淺析吉利EV450車充電系統的功能及故障排除

廣東省佛山市順德區均安職業技術學校 陳華超

1 吉利EV450車充電系統的組成及功能

吉利EV450車充電系統主要由直流充電口（帶高壓線束）、交流充電口（帶高壓線束）、車載充電機及分線盒、電機控制器、制動開關、驅動電機、整車控制器（VCU）、動力電池、12 V鉛酸蓄電池、高壓線束等部件組成。

吉利EV450車充電系統主要有直流快充、交流慢充、低壓充電、制動能量回收等4項功能。

1.1 直流快充功能

直流快充功能主要通過直流充電接口、動力電池來實現。直流充電接口如圖1所示，有9個端子，其中 DC CAN_H與DC CAN_L為通訊端子，CC2為連接確認端子，CC1在EV450車中未啟用，HV+與HV-為直流高壓電端子，GND為搭鐵端子，A+與A-為輔助低壓電端子。吉利EV450車動力電池采用95S1P組合方式，額定電壓為346 V，是汽車動力的來源。

圖1 EV450車直流充電接口

直流快充的工作原理如下：當直流充電設備接口連接到整車直流充電接口，直流充電設備發送充電喚醒信號給電池管理系統（BMS），BMS根據動力電池的可充電功率，向直流充電設備發送充電電流指令，同時BMS吸合系統高壓正極繼電器和高壓負極繼電器，動力電池開始充電，如圖2所示。

圖2 快充原理簡圖

1.2 交流慢充功能

交流慢充功能主要通過交流充電口、隨車交流充電設備、動力電池、車載充電機等部件來實現。

其中車載充電機分線盒的作用類似于低壓供電系統中的熔絲盒，其功能包括：高壓電能的分配和高壓回路的過載及短路保護，車載充電機將動力電池總成輸送的電能分配給電機控制器、空調壓縮機和PTC加熱器。交流慢充時，充電電流會經過車載充電機分線盒流入動力電池為其充電。

交流慢充的工作原理如下：當隨車交流充電設備的充電槍插入整車交流充電接口時，車輛處于交流充電模式，車載充電機檢測交流充電接口的CC、CP信號（充電槍插入、導通信號）并喚醒BMS，BMS根據動力電池的可充電功率向車載充電機發送指令充電，同時閉合主繼電器，動力電池開始充電，如圖3所示。

圖3 慢充原理簡圖

1.3 低壓充電功能

低壓充電功能主要通過12 V鉛酸蓄電池、電機控制器、車載充電機分線盒、動力電池等部件來實現。

電機控制器內部包含1個DC/AC逆變器和1個DC/DC直流轉換器。DC/AC逆變器由IGBT、直流母線電容、驅動和控制電路板等組成，實現直流（可變的電壓、電流）與交流（可變的電壓、電流、頻率）之間的轉變。DC/DC直流轉換器實現直流高壓向直流低壓的能量傳遞，其中將電能傳遞給12 V鉛酸蓄電池的過程就稱為低壓充電。

低壓充電的工作原理如下：高壓上電前，低壓電路系統依靠12 V鉛酸蓄電池供電，當高壓上電后，電機控制器將動力電池的高壓直流電經DC/DC轉換成低壓直流電為12 V鉛酸蓄電池補充充電，如圖4所示。

圖4 低壓充電原理簡圖

1.4 制動能量回收功能

制動能量回收功能主要通過制動開關、動力電池、驅動電機、整車控制器、高壓線束等部件來實現。

制動能量回收的工作原理如下：制動能量回收是在車輛滑行或制動過程中，驅動電機從驅動狀態轉變成發電狀態，將車輛的動能轉換為電能儲存在動力電池中。車輛在滑行或制動時，整車控制器根據當前動力電池狀態和制動踏板位置信號，計算能量回收扭矩并發送指令給電機控制器，啟動能量回收。在制動能量回收過程中，驅動電機消耗車輪旋轉的動能，產生交流電并輸出給電機控制器，電機控制器將交流電轉換成直流電后給動力電池充電，如圖5所示。

