2014款雷克薩斯ES300h動力丟失

◆文/廣東 汪學森 汪學慧

故障現象

一輛2014款雷克薩斯ES300h混合電動車，行駛里程為110 000km。據車主反映，該車行駛狀態一直比較穩定，但一個月前跑長途過程中，突然出現動力丟失而已無法繼續行駛的情況，故障發生時儀表臺上的三角警告燈閃爍，并出現“檢查混合動力系統”的提示信息(圖1)。停車大約10min后，車主分別嘗試使用EV模式或純油模式，車輛均無法起步，被迫停在路旁。電話聯系汽修人員，讓車主拆裝低壓蓄電池負極的辦法試試。拆裝低壓蓄電池負極后，儀表臺上的故障提示信息消失，且車輛又能正常行駛。當時，車主以為該車只是偶發性故障，沒太在意。最近一個月以來，同樣的故障重復出現了多次，到4S店對動力電池、供電電路，以及發動機等進行了檢查，未能找到故障根源。

故障診斷與排除

在檢修過程中，曾用豐田GTS專用檢測儀讀取故障信息，發現系統存有故障碼P0AA6-混合動力蓄電池電壓系統隔離故障(圖2)，維修手冊對該故障碼的解釋是動力電池有絕緣漏電方面的問題。借助4S店的便利條件，更換一套性能良好的動力電池，經數次較長距離的試車檢驗，同樣的故障再次出現。看來動力電池不是造成“電壓系統隔離故障”的真正原因。

實際上在豐田電動車系中，故障碼P0AA6原意是指“動力管理控制ECU監視蓄電池智能單元，并檢測高壓系統的絕緣故障”。蓄電池智能單元包含有漏電檢測電路，置于動力電池ECU的內部。故障碼P0AA6還包含有5個INF碼(526、611、612、613和614)，可理解為INF子故障碼。這5個INF子碼，分別代表不同的故障部位。其中，“526”是指整車的高壓電氣絕緣電阻過低，“611”指電動空調絕緣下降，“612”指高壓動力電池包存在漏電，“613”表示車輛MG2驅動電機和發電的MG1電機有絕緣不良的故障，“614”指升壓轉換器及高壓配電箱可能存在漏電。另外，故障車型的升壓轉換器能將電池包的電壓升到650V的高壓直流電。

綜上分析，故障車可能出現故障的部位有：帶升壓轉換器的逆變器總成、HV動力電池包、HV電池的ECU控制器、混合動力傳動總成、線束組、發動機4號線束、混合動力電池配電盒總成、空調系統等(圖3)。由于故障范圍很廣，涉及全車很多部件，單憑故障碼提供的信息很難找到故障根源，而應借助豐田GTS專用智能檢測儀，讀取整車混電系統的數據流，并從中找到INF碼。當然，即使找到了具體的INF碼，仍需進行手動檢測，才有可能找到真正的故障根源。

前面已提到，曾經用過性能良好的動力電池包進行了試換，行駛中依然有停駛現象和出現“檢查混合動力系統”提示，故障碼P0AA6仍存在，說明動力電池不是造成“隔離”故障的原因。根據“清除故障碼后車輛仍然可行駛”來看，該車混電或純電模式均可驅動，說明發動機、驅動變頻器總成、車輛驅動裝置、線束、高壓電池配電箱等均基本正常。此時懷疑該車故障可能與電動空調系統運行有關，但開啟空調后發現該車空調系統能正常制冷，說明空調系統也基本正常。檢修工作陷入困境，維修人員不知如何下手。

再次與車主進行溝通，詳細了解該車故障發生過程。據車主介紹，該車冷車及行駛時間不長時一切正常，但如果連續行駛較長時間時，故障就會出現。另外，由于近期氣溫較高，行車過程中一直開啟空調冷風，如果遇到天涼不開空調時，故障很少發生。也就是說，該車故障似乎與用空調系統存在某種關聯，但開空調卻又能正常吹出冷風，空調系統未見任何異常。車主反映的這些情況立即引起了我們的重視，綜合分析認為，該車可能存在與“溫度升高”有關的“軟故障”。雖然車上對溫度敏感的部件較多，如相關的發動機點火或供油裝置、驅動電機及電腦控制裝置等，但對溫度最敏感的部件當屬電動空調系統。

該車使用的是電動空調，壓縮機由電機驅動。空調壓縮總成(圖4)包括：壓縮機、驅動電機及變頻器。壓縮機采用渦旋式結構，驅動電機為三相交流永磁電機，變頻器是將動力電池的直流電逆變為三相交流電并給驅動電機供電。在壓縮機總成外部有輸入高壓直流母線的插頭，用兆歐表檢測該插頭的絕緣電阻，為8.6MΩ，正常。

為進一步查找漏電部位，決定帶上兆歐表隨車跟蹤檢測。打開空調冷風上路行駛一段時間后，儀表顯示屏上的故障燈開始閃爍，并出現“檢查混合動力系統”的提示信息，車輛再次發生失去動力的故障現象，此時檢測空調壓縮機線端絕緣電阻，僅為0.03MΩ(圖5)，遠遠低于規定值。由此推斷，該車空調壓縮機上的絕緣電阻過低，存在嚴重的漏電故障，為了保證安全，車上的電控ECU中斷了動力電池的輸出，從而使得故障車出現動力丟失的故障現象。

更換壓縮機總成后，再經反復試車檢驗，該車已恢復正常(圖6)，且可在EV或HEV之間正常切換驅動模式。長時間開空調上路行駛，未再出現動力丟失的現象。交車后，多次電話回訪，車主反映該車未再出現同樣的故障，該車故障已被徹底排除。

維修小結

本案例中，故障車動力丟失是由壓縮機總成的絕緣電阻嚴重下降而引起的。壓縮機總成的絕緣電阻會隨溫度的變化而變化，冷態時絕緣電阻大，符合規定的要求，熱態時絕緣電阻變小，低于規定值。造成空調壓縮機絕緣電阻下降的可能原因有兩個：一是逆變器中生成三相交流電的IGBT組件損壞，出現漏電故障；二是壓縮機驅動電機的定子線圈由于要承受接近400V的峰值電壓，導致其出現絕緣電阻過低的故障。