G38PHEV高壓觸點(diǎn)閉環(huán)監(jiān)控故障案例分析

李榮

摘 要：高壓觸點(diǎn)閉環(huán)監(jiān)控是保障電動(dòng)汽車安全運(yùn)行的一種重要方式，此種方式是利用一個(gè)附加的跨接線組成的閉環(huán)監(jiān)控電路來監(jiān)控高壓插頭和插座是否接觸良好。SME和EME持續(xù)監(jiān)控高電壓觸點(diǎn)閉環(huán)監(jiān)控電路，只有電路閉合時(shí)才會(huì)啟用高電壓系統(tǒng)。如果電路斷開或因故障未識(shí)別到閉合，則高電壓系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉，車輛無法高壓上電。本文通過寶馬G38PHEV高壓觸點(diǎn)閉環(huán)監(jiān)控故障案例分析高壓觸點(diǎn)閉環(huán)監(jiān)控工作原理和排故思路。

關(guān)鍵詞：閉環(huán)監(jiān)控 故障案例 工作原理

1 故障現(xiàn)象

一臺(tái)寶馬G38PHVE車輛，行駛里程在4036KM時(shí)，客戶反映車輛無法電動(dòng)行駛，儀表顯示供電和傳動(dòng)系統(tǒng)故障。經(jīng)過連接診斷儀讀取故障碼，如表1。

2 確認(rèn)故障現(xiàn)象

車輛首先先進(jìn)行安全評估，確認(rèn)車輛沒有發(fā)生碰撞事故，底盤沒有拖地碰撞。

車輛測試存儲(chǔ)0317D7高壓觸點(diǎn)監(jiān)控（高壓連鎖回路）對正極短路等故障，從故障碼分析故障原因可能是線路短路、對地短路等。

但是執(zhí)行檢測計(jì)劃發(fā)現(xiàn)，不論是SME（高壓電池控制單元）還是EME（電機(jī)控制單元）檢測電路都是正常狀態(tài)，高壓安全插頭也被識(shí)別是已插上。難道故障不存在了？如圖1所示。

故障清除后準(zhǔn)備路試，車還沒有開出車間大門，故障再次出現(xiàn)。連接診斷儀，診斷故障碼一樣，執(zhí)行檢測計(jì)劃卻依然顯示EME/SME檢測線路正常。難道是線路的某一點(diǎn)偶發(fā)的虛接或短路，走了三遍檢測計(jì)劃仍然沒有結(jié)果。下一步該怎么檢測？先來了解高壓觸點(diǎn)監(jiān)控的原理。

3 系統(tǒng)原理

寶馬高壓觸點(diǎn)監(jiān)控的作用是利用一個(gè)附加的跨接線（如圖2）組成的閉環(huán)監(jiān)控電路（如圖3）來監(jiān)控高壓插頭和插座是否接觸良好。插接狀態(tài)下該跨接線使高電壓觸點(diǎn)監(jiān)控電路閉合。松開高電壓插頭前，必須首先松開高電壓觸點(diǎn)監(jiān)控跨接線。SME和EME持續(xù)監(jiān)控高電壓觸點(diǎn)監(jiān)控電路。只有電路閉合時(shí)才會(huì)啟用高電壓系統(tǒng)。如果通過松開電橋使高電壓觸點(diǎn)監(jiān)控電路斷開，則高電壓系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉。這是一種附加安全措施，因?yàn)殚_始工作前售后服務(wù)員工已將高電壓系統(tǒng)切換到無電壓。如果在高電壓系統(tǒng)處于啟用狀態(tài)時(shí)拔出高電壓觸點(diǎn)監(jiān)控電橋，則會(huì)導(dǎo)致安全接觸器“強(qiáng)制”斷開。結(jié)果可能導(dǎo)致觸點(diǎn)磨損加劇甚至損壞。

如何來判斷監(jiān)控環(huán)路是完好的呢？如果在監(jiān)控環(huán)路任意一點(diǎn)開路，測得兩端的方波信號如圖4圖所示：頻率是88Hz，占寬比是50%，電壓是0-12V，則說明該環(huán)路正常。

4 故障分析

4.1 目視檢查導(dǎo)線和插頭

首先斷開高壓電，初步檢查EME高低壓插頭和觸點(diǎn)監(jiān)控的小黑插頭、高壓電池高低壓插頭和小黑插頭、服務(wù)開關(guān)及目視能看到的線路均未發(fā)現(xiàn)異常。接電準(zhǔn)備再次路試，但是沒有試到故障，分析兩種原因：

（1）檢查線路時(shí)，胡亂抓把故障暫時(shí)排除了。

（2）軟件問題，斷電以后沒有再出現(xiàn)故障。

由于多次試車均未再出現(xiàn)故障，只能將整車編程至最新交由給客戶使用。交車當(dāng)晚，客戶跟SA抱怨充電充不進(jìn)了，充電指示燈亮紅色。難道又出現(xiàn)了新的問題？第二天客戶回廠，測試依然是觸點(diǎn)監(jiān)控故障，檢測計(jì)劃依然正常。經(jīng)過無數(shù)次的充電、試車終于找到一絲故障發(fā)生規(guī)律：

（1）路試故障不會(huì)出現(xiàn)，一直可以電動(dòng)行駛。

（2）車倆長時(shí)間休眠后，解鎖啟動(dòng)車輛后故障容易出現(xiàn)。

（3）充電時(shí)故障頻率比較高。

4.2 波形測量

在重現(xiàn)故障的等待間隙，再次分析了故障碼，根據(jù)檢測計(jì)劃，存在故障的線路信號名是HV_IL，也就是圖3中電路圖中的這個(gè)環(huán)路。既然充電和休眠時(shí)故障容易再現(xiàn)，那就可以在充電時(shí)借助示波器測量觸點(diǎn)監(jiān)控的波形，看看有無異常。

