新能源汽車故障診斷及維修技術(shù)探討

摘要：在當前汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的背景下，新能源汽車逐漸成為未來可持續(xù)交通的重要組成部分。然而隨著新技術(shù)的引入，新的挑戰(zhàn)也隨之出現(xiàn)，故障診斷與維修便是其中之一。為此，探討了新能源汽車啟動信號故障的診斷與維修技術(shù)，并以吉利帝豪EV300為案例進行詳細分析。研究結(jié)果可為業(yè)內(nèi)工作人員對新能源汽車啟動信號的故障排查與維修提供實際指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：新能源汽車；故障診斷；維修技術(shù)

中圖分類號：U472" 收稿日期：2023-08-31

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.12.034

1 前言

隨著環(huán)境保護和能源可持續(xù)性的日益突出，新能源汽車已經(jīng)成為當今汽車工業(yè)的一股強大力量[1]，其零排放、低能耗的特點不僅有助于減輕環(huán)境壓力，還為駕駛者帶來了更經(jīng)濟、更高效的出行方式。然而，與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車相比，新能源汽車的電氣系統(tǒng)更加復(fù)雜，涵蓋了各種高科技組件，其中啟動信號系統(tǒng)無疑是至關(guān)重要的一部分[2]。本文以吉利帝豪EV300為例，因無法進行啟動，對其進行了故障診斷以及維修的探討。

2 新能源汽車啟動信號工作原理

隨著新能源汽車的不斷普及，其啟動信號系統(tǒng)作為整車電氣系統(tǒng)的核心組成部分，對于確保車輛的可靠啟動和正常運行具有重要作用[3]。新能源汽車啟動信號的工作原理，有以下四個關(guān)鍵環(huán)節(jié)：

a.車輛防盜系統(tǒng)。鑰匙或遙控器與車輛之間的無線通信以及身份驗證構(gòu)成了車輛防盜系統(tǒng)的基礎(chǔ)[4]。在啟動過程中，駕駛員使用合法的鑰匙或遙控器發(fā)送啟動信號，車輛防盜系統(tǒng)對其進行識別，驗證合法性。一旦通過驗證，防盜模塊將向整車控制器發(fā)送解鎖信號，允許后續(xù)啟動流程進行。

b.車輛高壓系統(tǒng)。在車輛高壓系統(tǒng)中，主繼電器控制著高壓電池與驅(qū)動電機之間的電路連接，通過閉合和斷開來實現(xiàn)電能傳遞或切斷[5]。啟動過程中，主繼電器的閉合使高壓電池能夠為電機提供動力，形成閉合回路，實現(xiàn)車輛的啟動。

c.車輛自檢系統(tǒng)。整車控制器在啟動前會對各個子系統(tǒng)進行自檢，以確保系統(tǒng)狀態(tài)正常。自檢包括各種傳感器、執(zhí)行器等檢測，以及系統(tǒng)參數(shù)的驗證。如果自檢結(jié)果異常，整車控制器將根據(jù)預(yù)設(shè)的策略進行相應(yīng)處理，確保故障子系統(tǒng)不會影響整體啟動過程。

d.車輛啟動信號模塊及啟動信號線路。啟動信號模塊位于車輛內(nèi)部，負責接收來自鑰匙或遙控器的無線信號，并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號。這個電壓信號通過啟動信號線路傳遞給整車控制器，從而觸發(fā)啟動過程。

本文以吉利帝豪EV300為例，當遇到無法啟動的問題時，需要逐一檢查上述四個環(huán)節(jié)的狀態(tài)和參數(shù)。

3 故障現(xiàn)象與原因分析

3.1 故障現(xiàn)象分析

對車輛的電量狀態(tài)進行了觀察，發(fā)現(xiàn)電量低于20%。為了解決可能由于電池電量不足引發(fā)的啟動問題，采取了充電措施，將車輛移至充電工位進行充電。隨后，在第二天進行了車輛的復(fù)位操作，按下啟動開關(guān)，依次撥至ON擋和ST擋，試圖啟動車輛。然而，觀察儀表后發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)故障燈無反應(yīng)，且READY燈卻未點亮，表明車輛未能成功啟動。故障現(xiàn)象如圖1所示。

