一汽-大眾ID.4 純電動(dòng)汽車直流無法充電的故障排除

關(guān)鍵詞：車載充電機(jī)、CAN總線、終端電阻

故障現(xiàn)象：一輛2022年產(chǎn)一汽-大眾ID.4純電動(dòng)汽車，行駛里程1.3萬km。用戶近期反映該車使用直流充電時(shí)無法充電，插上直流充電槍后，充電口紅燈長亮；同時(shí)在APP軟件界面上顯示“充電已結(jié)束，請將充電槍歸位”的提示（圖1）。

檢查分析：維修人員接車后，確認(rèn)故障現(xiàn)象與用戶描述一致。將該車連接店內(nèi)的直流充電樁上做充電測試，發(fā)現(xiàn)充電槍插入后，充電樁與車輛建立連接時(shí)出現(xiàn)中斷，完全無法正常充電。為排除充電樁端的問題，至少更換過10個(gè)不同位置和品牌的充電樁進(jìn)行測試，都無法充電。

維修人員用故障診斷儀檢測，發(fā)現(xiàn)C6-高壓蓄電池充電裝置有“U15AB00——蓄電池快速充電（DC），車輛和充電柱之間的通信故障”的被動(dòng)/偶發(fā)故障碼。讀取高壓蓄電池充電裝置的數(shù)據(jù)流，發(fā)現(xiàn)直流充電口插槍后的數(shù)據(jù)流與可以正常充電車輛插槍后的數(shù)據(jù)也沒有區(qū)別，可以識別充電槍已插入（圖2）。

通過高壓蓄電池充電裝置的數(shù)據(jù)分析，說明車輛已經(jīng)識別到插入的直流充電槍，但是為什么在高壓蓄電池充電裝置中還會(huì)有U15AB00故障碼呢。為此，需要分析直流充電口的控制通訊電路。根據(jù)GB/T18487.1—2015《電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng)第1部分：通用要求》中直流充電控制導(dǎo)引電路原理圖（圖3）可知，電阻R2、R3及開關(guān)S都安裝在直流充電槍內(nèi)部，電阻R4安裝在車輛直流充電插座內(nèi)部。開關(guān)S為充電槍內(nèi)部的常閉開關(guān)，當(dāng)充電槍與車輛直流充電插座完全連接后，開關(guān)S閉合。同時(shí)，直流充電樁內(nèi)部設(shè)計(jì)有檢測電壓U1（R1）和檢測點(diǎn)1，電動(dòng)汽車充電控制器內(nèi)部設(shè)計(jì)要求有檢測電壓U2（R5）和檢測點(diǎn)2。

同時(shí)，國標(biāo)對直流充電控制導(dǎo)引電路的參數(shù)也有明確的規(guī)定。R1～R5電阻的阻值都應(yīng)該是1000.00Ω左右，同時(shí)測試點(diǎn)1的電壓應(yīng)該在12V、6V和4V左右變化。

結(jié)合直流充電控制導(dǎo)引電路原理的介紹，分析直流充電口的工作原理。當(dāng)直流充電槍插入充電口后，充電槍與車輛連接，車輛充電控制單元內(nèi)部的U2電壓通過R5，經(jīng)過CC2端子與直流充電槍內(nèi)部的R3串聯(lián)，最后通過PE端子搭鐵構(gòu)成回路。車輛充電控制單元檢測點(diǎn)2設(shè)計(jì)在R5和R3之間，R5和R3構(gòu)成的串聯(lián)電路。不插槍時(shí)，電路斷開，在檢測點(diǎn)2上測量到的是12V電壓；插槍后構(gòu)成串聯(lián)回路，由于R5和R3都是1000.00Ω左右，此時(shí)檢測點(diǎn)2電壓變?yōu)?V左右，因此車輛識別到充電槍插入，儀表出現(xiàn)相應(yīng)提示。拔槍后，檢測點(diǎn)2上的電壓又回到12V，因此車輛識別到充電槍拔出。

