某品牌新能源EV160四軸分流式混合動力汽車電機故障診斷

摘要：結合新能源汽車電機工作原理，以某品牌EV160四軸分流式混合動力汽車為例，提出汽車電機故障診斷參考思路和充電故障排除方法。采取確認充電連接情況、設定充電參數、檢測分析充電工作過程等技術措施，針對某品牌新能源EV160四軸分流式混合動力汽車電機充電故障進行診斷與維修分析。研究方法和結論希望能給售后維修人員提供新能源混合動力汽車充電故障排除方面的參考。

關鍵詞：新能源汽車EV160四軸;分流式混合動力;汽車電機故障;診斷與維修

中圖分類號：U462 收稿日期：2022-07-22

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2022.09.026

1 前言

時代發展與社會進步推動了汽車產業的創新，在國家大力倡導“生態環?！睉鹇韵拢履茉雌噾{借“節能·環保”技術占據了汽車市場的“半壁江山”[1]。隨著新能源汽車發展，以動力電池和電力為動力系統的新能源產業將正式取代傳統石油內燃機工業，使人類進入了清潔、綠色能源時代。目前，國內外推出的新能源汽車主要包含四大類型，即BEV太陽能純電動車、HEV混合動力電動汽車、FCEV燃料電池電動汽車以及包括飛輪、超級電容器等高效儲能器在內的其他新能源汽車等。新能源汽車雖然有助于加快我國建設高質量的汽車產業強國，但對故障診斷要求較高，且與傳統的燃油汽車相比，其在車型、動力來源、車載動力裝置結構組成以及整車控制驅動等諸多方面都進行了相應的改革與創新，因此電子診斷技術在新能源汽車維修中的應用非常重要[2]。

2 新能源混合動力汽車電機工作原理

HEV混合動力新能源汽車作為一種復雜的多能源環保車輛，其內部任何系統發生故障，都會對汽車正常行駛產生影響，因此確保新能源混合動力汽車的安全性能，優化其使用方式，延長其使用壽命是汽車行業需要研究的關鍵問題之一[3]。本文以某汽車品牌新能源EV160四軸分流式混合動力汽車為例，針對汽車電機“充電”故障，提供了“從簡單到復雜”的診斷思路和新能源汽車故障分析、排除方法。

新能源混合動力汽車在充電時，其電機具體工作原理為：a.經隨車充電設備，220 V交流電按照電流流向流經慢充口;b.經過動力存儲裝置——車載充電機，再將220 V交流電轉化為高壓直流電;c.車載充電機將轉換后的直流電傳輸至新能源混合動力汽車高壓配電盒;d.最后通過高壓配電盒，使電能進入到新能源混合動力汽車的動力電池。但是，在新能源混合動力汽車電機工作過程中，為了保證充電過程有效且安全，分別需要經過三個環節，才能提高電機工作效能[4]。

2.1 確認充電連接

a.確認新能源混合動力汽車隨車充電設備連接情況;b.確認新能源混合動力汽車整車控制裝置充電連接情況。只有上述兩項內容均確認無誤，才能進行慢充工作。新能源混合動力汽車電機工作電路如圖1所示。

由圖1可知，在新能源混合動力汽車電機工作過程中，通過確認隨車充電設備連接情況，能夠進一步確定整車控制裝置及充電設備充電連接情況。當新能源汽車接通220 V交流電時，隨車充電設備開關S1將聯通12 V端。

一方面，如果新能源混合動力汽車電機與充電槍沒有連接，此時圖中檢測點1、4之間將沒有電壓。相反，若二者相互連接時，圖中檢測點1、4之間便會產生充電確認電壓。由此說明，在新能源混合動力汽車電機工作中，基于供電裝置，通過對電機有無電壓情況進行檢測，便能夠有效確定新能源混合動力汽車是否與充電槍相連接。另一方面，通過確認新能源混合動力汽車控制裝置充電連接情況，則能夠進一步確定車輛控制裝置連接狀態，一般采用由R4、RC所組成的檢測電路阻值，便可檢測并準確判斷車輛是否接通電流。