3.2 故障原因分析

a.啟動信號的傳輸可能受到線路連接不良、損壞或斷開等問題影響，導(dǎo)致啟動信號無法正常傳遞到車輛的控制模塊，從而造成車輛無法啟動。

b.啟動繼電器在啟動過程中負責將電源供應(yīng)傳遞至關(guān)鍵部件，如果啟動繼電器本身存在損壞、接觸不良等問題，將導(dǎo)致電源無法傳遞給關(guān)鍵部件，影響車輛啟動。

c.整車控制器是車輛各系統(tǒng)的控制中樞，若其中某部分功能存在故障，可能導(dǎo)致整車無法正常啟動。

d.新能源汽車通常配備了先進的防盜系統(tǒng)，如無鑰匙進入和啟動系統(tǒng)（PEPS）。若PEPS模塊或其相關(guān)部件存在問題，可能導(dǎo)致車輛無法識別合法的啟動信號，進而影響啟動過程。

4 啟動電路圖工作原理與故障診斷

4.1 啟動電路圖工作原理

在車輛處于OFF擋狀態(tài)時，當駕駛員踩下制動踏板并按下SSB（啟動開關(guān)），PEPS（無鑰匙進入和啟動系統(tǒng)）插座的IP33/23號腳會產(chǎn)生一個動態(tài)電壓信號，其范圍在0.5～4.5V之間。這個電壓信號將被輸送至啟動繼電器ER19/2號腳。通過連接至車身搭鐵，啟動繼電器ER19/2號腳形成一個閉合回路。當動態(tài)電壓信號輸入至啟動繼電器ER19/2號腳時，它激活了啟動繼電器的線圈，使得繼電器的觸點ER19/1號腳和ER19/5號腳閉合。閉合的觸點ER19/1號腳和ER19/5號腳導(dǎo)致IG1繼電器的輸出電壓（12V）從保險IF25處流過，經(jīng)過插座CA20/6號腳輸入至啟動繼電器ER19/5號腳。接著，輸出電壓由啟動繼電器ER19/3號腳傳送至VCU（整車控制器）插座的CA54/10號腳。一旦VCU插座CA54/10號腳接收到啟動信號，VCU將開始對車輛進行自檢，驗證各個系統(tǒng)的狀態(tài)。隨后，VCU將向驅(qū)動電機發(fā)送啟動指令，觸發(fā)驅(qū)動電機啟動，從而實現(xiàn)車輛的啟動。啟動電路圖如圖2所示。

4.2 故障診斷

4.2.1 啟動信號故障

a.佩戴個人高壓安全防護設(shè)備，進行車輛的基本檢查，確保車輛整體狀態(tài)正常，沒有明顯的損壞或異常。

b.檢查車輛的高低壓連接線束，確保連接正常，沒有任何松動、斷開或損壞的現(xiàn)象。

c.打開車輛的燈光開關(guān)，使用萬用表的直流電壓擋，測量低壓蓄電池電壓。正常情況下，這個電壓應(yīng)在12 V±1 V的范圍內(nèi)。

d.判斷啟動信號是否正常發(fā)出。可通過電壓測量法來檢測，在車輛啟動開關(guān)從OFF擋切換到ST擋瞬間，使用在線背插法測量IP33/23插座的電壓，對地電壓的變化應(yīng)在0[～]12 V±0[～]1 V的范圍內(nèi)。如果對地電壓異常，則判斷PEPS模塊發(fā)出啟動信號異常。