在直流充電樁一側(cè)，不插槍時(shí)，直流充電樁內(nèi)部的U1電壓通過R1，與充電槍內(nèi)部的R2和常閉開關(guān)S串聯(lián)，最后通過直流充電樁搭鐵構(gòu)成回路。直流充電樁檢測點(diǎn)1設(shè)計(jì)在R1和R2之間。常閉開關(guān)S閉合時(shí)，構(gòu)成串聯(lián)回路。由于R1和R2都是1000.00Ω左右，因此檢測點(diǎn)1電壓在6V左右。按下充電槍上的開關(guān)S時(shí)，電路斷開，在檢測點(diǎn)1上測量到的U1為12V電壓，因此直流充電樁內(nèi)的控制器識別到充電槍按鈕按下。

當(dāng)直流充電槍插入車輛直流充電口時(shí)，直流充電口內(nèi)部的R4電阻和充電槍內(nèi)部的R2構(gòu)成并聯(lián)，再與直流充電樁內(nèi)部的R1構(gòu)成串聯(lián)回路。R4和R2都是1000.00Ω左右，因此并聯(lián)后的電阻是500.00Ω左右，再與R1的1000.00Ω串聯(lián)，此時(shí)檢測點(diǎn)1的電壓會(huì)變?yōu)?V左右。直流充電樁通過檢測點(diǎn)1的電壓判斷車輛直流充電接口完全連接。

也就是說，直流充電樁控制器是通過CC1上的電壓變化判斷與車輛的連接狀態(tài)，而車載充電機(jī)控制器則是通過CC2上的電壓變化判斷和直流充電樁的連接狀態(tài)。充電槍與車輛直流充電口插合過程中，充電機(jī)檢測點(diǎn)1的電壓從6V——12V——6V——4V，車輛檢測點(diǎn)2的電壓從12V——6V，則判定車輛接口完全連接。按照國標(biāo)充電時(shí)序（圖4），接下來充電機(jī)將啟動(dòng)握手報(bào)文，也就是通過S+、S-兩根CAN總線進(jìn)行通訊，允許充電總電壓等數(shù)據(jù)交互。

根據(jù)直流充電原理以及該車故障現(xiàn)象分析，當(dāng)插入直流充電槍時(shí)，車輛能夠識別到充電槍插入，同時(shí)直流充電樁也能夠識別到充電已結(jié)束，因此可以判斷CC1和CC2回路上的R1～R5應(yīng)該都是正常的。使用專用工具VAS6558/22和萬用表測量車輛直流充電口CC1和PE之間的電阻，結(jié)果為990.00Ω（圖5），沒有問題。測量充電接口S+與S-之間的電阻，為12.52Ω（圖6），而按照總線終端電阻的設(shè)定，該電阻正常值應(yīng)為120.00Ω（圖7）。

根據(jù)電路圖檢測S+和S-對應(yīng)的端子，未發(fā)現(xiàn)有斷路或虛接問題。S+和S-端子通過中間插接器直接連接車載充電機(jī)AX4，S-連接到AX4的T32/18端子，S+連接到AX4的T32/19端子。測量T32/18與T32/19之間的電阻，結(jié)果為14.44Ω（圖8），由此可以判斷故障為車載充電機(jī)AX4內(nèi)部CAN總線終端電阻損壞所致。該終端電阻集成在車載充電機(jī)AX4內(nèi)部，無法單獨(dú)更換，只能將同款救援車輛上的AX4更換到故障車上進(jìn)行驗(yàn)證，直流充電恢復(fù)正常。

故障排除：更換AX4總成后，故障排除。

回顧總結(jié)：根據(jù)直流充電控制原理，當(dāng)判定車輛接口完全連接后，充電機(jī)將啟動(dòng)握手報(bào)文，也就是通過S+和S-兩根CAN總線進(jìn)行通訊。按照總線設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，直流充電樁和車載充電機(jī)內(nèi)部各有一個(gè)120Ω左右的終端電阻，而故障車輛正是由于車載充電機(jī)內(nèi)部終端電阻損壞導(dǎo)致總線通訊無法正常進(jìn)行，從而產(chǎn)生無法充電的故障。