正常情況下，新能源混合動力汽車電機電路可形成兩種不同阻值狀態：a.當圖1中S3無閉合時，車輛控制裝置檢測到的電路電阻值為阻值“R4+RC”;b.當圖1中S3閉合時，車輛控制裝置檢測到的電路電阻值為阻值“RC”。所以，新能源混合動力汽車控制裝置往往能夠借助電阻值大小，識別并確定車輛是否與充電槍相連接。

2.2 設定充電參數

當新能源混合動力汽車供電裝置準確無誤地連接電機之后，圖1中PWM端就會迅速接通開關S1，此時PWM端會發出可供車輛控制裝置檢測的充電脈沖信號，隨之根據檢測點的2PWM 脈沖信號占空比，即可進一步確定新能源汽車供電設備向車輛電機所能提供的最大電流值。經比較充電設備與車輛控制裝置的相應參數，即可確定新能源混合動力汽車車載充電機向車輛電機輸入的最大電流。

與此同時，通過CAN線還能經車載充電機向整車控制器VCU實時發送充電請求信號，此時車輛將會處于禁止狀態，通過自檢測，電動汽車電機在電源管理系統BMS控制下，使充電繼電器吸合電機進行充電，并經過CAN線傳輸系統自檢結果，然后供電控制裝置會將新能源電動汽車K1、K2交流電閉合持續輸入車載充電機，而車輛控制裝置則根據PWM脈沖信號與BMS信號，對新能源汽車車載充電機輸出的充電電流進行控制。

2.3 充電工作過程

新能源汽車尤其是四軸分流式混合動力汽車電機充電過程十分復雜和嚴謹，一旦電機出現細微故障，都有可能引起重大生命財產安全事故。因此，在電動汽車充電時，要實時監測電機各個檢測點，根據BMS系統中所顯示的動力電池溫度、電量等狀態參數信息，以便對電機充電電流進行不斷調整優化，結合各個檢測點的BMS信息，監測故障異常，一旦發現過充或充電不到位的情況，應立即控制車載充電機停止輸出電流[5]。新能源混合動力汽車充電工作過程如圖2所示。

3 某品牌EV160四軸分流式混合動力汽車電機故障案例分析

3.1 故障分析

從新能源汽車工作原理來分析，電動機驅動系統是新能源汽車正常工作運轉的核心所在，它在新能源汽車行駛過程中，主要的工作就是實現“電能”與“機械能”的順利轉換，所以如果電動機驅動系統出現運行故障，則會使汽車喪失行駛動力，并影響整個新能源汽車的正常運行，而其他“磁路系統”“電路系統”以及“機械系統”等都是新能源汽車行駛過程中的重要關聯部件，它們的協調性將直接關系到電動機驅動系統的工作性能發揮程度。如果上述幾個關鍵系統之間不能很好地協調和配合，不僅會使電動汽車電動機驅動系統故障更為嚴重，而且還會引發其他類型的驅動系統故障。

根據電動汽車電動機驅動系統故障發生級別，可將其分為兩種不同類型的故障，一種是“電氣故障”，另一種是“機械故障”，而電氣故障主要是由于電動機驅動系統繞組以及轉子燃組發生短路事故或接觸不完全等引起的，機械故障則是由于電動機驅動系統內部的鐵芯以及軸承等重要零部件發生了嚴重的磨損從而引起的一種機械故障。

3.2 故障現象

一輛已行駛公路數為5.8萬km的某品牌新能源EV160四軸分流式混合動力汽車，在使用隨車充電設備充電時，電機不能進行正常充電，且車輛儀表盤上沒有任何充電指示。

3.3 故障診斷過程

電控系統故障是最為復雜的一類故障，在檢測電動汽車電控系統故障時，汽車維修人員通常需要將電動汽車的點火開關及ABS警示燈打開，如果啟動汽車發動機4 s并將警示燈關閉之后，警示燈出現異常，就需要借助電子診斷技術檢測其它故障點。而當電動汽車車速在10 km/h時，檢測人員還需要將汽車熄火停靠安全檢測點，根據實際情況，檢測汽車的保險絲，然后重新點火，并在6 s之后跨接端子3次，根據電動汽車ABS警示燈閃爍情況，結合電子診斷技術分析結果來分析和判斷電動汽車電控系統故障類型及具體故障點。在上述檢測過程中，基于電子診斷技術，能夠通過TBS連接GND接地端口讀取汽車系統故障碼，根據紅綠線確定汽車故障情況。

