基于低壓電路分析的電動汽車高壓不上電故障檢修

劉丹丹， 郭超， 孫保海， 任志民

(運(yùn)城職業(yè)技術(shù)大學(xué)， 山西運(yùn)城 044000)

0 引言

我國近幾年新能源汽車發(fā)展速度，純電動汽車產(chǎn)銷量有了新的突破，市場份額越來越重，隨著新能源汽車保有量的劇增，車輛的故障率也不斷增多。結(jié)合對純電動汽車市場進(jìn)行調(diào)研，純電動汽車在高壓無法上電，造成車輛無法行駛的這一故障經(jīng)常出現(xiàn)。而引起高壓不能上電的因素有很多，文中以吉利帝豪純電汽車為例，對其低壓電路進(jìn)行分析，從而對高壓不上電故障可能的原因進(jìn)行分析，總結(jié)出不同原因引起的高壓不上電故障檢修方案。

1 高壓系統(tǒng)上電流程

純電動汽車高壓上電是經(jīng)過低壓系統(tǒng)控制，動力電池輸出高壓電，經(jīng)過高壓控制器給電機(jī)控制器、DC/DC、空調(diào)電動壓縮機(jī)和PTC加熱器供高壓電。高壓系統(tǒng)上電流程為駕駛員踩下制動踏板，按下啟動開關(guān)SSB，擋位處于N擋，無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)PEPS檢測到有效鑰匙，主繼電器無故障，無粘連現(xiàn)象，防盜認(rèn)證通過ESCL解鎖有效，無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)PEPS控制器IG1/IG2繼電器閉合，整車各模塊自檢正常滿足上電條件，整車控制器VCU檢測各模塊正常滿足上電條件發(fā)送VCU發(fā)送的Closed Main Relay指令，此時，整車控制器VCU控制喚醒繼電器工作，喚醒繼電器喚醒電機(jī)控制器，整車控制器VCU控制主負(fù)繼電器和預(yù)充繼電器閉合，先對電機(jī)控制器進(jìn)行預(yù)充放電，達(dá)到預(yù)充值，電池管理系統(tǒng)BMS控制主正繼電器閉合，預(yù)充繼電器斷開，Ready燈點亮，高壓上電完成，電機(jī)控制器可以給驅(qū)動電機(jī)提供三相交流電[1]。

2 高壓上電要素影響分析

2.1 無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)PEPS控制電路分析

圖1為無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)PEPS控制電路，根據(jù)對控制電路進(jìn)行分析，無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)完成啟動，必須同時滿足以下要素：無鑰匙進(jìn)入PEPS系統(tǒng)通過針腳IP33-13檢測到來自前機(jī)艙保險絲繼電器盒供電信號B+，通過針腳IP33-26檢測到來自室內(nèi)保險絲繼電器盒供電信號B+；無鑰匙進(jìn)入PEPS系統(tǒng)通過針腳IP34-4檢測到制動燈開關(guān)閉合信號；無鑰匙進(jìn)入PEPS系統(tǒng)通過針腳IP33-6和IP33-15檢測到啟動開關(guān)SSB按下信號；通過針腳IP33-23檢測啟動繼電器無故障信號；由前部天線、中部天線、后部天線或者左門把手天線、右門把手天線檢測到有效鑰匙，若前部天線檢測到有效鑰匙，通過針腳IP35-7和IP35-18向PEPS發(fā)送信號，若中部天線檢測到有效鑰匙，通過針腳IP35-8和IP35-19向PEPS發(fā)送信號，若后部天線檢測到有效鑰匙，通過針腳IP35-4和IP35-15向PEPS發(fā)送信號；通過針腳IP34-7和IP34-8與通信系統(tǒng)進(jìn)行通信[2]。

圖1 無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)PEPS控制電路

滿足以上要素，無鑰匙進(jìn)入PEPS系統(tǒng)控制IG1繼電器閉合，其電路為:IG1 RLY+IP33-9→室內(nèi)保險絲繼電器盒IP01-15→IG1繼電器線圈3-1→搭鐵。B+→IG1繼電器2-4→保險絲IF26→PEPS控制器IP33-10,給PEPS控制器提供反饋信號。無鑰匙進(jìn)入PEPS系統(tǒng)控制IG2繼電器閉合，其電路為:IG2 RLY+ IP33-22→前機(jī)艙保險絲繼電器盒IG2繼電器ER15線圈85-86針腳→搭鐵。前機(jī)艙保險絲繼電器盒B+→保險絲EF18→IG2繼電器ER15 87-30針腳→室內(nèi)保險絲繼電器盒IF21→PEPS控制器IP33-7,給PEPS控制器提供反饋信號。

2.2 功率集成單元PEU控制電路分析

圖2為功率集成單元PEU控制電路，吉利帝豪將車輛所有電控系統(tǒng)集成為一個整體PEU控制器，它將電機(jī)控制器MCU、DC-DC、車載充電機(jī)OBC、空調(diào)加熱器PTC集成在一起。高壓系統(tǒng)上電過程：由低壓控制PEU控制器，動力電池通過EP54-1連接高壓正極母線HV+和 EP54-2連接高壓負(fù)極母線HV-給電機(jī)供給三相交流電。