圖5 能量回收原理簡圖

2 故障排除2例

案例1 吉利EV450車交流慢充無法充電

故障現象一輛累計行駛里程約為5.5萬km的2018款吉利EV450車，出現高壓無法上電，儀表點亮動力系統故障警告燈、蓄電池充電故障警告燈，插入交流慢充充電槍，儀表顯示充電槍連接，但電池電量沒有上升的故障現象。

故障診斷接車后首先試車，確認故障現象屬實。連接故障檢測儀讀取充電系統故障代碼，讀取到的故障代碼為“U011287 與高壓電池控制器通訊丟失”。

吉利EV450車交流慢充CAN通訊相關電路如圖6所示。根據故障現象、故障代碼及電路圖進行分析，導致該故障的可能原因有：車載充電機供電及搭鐵電路故障、車載充電機與BMS的CAN通訊故障、車載充電機本體故障等。

根據上述分析，進行以下檢測。

（1）檢查熔絲EF27，發現熔絲正常。

（2）斷開車載充電機線束連接器BV10，測量連接器BV10的端子4與搭鐵間的電壓，為12.6 V，說明車載充電機供電電路正常。

（3）測量連接器BV10的端子6與搭鐵間的電阻為0.3 Ω，正常值小于1 Ω，說明車載充電機搭鐵電路正常。

（4）從BMS上斷開線束連接器CA69，測量連接器BV10的端子54與連接器CA69 的端子4間的電阻，為0.4 Ω，正常值小于1 Ω，說明CAN_L線路正常。

圖6 交流充電通訊相關電路

（5）測量連接器BV10的端子55與連接器CA69的端子3間的電阻，為∞ Ω，正常值小于1 Ω，說明CAN_H線路存在斷路故障。

故障排除按照維修手冊要求對CAN_H線路進行修復后試車，故障現象消失，車輛充電恢復正常，故障排除。

案例2 吉利EV450車直流快充無法充電

故障現象一輛累計行駛里程約為6.4萬km的2018款吉利EV450車，出現交流慢充充電正常，但使用直流快充充電時，儀表上沒有顯示充電連接，無法用直流快充充電的故障現象。

故障診斷接車后首先試車，確認故障現象屬實。連接故障檢測儀讀取故障代碼，系統顯示無故障代碼存儲。

吉利EV450車直流快充電路如圖7所示。由于交流慢充充電正常，而且系統無故障代碼存儲，首先排除非充電口溫度檢測線路的故障（溫度異常會報故障代碼）。初步分析導致改故障發生的可能原因有：直流充電樁及直流充電槍故障、直流充電口端子松動故障、直流充電插座與BMS通訊故障、CC2線路故障、低壓輔助電源A+、A-線路故障等。

圖7 直流快充電路

根據上述分析，進行以下檢測。

（1）將車輛移至其他直流充電樁進行充電，故障依舊，說明故障不是由充電樁引起的。

（2）檢查直流充電口的各個端子情況，經檢查未發現有松動現象。

（3）斷開BMS的線束連接器CA70，測量連接器CA70的端子1與連接器BV20的端子4間的電阻，為0.5 Ω，正常值小于1 Ω，說明DC CAN_H通訊線路正常。

（4）測量連接器CA70的端子2與連接器BV20的端子5間的電阻，為0.4 Ω，正常值小于1 Ω，說明DC CAN_L通訊線路正常。

（5）測量連接器CA70的端子4與連接器BV20的端子8間的電阻，為0.3 Ω，正常值小于1 Ω，說明輔助電源A+線路正常。

（6）測量連接器CA70的端子5與連接器BV20的端子9間的電阻為0.3 Ω，正常值小于1 Ω，說明輔助電源A-線路正常。

（7）測量連接器CA70 的端子3與連接器BV20的端子7間的電阻，為∞ Ω，正常值小于1 Ω，說明充電連接確認CC2線路存在斷路故障。根據電路圖發現連接器CA70 的端子3與連接器BV20的端子7間有6個連接器，分別斷開連接器逐個排查斷路位置，最終找到連接器CA70的端子3與連接器CA06的端子22之間的線路存在斷路。

故障排除按照維修手冊要求對故障線路進行修復后試車，故障現象消失，車輛直流快充充電恢復正常，故障排除。