問(wèn)題，內(nèi)部只有繼電器SMRB沒(méi)有絕緣電阻出了問(wèn)題，基本可以判斷HV繼電器總成出了故障。根據(jù)維修手冊(cè)的建議更換繼電器SMRB 后，汽車能正常驅(qū)動(dòng)行駛，自然蓄電池智能單元是沒(méi)有問(wèn)題的，則故障排除。和車主進(jìn)一步交流得知，該車平時(shí)行駛的路況差，家里也沒(méi)有車庫(kù)，經(jīng)常處于露天暴曬狀態(tài)。HV 繼電器SMRB可能由于高溫氧化嚴(yán)重使絕緣體失效，沒(méi)有了絕緣電阻造成短路，HV 蓄電池?zé)o法向電機(jī)MG1 和MG2 供電，導(dǎo)致汽車不能驅(qū)動(dòng)。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文借助于某專用“Techstream”診斷控制系統(tǒng)讀取DTC故障碼，通過(guò)分析混合動(dòng)力工作原理，提出采用兆歐表“分段”檢修的方法，解決了新能源汽車因零部件絕緣電阻減小造成短路的故障。在維修新能源汽車時(shí)始終要遵守“由易及難”的維修原則，結(jié)合維修手冊(cè)，充分使用診斷工具進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)，將故障找出并排除。該方法為維修新能源汽車的人員提供了新的診斷技術(shù)和方案，有利于培養(yǎng)新能源汽車維修技能人才。