上汽榮威E550混動版故障三例

◆文/上海 陳智偉

案例12016款上汽榮威E550無法行駛

故障現(xiàn)象

一輛2016款上汽榮威E550混動版，搭載1.5L VCT發(fā)動機(jī)，行駛里程為88 497km，據(jù)車主反映，該車無法正常行駛，啟動上電后掛前進(jìn)擋，高壓系統(tǒng)緊急下電，且儀表提示混動系統(tǒng)故障。

故障診斷與排除

技師帶著診斷儀上門搶修，到達(dá)現(xiàn)場后與車主溝通了一下基本情況，然后上車嘗試啟動車輛，儀表“READY”燈點(diǎn)亮，高壓電上電正常。當(dāng)換擋桿選到前進(jìn)擋時，瞬間儀表“READY”指示燈熄滅，同時顯示高壓系統(tǒng)故障，混動故障燈點(diǎn)亮，車輛無法行駛。連接診斷儀讀取各系統(tǒng)故障碼，在混動控制模塊(HCU)和驅(qū)動電機(jī)模塊(EDU)內(nèi)讀到許多故障記錄(圖1)，其中P1CA300IGBT驅(qū)動芯片電源故障與P1C8D00硬線檢測母線過壓這兩個故障意味著電力電子箱(PEB)中的IGBT驅(qū)動芯片可能已經(jīng)擊穿。

`圖1 故障車上的故障碼

看來在現(xiàn)場無法解決問題，只好將故障車拖回站內(nèi)。技師先按照新能源汽車維修的要求對高壓電池包進(jìn)行斷電操作，在確認(rèn)安全的前提下開始拆卸電力電子箱(PEB)，電力電子箱(PEB)由逆變器和變壓器兩個主要模塊組成，以實現(xiàn)低壓電池充電和電機(jī)驅(qū)動的功能。IGBT驅(qū)動芯片就在電力電子箱(PEB)內(nèi)。

為了確認(rèn)IGBT驅(qū)動芯片是否擊穿，需要檢測其阻抗。在電力電子箱(PEB)上有來自高壓電池包(ESS)的T+與T-直流電接口，還有控制驅(qū)動電機(jī)(EDU)內(nèi)的TM電機(jī)和ISG電機(jī)的三相交流電接口UVW(圖2)。

圖2 故障車上電力電子箱PEB的接口含義

圖3 T+至V相的阻抗測量值

圖4 T-至V相的阻抗測量值

圖5 正常時故障車型相關(guān)位置阻抗數(shù)據(jù)

將數(shù)字萬用表選到測量二極管的檔位，然后分別測量T+與T-對TM電機(jī)的UVW三相與ISG電機(jī)的UVW三相的阻抗，當(dāng)測量T+至V相的阻抗數(shù)據(jù)時，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)為0.7V(圖3)，T-至V相的數(shù)據(jù)也為0.7V(圖4)，兩邊數(shù)據(jù)相同。正常T+至V相為0.36V，T-至V相為1.16V(圖5)，說明IGBT內(nèi)部被擊穿。

由于IGBT驅(qū)動芯片無法單獨(dú)更換，更換電力電子箱(PEB)后，該車故障被徹底排除。

維修小結(jié)

在新能源汽車中，已經(jīng)廣泛使用IGBT驅(qū)動芯片來控制驅(qū)動電機(jī)工作，作為電控系統(tǒng)的核心部件，維修技術(shù)人員應(yīng)熟練掌握其測量方式與判斷依據(jù)，以提高診斷的效率和準(zhǔn)確性。

案例22017年上汽榮威E550冷車高壓系統(tǒng)無法上電

故障現(xiàn)象

一輛2017年生產(chǎn)的上汽榮威E550混動版，搭載1.5L VCT發(fā)動機(jī)，行駛里程為31 578km。據(jù)車主反映：該車停放一夜后，第二天早上無法啟動，系統(tǒng)“READY”指示燈不亮，儀表顯示油壓過低。

故障診斷與排除

車子進(jìn)廠后，技師嘗試著啟動車輛，發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象與車主描述的一致，儀表提示油壓過低。連接診斷儀讀取故障碼，在車身控制模塊(BCM)和混動控制模塊(HCU)內(nèi)有諸多歷史故障碼(圖6)，結(jié)合故障碼與儀表提示 “油壓過低”的信息進(jìn)行分析，技師判斷可能是電機(jī)(EDU)閥體內(nèi)部油壓異常，從而導(dǎo)致“冷車高壓系統(tǒng)無法上電”的故障。

用診斷儀讀取故障車電機(jī)(E D U)閥體油液壓力為28bar(1bar=100kPa)，而正常車輛的電機(jī)(EDU)閥體油液壓力應(yīng)在48bar以上，故障車的壓力明顯偏低。根據(jù)維修手冊上的信息，梳理電機(jī)(EDU)液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與油壓建立的路徑，油液從油底殼通過機(jī)濾器后，經(jīng)過油泵到達(dá)蓄能器后，傳遞到各個閥體與執(zhí)行器(圖7)。油泵采用的是外嚙合雙齒輪泵，結(jié)構(gòu)簡單，工作穩(wěn)定。在油泵的后端有蓄能器，用來保持系統(tǒng)的壓力。再結(jié)合故障碼，在混動控制模塊(HCU)內(nèi)有P1AA700油壓上升過慢的故障碼，判斷液壓系統(tǒng)內(nèi)部可能存在泄壓的情況發(fā)生，導(dǎo)致油壓偏低的故障點(diǎn)應(yīng)該在濾油器、油泵與蓄能器之間。

