基于低壓電路分析的電動(dòng)汽車高壓不上電故障檢修

劉丹丹， 郭超， 孫保海， 任志民

(運(yùn)城職業(yè)技術(shù)大學(xué)， 山西運(yùn)城 044000)

0 引言

我國(guó)近幾年新能源汽車發(fā)展速度，純電動(dòng)汽車產(chǎn)銷量有了新的突破，市場(chǎng)份額越來越重，隨著新能源汽車保有量的劇增，車輛的故障率也不斷增多。結(jié)合對(duì)純電動(dòng)汽車市場(chǎng)進(jìn)行調(diào)研，純電動(dòng)汽車在高壓無(wú)法上電，造成車輛無(wú)法行駛的這一故障經(jīng)常出現(xiàn)。而引起高壓不能上電的因素有很多，文中以吉利帝豪純電汽車為例，對(duì)其低壓電路進(jìn)行分析，從而對(duì)高壓不上電故障可能的原因進(jìn)行分析，總結(jié)出不同原因引起的高壓不上電故障檢修方案。

1 高壓系統(tǒng)上電流程

純電動(dòng)汽車高壓上電是經(jīng)過低壓系統(tǒng)控制，動(dòng)力電池輸出高壓電，經(jīng)過高壓控制器給電機(jī)控制器、DC/DC、空調(diào)電動(dòng)壓縮機(jī)和PTC加熱器供高壓電。高壓系統(tǒng)上電流程為駕駛員踩下制動(dòng)踏板，按下啟動(dòng)開關(guān)SSB，擋位處于N擋，無(wú)鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)PEPS檢測(cè)到有效鑰匙，主繼電器無(wú)故障，無(wú)粘連現(xiàn)象，防盜認(rèn)證通過ESCL解鎖有效，無(wú)鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)PEPS控制器IG1/IG2繼電器閉合，整車各模塊自檢正常滿足上電條件，整車控制器VCU檢測(cè)各模塊正常滿足上電條件發(fā)送VCU發(fā)送的Closed Main Relay指令，此時(shí)，整車控制器VCU控制喚醒繼電器工作，喚醒繼電器喚醒電機(jī)控制器，整車控制器VCU控制主負(fù)繼電器和預(yù)充繼電器閉合，先對(duì)電機(jī)控制器進(jìn)行預(yù)充放電，達(dá)到預(yù)充值，電池管理系統(tǒng)BMS控制主正繼電器閉合，預(yù)充繼電器斷開，Ready燈點(diǎn)亮，高壓上電完成，電機(jī)控制器可以給驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供三相交流電[1]。

2 高壓上電要素影響分析

2.1 無(wú)鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)PEPS控制電路分析

圖1為無(wú)鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)PEPS控制電路，根據(jù)對(duì)控制電路進(jìn)行分析，無(wú)鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)完成啟動(dòng)，必須同時(shí)滿足以下要素：無(wú)鑰匙進(jìn)入PEPS系統(tǒng)通過針腳IP33-13檢測(cè)到來自前機(jī)艙保險(xiǎn)絲繼電器盒供電信號(hào)B+，通過針腳IP33-26檢測(cè)到來自室內(nèi)保險(xiǎn)絲繼電器盒供電信號(hào)B+；無(wú)鑰匙進(jìn)入PEPS系統(tǒng)通過針腳IP34-4檢測(cè)到制動(dòng)燈開關(guān)閉合信號(hào)；無(wú)鑰匙進(jìn)入PEPS系統(tǒng)通過針腳IP33-6和IP33-15檢測(cè)到啟動(dòng)開關(guān)SSB按下信號(hào)；通過針腳IP33-23檢測(cè)啟動(dòng)繼電器無(wú)故障信號(hào)；由前部天線、中部天線、后部天線或者左門把手天線、右門把手天線檢測(cè)到有效鑰匙，若前部天線檢測(cè)到有效鑰匙，通過針腳IP35-7和IP35-18向PEPS發(fā)送信號(hào)，若中部天線檢測(cè)到有效鑰匙，通過針腳IP35-8和IP35-19向PEPS發(fā)送信號(hào)，若后部天線檢測(cè)到有效鑰匙，通過針腳IP35-4和IP35-15向PEPS發(fā)送信號(hào)；通過針腳IP34-7和IP34-8與通信系統(tǒng)進(jìn)行通信[2]。

