廣汽AION Y 電動汽車啟動失效分析

張博華，鄧東文

（廣州市交通技師學院，廣州 510540）

引言

隨著粵港澳大灣區各地大力推廣節能及新能源汽車，推動車輛電動化替代，電動汽車保有量迅速上升，且隨著2019、2020 年首批數量較大的量產車型逐漸進入故障期，汽車后市場的服務水平與需求出現了明顯的差距。本文作者對比亞迪、埃安、特斯拉等主要品牌車型進行調查統計，針對其中較為典型的啟動故障，通過系統分析方法，提出一種較為普遍的排故方法，供同類故障維修參考。

1 故障現象

一輛2020 年8 月生產的廣汽AION Y 電動汽車，行駛里程為8 7126 km。根據車主反饋，該車在自家車位停放了8 天未正常使用，剛開始還能正常啟動車輛行駛，但在經過一段較長的顛簸路段停車后就無法再次啟動。嘗試幾次按下一鍵啟動電源開關，READY 燈不點亮，儀表提示“系統異常，聯系檢查”信息外，未見其他明顯故障指示燈，無法掛擋行駛，如圖1 所示。

圖1 儀表故障現象

2 廣汽AION Y 系統結構簡述

廣汽AION Y 電動車主要由動力蓄電池系統、驅動電機系統、充電系統、車身控制系統和整車控制系統等組成。

2.1 動力蓄電池系統

動力蓄電池系統是連接動力蓄電池和電動汽車的重要紐帶，實時采集、處理、存儲電池組運行過程中的重要信息，防止電池出現過度充電和過度放電，延長電池的使用壽命，監控電池的狀態等。

1）動力電池系統由動力電池、總正繼電器、總負繼電器、預充繼電器、預充電阻、快充繼電器、電流傳感器、MCU、BCU 及BMS 等組成。

2）動力電池系統提供高壓回路的接通和切斷，具有高壓電安全管理、高壓電充電管理、故障保護等功能。

3）高壓電安全管理：包括碰撞斷電、高壓系統回路絕緣、高壓互鎖檢測與處理等。

4）高壓電充放電管理：控制預充繼電器、總負繼電器、主正繼電器的閉合與斷開，完成高壓上電和充電過程。

5）故障保護：包括對過流、過溫、過壓、欠壓、漏電流等故障進行保護。

2.2 驅動電機系統

驅動電機系統是電動汽車的核心，在電動汽車上起到了驅動車輛前進與后退并且能夠回收制動能量的作用，并具有過壓、過流、欠壓、欠流及過熱保護功能；其由電機控制器和驅動電機等組成。

1）驅動車輛：整車高壓上電完成，電機控制器接受整車控制器命令，將高壓直流電逆變為交流電，通過調整輸出交流電的電壓、頻率、相序，控制驅動電機的起動、轉向和轉速。

2）能量回收：制動時，整車控制器根據制動深度等信號計算制動力總需求，通過計算來合理分配制動力，按照一定的比例將行駛的動能轉化為電能。

3）過壓、過流、欠壓、欠流保護功能：電機控制器檢測到過壓、過流、欠壓、欠流時，控制器會停止輸出電流并且報出相應故障。

4）過熱保護功能：電機控制器采集電機控制器和驅動電機內部的溫度傳感器信號，根據合適的停機過熱保護值、降功耗保護值來封鎖電流輸出或者限制電流最大值以達到停車或者降功耗行駛的目的。

2.3 充電系統

充電系統主要分為交流充電和直流充電兩種。

1）交流充電：車輛交流充電是采用交流充電，將公共電網的交流電能傳遞給集成電源系統，集成電源系統 將交流電變換為直流電，并給電池組箱充電，交流充電系統由交流充電槍、交流充電插座、集成電源系統、集成電力驅動總成、電池組箱等組成。如圖2所示。

圖2 交流充電結構圖

2）直流充電

車輛直流充電是通過直流充電樁進行充電，直接傳輸高壓直流電給電池組箱充電，直流充電系統主要由充電線束、電池組箱及直流充電樁組成。如圖3 所示。

圖3 直流充電結構圖

2.4 車身控制系統

車身控制系統以車身控制模塊為核心，接收車內燈光開關、雨刮開關等開關信號及智能鑰匙信號、CAN 及LIN 總線信號，實現相應負載的邏輯控制，實現對部分車身電氣電源的管理，燈光系統、中控門鎖系統、雨刮與洗滌系統、車身提醒及防盜的控制。

2.5 整車控制系統

整車控制系統是電動汽車車輛控制系統的核心，它負責協調各控制系統的協同工作，為車輛的良好運行提供完善的控制邏輯。整車控制系統通過采集加速踏板信號、制動踏板信號及其他部件信號，監測車輛信息及駕駛員意圖，并根據扭矩模型等算法做出相應判斷后，控制下層各部件控制器及執行器的動作，驅動汽車正常行駛。作為汽車管理中心，整車控制系統主要功能包括：對汽車行駛控制的功能、整車的網絡化管理、制動能量回饋控制、整車能量管理和優化、車輛狀態的監測和顯示、故障診斷與處理、外接充電管理等，它起著控制車輛運行的作用。如圖4 所示。