設(shè)置好示波器后蹲守了兩個(gè)小時(shí)左右，終于當(dāng)儀表提示無法充電時(shí)，在EME小黑插頭處測量兩個(gè)針腳，一個(gè)針腳沒有波形，另一個(gè)針腳波形異常。異常波形持續(xù)約一兩分鐘后恢復(fù)正常。波形恢復(fù)后，短暫休眠車輛又可以正常充電。接下來還要縮小故障范圍，常規(guī)的測量方法是在環(huán)路的各個(gè)點(diǎn)分別斷開線路測量監(jiān)控波形，進(jìn)而逐漸縮小范圍，但是這個(gè)故障是偶發(fā)的，而且要在充電時(shí)休眠容易出此案故障，而斷開環(huán)路高壓就無法充電，故障也就不會(huì)出現(xiàn)，怎么辦？可以采取在針腳47和針腳23跨接一根線，還有針腳A190*02B和A332*02B跨接一根線這樣可以快速排除所有線路、插頭、以及服務(wù)開關(guān)的可能，如圖5所示。

飛線后進(jìn)行充電測試，等待故障再次出現(xiàn)，此時(shí)環(huán)路是處于閉合狀態(tài)，示波器測量電池側(cè)SME的23號腳，正常波形是5.5V至8.5V左右的占空比。當(dāng)故障出現(xiàn)時(shí)電壓降到了0V，一段時(shí)間后波形又恢復(fù)正常。由此判斷可能原因有EME、SME及高壓電池內(nèi)部線束，但還是無法定位是EME還是SME？從維修資料可以看到SME是觸點(diǎn)監(jiān)控的主控，在故障出現(xiàn)時(shí)，迅速拔掉服務(wù)開關(guān)斷開高壓電源、斷開高壓蓄電池側(cè)的小黑插頭以及EME側(cè)的小黑插頭。注意：斷開高壓電源時(shí)應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)步驟來斷電。車輛外部檢查確認(rèn)處于非事故，確認(rèn)車輛處于休眠狀態(tài)，使用安全鎖鎖止服務(wù)開關(guān)，進(jìn)去PAD模式/打開KL15確認(rèn)高壓系統(tǒng)已關(guān)閉。然后持續(xù)測量高壓電池側(cè)23號針腳，結(jié)果波形依然沒有輸出。

4.3 與正常車對比

現(xiàn)在的狀態(tài)是服務(wù)開關(guān)斷開，EME側(cè)的小黑插頭斷開，SME側(cè)的小插頭連接，現(xiàn)在測23號針腳和2號針腳，也就是相當(dāng)于把EME排除在外。對比正常車，同樣狀態(tài)下，正常車觸點(diǎn)監(jiān)控環(huán)路開路狀態(tài)下，高壓電池側(cè)23號針腳和2號針腳分別對地，都有能測量到0-12V的方波信號。

根據(jù)以上波形對比，可以鎖定為SME及電池內(nèi)部線束問題，因?yàn)楦鼡QSME需要拆開高壓電池，步驟繁瑣，進(jìn)一步測量EME的47和34針腳，有波形輸出，確定是SME或線束原因。

5 排除故障

拆開電池包，線束目測完好，最終更換SME后反復(fù)充電試車正常，確認(rèn)故障排除。該車故障的根本原因就是SME發(fā)出的觸點(diǎn)監(jiān)控信號，是錯(cuò)亂甚至停止發(fā)送信號，EME檢測不到觸點(diǎn)監(jiān)控信號而報(bào)觸點(diǎn)檢測信號短路或斷路的故障。維修文件講的觸點(diǎn)監(jiān)控信號標(biāo)準(zhǔn)波形是0至12V方波，實(shí)車測量這是在環(huán)路處于斷路情況下的波形，而環(huán)路斷路的情況下高壓電是不上電的，這對該案例需要充電才偶發(fā)故障測量沒有太大意義。經(jīng)過和試駕車對比確認(rèn)，在環(huán)路處于閉合狀態(tài)時(shí)，監(jiān)控波形是SME一側(cè)為5.5至8.5V左右的占空比信號，另一側(cè)為6.5至7.5V左右的電壓信號。測量觸點(diǎn)監(jiān)控信號時(shí)，需要注意環(huán)路閉合或開路狀態(tài)時(shí)，出現(xiàn)的監(jiān)控波形是不一樣的，所以合理使用適配器是很關(guān)鍵的因素。

項(xiàng)目：智能汽車發(fā)展背景下《智能汽車環(huán)境傳感器技術(shù)》教學(xué)資源庫建設(shè)，項(xiàng)目編號：ZJGB2019310。

參考文獻(xiàn)：

[1]金怡靜.寶馬iX3高壓電系統(tǒng)新技術(shù)剖析[J].汽車維修技師，2021（05）.

[2]劉德濤，柯尚偉.新能源汽車絕緣監(jiān)控原理和維修要點(diǎn)分析[J].南方農(nóng)機(jī)，2020.

[3]王征.淺析新能源汽車絕緣檢測與監(jiān)測運(yùn)用[J].電子樂園，2020.

[4]韓星星.新能源汽車電氣絕緣檢測和監(jiān)測方法的應(yīng)用[J].汽車與新動(dòng)力，2022.