新能源汽車慢充異常的故障檢修探析

金春玉

摘 要：本文以慢充充電系統(tǒng)工作原理的分析為出發(fā)點，針對故障類型加以探討，最后結合實際案例嘗試對新能源汽車慢充異常的故障及檢修加以探析，以期能從理論角度為新能源汽車及相關行業(yè)的發(fā)展提供支持與幫助。

關鍵詞：新能源汽車 慢充異常 故障檢修

1 引言

新能源汽車的高速發(fā)展，在一定程度上是受到環(huán)境與能源問題的刺激，其發(fā)展也使得慢充充電系統(tǒng)的應用日益頻繁，并在應用過程中產(chǎn)生了部分異常及故障。通常情況下慢充充電系統(tǒng)包括充電樁、慢充插座、慢充線束、車載充電器、動力電池及整車控制器等內容，而整個系統(tǒng)的故障也是因為其中一項或多項內容出現(xiàn)異常。因此需要充分了解不同系統(tǒng)構成的故障類型及表現(xiàn)，從而在慢充充電系統(tǒng)出現(xiàn)異常及故障時精準定位故障成因并加以解決，為新能源汽車提供更加可靠的能源供應支持。

2 新能源汽車慢充充電系統(tǒng)的故障類型分析

2.1 充電樁故障

導致充電樁故障的成因相對較多，首當其沖的是電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定，主要表現(xiàn)為特殊時段下（如用電高峰期）新能源汽車充電時面臨電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定的狀況，在這種情況下整車控制器會介入到充電過程中，一旦發(fā)現(xiàn)電壓波動導致輸入電壓超出185-265V的范圍，控制器會使車輛進入充電保護模式并切斷充電過程；第二種狀況是充電槍磨損，充電槍使用次數(shù)多，使用過程中造成的自然磨損可在一定程度上導致充電槍與充電接口接觸不良，最終造成充電失?。贿€有就是充電樁內部檢測信號故障，新能源汽車的慢充充電需要檢測充電連接的CC信號與充電控制的CP信號，任一信號故障（以短路和斷路為主）均會亮起相應的故障燈，此時整車會因為無法確定充電樁狀態(tài)導致充電失敗，該故障發(fā)生的概率通常較小；最后則是充電樁與整車充電協(xié)議不匹配，這是由于新能源汽車整體更新?lián)Q代速率更快，生產(chǎn)充電樁的廠家卻缺少強制的統(tǒng)一性要求，若車企更新軟件速率過快很容易造成充電樁與整車充電協(xié)議不匹配，進而導致無法正常充電。

2.2 插座故障

慢充插座故障類型通常包括以下幾種：一是插座破裂，新能源車輛慢充插座表面會配備用于保護充電接口的端蓋，無論端蓋破損、丟失或是存在裝配故障，均會影響到新能源汽車的正常充電，此外雨天時充電可能因為充電口進水導致充電失??；二是溫度傳感器故障，新能源汽車在慢充充電時會針對慢充插座溫度傳感器進行自檢，若監(jiān)測到溫度信號異常，整車控制器會出于保護充電系統(tǒng)的需求禁止充電，在診斷儀上顯示為“充電插座溫度無效、OBC充電過程中充電槍插座溫度過高或過低”，若溫度傳感器信號線斷裂，也可造成這種故障出現(xiàn)；三是插座內部鎖止機構故障，國際標準規(guī)定慢充充電時必須有鎖止機構加以保護，這是由于充電時的電流超過16A，整個鎖止機構包括鎖桿、驅動電機及繼電器，因此這類故障也出現(xiàn)在這三種結構上，需針對具體問題具體分析處理；四是針腳燒蝕故障，慢充插座針腳燒蝕是最為常見的故障類型之一，導致該故障出現(xiàn)的原因多以雨天充電時插座進水或出現(xiàn)生銹腐蝕，致使充電過程中產(chǎn)生能夠燒蝕針腳附近塑料的電弧，進而導致充電失敗。

2.3 線束故障

慢充線束分為高壓線束與低壓線束兩種。

高壓線束故障通常包括接觸不良、膠套破損、密封圈翻邊三種類型，其中接觸不良故障會造成火花電弧并引起燒蝕，在檢查時若發(fā)現(xiàn)高壓連接線束可拉出，則證明存在接觸不良的情況；膠套破損則會導致高壓線束短路，在充電時很容易造成失火，通常通過對線束膠套外觀檢查即可發(fā)現(xiàn)；密封圈則位于新能源汽車電池包與充電機的高壓線束連接位置，作用是防止新能源汽車在潮濕環(huán)境下行駛時造成電池包進水，其故障表現(xiàn)為密封圈翻邊或磨損，在充電時則會報送絕緣故障導致充電失敗。

