北汽EV200加速無反應故障分析與排除

秦飛飛

摘要：隨著汽車產業的高速發展，電動汽車已成為當今社會綠色交通工具的主流。然而，隨之而來的各個系統的故障問題也是層出不窮，本文選取北汽EV200為例，對其車輛加速無反應問題，進行故障分析和排除，本研究有助于電動汽車基礎知識的普及應用。

關鍵詞：電動車;整車控制器;故障診斷

中圖分類號：U469.72+2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）16-0137-02

1? 電動汽車加速系統組成及工作原理

隨著汽車產量逐年增加，我國自主研發的如北汽、比亞迪、江淮EV等新能源汽車已經逐步成熟。電動汽車的加速系統包括加速踏板位置傳感器、整車控制器、電機控制器、驅動電動機四個部分。

1.1 速踏板位置傳感器

當駕駛員需要加速時，踩下油門踏板，由油門加速踏板位置傳感器檢測信號，并將此信號傳給整車控制器。

1.2 整車控制器（VCU）

整車控制器是電動汽車上最核心的一個控制器，跟其它的電腦進行CAN網絡的通訊。整車控制器根據加速踏板位置傳感器和電動機轉速傳感器傳送過來的信號，進行數據分析并計算電動機需要輸出多大的扭矩和功率，然后整車控制器給電機控制器MCU發送控制信號，最后由電機控制器控制驅動電機轉動。對于固定傳動比的變速器，整車控制器根據變速器換擋手柄傳來的位置信號確定扭矩方向;對于兩三個傳動比的變速器，整車控制器根據變速器抵擋手柄傳來的位置信號確定扭矩方向和大小。

1.3 電動機控制器（MCU）

電動機控制器就是控制主牽引電源與電機之間能量傳輸的裝置，由DSP電動機控制板、IGBT驅動器電路析、IGBT（驅動）模塊、控制電源、散熱系統組成。電機控制器接受來自整車控制器VCU的信號，通過系統調節來實現對電動機的轉速和方向的控制，而VCU的數據則來自駕駛員的操作意圖。

1.4 驅動電動機（DM）

驅動電動機是電動汽車核心部件之一，是車輛行駛中的主要執行機構，直接影響車輛的動力性。北汽EV200采用永磁同步電機，在轉子中嵌放永久性磁鐵，將旋變器與電動機同軸進行安裝，用以檢測轉子的旋轉角度。當給定子繞組中通入三相交流電源時，將會產生旋轉磁場，而這個旋轉的磁場就會牽動轉子中嵌放的永磁體，從而產生旋轉扭矩，該旋轉扭矩與旋轉磁場同步。驅動電動機通過內置旋轉變壓器來檢測電動機轉子的位置，控制器經過解碼后獲取電動機轉速信號，電流傳感器檢測繞組的電流，從而控制驅動電動機的扭矩輸出。

當駕駛員在行駛中切換D擋并踩下加速踏板時，該擋位信息與加速信息首先傳遞給整車控制器，整車控制器再通過CAN網絡把控制信號傳遞給驅動電機控制器，從而驅動電動機。隨著加速踏板行程的進一步增大，電動機控制器控制的驅動導通頻率上升，電動機的轉矩隨電流進一步增加。

2? 故障現象與故障分析

2.1 故障現象

車主反映北汽EV200已駕駛8個月，車輛在行駛過程中，踩踏加速踏板時，突然出現車輛無反應，儀表顯示整車故障。

2.2 故障分析

根據車主提供的故障現象推斷故障位置在加速踏板傳感器及其控制、驅動電路。整車控制器根據加速踏板傳感器獲取加減速信息，然后向電機控制器發出轉矩需求，從而改變電機轉矩，控制電動機轉速，進而改變車速。

加速踏板位置傳感器提供兩組信號，讓整車控制器進行對比，如圖1所示為整車控制器與加速踏板位置傳感器連接電路圖。

3? 故障診斷與排除

3.1 故障診斷

分別對驅動電機、電機控制器、加速踏板傳感器進行檢測。

3.1.1 對電動機進行故障診斷

首先檢查蓄電池并確認蓄電池電壓電壓，然后按如下步驟進行逐步檢測。①關閉點火開關，將點火開關置于OFF擋。②將故障診斷儀IMS-D60連接于車輛診斷接口上。③將點火開關置于ON擋。④用故障診斷儀讀取和清除DTC。如果檢測到故障代碼，則對應表1所示電動機常見的故障代碼含義，找出可能故障原因并排除。