圖4 整車控制系統結構圖

3 故障診斷排除試驗

根據車主的描述，利用道通919 診斷儀進行故障碼讀取，以判斷故障范圍是控制線路、開關、元件或者控制單元方面。

1）啟動車輛，儀表的READY 指示燈未點亮，儀表提示“系統異常，聯系檢查”信息外，未見其他明顯故障指示燈（見故障現象）。

2）連接道通919 診斷儀與車輛通訊，登錄后直接掃描系統讀取故障代碼，將系統存在的所有故障代碼清除后，存在P0A0A01 和P0A0A29 兩個車輛控制系統（VCU）當前故障碼無法清除，如圖5 所示。

圖5 車輛控制系統（VCU）當前故障碼

查閱廣汽AION Y 維修手冊,P0A0A01 和P0A0A29 故障代碼含義及故障可能性原因如表1 所示。

表1 P0A0A01 和P0A0A29 故障代碼含義

高壓互鎖是用低壓信號監視高壓回路完整性的一種安全設計方法，通過使用低壓信號來檢查電動汽車上所有與高壓線束相連的各組件，檢測各個高壓系統回路的電氣連接完整性。

查閱廣汽AION Y 維修電路圖，車輛控制系統（VCU）高壓互鎖電路（HVIL）如圖6 所示。

圖6 廣汽AION Y 高壓互鎖控制電路

查閱廣汽AION Y 診斷手冊，P0A0A01 和P0A0A29故障代碼的排除方法如表2 所示。

表2 P0A0A01 和P0A0A29 故障代碼的排除方法

斷開車輛輔助蓄電池負極，利用萬用表對高壓互鎖電路（HVIL）各節點進行導通性檢測，實測數值如圖7和表3 所示。

表3 高壓互鎖電路（HVIL）各節點檢測數值

圖7 高壓互鎖電路（HVIL）各節點導通性檢測

4 結果分析

通過檢測比較圖7 和表3 的檢測數值，發現FB57-6端 與FB25-20 端、FB57-6 端 與FB15-4 之 間的阻值均為無窮大，與診斷手冊規定的參考值（1?）不符。經過對線路排查，發現FB57-6 端與FB25-20 端之間連接點已斷開，導致高壓互鎖電路（HVIL）控制回路發生斷路情況，車輛控制系統（VCU）無法接收到互鎖反饋信號，采用跨接導線替換原斷路部位，利用道通919 診斷儀重新讀取系統故障，顯示系統故障已排除，但車輛READY 燈仍無法點亮，車輛無法啟動。由此可判定還存在隱性故障點。

經與車主再次溝通，詢問車輛使用的異常情況，反饋說之前車輛發生過嚴重交通事故，A 柱及左前門被擠壓變形做過鈑噴修復情況。

根據車主反饋的信息，再次查閱車輛維修手冊，確定車輛A 柱及左前門位置的線路布局，此處安置有FB31 和FB32 兩個接插件線束，其中FB31 插件是串聯無匙啟動/智能進入系統控制器（IP47）及車身控制模塊（IP14），通過FB57-61 的CRANK 信號進行通訊的。如圖8 所示。

圖8 CRANK 信號進行通訊拓撲圖

關閉車輛啟動開關電源，斷開輔助蓄電池負極，取下FB31、FB57、IP14 和IP47 接插件，分別對CRANK 信號線路各個節點進行導通性及信號數值檢測，實測數值如圖9、圖10 和表4 所示。

表4 CRANK 信號線路各個節點進行導通性及信號數值檢測

圖9 CRANK 信號線路各個節點進行導通性檢測

圖10 CRANK 信號線路信號數值檢測

通過檢測比較圖9 和表4 的檢測數值，發現FB57-61 端與IP47-21 端、FB57-61 端與IP14-33 之間的阻值均為無窮大，與診斷手冊規定的參考值（1?）不符；FB57-61 端與IP47-21 端、FB57-61 端 與IP14-33 之間的電壓值約為11.83V，IP05 端子對地電壓值為11.84V，與實際導線兩端電壓值不符；剝開線束查驗，發現CRANK 粉色信號線路已斷裂，導致信號電壓無法正常通訊，如圖11所示。

圖11 CRANK 信號線路修復及故障排除驗證

5 診斷修復試驗

利用接線法修復CRANK 粉色信號線路斷開處，重新啟動車輛，READY 燈正常點亮，車輛啟動成功，能正常掛擋行駛，利用道通919 診斷儀重新讀取系統故障，清除整車系統故障代碼，至此故障完全排除，交付車輛。

6 總結

通過本次電動汽車無法啟動故障診斷修復試驗，總結出針對無法啟動故障失效分析如下：首先應確定故障現象的真實性，利用故障診斷儀進行故障碼或各控制系統的數據流讀取，確定故障系統范圍如低壓電源控制系統（供電故障、遙控鑰匙故障）、高壓控制系統（高壓部件故障、漏電故障、絕緣故障）、控制系統（CAN 網絡故障、高壓互鎖故障、溫控故障、控制器故障）；其次根據故障碼的含義或數據流的異常查閱維修手冊和車型電路圖，查找導致故障的控制線路或部件，借助測量儀器進行實際數據檢測，并與參考值進行比對，得出分析結果并確認故障點位置；最后對故障點進行修復試驗，清除故障碼并讀取數據流，確保故障已徹底修復，恢復車輛正常使用功能。