低壓線束故障的類型相對較多，新能源汽車在慢充充電時需檢測各種充電信號，包括充電槍連接信號、充電機喚醒信號、多種控制器喚醒信號、電源電壓信號、溫度信號及can網(wǎng)絡信號等，而這些信號均是通過低壓線束傳遞的。因此新能源汽車慢充充電時出現(xiàn)信號異常，有很大可能是低壓線束出現(xiàn)故障。其檢查內容主要包括公端退針、外針及母端擴孔現(xiàn)象；接插件連接情況；線束導通有效性；線束整體電阻值是否在0.5Ω以下等。

2.4 系統(tǒng)部件故障

系統(tǒng)部件故障則主要分為充電機故障與控制器故障兩種類型。

新能源汽車的慢充充電實質上是通過多部件耦合實現(xiàn)的，其充電機在充電時會因散熱需求出現(xiàn)明顯的風扇聲，因此若風扇聲異常或不存在，就很有可能出現(xiàn)充電機故障。此外更穩(wěn)妥的方法是在充電狀態(tài)下連接診斷儀檢查充電機相關數(shù)據(jù)，來找出充電機的具體故障類型。

慢充充電過程中涉及到整車控制器及電池管理控制器，因此其故障類型也以這兩種控制器為主。部分新能源車輛兩個控制器的軟件版本若不匹配，就會直接導致充電失敗。

3 新能源汽車慢充異常的故障檢修案例

3.1 案例慢充檢查

一臺EV450新能源汽車在行駛過程中未出現(xiàn)異常，其快充功能運轉狀況良好，但在慢充時面臨無法正常充電的情況。因此從以下幾方面入手對車輛慢充系統(tǒng)進行檢查。

首先檢查充電槍鎖止開關，檢查時需要先關閉車輛，隨后釋放充電槍鎖止開關，若開關無問題應當在活動時表現(xiàn)出相應的靈活性；若發(fā)現(xiàn)開關打開時會有卡頓現(xiàn)象，則需要予以更換或進行維修。

其次將該車慢充設備插接器連接至電源插座（規(guī)格為AC 220V）上并檢查設備指示燈，正常情況下指示燈中中央藍色電源指示燈、左側三條綠色充電狀態(tài)指示燈均應保持敞亮，右側五條紅色充電故障指示燈應閃過一次后熄滅。若與正常狀況存在明顯差距，則需要結合燈具體狀態(tài)分析故障類型（如全滅意味著充電設備自身故障，或插座供電異常；紅燈全亮意味著電源故障等）。

再次對車兩側充電口進行檢查，充電口井蓋打開之后白色照明燈應維持常亮，若不亮可能存在線路故障、指示燈控制單元故障或指示燈自身故障。在將充電槍連接至慢充接口之后松開鎖止開關，則車輛主正負電極均會因開始吸合工作發(fā)出聲響，鎖止開關應發(fā)出清脆的鎖止聲，且側充電口綠色指示燈應維持閃爍狀態(tài)。此時若上述內容均未出現(xiàn)明顯聲響或無聲響，則紅色故障指示燈應亮起，證明車輛未能正常充電，需結合可能導致故障的原因判斷線路故障的類型并加以檢修。

最后需觀察儀表信號指示燈。若車輛能夠正常充電，儀表盤上中部蓄電池圖標應呈動態(tài)顯示，上方紅色充電電纜連接指示燈及黃色充電信號指示燈應維持常亮，下方需顯示出充電電流讀數(shù)及充電剩余時間，且電流應呈復數(shù)顯示。若所有指示燈均處于熄滅狀態(tài)，則意味著車輛慢充充電系統(tǒng)未被激活。導致該異常的可能原因包括OBC通信線路異常，無法向儀表發(fā)送信號；充電連接CC信號存在異常，車輛無法確定充電槍是否正常連接。若出現(xiàn)紅色充電電纜連接指示燈亮，但黃色充電信號指示燈不亮，則可能是因為用于確認充電控制的CP信號異常；OBC電源信號或通信信號異常；MCU喚醒信號線路異常等，見下圖。

3.2 連接確認故障檢修

檢修連接確認故障需用到EV450的維修電路圖及維修手冊用于對照，還需使用示波器、數(shù)字多用表、故障診斷儀及維修工具。考慮到連接確認主要依靠充電導引信號CC決定，因此實際檢修時需先正確連接車輛慢充系統(tǒng)并檢查車輛指示燈狀態(tài)，檢查時發(fā)現(xiàn)充電連接指示燈不亮，意味著OBC未能接收到正確的充電連接信號，由此懷疑CC信號存在故障。

