純電動汽車充電故障診斷與分析

石葉琴

摘 ? 要：21世紀以來，我國汽車產業高速發展，已經成為世界汽車制造和銷售大國。電動汽車的維護保養與傳統燃油車有很多的不同，新能源汽車的發展是大勢所趨，這就要求職業院校緊跟汽車行業發展趨勢，掌握汽車行業的新理念與新技術，為社會培養緊缺型技能人才。本文以比亞迪E5（2018款）純電動汽車為例來介紹交流充電控制原理與常見無法充電故障檢測與維修。

關鍵詞：新能源電動汽車 ?交流充電樁 ?充電控制過程 ?無法充電案例分析

中圖分類號：U472 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）08（c）-0066-02

新能源汽車發展至今，通過自主研制，開發出混合動力、插電式混合動力、純電動和燃料電池汽車等各類整車產品，對于電動汽車生產制造趨向于智能化、網絡化管理方式，產業集中度不斷提高，產品技術水平明顯提升，初步掌握了電動汽車整車設計、系統集成等關鍵技術，為我國的青山綠水、碧海藍天工程提供了解決方案。

新能源汽車充電樁分為交流充電和直流充電兩種方式，直流充電樁不需要車載充電機裝置，可以直接給電池包充電。交流充電樁為汽車充電機提供交流電源，可分為單相交流電和三相交流電，充電過程由充電樁、充電槍、車載充電機、整車控制器、電池管理系統協同完成。

充電模塊故障分為充電樁故障、車載充電控制故障，從電氣控制上分為強電控制故障和弱電控制故障，首先介紹充電樁結構與控制原理、充電控制原理，結合常見車輛無法充電案例進行故障分析與排除。

1 ?充電控制過程

充電槍插入完成后，充電樁供電控制裝置檢測點1的電壓值為9V左右，這時將S1開關閉合到PWM端子，車載控制裝置檢測點3檢測到RC電阻值，判斷充電最大功率，并確認充電槍已連接完成，檢測位置2的電壓值為9V左右脈沖電壓，并計算PWM占空比，正常值為10%～90%，占空比符合要求后，喚醒電池管理控制器，并發送充電請求報文，同時車載控制裝置控制S2開關閉合。充電樁供電控制裝置檢測點1的電壓值變為6V左右，交流充電控制器控制繼電器K1、K2閉合。車載控制裝置檢測位置2的電壓值6V左右，車輛電池管理器喚醒車載充電機開始工作，并控制電池包分壓接觸器和正負極接觸器閉合，車輛儀表顯示充電完成時間、充電功率等信息，預充電結束后開始充電。

可能存在的故障有檢測點2、3信號丟失、接地不良、CC、CP信號接觸不良、二極管擊穿、S2開關損壞、充電槍L、N、PE插頭底座接線端子接觸不良，車輛控制裝置故障、車載充電機故障、電池管理控制信號故障等。具體故障診斷要通過故障現象來分析故障原因。

2 ?比亞迪E5充電故障案例分析

2.1 充電槍插入沒有反應

故障現象：充電槍插入后車載顯示屏沒有任何提示。

故障分析：通過分析充電槍連接確認與引導控制電路得出，車輛控制裝置通過檢測點3來檢測RC阻值來確認充電槍是否完全插入。當充電槍插入沒有反應時，應考慮充電槍手動機械開關S3、CC接線端子、充電槍PE與車身地、以及車載充電機供電是否正常。

故障檢測：（1）使用萬用表電阻檔檢測充電槍CC端與PE端電阻，S3開關閉合時正常電阻值100～1.5k?，當S3開關斷開時，電阻應為2～4k?。如果不正常，要拆開充電槍檢查機械開關S3通斷是否正常。

（2）檢查充電口CC、PE連接是否正常。

A：操作啟動開關使電源模式至OFF狀態。

B：斷開蓄電池負極電纜。

C：斷開高壓電控連接線束B28（B），使用萬用表電阻檔檢查交流充電口CC與B28（B）的端子7的電阻值，標準值小于1?。

（3）檢測車載充電機供電電壓是否正常。

確認故障點并維修，充電槍再次插入，確認故障排除。

2.2 一直處于充電連接中，無法充電

故障現象：充電槍插入后，儀表顯示充電連接中，無法進行充電。

故障分析：通過分析充電槍連接確認與引導控制電路得出，充電槍插入完成后，充電樁供電控制裝置檢測點1的電壓值為9V左右，這時將S1開關閉合到PWM端子，檢測位置2的電壓值為9V左右脈沖電壓，并計算PWM占空比，正常值為10%～90%，占空比符合要求后，喚醒電池管理控制器，并發送充電請求報文。當充電槍插入后，顯示屏一直處于連接中，應考慮CP信號連接是否正常、PWM占空比是否正常、車載充電器通信接口是否正常。

故障排除：將診斷儀與行車電腦連接，讀取車載充電機與電池管理器故障碼與數據流。

（1）車載充電機通訊是否正常。

（2）CP信號連接是否正常。

A：操作啟動開關使電源模式至OFF狀態。

B：斷開蓄電池負極電纜。

C：斷開高壓電控連接線束B28（B），使用萬用表電阻檔檢查交流充電口CP與B28（B）的端子1的電阻值，標準值小于1?。

（3）CP占空比的有效性。

確認故障點并維修，充電槍再次插入，確認故障排除。

2.3 充電連接成功，但充電功率異常

故障現象：儀表顯示充電連接正常，充電功率未顯示或值異常。

故障分析：首先在CC、CP信號正常通訊的情況下，如果BCM未接收到充電連接信號，雙路電繼電器則不能吸合，影響電池管理系統與DCDC模塊的正常工作，導致車輛充電準備工作無法完成，充電完成時間、功率等信息無法顯示。另一方面在車輛充電準備工作完成后，如果直流霍爾傳感器工作異常，則會導致充電功率顯示為0或超出正常值。

故障排除：將診斷儀與行車電腦連接，讀取BCM與電池管理器故障碼與數據流。

（1）BCM充電連接信號是否正常（見圖1）。

A：操作啟動開關使電源模式至OFF狀態。

B：斷開蓄電池負極電纜。

C：斷開高壓電控連接線束B28（B），斷開車身控制器連接線束G2R，使用萬用表電阻檔檢查車身控制器連接線束G2R的端子17與B28（B）的端子6（四合一簡版）的電阻值，標準值小于1?。

（2）雙路電繼電器工作是否正常。

（3）直流霍爾傳感器工作是否正常。

確認故障點并維修，充電槍再次插入，確認故障排除。

交流充電樁對于電動汽車用戶使用比較方便，可以使用家庭供電對車輛充電，對電池損傷比較小，利用夜間充電可以節省開支，使用頻率比較高，在充電過程中如果遇到的問題也會比較多，維修人員必須理解交流充電控制原理，通過故障現象與車輛診斷儀的故障代碼和數據流來判斷故障范圍，從而快速為用戶解決無法充電的問題。

參考文獻

[1] 王儉樸，劉炳德.直流系統絕緣狀態及接地點故障在線檢測的原理與方法[J].甘肅科技，2007，23（2）： 66-68.

[2] 張毅.純電動轎車動力總成控制系統的研究[D].上海交通大學，2007.

[3] 馬德糧.新能源汽車技術[M].北京：清華大學出版社，2017.