純電動汽車無法充電問題分析及解決

丁聰敏， 徐善鵬

（中國一汽智能網聯開發院/新能源開發院， 吉林 長春 130011）

1 問題描述

在試制階段，某純電動車型的交流充電槍插入交流充電口之后，車身控制器能夠正常控制充電槍電子鎖的解鎖和閉鎖，充電槍鎖電機的解閉鎖動作正常，充電槍電子鎖的機械鎖狀態開關正確。但是整車無法進行交流充電。

2 故障排查及原因分析

該純電動車型的交流充電槍電子鎖由BCM控制。BCM判斷充電槍電子鎖的解閉鎖輸入條件，控制充電槍電子鎖的解鎖和閉鎖，監測充電槍電子鎖狀態并發送給VCU。充電槍電子鎖的鎖狀態為閉鎖狀態時，整車才能進行正常的交流充電。

實車測試發現，整車滿足充電槍鎖的閉鎖條件，BCM執行了閉鎖驅動，且閉鎖完成時，充電槍無法拔出。證明充電槍鎖的閉鎖驅動沒有問題，使用萬用表測試充電槍電子鎖的鎖狀態開關也是正確的，解鎖狀態：鎖狀態開關斷開；閉鎖狀態：鎖狀態開關閉合。但是不管是解鎖還是閉鎖狀態，通過總線監控工具監控BCM發給VCU的充電槍鎖狀態信號，一直都是解鎖狀態。這是整車不進行交流充電的根本原因。

進一步分析BCM對充電槍電子鎖的控制原理圖和充電槍電子鎖的電氣原理，BCM內部通過兩個繼電器控制電子鎖的正反轉，并通過內部的上拉電路采集充電槍電子鎖的鎖狀態開關。充電槍電子鎖控制原理如圖1所示。

由于目前BCM對電子鎖的驅動是正常的，充電槍電子鎖的開關狀態也是正確的，那么問題就出在BCM對充電槍電子鎖狀態開關采集上。解鎖狀態，萬用表測量鎖狀態開關斷開，PIN2腳的電壓為12V。閉鎖狀態，萬用表測量鎖狀態開關閉合，PIN2腳電壓還是12V。充電槍電子鎖電氣原理如圖2所示。

圖1 充電槍電子鎖控制原理圖

圖2 充電槍電子鎖電氣原理

從充電槍電子鎖的原理圖和控制需求可以看出，PIN2腳的電平在鎖狀態開關斷開時只和BCM內部的上拉電壓有關，而在鎖狀態開關閉合時，PIN2腳的電平和PIN1腳的電平相關，PIN1腳連接的是BCM的解鎖輸出端B1腳，由于解鎖狀態時鎖狀態開關斷開，BCM采集的B2腳的鎖狀態電壓為12V。那么閉鎖時BCM采集的B2腳的鎖狀態電壓應該為0V，才能和解鎖狀態區分開來。BCM內部控制原理如圖3所示。

圖3 BCM內部控制原理圖

從BCM的內部電路圖來看，充電槍電子鎖解鎖時，BCM1控制HSD （高邊驅動） 和OPEN LSD （解鎖低邊驅動）工作，實現B1腳的12V電平輸出 （持續200ms），B3腳搭鐵。充電電子鎖閉鎖時，BCM1控制HSD和CLOSE LSD （閉鎖低邊驅動），實現B3腳的12V電平輸出 （持續200ms），B1腳搭鐵。BCM對鎖狀態開關B2腳的檢測是在驅動完成之后進行的，也就意味著閉鎖驅動完成時，得保證B1腳是搭鐵的，BCM采集到的鎖狀態開關B2腳才是0。而實車上該管腳的電壓卻為12V，說明B1腳在BCM1沒有輸出時，不是如原理圖所畫的搭鐵狀態。經過多次硬件確認，在BCM沒有驅動時，B1和B3的輸出管腳都是懸空的，所以在閉鎖完成時，BCM采集到的鎖狀態開關B2腳的電壓是自己內部的上拉電壓，和解鎖狀態采集的電壓一致，所以一直發出的鎖狀態都是解鎖狀態，所以根本原因是BCM和電子鎖的硬件接口電路不匹配。

3 問題解決

由于這個BCM是一個傳統車的BCM平臺，硬件無法更改。通過對充電槍電子鎖的動作時序進行分析，發現：閉鎖整個過程鎖鉤會旋轉80°，而鎖勾轉了18°時，鎖狀態開關就閉合了，所以BCM可以提前檢測鎖狀態開關，而且閉鎖過程中BCM的B1是一直搭鐵的。BCM在閉鎖過程中持續檢測鎖狀態，一旦鎖狀態切換為閉鎖狀態，則將鎖狀態的狀態信號置為閉鎖，直到下一次解鎖操作完成后，更新鎖狀態信號，并將鎖狀態存在E方中，防止充電過程中BCM復位。電子鎖動作時序如圖4所示。

圖4 電子鎖動作時序

4 測試驗證

通過臺架的充電槍電子鎖解閉鎖耐久測試和整車的適應性路試驗證，充電槍電子鎖的鎖反饋狀態正確，整車交流充電正常，滿足整車充電要求。

5 結論

本文通過分析問題、定位原因，找出整車無法充電的根本原因。在無法更改硬件的前提下，通過分析系統的工作原理修改軟件控制時序，解決系統間的匹配問題。后續針對負載狀態開關和驅動端有關聯的，一定要確認控制器無驅動時的電平狀態。不僅要做好嚴格的系統間的硬件接口匹配確認，還需要各系統的硬件原理圖也要和實際保持一致。