圖1 無(wú)鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)PEPS控制電路

滿足以上要素，無(wú)鑰匙進(jìn)入PEPS系統(tǒng)控制IG1繼電器閉合，其電路為:IG1 RLY+IP33-9→室內(nèi)保險(xiǎn)絲繼電器盒IP01-15→IG1繼電器線圈3-1→搭鐵。B+→IG1繼電器2-4→保險(xiǎn)絲IF26→PEPS控制器IP33-10,給PEPS控制器提供反饋信號(hào)。無(wú)鑰匙進(jìn)入PEPS系統(tǒng)控制IG2繼電器閉合，其電路為:IG2 RLY+ IP33-22→前機(jī)艙保險(xiǎn)絲繼電器盒IG2繼電器ER15線圈85-86針腳→搭鐵。前機(jī)艙保險(xiǎn)絲繼電器盒B+→保險(xiǎn)絲EF18→IG2繼電器ER15 87-30針腳→室內(nèi)保險(xiǎn)絲繼電器盒IF21→PEPS控制器IP33-7,給PEPS控制器提供反饋信號(hào)。

2.2 功率集成單元PEU控制電路分析

圖2為功率集成單元PEU控制電路，吉利帝豪將車輛所有電控系統(tǒng)集成為一個(gè)整體PEU控制器，它將電機(jī)控制器MCU、DC-DC、車載充電機(jī)OBC、空調(diào)加熱器PTC集成在一起。高壓系統(tǒng)上電過程：由低壓控制PEU控制器，動(dòng)力電池通過EP54-1連接高壓正極母線HV+和 EP54-2連接高壓負(fù)極母線HV-給電機(jī)供給三相交流電。

圖2 PEU控制電路

低壓控制電路要滿足以下要素，才能完成高壓系統(tǒng)上電。功率集成單元PEU通過針腳EP12-1檢測(cè)低壓蓄電池正極信號(hào)，功率集成單元PEU通過針腳EP11-26經(jīng)過保險(xiǎn)絲EF01和EF31來自前機(jī)艙保險(xiǎn)絲繼電器盒的常電信號(hào)；功率集成單元PEU通過針腳EP11-25來自IG2繼電器ER15閉合信號(hào)；功率集成單元PEU通過針腳EP11-4提供高壓互鎖輸出HVIL OUT信號(hào)和針腳EP11-1提供高壓互鎖輸入HVIL IN信號(hào)，此時(shí)形成高壓互鎖；功率集成單元PEU通過針腳EP11-20和EP11-21給通信系統(tǒng)進(jìn)行通信[3]。

同時(shí)整車控制器控制充電機(jī)繼電器閉合，其電路為：主繼電器→保險(xiǎn)絲EF27→充電機(jī)繼電器2-1→VCU→搭鐵。B+→保險(xiǎn)絲EF28→保險(xiǎn)絲EF03→充電機(jī)繼電器3-5→PEU控制器EP11-14，給功率集成單元PEU提供喚醒信號(hào)。

3 基于不同要素引起高壓不上電故障分析

3.1 低壓蓄電池電壓過低

通過對(duì)低壓電路分析得知，無(wú)鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)PEPS、整車控制器VCU和功率集成單元PEU都需要低壓蓄電池進(jìn)行供電，若其電壓過低，將無(wú)法上電。

采用萬(wàn)用表檢測(cè)低壓蓄電池電壓，若低于10.5 V,說明故障為蓄電池電壓過低引起高壓不上電。

3.2 啟動(dòng)按鈕信號(hào)異常

通過對(duì)低壓電路分析得知，無(wú)鑰匙進(jìn)入PEPS系統(tǒng)通過針腳IP33-6和IP33-15檢測(cè)到啟動(dòng)開關(guān)SSB按下信號(hào)，若啟動(dòng)按鈕信號(hào)異常，將無(wú)法上電。

