一汽-大眾ID.4 CROZZ奇怪的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障排除

文：畢方英、張穎

關(guān)鍵詞：無法上電、電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、溫度、功率電子裝置

故障現(xiàn)象：一輛2021年產(chǎn)一汽-大眾ID.4 CROZZ純電動(dòng)車型，行駛里程6 300 km。用戶反映該車在行駛過程中，突發(fā)車輛不能上電，不能進(jìn)入“ready”狀態(tài)；車載信息系統(tǒng)（MIB）有“故障：電驅(qū)動(dòng)裝置故障，請(qǐng)立即停車”的報(bào)警提示。

檢查分析：車輛救援到店后，維修人員檢查車輛，故障現(xiàn)象如用戶所述（圖1）。由于車輛的行駛功能嚴(yán)重受限，只能用故障診斷儀VAS6150檢測(cè)車輛，結(jié)果發(fā)現(xiàn)6個(gè)被動(dòng)/偶發(fā)故障碼（圖2）。這6個(gè)故障碼可分為2類：一類是通訊類故障碼“U041100——電驅(qū)動(dòng)裝置的功率電子系統(tǒng)控制器信號(hào)不可信”，該故障出現(xiàn)頻次較高，共發(fā)生3次；另一類也是通訊類故障碼“U041500——ABS制動(dòng)控制單元信號(hào)不可信”和“U041600——電子穩(wěn)定程序（ESP）控制單元信號(hào)不可信”。

圖1 車載信息系統(tǒng)上的故障提示

圖2 檢測(cè)到的故障碼

查詢這些故障碼發(fā)生的環(huán)境條件，可以判定電驅(qū)動(dòng)裝置的功率電子系統(tǒng)控制器的故障碼發(fā)生在先，ESP故障碼發(fā)生在后。于是維修人員決定先著重檢查電驅(qū)動(dòng)裝置的功率電子系統(tǒng)控制器是否有問題。

使用故障診斷儀VAS6150，讀取電驅(qū)動(dòng)裝置的功率電子系統(tǒng)控制器，發(fā)現(xiàn)有一個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)故障碼：P0AEE00——行駛電機(jī)變換器溫度傳感器信號(hào)不可信（圖3）。該車故障發(fā)生時(shí)期，當(dāng)?shù)靥鞖猱惓Ｑ谉?，天氣預(yù)報(bào)的溫度已超過40℃，路面局部溫度可達(dá)60℃。而故障碼所報(bào)的溫度信號(hào)不可信問題，似乎與當(dāng)前的高溫天氣相對(duì)應(yīng)。

圖3 電驅(qū)動(dòng)裝置的功率電子系統(tǒng)控制器故障碼

為了進(jìn)一步驗(yàn)證這個(gè)預(yù)判，維修人員與用戶一起試車，行駛中讓故障再現(xiàn)，并總結(jié)故障發(fā)生規(guī)律。試車發(fā)現(xiàn)，每當(dāng)車輛行駛一段時(shí)間，溫度升高就容易發(fā)生上述故障現(xiàn)象。停車等待10 min后，車輛溫度稍有下降就能恢復(fù)正常。故障碼P0AEE00是引發(fā)該故障現(xiàn)象的關(guān)鍵所在，那么該故障碼產(chǎn)生的原因又是什么呢？

為了弄清這個(gè)問題，讀取車輛發(fā)生故障時(shí)的高級(jí)環(huán)境條件是有效手段。仔細(xì)分析發(fā)現(xiàn)，車輛出現(xiàn)故障的高級(jí)環(huán)境條件中（圖4），電驅(qū)動(dòng)裝置的功率電子系統(tǒng)控制器內(nèi)有53℃和38℃兩種不同的溫度。每到53℃時(shí)，供電電流就下降到0，車輛失去動(dòng)力無法行駛，并產(chǎn)生報(bào)警。由此確認(rèn)此溫度是引發(fā)該故障現(xiàn)象的直接因素。