4.2.2 啟動信號線路故障

在遇到車輛雖然接收到正常的PEPS模塊發(fā)出的啟動信號，但仍無法啟動的情況下，需要更深入的探究是否整車控制器成功接收到啟動信號。為了確認并解決此問題，采用電阻測量法，以驗證啟動線路的正常性。以下是詳細步驟：

a.測量啟動開關(guān)與IP33/23插座和啟動繼電器ER19/1之間的電阻。將蓄電池斷開，萬用表調(diào)至歐姆擋，紅表筆接觸IP33/23插座上的第1針（蓄電池正極），將黑表筆接觸CA54/10插座上的第2針（整車控制器地線）。將啟動開關(guān)撥至ON位置，觀察萬用表顯示值。如果顯示值為0或無窮大，則說明該段線路存在斷路或短路故障；如果顯示值為0.5 Ω左右，則說明該段線路正常。將萬用表紅表筆接觸IP33/23插座上的第2針（ER19/1控制端），將黑表筆接觸CA54/10插座上的第2針（整車控制器地線）。將啟動開關(guān)撥至ON位置，觀察萬用表顯示值。如果顯示值為0或無窮大，則說明該段線路存在斷路或短路故障；如果顯示值為0.5 Ω左右，則說明該段線路正常。

b.測量啟動繼電器ER19/5對地電壓。將蓄電池連接好，萬用表調(diào)至直流電壓擋，紅表筆接觸ER19/5上的第1針（蓄電池正極），將黑表筆接觸車身搭鐵。將啟動開關(guān)撥至ON位置，觀察萬用表顯示值。如果顯示值為0或接近0，則說明該段線路存在斷路或短路故障；如果顯示值為12 V左右，則說明該段線路正常。

c.測量啟動繼電器ER19/5與整車控制器插座CA54/10之間的電阻。將蓄電池斷開，萬用表調(diào)至歐姆擋，紅表筆接觸ER19/5上的第2針（起動機端），將黑表筆接觸CA54/10插座上的第1針（整車控制器起動機信號）。將啟動開關(guān)撥至ON位置，觀察萬用表顯示值。如果顯示值為0或無窮大，則說明該段線路存在斷路或短路故障；如果顯示值為0.5 Ω左右，則說明該段線路正常。

4.2.3 啟動信號線路器件故障

在遇到PEPS模塊發(fā)出正常啟動信號，但車輛無法正常啟動的情況下，需進一步考慮可能的啟動信號線路器件故障。關(guān)注啟動繼電器ER19，它在啟動信號傳遞中起著重要作用。通過使用電阻測量法，可以判斷啟動繼電器ER19線圈的電阻情況。若啟動繼電器ER19線圈電阻異常，表明啟動繼電器線圈存在故障，需考慮更換該繼電器。然而，如果啟動繼電器ER19線圈電阻正常，可以進行以下步驟來進一步判斷問題：使用短接線將啟動繼電器ER19/1和ER19/2連接起來，以模擬繼電器閉合狀態(tài)。使用電阻測量法，測量啟動繼電器ER19/5和ER19/3之間的電阻。若測量值不小于1 Ω，表明啟動繼電器開關(guān)端存在故障，需考慮更換該繼電器。若測量值正常，則判斷整車控制器模塊局部故障。

5 實際故障診斷維修過程

5.1 故障診斷

在面對車輛無法正常啟動的情況下，需要進行詳細的故障排查和維修過程，以確保問題得以解決。以下幾點是實際故障診斷維修過程：

a.個人高壓防護和準備工作。首先關(guān)閉啟動開關(guān)，采取個人高壓防護措施，拔下蓄電池負極，并進行絕緣防護措施。為了確保人員和車輛的安全，避免高壓電流造成任何傷害或損壞。

b.測量低壓蓄電池電壓。打開車輛機艙蓋，開啟車輛大燈，使用萬用表測量低壓蓄電池電壓。測量值為11.8 V，排除低壓蓄電池電量不足的可能性。

c.檢查IP33/23至車身搭鐵電壓。使用萬用表和探針相結(jié)合的在線背插法，測量IP33/23至車身搭鐵的電壓。結(jié)果顯示為0[～]12 V[～]0的動態(tài)數(shù)據(jù)，這表示電壓正常，可以進行下一步的測量。

d.測量CA39/7至車身搭鐵的電壓。結(jié)果顯示為0[～]12.1 V[～]0的動態(tài)數(shù)據(jù)，如圖3所示，確認電壓正常，可以進行下一步的測量。