圖6 故障車上存儲的故障碼

在拆裝之前，技師決定做一下保壓測試，以驗證自己的判斷。進(jìn)入發(fā)動機(jī)驅(qū)動模式并啟動車輛，讀取怠速時電機(jī)(EDU)閥體油液壓力為51bar，熄火后觀察油壓下降速度，發(fā)現(xiàn)30s內(nèi)油壓降至35bar，此時再次用純電模式啟動車輛，故障再現(xiàn)。通過這一測試，可以排除機(jī)油濾清器堵塞和機(jī)油泵故障的可能性，鎖定導(dǎo)致油道泄壓的故障點(diǎn)為蓄能器(圖8)。更換蓄能器后試車，該車故障被徹底排除。

圖7 電機(jī)(EDU)閥體油液壓力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖8 故障車上的儲能器

維修小結(jié)

本案例中的故障是典型的因上電條件不足而導(dǎo)致三電系統(tǒng)無法正常工作。電機(jī)(EDU)閥體內(nèi)油壓可達(dá)50bar，油溫可達(dá)70～110℃，油壓傳感器與油溫傳感器將信號傳遞給電力電子箱(PEB)。當(dāng)閥體內(nèi)壓力過低，油溫過高時，電力電子箱(PEB)通過混動高速CAN將信息傳遞給混動控制模塊(HCU)，隨即點(diǎn)亮故障燈，并切斷高壓電池組的電能輸出。閥體內(nèi)油液的工作環(huán)境溫度高，所以對油液的要求也非常高，并且需要保持清潔，如果濾油器臟堵也可能導(dǎo)致此類故障。

案例32017年上汽榮威E550加速無動力

故障現(xiàn)象

一輛2017年生產(chǎn)的上汽榮威E550混動版，搭載1.5L VCT發(fā)動機(jī)，行駛里程為31 742km。據(jù)車主反映：該車在行駛過程中，儀表提示發(fā)動機(jī)排放故障，隨后踩油門發(fā)動機(jī)就沒有動力，嘗試重新啟動，故障依然存在。

故障診斷與排除

車子拖回站內(nèi)，技師先檢查車輛相關(guān)系統(tǒng)的外觀，包括發(fā)動機(jī)、電力電子箱(PEB)、混動電機(jī)(EDU)與高壓電池包(ESS)的狀態(tài)，外觀一切正常。使用診斷儀對車輛進(jìn)行整車診斷，在混動控制模塊(HCU)、電機(jī)控制模塊(EDU)與電池管理器(BMS)中有多個歷史故障(圖9)。

圖9 故障車上相關(guān)系統(tǒng)存儲的故障碼

圖10 故障車LEM傳感器實時數(shù)據(jù)

怎么會有這么多歷史故障呢？技師充滿了疑惑。在對故障碼進(jìn)行梳理和分析時，電池控制器(BMS)中的P0B1300故障碼引起了技師的注意，該故障碼定義為：CAB電流傳感器電流值與LEM電流傳感器的電流值不一致。CAB電流傳感器安裝在電池模組負(fù)極端，用來檢測回路的電流值，LEM電流傳感器安裝在電池模組正極端，用來檢測放電的電流值，這兩個傳感器所測得信號全部會傳輸給電池控制器BMS，BMS根據(jù)兩個傳感器的電流值來判斷電池模組充放電時是否正常。如果兩個傳感器誤差較大，混動控制模塊(HCU)將請求點(diǎn)亮故障燈。

搞清楚了控制原理，思路就清晰了。連接診斷儀，進(jìn)入電池控制器(BMS)讀取高壓電池包的實時數(shù)據(jù)，其中“高壓電池包電池組電流-L E M”的數(shù)據(jù)為-1.275A(圖10)，而正常車輛的這組數(shù)據(jù)為-0.425A，存在明顯的偏差。這也與故障碼P0B1300的定義是一致的。由于高壓電池包為管控部件，故交給供應(yīng)商更換LEM傳感器后試車，該車故障被徹底排除。

維修小結(jié)

新能源汽車的故障現(xiàn)象與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車有著很大的不同，在本案例中技師從故障碼入手，通過對故障碼分析與實測數(shù)據(jù)對比，快速地找到了故障點(diǎn)，說明該技師對新能源汽車三電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理非常熟悉。

榮威E550電池管理器(BMS)與混動控制模塊(HCU)之間通過混動高速CAN來傳遞電壓、電流、電量、電池溫度、充放電狀態(tài)冷卻液溫度等信息，同時電池管理器(BMS)直接將電池狀態(tài)信息通過混動高速CAN傳遞給電力電子箱(PEB)，再由電力電子箱(PEB)控制電機(jī)(EDU)的工作(如圖11)。由此可見，了解系統(tǒng)控制原理對新能源汽車故障的診斷非常關(guān)鍵，且有效。

圖11 故障車型混動控制系統(tǒng)的控制邏輯