斷開啟動(dòng)按鈕后面的插接器，測(cè)量啟動(dòng)按鈕SSB端的接線，按下啟動(dòng)按鈕，測(cè)量針腳IP33-15和IP33-6之間是否導(dǎo)通，若斷路說明是啟動(dòng)按鈕異常造成的無(wú)法上電。

3.3 制動(dòng)開關(guān)信號(hào)故障

通過對(duì)低壓電路分析得知，無(wú)鑰匙進(jìn)入PEPS系統(tǒng)通過針腳IP34-4檢測(cè)到制動(dòng)燈開關(guān)閉合信號(hào)，若制動(dòng)燈開關(guān)信號(hào)出現(xiàn)故障，高壓系統(tǒng)將無(wú)法上電。

制動(dòng)開關(guān)信號(hào)故障分為兩種：制動(dòng)燈常亮和制動(dòng)燈不亮，先踩下制動(dòng)踏板，觀察制動(dòng)燈是否點(diǎn)亮，判斷制動(dòng)燈開關(guān)故障還是電氣線路故障。

3.4 IG1/IG2繼電器信號(hào)異常

通過對(duì)低壓電路分析得知，無(wú)鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)控制IG1/IG2繼電器閉合。IG1/IG2繼電器閉合需要給PEPS控制器反饋信號(hào)，否則無(wú)法上電。

檢查室內(nèi)保險(xiǎn)絲繼電器盒中IG1繼電器RL1是否正常工作，檢查IG1繼電器RL1中1號(hào)和3號(hào)端子間電阻，若阻值正常，檢查2號(hào)和4號(hào)端子間是否導(dǎo)通，若正常說明IG1繼電器RL1正常，同樣方法檢查前機(jī)艙保險(xiǎn)絲繼電器盒中IG2繼電器ER15是否正常工作。

3.5 PEPS系統(tǒng)故障及通信故障

通過對(duì)低壓電路分析得知，高壓上電第一步需要無(wú)鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)啟動(dòng)，給整車控制器信號(hào)才能高壓上電，若PEPS系統(tǒng)及通信出現(xiàn)故障，將無(wú)法上電。

使用故障診斷儀連接車輛，讀取故障碼，是否報(bào)有PEPS系統(tǒng)故障及通信故障，若有更換PEPS控制器。

3.6 PEU系統(tǒng)故障及通信故障

通過對(duì)低壓電路分析得知，整車各模塊自檢正常滿足上電條件，整車控制器將控制PEU系統(tǒng)給電機(jī)提供高壓電，若PEU系統(tǒng)及通信出現(xiàn)故障，將無(wú)法上電。

使用故障診斷儀連接車輛，讀取故障碼，是否報(bào)有PEU系統(tǒng)故障及通信故障，若有更換PEU控制器。

3.7 互鎖信號(hào)異常

通過對(duì)低壓電路分析得知，功率集成單元PEU通過針腳EP11-4提供高壓互鎖輸出HVIL OUT信號(hào)和針腳EP11-1提供高壓互鎖輸入HVIL IN信號(hào)，形成高壓互鎖，若高壓互鎖故障，將無(wú)法上電。

關(guān)閉啟動(dòng)開關(guān)，拆掉低壓蓄電池負(fù)極，斷開維修開關(guān)，檢查電機(jī)控制器正負(fù)極插接件是否松動(dòng)，檢查分線盒插接件是否松動(dòng)[4]。

3.8 動(dòng)力電池電壓過低

若低壓控制正常，整車完成自檢，需要?jiǎng)恿﹄姵靥峁└邏弘?，若?dòng)力電池電壓過低，也將無(wú)法上電。

車輛長(zhǎng)時(shí)間放置或者車輛電量過低，車內(nèi)儀表顯示電量低，需要及時(shí)充電才能正常上電。

4 結(jié)束語(yǔ)

文中以吉利帝豪純電動(dòng)汽車為例，通過對(duì)無(wú)鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)PEPS和功率集成單元PEU低壓控制電路的分析，分解出高壓系統(tǒng)上電需要的幾大要素，并結(jié)合不同要素引起高壓不上電故障進(jìn)行分析，總結(jié)不同原因引起不上電故障的檢修方案，給純電動(dòng)汽車維修工和從業(yè)人員提供一定的參考。