經檢測，電動機正常，線路導通，進行下一步檢測。

3.1.2 對電動機控制器MCU進行故障診斷

①排除MCU逆變器故障：使用整車鑰匙上電復位3次，如果不能清除該故障，則更換電機控制器總成。②排除直流母線過壓故障：使用整車鑰匙上電復位3次，如果不能清除該故障，則排查高壓電池輸出電壓是否正常，如正常則更換電機控制器總成。③排除直流母線過流故障：使用整車鑰匙上電復位3次，如果不能清除該故障，則斷開電機控制器高壓插接件看故障能否清除，如果不能清除故障，排查電機總成是否有短路情況，如有則更換電機，如無則更換電機控制器總成。④排除電機控制器供電電壓故障：使用整車鑰匙上電復位3次，如果不能清除該故障，則排查電機控制器低壓信號插接件連接是否可靠，再檢測該線束中的電源信號，如果排查后還不能清除故障，則更換電機控制器總成。

具體操作方法如下：①首先檢查電動機控制器電源：拔下電動機控制器35針插接件，用萬用表直流電壓擋沒量35針插接件1與針腳與24號針腳，正常情況為12V 蓄電池電壓。若無電壓，則檢熔絲是否燒壞;若熔絲正常，則檢查熔絲與插接件1號針腳線路是否導通，檢查24號針腳與車身搭鐵之間是否導通，如圖2所示。

②其次檢查CAN線：拔下電動機控制器35針插接件，用萬用表歐姆擋測量35針插接件31號針腳與整車控制器VCU插接件104號針腳之間是否導通，35針插接件32號針腳與VCU插接件111號之間是否導通。

經檢測，電動機控制器引腳電壓正常，線路導通，進行下一步檢測。

3.1.3 對加速踏板位置傳感器進行故障診斷

檢測加速踏板傳感器1信號;加速踏板從0-100%變化，用萬用表直流電壓檔測量插件4號端子與搭鐵（或3號端子）之間應有0.74-4.8V的電壓;否則檢查傳感器電源和搭鐵線，如果傳感器輸人電源和搭鐵線正常，則為傳感器內部故障。檢測加速踏板傳感器2信號：節氣門開度從0-100%變化，用萬用表直流電壓檔測量插件6號端子與搭鐵（或5號端子）之間應有0.37-2.4V的電壓;否則檢查傳感器電源和搭鐵線，如果傳感器電源和搭鐵線正常，則為傳感器內部故障。

①首先使用診斷儀讀取數據流指令，選取加速踏板信號1和加速踏板信號2，讀取二者數據流。

②檢查加速踏板線束端子Pin1和Pin2的電壓，正確電壓應該是5V;檢查線束端子Pin3和Pin5的電壓，正確電壓應該是0V。

③當先不踩加速踏板時，檢驗加速踏板線束端子Pin4和Pin6的搭鐵電壓，正確的電壓是都接近0。

④當踩加速踏板在一定開度時，檢驗加速踏板線束端子Pin4和Pin6的電壓，正確的端子Pin4的電壓是端子Pin6電壓的兩倍。

⑤檢查與加速踏板連接的線束有無短路、斷路和退針現象，如線束有問題請更換線束。檢查方法如下：1）加速踏板位置信號1搭鐵線束測量，測量方法：用萬用表通斷檔測量相應端子之間的線束是否斷路。2）加速踏板位置信號1輸出線束測量，逐一測量是否導通，如果不導通，確定問題后更換線束。測量方法：用萬用表通斷檔測量相應端子之間的線事是否斷路。3）加速踏板位置信號1電源線束測量，逐一測量是否導通，如果不導通，確定問題后更換線束。測量方法：用萬用表通斷檔測量相應端子之間的線束是否斷路。4）加速踏板位置信號2搭鐵線束測量，測量方法：用萬用表通斷檔測量相應端子之間的絲束是否斷路。5）加速踏板位置信號2輸出線束測量，逐一測量是否導通，如果不導通，確定問題后更換線束。測量方法：用萬用表通斷檔測量相應端子之間的線束是否斷路。6）加速踏板位置信號2電源線束測量，逐一測量是否導通，如果不導通，確定問題后更換線束。測量方法：用萬用表通斷檔測量相應端子之間的線束是否斷路。

⑥經檢測，以上線束確定沒問題后，更換加速踏板位置傳感器。

3.2 故障排除

通過對整個加速系統的逐步檢測，逐步排除，確定故障為加速踏板位置傳感器。更換全新加速踏板位置傳感器后，重新啟動車輛并踩踏加速踏板進行加速測試，故障排除，加速性能恢復。

4? 故障總結

針對行駛中出現的加速無反應故障，通過對加速踏板位置傳感器，整車控制器、電機控制器、驅動電機四個部分的結構梳理，依次排除，從而確定了故障位置并將故障排除。

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