圖2 PEU控制電路

低壓控制電路要滿足以下要素，才能完成高壓系統(tǒng)上電。功率集成單元PEU通過針腳EP12-1檢測低壓蓄電池正極信號，功率集成單元PEU通過針腳EP11-26經(jīng)過保險絲EF01和EF31來自前機(jī)艙保險絲繼電器盒的常電信號；功率集成單元PEU通過針腳EP11-25來自IG2繼電器ER15閉合信號；功率集成單元PEU通過針腳EP11-4提供高壓互鎖輸出HVIL OUT信號和針腳EP11-1提供高壓互鎖輸入HVIL IN信號，此時形成高壓互鎖；功率集成單元PEU通過針腳EP11-20和EP11-21給通信系統(tǒng)進(jìn)行通信[3]。

同時整車控制器控制充電機(jī)繼電器閉合，其電路為：主繼電器→保險絲EF27→充電機(jī)繼電器2-1→VCU→搭鐵。B+→保險絲EF28→保險絲EF03→充電機(jī)繼電器3-5→PEU控制器EP11-14，給功率集成單元PEU提供喚醒信號。

3 基于不同要素引起高壓不上電故障分析

3.1 低壓蓄電池電壓過低

通過對低壓電路分析得知，無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)PEPS、整車控制器VCU和功率集成單元PEU都需要低壓蓄電池進(jìn)行供電，若其電壓過低，將無法上電。

采用萬用表檢測低壓蓄電池電壓，若低于10.5 V,說明故障為蓄電池電壓過低引起高壓不上電。

3.2 啟動按鈕信號異常

通過對低壓電路分析得知，無鑰匙進(jìn)入PEPS系統(tǒng)通過針腳IP33-6和IP33-15檢測到啟動開關(guān)SSB按下信號，若啟動按鈕信號異常，將無法上電。

斷開啟動按鈕后面的插接器，測量啟動按鈕SSB端的接線，按下啟動按鈕，測量針腳IP33-15和IP33-6之間是否導(dǎo)通，若斷路說明是啟動按鈕異常造成的無法上電。

3.3 制動開關(guān)信號故障

通過對低壓電路分析得知，無鑰匙進(jìn)入PEPS系統(tǒng)通過針腳IP34-4檢測到制動燈開關(guān)閉合信號，若制動燈開關(guān)信號出現(xiàn)故障，高壓系統(tǒng)將無法上電。

制動開關(guān)信號故障分為兩種：制動燈常亮和制動燈不亮，先踩下制動踏板，觀察制動燈是否點亮，判斷制動燈開關(guān)故障還是電氣線路故障。

3.4 IG1/IG2繼電器信號異常

通過對低壓電路分析得知，無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)控制IG1/IG2繼電器閉合。IG1/IG2繼電器閉合需要給PEPS控制器反饋信號，否則無法上電。

檢查室內(nèi)保險絲繼電器盒中IG1繼電器RL1是否正常工作，檢查IG1繼電器RL1中1號和3號端子間電阻，若阻值正常，檢查2號和4號端子間是否導(dǎo)通，若正常說明IG1繼電器RL1正常，同樣方法檢查前機(jī)艙保險絲繼電器盒中IG2繼電器ER15是否正常工作。

3.5 PEPS系統(tǒng)故障及通信故障

通過對低壓電路分析得知，高壓上電第一步需要無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)啟動，給整車控制器信號才能高壓上電，若PEPS系統(tǒng)及通信出現(xiàn)故障，將無法上電。

使用故障診斷儀連接車輛，讀取故障碼，是否報有PEPS系統(tǒng)故障及通信故障，若有更換PEPS控制器。

3.6 PEU系統(tǒng)故障及通信故障

通過對低壓電路分析得知，整車各模塊自檢正常滿足上電條件，整車控制器將控制PEU系統(tǒng)給電機(jī)提供高壓電，若PEU系統(tǒng)及通信出現(xiàn)故障，將無法上電。

使用故障診斷儀連接車輛，讀取故障碼，是否報有PEU系統(tǒng)故障及通信故障，若有更換PEU控制器。

3.7 互鎖信號異常

通過對低壓電路分析得知，功率集成單元PEU通過針腳EP11-4提供高壓互鎖輸出HVIL OUT信號和針腳EP11-1提供高壓互鎖輸入HVIL IN信號，形成高壓互鎖，若高壓互鎖故障，將無法上電。

關(guān)閉啟動開關(guān)，拆掉低壓蓄電池負(fù)極，斷開維修開關(guān)，檢查電機(jī)控制器正負(fù)極插接件是否松動，檢查分線盒插接件是否松動[4]。

3.8 動力電池電壓過低

若低壓控制正常，整車完成自檢，需要動力電池提供高壓電，若動力電池電壓過低，也將無法上電。

車輛長時間放置或者車輛電量過低，車內(nèi)儀表顯示電量低，需要及時充電才能正常上電。

4 結(jié)束語

文中以吉利帝豪純電動汽車為例，通過對無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)PEPS和功率集成單元PEU低壓控制電路的分析，分解出高壓系統(tǒng)上電需要的幾大要素，并結(jié)合不同要素引起高壓不上電故障進(jìn)行分析，總結(jié)不同原因引起不上電故障的檢修方案，給純電動汽車維修工和從業(yè)人員提供一定的參考。