在本案例中，當汽車發生故障后，按照由表及里、由簡單到復雜的順序，對該混合動力汽車電機充電故障進行檢測、診斷及排除分析：

a.采用專用故障診斷儀讀取新能源汽車電機充電系統故障實時數據，經排查，診斷儀中顯示電機無充電喚醒信號。

b.連接充電設備，再次讀取相關充電信息，結果發現專用診斷儀操作過程中并沒有電壓、電流等相關充電信息顯示。根據診斷儀數據讀取結果，可初步推測該車故障可能為充電機喚醒線路故障或因充電插口、充電槍線路連接問題所引起的充電連接故障。

c.對車輛充電接口、隨車充電設備外觀等進行檢測，觀察并判斷是否存在損壞、燒蝕現象，然后再根據燒焦氣味判斷情況，發現上述檢查結果均正常。

d.將車輛連接隨車充電設備，此時發現車輛不能充電，但連接/充電指示燈和電源指示燈常亮，而汽車儀表仍無任何充電數據顯示。將汽車點火開關打開，此時車輛儀表仍沒有顯示任何充電信息，但車輛可以正常進行充電，由此判斷該電動汽車電機存在充電故障。

3.4 故障排除

毋庸置疑，“電子系統”是現代新能源汽車電路控制的關鍵系統，它在新能源汽車工作與運行過程中所發揮的作用就好比人的“血管”，如果電路系統出現故障，就會導致電動汽車其它元件無法正常運行，所以在對新能源汽車電路控制系統及電子系統進行故障診斷和維修時，就必須要應用“電子診斷技術”。作為技術維修人員，在故障診斷時，要對新型電力元件進行細致檢測，以保證檢測過程萬無一失。新能源汽車車載充電機電路圖如圖3所示。

a.根據上述故障檢測結果，確認該新能源汽車尚未進行充電連接確認，而且設備一直處于待充電狀態，所以在故障排除中，需要根據電路圖，進一步判斷車輛相關保險是否發生損壞。如圖3所示，確定FB22號保險為該車輛慢充喚醒保險絲，結合圖中車載充電機喚醒信號電路，找到并拔下車輛保險盒中的FB22號保險，然后測量其阻值，結果顯示為“0.3 Ω”，說明車輛保險一切正常。b.分別“彈起”與“按下”新能源汽車充電槍鎖止按鍵，測量這兩種不同狀態下充電設備車輛端“PE腳”與“CC腳”之間的電阻值，此時接通充電連接電路，電阻值均顯示為“∞”，由此便可確定該新能源汽車充電槍存在故障。c.對該新能源汽車充電機工作線束電阻情況進行測量，其阻值均小于0.5 Ω，線束顯示一切正常。

4 結語

本文提供了某汽車品牌新能源EV160四軸分流式混合動力汽車電機常見的慢充充電故障診斷思路和充電異常分析方法，售后維修人員在診斷和排除新能源汽車電機故障的過程中，應熟悉掌握不能充電故障、充電異常故障等，根據CC/CP線路故障、充電機故障、外部充電設備故障以及充電插口故障等部分的工作邏輯及電路走向，結合維修經驗和理論知識并抓住故障關鍵點，從充電系統結構實際出發，逐一排除就能將故障解決。新能源汽車使用過程中，故障較多，再次提醒廣大新能源汽車售后維修人員及駕駛人員一定要謹慎操作，確保充電設備安全可靠，延長其使用壽命。

參考文獻：

[1]姜麗娟.新能源汽車故障診斷[M].北京：機械工業出版社，2018.

[2]包丕利.新能源汽車維護與保養[M].北京：機械工業出版社，2018.

[3]王志洪.汽車檢測診斷與維修[M].北京：人民交通出版社，2013.

[4]李恒賓.汽車檢測與診斷技術[M].北京：北京郵電大學出版社，2012.

[5]朱軍.汽車故障診斷方法[M].北京：人民交通出版社，2008.

作者簡介：

茍丹丹，女，1983年生，講師，研究方向為電子技術、物聯網工程。