e.檢查ER19/1至車身搭鐵電壓。繼續(xù)使用萬用表和探針相結(jié)合的在線背插法，測量ER19/1至車身搭鐵的電壓。結(jié)果顯示為0[～]11.7 V[～]0的動態(tài)數(shù)據(jù)，電壓正常，可以繼續(xù)下一步的測量。此步驟主要檢查啟動繼電器的輸入端是否正常。

f.檢查ER19/2至車身搭鐵電阻。使用萬用表和探針相結(jié)合的在線背插法，測量ER19/2至車身搭鐵的電阻。結(jié)果顯示為0.9Ω，電阻值在正常范圍內(nèi)，可以繼續(xù)下一步的測量。

g.測量ER19/5至車身搭鐵的電壓。結(jié)果顯示為11.8 V，電壓正常，可以繼續(xù)下一步的測量。此步驟主要檢查啟動繼電器的輸出端是否正常。

h.測量ER19/3至車身搭鐵的電壓。結(jié)果顯示為0 V，電壓異常，表示存在問題，需要進一步分析。

i.測量ER19/2至ER19/1的電阻。結(jié)果顯示為無窮大，電阻值異常，需要進一步分析。此步驟主要檢查啟動繼電器的線圈端是否有通路。

j.檢查低壓蓄電池正極至啟動繼電器ER19/1插座電阻。測量低壓蓄電池正極至啟動繼電器ER19/1插座的電阻，結(jié)果顯示為無窮大，電阻值異常。

5.2 故障分析

基于上述詳細測量結(jié)果，可以得出結(jié)論，故障點位于啟動繼電器的輸入端，即低壓蓄電池正極至啟動繼電器ER19/1插座的線路上。由于該線路上存在一個熔斷器，可能熔斷器已經(jīng)燒斷，導(dǎo)致線路斷開，進而造成啟動繼電器無法接收輸入信號，從而無法輸出信號給起動機，導(dǎo)致車輛無法啟動。

5.3 故障維修

拔下啟動繼電器ER19/1，并檢查其外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)啟動繼電器本身沒有損壞，只是熔斷器燒斷了。更換新的熔斷器，并重新安裝啟動繼電器ER19/1，注意熔斷器的規(guī)格和位置要正確對齊，恢復(fù)車輛原始狀態(tài)，并重新連接蓄電池負極和動力母線。打開車輛大燈，用萬用表測量低壓蓄電池電壓，測量值為11.8 V，判斷車輛可以正常啟動。按下啟動開關(guān)，觀察儀表顯示，發(fā)現(xiàn)READY燈亮起，判斷車輛進入READY狀態(tài)，如圖4所示。試駕車輛，檢查車輛的其他功能是否正常，沒有發(fā)現(xiàn)異常。

6 結(jié)語

本文通過詳細的故障現(xiàn)象確認、分析以及實際故障診斷維修過程，系統(tǒng)地解釋了吉利帝豪EV300啟動信號故障的排查與解決方法。通過對車輛啟動信號的工作原理和相關(guān)線路進行分析，能夠更好地理解可能的故障原因和解決方案。故障診斷是一項復(fù)雜的工作，需要仔細的思考、準確的測量和分析，以及嚴謹?shù)牟襟E來找出問題的根本原因。本文所介紹的方法和步驟，可以為故障排查提供一定的指導(dǎo)，幫助技術(shù)人員更高效地解決類似問題。

參考文獻：

[1]王一寧.新能源汽車技術(shù)的發(fā)展及其社會影響研究[D].哈爾濱：哈爾濱師范大學，2018.

[2]胡凱.新能源汽車電氣系統(tǒng)故障診斷[J].時代汽車，2022（8）：115-116.

[3]趙占勇.面向新能源汽車整車電氣測試系統(tǒng)的研究[D].天津：河北工業(yè)大學，2019.

[4]姚可霞，史賽賽.淺談汽車鑰匙芯片的防盜原理[J].汽車維護與修理，2017（6）：83-84.

[5]丁更新，鄔學建，潘福中，等.高壓回路控制電路及電動汽車：中國，CN201820817593.4[P].2018-02-08.

作者簡介：

田闖，男，1991年生，助理講師，研究方向為新能源汽車故障診斷。