將診斷儀接入車輛讀取故障碼和數(shù)據(jù)流，清除歷史故障碼、故障代碼之后再次確認數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)流結果顯示CC未連接。在此狀況下應關閉車輛點火開關，再次檢查慢充充電系統(tǒng)確保其充電設備正確連接，之后連接對應端子并應用數(shù)字多用表檢查其對地電壓狀態(tài)，正常情況下不連接充電槍時電壓為10.71V，連接充電槍并鎖止后為1.71V，松開鎖止開關后應為0.77V上下。若測量值始終為10.71V，意味著測試點與搭接點之間出現(xiàn)斷路；若測量值為0，說明OBC電源線路/CC信號線路任一出現(xiàn)斷路；若測量值介于0-標準值之間，則可能CC信號線路有虛接的情況。

之后需分別測量CC信號線路導通程度及對地電阻。導通程度的測量需應用數(shù)字多用表分別檢測不同端子之間的電阻，正常情況下任意相鄰端子之間的檢測結果均不超過1Ω，若任一部分出現(xiàn)超過1Ω，則意味著兩端子之間出現(xiàn)虛接；若任一檢測結果顯示無窮大，則意味著兩端子之間存在斷路。對地電阻檢測需斷開充電槍并關閉車輛點火開關，將車載充電器端插接器拔出，之后應用數(shù)字多用表檢測所有端子對地電阻值，正常情況下電阻值應為無窮大，若電阻不超過1Ω則意味著線路對地存在短路。此時需經(jīng)測量明確具體故障點位置并加以維修，使之恢復正常充電。

從上數(shù)連接確認故障檢修工作中不難發(fā)現(xiàn)，若CC信號出現(xiàn)故障，會導致車輛OBC無法正確接受CC信號，也就無從完成充電導引程序，致使慢充充電系統(tǒng)無法正常為車輛提供充電服務。

3.3 控制確認故障檢修

控制信號CP存在故障的判斷標準是車輛可正常行駛（代表整車高壓控制系統(tǒng)正常運行）、充電線連接指示燈常亮但充電指示燈熄滅（說明車輛可檢測到充電槍正常連接，但未順利進入充電狀態(tài)）、鎖止機構無動作且充電口綠色充電狀態(tài)指示燈熄滅。此狀況下需準備上述同樣設備及材料檢修車輛控制故障。

首先需要做的是連接診斷儀以讀取故障代碼及數(shù)據(jù)流，在初步明確車輛出現(xiàn)控制確認故障的情況下，數(shù)據(jù)流中應顯示PIA881C代表充電連接故障，且未出現(xiàn)其他故障代碼。該狀態(tài)下需對比CP信號電壓檢測值及已存儲的關于此值的標準值，若標準值與檢測值不相符的時間持續(xù)5s以上，則能夠證明充電連接故障已經(jīng)生成。

在此基礎上需測量CP信號波形表現(xiàn)。需在保證線路正常連接的前提下關閉點火開關，之后應用示波器測量充電機側端子及車輛交流充電機插座側端子的線路波形，正常波形應呈現(xiàn)出同高度及同時間間隔的跳動。此時若發(fā)現(xiàn)波形出現(xiàn)+B左右的直線，則意味著CP信號存在斷路；若波形呈現(xiàn)接近0的直線，則意味著CP信號線路具有對地短路故障；若波形表現(xiàn)出任意非0電壓的直線，則可以確定CP信號線路中出現(xiàn)虛接故障。

之后則需要測量CP信號線路導通性及對地電阻表現(xiàn)，具體測量方法與CC信號線路檢測整體相同。完成測量并檢索出故障內容后，結合故障狀況進行檢修，使車輛恢復正常充電。控制確認故障異常會導致無法確認車輛與充電設備的連接狀態(tài)，由此影響車輛正常充電。

4 結語

由于新能源汽車在精密度與復雜性上比傳統(tǒng)汽車更高，因此故障原因也更多樣化，需要在故障發(fā)生時仔細觀察故障表現(xiàn)，并通過分析故障原理判斷故障成因。之后則需要應用檢測設備驗證故障類型，找到故障點位予以檢修排查，使車輛能夠獲取慢充充電系統(tǒng)的完備功能支持，恢復正常充電狀態(tài)。

參考文獻：

[1]李鵬.新能源汽車慢充異常的故障檢修[J].設備管理與維修.2022（12）：65-67.

[2]駱啟良.北汽新能源汽車EV160慢充故障診斷與維修實例[J].汽車維修.2020（3）：4-6.

[3]艾衛(wèi)東.北汽新能源EV160慢充充電設備故障與維修[J].汽車電器.2019（9）：33-37.

[4]高峰.新能源汽車慢充充電故障及維修技術研究[J].汽車世界.2020（14）：98.

[5]徐曉東.新能源汽車慢充充電故障及維修技術研究[J].汽車零部件.2020（2）：85-87.

[6]王瑜.純電動汽車充電系統(tǒng)工作過程及常見故障檢修[J].汽車維修.2019（1）：8-12.

[7]閆云敬.電動汽車充電系統(tǒng)故障診斷及檢修[J].汽車實用技術.2020（6）：13-15.