2019款比亞迪E5電動汽車智能進入和啟動系統控制原理及故障診斷

汪 俊

（廣州城市職業學院 機電工程學院，廣東 廣州 510405）

智能進入和啟動系統在汽車上的應用給顧客用車帶來便利，但是新增加的零部件及控制方式也給維修帶來困難。本文以2019款比亞迪E5電動汽車 （出行版）智能進入和起動系統為例，細致介紹其系統結構和工作原理，再通過該系統故障排除過程的展示，讓讀者理解系統原理和工作過程，并能在以后的維修中有效地運用，去解決此系統實際維修問題。

2019款比亞迪E5電動汽車 （出行版）智能進入和起動系統是建立在汽車電子防盜系統的基礎之上，帶來便利性的同時也增加了安全性。具體功能有智能進入、智能啟動、車外啟動、遙控門鎖等功能。

1）智能進入功能：不直接使用鑰匙或遙控器，僅僅手持智能鑰匙靠近車門和行李廂，就能將其開啟和關閉。

2）智能啟動功能：不需使用鑰匙，只要帶上智能鑰匙，踩下制動踏板，一鍵啟動。

3）車外啟動功能：無需進入車內，在車外按下智能鑰匙上的車外啟動按鈕并保持幾秒鐘，汽車自動上電并開啟空調；相反，如果再次按下智能鑰匙上的車外啟動按鈕并保持幾秒鐘，汽車自動熄火。

1 智能進入和啟動系統結構

比亞迪E5智能進入和啟動系統主要結構有：智能鑰匙、車內外磁卡探測天線、啟動按鈕、微動開關、制動開關、Key-ECU、高頻接收器、啟動CAN總線、BCM（車身控制模塊）、防盜指示燈等。部分結構如圖1、圖2所示。

圖1 智能進入和啟動系統結構1

圖2 智能進入和啟動系統結構2

智能鑰匙內有芯片，實現防盜、遙控等功能，芯片發送帶密碼的高頻電磁波，輸出鑰匙碼。如圖3所示，智能鑰匙有4個按鍵，從上往下依次是：遙控閉鎖、遙控開鎖、行李廂開鎖、車外啟動，比亞迪E5帶有已注冊的智能鑰匙2把，內含機械鑰匙，機械鑰匙能插入左前門鑰匙孔單獨開鎖左前門。

防盜指示燈 （圖1）是儀表上的一個紅色指示燈，汽車熄火，該指示燈間隔閃爍，表明防盜系統已啟動；相反，防盜指示燈熄滅，表明防盜已經解除。

OK指示燈是儀表上的一個綠色指示燈，該指示燈點亮說明駕駛員能掛擋行車。

圖3 智能鑰匙

車內外磁卡探測天線能發送低頻電磁波檢測智能鑰匙，探測范圍大約1.5m。本車有6個天線，分布在車內前部、車內中部、車內后部、車外行李廂、車外左前車門、車外右前車門。

啟動按鈕由瞬時雙開關、白橙綠3色LED指示燈組成。按下啟動按鈕，瞬時雙開關信號傳送到Key-ECU，瞬時雙開關有雙保險的作用，LED指示燈由BCM驅動控制點亮。可根據指示燈點亮顏色來判斷當前電源模式和能否啟動，持鑰匙進入車內并踩下制動踏板時，綠色指示燈點亮，說明可以啟動。

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本車左前門把手有1個微動開關，按下時將開關鎖信號傳遞給Key-ECU。比亞迪E5其它配置的車型在右前門把手、行李廂蓋上也有微動開關。

制動開關是一個雙開關，一個開關常開，一個開關常閉。在踩下制動踏板時，常開開關接通，常閉開關斷開，雙制動信號都傳送給BCM，BCM接受制動信號同時判斷為啟動時，BCM向Key-ECU發送解防盜的啟動請求。另外，BCM給制動信號燈供電，點亮制動信號燈；制動常開開關接通的信號還會通過BCM傳遞給整車控制器和ABS控制器供其使用。

啟動CAN總線 （圖4）連接Key-ECU和BCM，實現信號的交流通信。啟動CAN總線由CAN-H和CAN-L兩雙絞線組成，并由差動電壓驅動。如圖4所示，啟動CAN總線的終端電阻分別在Key-ECU和BCM中，都是120Ω。CAN總線故障表現為雙絞線斷路或短路，這會導致所連接的ECU通信中斷或通信故障。

2 系統工作原理

2.1 智能進入原理

圖4 啟動CAN總線

車外磁卡探測天線大約3~5s的間隔發送低頻的電磁波探測大約1.5m范圍內的智能鑰匙。攜帶鑰匙靠近左前門，進入車外左前門磁卡探測天線的探測范圍時，智能鑰匙接收到車外左前門磁卡探測天線的低頻電磁波，智能鑰匙將帶有鑰匙碼的高頻電磁波傳送至高頻接收器，此時智能鑰匙指示燈間隔閃爍 （間隔時間與探測天線發送間隔同步），高頻接收器再將接收的鑰匙碼發送給Key-ECU，Key-ECU驗證鑰匙碼與已保存的鑰匙碼是否一致。

如果一致，Key-ECU將作開鎖準備，之后駕駛員握住左前門把手按下微動開關，操作微動開關的信號會傳送到Key-ECU，Key-ECU通過啟動CAN總線向BCM發送車門開鎖信號，BCM控制門鎖電動機將車門開鎖。駕駛員拉開門把手，左前車門能被打開，儀表顯示車門開啟指示和時鐘亮起，防盜指示燈仍閃爍。

