淺析比亞迪E5無法慢充的故障診斷與排除

(中山市技師學院，廣東 中山 528403)

0 引言

新能源汽車根據其能源供給方式不同，主要分為純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車等幾種類型。比亞迪E5屬于純電動汽車，其驅動系統主要由動力電池包及其電池管理系統、高壓電控總成(四合一)、驅動電機等組成。動力電池由192節磷酸鐵鋰單體電池串聯而成，額定電壓為633.6 V；高壓電控總成由VTOG、DC-DC、高壓配電箱、漏電傳感器等組成；驅動電機采用交流永磁同步電機。車輛慢充時，高壓電控總成將充電裝置輸入的220 V或380 V交流電轉換成高壓直流電，給動力電池包充電。本文以一輛17款比亞迪E5純電動汽車無法慢充的故障為例，淺析新能源汽車的故障診斷與排除方法。

1 故障現象

車主反映自己的2017款比亞迪E5純電動汽車插上交流充電槍后，儀表上的充電指示燈不亮，插槍幾個小時后儀表顯示動力電池SOC值沒有增加。車輛到店預檢時也出現此問題，初步判斷車輛無法慢充。

2 充電系統的結構

比亞迪E5純電動汽車的充電方式有2種，包括直流充電(快充)和交流充電(慢充)。直流充電指專門為新能源電動汽車的動力電池進行快速充電的充電方式，能在30 min內將SOC從10%提高到80%，充電時直流充電樁通過與直流充電口連接，實現與動力電池管理系統的交互，并最終通過高壓電控總成給動力電池充電。交流充電有2.2 kW、3.3 kW、7 kW等多種規格，主要是通過交流充電樁、壁掛式充電盒以及家用供電插座接入交流充電口，通過高壓電控總成將220 V或380 V的交流電轉為650 V高壓直流電給動力電池充電。比亞迪E5汽車的充電系統主要由直流充電口、交流充電口、動力電池管理系統(BMS)、高壓電控總成、動力電池包等組成。其充電接口隱藏在散熱格柵后面，交流充電口為國標7芯接口，直流充電口為9芯接口，各針腳定義如表1。

表1 充電接口針腳定義

3 交流充電控制策略

比亞迪E5純電動汽車輔助電池(12V)給VTOG、BCM提供常電。車輛交流充電(慢充)時，應當把充電槍插入車輛交流充電接口，充電槍上的CC信號通過充電口傳輸給VTOG。VTOG檢測到充電槍CC信號后，將充電連接信號發送給車身控制器(BCM)。接收到充電連接信號后，BCM給雙路電繼電器(IG3)線圈供電，使IG3吸合，給BMS、網關等相關模塊提供雙路電源，喚醒BMS等模塊。BMS被喚醒后，檢測VTOG發來的交流充電感應信號，控制預充接觸器閉合完成預充，然后控制交流充電接觸器閉合。此時，VTOG與交流充電設備進行CP信號確認，交流充電設備通過充電口給VTOG提供交流電，開始充電。

4 故障診斷

比亞迪E5常見的無法慢充故障原因有：①交流充電槍故障，由于充電槍故障致使VTOG無法檢測到CC信號，或充電槍無法正常向車輛輸送交流電導致無法慢充。②車輛低壓電源故障，車輛某一個或多個模塊低壓電源供電異常，致使該模塊不工作，導致無法慢充。③動力網故障，由于動力網通信故障導致VTOG與BMS之間無法通信，無法慢充。④雙路電故障，BMS等模塊沒有接受到雙路電，沒有被喚醒，導致無法慢充。⑤各模塊之間的連接線束故障，由于線路故障導致信號傳輸異常，無法慢充。

1)檢查交流充電槍是否有故障。診斷充電槍是否有故障，可以通過更換充電槍測試能否正常充電來判斷是否存在故障。也可以使用萬用表檢測CC與PE之間的電阻值，如果電阻值為無窮大，說明線路斷路，插槍后VTOG將無法檢測到CC信號，而無法充電。經檢測，阻值為683 Ω≈680 Ω，正常(功率為3.3 kW的充電槍CC與PE之間的電阻值為680 Ω)。

2)檢查車輛是否存在故障。連接故障診斷儀，車輛上電讀取故障碼，診斷儀顯示無故障碼。連接充電槍讀取數據流，故障診斷儀顯示“測試設備與汽車電腦不能通信”，無法讀取數據流。懷疑通信系統或電源是否存在故障。

3)檢測動力網是否有故障。比亞迪E5采用的是CAN通信，可以通過檢測CAN-H、CAN-L與車身之間的電壓，以及CAN-H與CAN-L之間的電阻值來判斷CAN網絡是否存在故障。拔下BK5(B)插頭，用萬用表分別檢測BK45(B)/14和BK45(B)/20與車身之間的電壓，測得電壓為2.63 V、2.35 V，正常。然后拆下輔助電池負極，檢測BK45(B)/14和BK45(B)/20之間的電阻，阻值為120 Ω，比亞迪E5動力網2個120 Ω的終端電阻分別安裝在網關和BMS處，因此拔下BMS插頭測量電阻為120 Ω是正常值。

4)數據流顯示預充狀態為“未預充”，接下來診斷BMS是否工作，首先檢測BMS雙路電是否正常。接上充電槍，使用試電筆檢測保險絲F2/32處是否有電，沒電，說明雙路電繼電器不工作。當VTOG檢測到充電槍CC信號后，將充電連接信號發送給車身控制器(BCM)。接收到充電連接信號后，BCM給雙路電繼電器(IG3)線圈供電，使IG3吸合。接下來檢測CC信號是否有故障。

5)使用萬用表直流電壓檔檢測交流充電口CC端子與PE之間的電壓，檢測值為0 V，正常應該5 V。懷疑CC信號線斷路。如圖1所示，拔下BJB01插頭，使用萬用表導通檔檢測BJB01/13與交流充電口CC端子之間是否導通，不導通，說明斷路。拔下B53(B)插頭發現B53(B)/2有退針現象，測量B53(B)/2與B28(A)/13之間線路導通。車輛進行交流充電時，只有VTOG檢測到交流充電設備進行CC信號確認后，才會向車身控制器(BCM)發出充電連接信號，進而接通雙路電，喚醒BMS，進入充電模式。判斷是因為退針導致充電連接信號線路不通，致使車輛無法進入充電模式，從而導致無法充電故障。

圖1 交流充電口電路原理圖

5 故障排除

故障點已找到，再與車主溝通了解之前是否維修過該段線路。得知車輛不久前發生過交通事故，修復過前保險杠。可能在維修過程中拔插頭時將針腳拉出。將針腳緊固后反復測試，故障沒有再出現。經與車主溝通，這次先緊固包扎好，如以后還出現故障則需更換低壓線束。

6 結語

新能源汽車與傳統燃油車相比較，其驅動系統工作電壓通常較高，具有很大的危險性。因此，在進行新能源汽車維修時，一定要做好安全防護措施。作業前認真檢查絕緣手套等防護用品是否完好，絕緣工具時候有破損，并做好隔離，擺放危險警示牌。需要拆檢高壓系統時，先拆下低壓電池負極，取下維修開關，并等候至少5 min才開始作業。

新能源汽車高壓上電、下電、充電受低壓系統控制，在進行充放電故障維修時，通常先排除低壓側故障，然后再檢查高壓側是否有故障。本案例就是低壓線路引起的充電系統故障，在進行故障診斷時首先排除充電裝置故障，然后根據故障現象先后檢查低壓電源、CAN通信、雙路電、各控制模塊及模塊間連接線路，直到查出故障點。