2010款奔馳S400混合動力無法啟動

◆文/福建 陳育彬

陳育彬長期專注于高端名車維修和職業教育培訓，具有20年維修經驗，碩士學歷。主要著作有《新款轎車防盜系統檢修、遙控器設定與保養燈歸零手冊》、《新款轎車技術咨詢案例匯編》。

故障現象

一輛2010款奔馳S400混合動力車無法啟動，拖至公司進行維修。

故障診斷與排除

接車后，使用奔馳專用診斷儀進行檢測，在SG-DDW(直流/直流轉換器控制單元)和SG-EM控制單元(DC/AC轉換器N129/1)中沒有發現故障碼，但在SG-BMS(蓄電池管理系統控制單元)讀取到兩個故障碼0AA61E和0AA61A。

故障碼0AA61E的含義是：高電壓車載電網中存在一個絕緣故障，電阻值處于允許范圍之外；故障碼狀態為“已存儲”。

故障碼0AA61A的含義是：高電壓車載電網中存在一個絕緣故障，低于電阻極限值；故障碼狀態為“當前的和已存儲的”。

無論是在混合動力汽車還是在純電動汽車的高壓電氣系統中，電氣設備(例如高壓電池組、DC/AC轉換器、DC/DC轉換器、高壓空調泵等)正、負極接線端子及其連接線束對外殼、其它線路對車身接地線都存在絕緣電阻。如果這些絕緣電阻值過小，則意味著絕緣不良故障。在車輛行駛過程中，BMS高壓蓄電池控制單元一直對絕緣電阻進行監測，如果絕緣電阻值異常，車輛將停止高壓電輸出。

關于絕緣電阻的測量有兩種方法：

第一，讀取絕緣電阻的數據流，可以使用排除法來判斷絕緣電阻值異常的具體位置。這種方法相對比較簡單，前提條件是診斷儀器中必須提供絕緣電阻值的數據流，對于這一點，奔馳公司做得比較完善。

第二，通過絕緣表(又稱搖表)測量高壓線束或高壓部件的絕緣電阻值。這種方法的實際操作過程相對繁瑣一些。需要注意的是：在測量絕緣電阻之前，必須斷開高壓電池電源。奔馳S400混合動力系統的絕緣故障判斷相對比較簡單，因為在BMS系統中可以直接讀取絕緣電阻的數值。正常情況下，絕緣電阻數值應該大于1 000kΩ。如果絕緣電阻值小于1 000kΩ，可以通過斷開高壓蓄電池上的DC/DC轉換器高壓插頭和DC/AC與高壓空調泵的公共高壓插頭進行判斷。

連接奔馳診斷儀器，點擊進入SG-BMS控制單元，讀取數據流如下：BMS數據流中的絕緣電阻值為225kΩ，標準值應該大于1 000kΩ。說明高電壓車載電網中的絕緣電阻值過小，因而BMS系統會存儲與絕緣相關的故障碼。

值得提醒的是，檢修混合動力系統的高壓部件，必須嚴格遵守奔馳公司高壓安全的相關規則，例如使用診斷儀器進入BMS系統，執行高壓系統的斷電操作后，從診斷儀器中讀取DC/AC、DC/DC、BMS系統的高壓車載電網電壓，或者從儀表上讀取高壓車載電網電壓的數值降為12V，這些操作是不可或缺的。本文為了敘述的簡潔，省略了高壓系統斷電的相關安全描述，但并不意味著在實際維修過程中高壓系統安全操作的步驟可以忽略。

關于絕緣電阻故障的檢修方法如下：

1.執行高壓斷電操作后，可以先拔下BMS上的DC/DC高壓插頭(圖1)，此時觀察BMS的數據流，如果絕緣電阻大于1 000kΩ，說明問題出現在DC/DC轉換器及其高壓線束上，這樣就可以縮小檢修的范圍。如果拔下BMS上的DC/DC轉換器插頭后，絕緣電阻仍然小于1 000kΩ，或者絕緣電阻值不變，則進行第2步。在實際檢測中，拔下DC/DC轉換器高壓插頭，BMS的絕緣電阻數據流仍然為225kΩ(圖2)，說明故障點不在DC/DC轉換器及其高壓線束上。