圖4 故障P0AEE00的高級(jí)環(huán)境條件

那么，故障碼中“行駛電機(jī)變換器溫度傳感器信號(hào)”，指的是哪里的溫度呢？該車輛電驅(qū)動(dòng)裝置的功率電子系統(tǒng)控制器，外部沒有直接的溫度傳感器。低溫冷卻系統(tǒng)有個(gè)溫度傳感器，在電路圖上沒有畫出控制器芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)，但出于電路安全保護(hù)，高壓部件的控制器芯片內(nèi)通常會(huì)有溫度控制裝置。但就已有的信息無法判斷，到底是行駛電機(jī)變換器冷卻系統(tǒng)的溫度問題，還是控制單元芯片內(nèi)部溫度有問題。

查看電驅(qū)動(dòng)裝置的功率電子系統(tǒng)控制器數(shù)據(jù)流（圖5），發(fā)現(xiàn)對(duì)應(yīng)高級(jí)環(huán)境溫度中53℃的數(shù)據(jù)塊，定義為電力電子裝置絕緣柵雙極型晶體管模塊。由此證明該溫度為電驅(qū)動(dòng)裝置的功率電子系統(tǒng)控制器單元內(nèi)部溫度。同時(shí)試車發(fā)現(xiàn)，該數(shù)據(jù)塊上升到53℃時(shí)，車輛高壓斷電，無法行駛；停車等待該溫度下降到40℃以下，車輛可以正常上電行駛。

圖5 故障車電驅(qū)動(dòng)裝置的功率電子系統(tǒng)控制器數(shù)據(jù)流

最后讀取正常試駕車輛電驅(qū)動(dòng)裝置的功率電子系統(tǒng)控制器數(shù)據(jù)流（圖6），發(fā)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的U/V/W三相驅(qū)動(dòng)裝置溫度顯示始終相近，且都在40℃以下。由此可以確認(rèn)，此車故障原因?yàn)殡婒?qū)動(dòng)裝置的功率電子系統(tǒng)控制器內(nèi)，行駛電機(jī)變換器溫度傳感器中，電子裝置絕緣柵U相雙極型晶體管模塊溫度傳感器數(shù)據(jù)異常。

圖6 正常車電驅(qū)動(dòng)裝置的功率電子系統(tǒng)控制器數(shù)據(jù)流

故障排除：更換電驅(qū)動(dòng)裝置的功率電子系統(tǒng)總成，并進(jìn)行防盜匹配、電機(jī)的功率匹配后試車，故障排除。

回顧總結(jié)：由于電驅(qū)動(dòng)裝置的功率電子系統(tǒng)控制器內(nèi)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜（圖7），維修難度大，而且電路圖中一般不顯示內(nèi)部線路。雖然故障判斷很精確，直指“行駛電機(jī)變換器溫度傳感器中，電子裝置絕緣柵U相雙極型晶體管模塊溫度傳感器”，但這僅僅說明此信號(hào)通過控制器內(nèi)部印刷電路和數(shù)據(jù)總線傳遞。因此維修人員最終只能將功率電子裝置總成作為一個(gè)黑匣子整體更換。

圖7 功率電子裝置總成結(jié)構(gòu)

如今越來越多的新能源車采用高度集成化設(shè)計(jì)，如大眾典型的電機(jī)、電控和減速器三合一模塊；比亞迪宣傳的八合一模塊設(shè)計(jì)等。這種高度集成的模塊化設(shè)計(jì)給設(shè)計(jì)生產(chǎn)帶來很多方便，但給售后服務(wù)帶來很多挑戰(zhàn)。有些品牌并不提供單一備件，更有廠家明確要求總成更換。例如本案例中只涉及到一個(gè)溫度，就要更換功率電子裝置總成，這也許就是未來汽車售后的發(fā)展趨勢(shì)。