某電動汽車開發(fā)中電路串電分析改進

李仁明

（湖北省齊星汽車車身股份有限公司技術中心，湖北 隨州 441300）

在汽車電氣產品開發(fā)過程中，相信很多人都碰到過這種現象：從設計的整車電氣原理看，某條線路根本不該有電壓，但是卻出現了比整車額定電壓低幾伏的低電壓——串電，導致某些電氣件工作不正常。因汽車整車廠或車身廠（以下簡稱“車廠”）的線束、各種電器部件分屬不同的供應商，而車廠工程師往往只有供應商提供的電器件外形、接口及功能圖，經常反復檢查仍查不出原因，令人頭疼！關于汽車電路串電問題，本人在近期的產品開發(fā)中就碰到2起，有幸把原因找到并解決了，在此與大家分享。

1 故障現象

在近期的某電動汽車（整車低壓部分電壓為12V）產品開發(fā)中，發(fā)現接通電源總開關后，按下中控門鎖遙控器按鈕后門鎖不動作。該中控門鎖控制電路集成在BCM內，其相關部分的電氣原理圖見圖1。

圖1 BCM、收音機、儀表等部分電氣原理簡圖（改進前）

經與BCM廠家聯系、分析，故障原因只與F12、F22、F29這3個熔斷絲和左、右車門開關工作狀態(tài)有關。經檢查BCM上述各管腳電壓，發(fā)現與F22相連的C14腳對搭鐵有7.59V的異常電壓，左、右車門開關工作狀態(tài)均正常；同時還發(fā)現斷開電源總開關后收音機ACC擋電源仍未斷開。真是奇怪，在遙控開、關閉門鎖時，人應在車外，鑰匙都沒插進點火鎖，ACC擋怎么會有電？

2 點火鎖未插入鑰匙時ACC擋有電原因分析

為查清C14腳有7.59V電壓的原因，將受ACC擋控制的R132線上的所有熔斷絲逐一拔掉檢查，發(fā)現將F21雨刮熔斷絲拔掉后，C14腳電壓就消失了，這時再按遙控時中控門鎖就可正常工作了。這與雨刮有什么關系呢？插上F21熔斷絲后，再仔細分析電氣原理、檢查線路，發(fā)現斷開洗滌電機插接件和拔掉K14雨刮高速繼電器時該電壓消失了（此時雨刮、洗滌開關均處于OFF狀態(tài)），說明C14腳串電原因與BCM的C17和C19腳相關。協調廠家提供BCM內部與C14、C17和C19腳相連的局部電子電路原理圖，將其畫進該車整車電氣原理后，見圖2。

從該圖可看出，BCM從某一路車輛常電（該車BCM有5路熔斷絲直接接W102 30+線，F11、F12是其中2路）→二極管D1→MOS管Q2 (廠家確認此時是導通的）→R1分壓后分成2路：①第1路→R3→BCM C17腳（雨刮高速開關腳）→W210線→K14雨刮高速繼電器線圈→LR137線；②第2路→R2→BCM C19腳（洗滌開關腳）→LB145線→洗滌電機→LR137線。這兩路在LR137線匯合之后→F21熔斷絲→R132 ACC+線→F22熔斷絲→W206線→BCM C14腳→R8→搭鐵，形成回路（因按遙控開/關門鎖時，雨刮和洗滌開關都是關閉的，因此，電流不會流進組合開關）。這就是前面檢測發(fā)現C14腳對搭鐵有7.59V電壓的原因。下面從理論上來簡單計算下C14腳的搭鐵電壓。

當時測量C14腳對搭鐵電壓為7.59V時的蓄電池電壓為12.3V，經過D1降壓0.7V，經過Q2后，R1對搭鐵電壓約為12.3-0.7=11.6V，經過MOS管Q2、導線、插接件、熔斷絲的壓降均為mV級，忽略不計。假設C14對搭鐵電壓為Uc14，根據電路的基爾霍夫第1定律，則有：（11.6-Uc14）/（R3+Rk14繼電器線圈）+（11.6-Uc14）/（R2+R洗滌電機）=Uc14/R8。將R3=R2=R8=2.4kΩ，Rk14繼電器線圈=86Ω，R洗滌電機=3Ω等參數代入，計算結果為：Uc14=7.686V≈7.69V。