圖1 故障車BMS上的高壓插頭

圖2 故障車BMS上的部分數據流

圖3 DC/AC轉換器N19/1

2.斷開BMS上的DC/AC與高壓空調泵的公共高壓插頭。如果斷開該插頭后，絕緣電阻值達到5 000kΩ，說明故障點可能在DC/AC轉換器(圖3)或高壓空調泵及其高壓線束上。這時，可以連接好BMS上的兩個高壓插頭，接著斷開高壓空調泵上的高壓插頭(圖4)，觀察BMS的絕緣電阻數據，如果絕緣電阻為5 000kΩ，說明絕緣故障出現在高壓空調泵上。如果絕緣電阻仍然小于1 000kΩ，說明問題出現在AC/DC轉換器和高壓線束上。

圖4 高壓空調泵

DC/AC 轉換器(N129/1)，又稱電力電子控制單元，或稱能量管理模塊、電源電子裝置。它位于發動機右側排氣歧管的下方，通過隔熱板保護其免受熱輻射。DC/AC轉換器是高電壓線束的部件，其中包括高電壓熔絲盒 F70和相關的高壓導線。也就是說DC/AC轉換器與高壓線束為一體，不能單獨更換。如果線束中的其中一個部件發生故障，則必須將DC/AC轉換器與相連接的高壓導線一同更換。

圖5 跨接互鎖電路

對故障車進行測試，斷開空調泵上的高壓連接插頭，BMS的絕緣電阻數值變為5 000kΩ，說明故障點在高壓空調泵上。斷開空調泵上的高壓插頭后，用短接線跨接至高壓空調泵上的低壓線束插頭5#和6#接腳(圖5)，也就是將高壓空調泵上低壓線束插頭的互鎖電路短接(關于互鎖電路，本文由于篇幅的原因不作詳細的闡述)，這時BMS上的互鎖電路數據流顯示“無錯誤”(圖6)。此時，BMS控制單元的故障碼可以被順利地刪除，車輛可以正常啟動。

圖6 跨接互鎖后BMS上的數據流

熄火后，再次將高壓空調泵的高壓插頭接上，連接好低壓插頭，再次讀取BMS的絕緣電阻數據流為225kΩ，由此可以判斷高壓空調泵內部的絕緣電阻值過小。如圖7所示，電動制冷壓縮機包括三個主要部件：第一部分為逆變器(控制單元)，可將高電壓車載電氣系統的126V直流電壓轉換為交流電壓，并將其輸出至三相電動機。第二部分為三相電動機，用于驅動渦旋式壓縮機。第三部分為渦旋式壓縮機，該壓縮機包括兩個嵌套式蝸殼，其中一個是固定的，另一個可以在前者內部做圓周運動。在此過程中，蝸殼反復地相互接觸，在卷繞中形成數個逐漸變小的腔室。這樣，制冷劑被壓縮并進入這些腔室中，直至從中心處排出。發動機控制單元通過CAN I總線控制電動制冷壓縮機工作。

圖7 電動高壓空調泵

更換高壓空調泵總成后，該車故障被徹底排除。

維修小結

對于混合動力或純電動汽車故障，由于涉及到高壓供電系統，許多汽修同行經常會束手無策，但如果能系統掌握相關系統的工作原理及系統架構，故障檢測反而會更簡單。具體到本案例，高壓空調泵故障看似與車輛無法啟動沒有直接的因果關系，但如果能順利讀取并正確解讀故障碼，按照故障碼提示的信息進行檢測，能避免少走彎路，很快就能找到故障點。

最后，需要特別強調的是，檢測與高壓供電系統相關的故障時，務必嚴格遵守安全操作規范，安全第一！