圖2 中的R5=R4=R9=100kΩ，R7=R6=R10=200kΩ，因此至MCU IO2（檢測雨刮高速開關狀態(tài)）、MCU IO3（檢測洗滌開關狀態(tài)）和ACC Sw T（檢測ACC狀態(tài)）的信號檢測電流均很小，其分流可忽略不計。從計算結果看分析是正確的。

圖2 BCM中控門鎖不工作——串電電路圖（改進前）

因此，BCM C14腳電壓就是通過BCM串過來的。原因找到了，下面就是如何改進了。

3 中控門鎖不工作改進

因BCM C14腳電壓就是通過BCM的+12V電源串過來的，因此需要斷開R1和R3/R2的通路。將雨刮高速和洗滌開關檢測電路電源改接到BCM C15腳，即將R3/R2通路的電源改接到ON擋，見圖3（打×為斷開處）。改進后的新樣件在車上裝車驗證，測量C14腳發(fā)現電壓沒有了，遙控也終于工作正常了。

圖3 BCM中控門鎖不工作——串電電路圖（改進后）

4 收音機關不斷故障現象及改進

因某種原因該車電氣原理設計為整車控負。電源總開關斷開后，需要通過Br064線接到蓄電池負極給收音機時鐘持續(xù)供電，在電源總開關接通后收音機開/關一切正常，但是電源總開關斷開后（無論點火鎖是否接通ACC擋），收音機仍然可正常工作。這又是什么原因呢？

仔細分析電氣原理（圖1）看不出有何不正常。測量發(fā)現在斷開電源總開關后R171線對蓄電池負極仍然有12V電壓。分析是不是和中控門鎖一樣從其他電器件串過來的電？因與受ACC擋控制的R132線相連電器件有好幾個，為盡快查出原因就將R171線剪斷，將接收音機ACC的電源線直接接到點火鎖的ACC端子（WL160線），但問題仍然沒有得到解決。反復查找好幾天仍未找到原因。又過了幾天突然想到會不會是通過K2 ACC繼電器線圈反串過來的？馬上在點火鎖的ACC端子至K2 ACC繼電器線圈間導線上增加了一個二極管（圖4），試驗后問題解決了。

圖4 BCM、收音機、儀表等部分電氣原理簡圖（改進后）

為什么會出現收音機關不斷呢？因現在汽車電氣基本都是單線制、負極搭鐵，在電源總開關斷開后，車上電器件（不論正負極）及車身金屬本體相對蓄電池負極件都有一個12V的電壓差。收音機的ACC和B+常電通過收音機電子電路、Br064線接到蓄電池負極形成通路，因存在這個12V電壓而使收音機關不斷（現在的MP3車載收音機一般都是ACC一接通就工作，除非人為再將音量開關關斷才可關閉收音機，該車收音機也是如此）。車上其它電器件相對蓄電池負極雖然也有12V電壓差，但電路未形成回路因此不能工作。在點火鎖的ACC端子與K2 ACC繼電器線圈間加了二極管后，因未插入鑰匙，由蓄電池正極→車身其他電器件→車身金屬本體（搭鐵）→K2 ACC繼電器線圈→WL261線→二極管→WL160線→收音機的ACC端子→蓄電池負極的電路被該二極管隔斷了，因此收音機就不能再工作了。

在該產品試制過程中還出現過按主駕側左（右）車窗升降器開關時，左（右）門車窗玻璃升降的同時右（左）門車窗也跟著聯動、儀表真空報警燈閃爍等其他硬件問題，查出也是這類電器件串線、參數匹配等硬件問題，在此不再詳述。

5 總結

在汽車電氣產品開發(fā)過程中發(fā)現某條線路出現不該有的低電壓，一定要引起重視，基本都是串電或錯接。對于串電分析，需要仔細分析相關整車電氣原理，測量電器件可疑針腳電壓是否異常，必要時要求相關供應商提供可疑電器件或與可疑針腳相連接部分的局部內部電子電路電氣原理圖，然后仔細分析、解決。當然這種分析需要一定的電子等相關專業(yè)知識，部分電器件廠家也不一定配合，可能對很多車廠汽車電氣工程師來說有一定的難度。碰到這種問題基本都是與可疑電器件廠家工程師一起分析、會診、試驗，除此之外，沒有其他更好的分析辦法。