2.2 智能啟動原理

儀表上紅色的防盜指示燈一直閃爍。拿著鑰匙進入駕駛員位置附近，并保持踩下制動踏板，制動開關的制動信號傳送給BCM，BCM判斷為啟動階段，將通過啟動CAN總線向Key-ECU發送解防盜的啟動請求信號。Key-ECU接收后，向車內磁卡探測天線發送驅動控制信號，車內磁卡探測天線以大約3~5s的間隔發送低頻的電磁波檢測大約1.5m范圍內的智能鑰匙。如果智能鑰匙在天線探測的范圍內，智能鑰匙接收到車內磁卡探測天線的低頻電磁波，智能鑰匙將帶有鑰匙碼的高頻電磁波傳送至高頻接收器，此時智能鑰匙指示燈間隔閃爍 （間隔時間與探測天線發送間隔同步），高頻接收器再將接收的鑰匙碼發送給Key-ECU，Key-ECU比較鑰匙碼與其保存的鑰匙碼是否一致。如果一致，Key-ECU通過啟動CAN總線將防盜驗證成功的信號發送給BCM，BCM驅動控制啟動按鈕的綠色指示燈點亮，以告訴駕駛員啟動準備已完成。這時按下啟動按鈕，啟動按鈕信號發送BCM，此時儀表上的防盜指示燈熄滅，綠色OK指示燈點亮，儀表全部點亮。

如圖5所示，BCM控制IG1繼電器、IG3繼電器、IG4繼電器，給相關控制器和部件上工作電源。其中，BCM控制IG3繼電器給BMS（動力電池管理系統控制器）、電機控制器、整車控制器、無極風扇、電控冷卻水泵等上工作電源；BCM控制IG4繼電器給PTC（空調加熱器）、空調電動壓縮機、電子膨脹閥、空調控制器、空調控制面板、電池包水泵等上工作電源；BCM控制IG1繼電器給儀表、網關控制器、雨刮開關、儀表組合開關等上工作電源。同時BCM采集監控IG3繼電器和IG4繼電器的輸出端電壓，來判斷IG3繼電器和IG4繼電器的上電是否成功。

圖5 智能啟動原理及過程

3 實車故障

3.1 故障現象

1）持鑰匙接近左前側車門，鑰匙指示燈閃；按下左側車門把手上微動開關，鑰匙指示燈閃，但車門不解鎖。

3）從鑰匙里取出機械鑰匙，插入左側車門把手鑰匙孔，解鎖左前門。

4）持鑰匙進入車內后，踩下制動踏板，鑰匙指示燈不閃 （正常紅燈應閃），啟動按鈕指示燈不亮 （正常應亮綠燈），儀表未上電，同時儀表防盜指示燈未熄滅，儀表顯示未檢測到鑰匙。

3.2 故障原因分析

依據智能啟動工作原理，我們知道持鑰匙進入后，踩下制動踏板，鑰匙指示燈應間斷閃爍。從故障現象4可知，鑰匙指示燈不閃，故障發生在鑰匙指示燈閃之前的工作過程中涉及的元件及線路。此時根據智能啟動工作原理，列出相應部分工作過程：制動信號→BCM→啟動CAN→Key-ECU→天線→鑰匙，因為鑰匙指示燈沒有閃，可知故障存在于以上列出的工作過程中的元件及線路。

又因為故障現象1中持鑰匙接近左側車門，鑰匙指示燈閃；按下左側車門把手上微動開關，鑰匙指示燈閃，此時根據智能進入工作原理，列出相關部分工作過程：微動開關信號→Key-ECU→天線→鑰匙。因為鑰匙指示燈閃，可知列出的工作工程中的元件及線路是正常的。

綜合以上分析，可確認的故障范圍是：①制動開關及其電路；②啟動CAN；③BCM本身。

3.3 故障排除過程

1）通過解碼器讀取故障碼

通過汽車診斷口連接X431，選擇比亞迪E5→出行版→系統選擇→啟動網→車身控制器→讀取故障碼。故障代碼U021487——與智能鑰匙失去通信。此故障代碼意思是BCM與智能鑰匙失去通信，這也說明確定的故障范圍是正確的。

2）通過解碼器讀取數據流

進一步選擇讀取BCM的數據流，可選擇查看制動信號的數據和啟動按鈕信號。

見圖6，在踩下制動踏板后，數據流顯示：12V制動信號狀態有效，說明制動的常開開關接通后能傳遞到BCM；0V制動信號狀態有效，說明制動的常通開關斷開后能傳遞到BCM；BCM再將2個制動信號傳遞給網關控制器，解碼器X431通過CAN通信從網關控制器讀出該數據流。

圖6 讀取相關數據流

綜上可知：制動開關及其電路是正常的。

提示：從圖6數據流可知，啟動按鈕按下時，啟動按鈕的1腳狀態：按下；啟動按鈕的4腳狀態：按下，還可確定啟動按鈕的雙開關及電路工作正常。

3）檢查啟動CAN

依據圖4，在Key-ECU側檢測G28-6端子到G28-12端子之間的電阻，結果為0Ω，異常，正常為60Ω左右。說明CAN-H和CANL雙絞線之間短路。

3.4 故障結論

針對故障現象，分析故障原因，確認故障范圍為制動開關及其電路、啟動CAN、BCM本身。通過讀取故障碼印證了故障范圍，通過讀取數據流制動信號有效，排除了制動開關及其電路，再檢測啟動CAN線路，發現啟動CAN-H與CAN-L雙絞線之間存在短路。

啟動CAN-H與CAN-L雙絞線之間短路，導致Key-ECU和BCM無法通信，具體為：BCM獲取的制動信號無法傳遞到Key-ECU，導致Key-ECU無法執行下一步的驅動天線來探測智能鑰匙，最終導致防盜系統無法解除，也無法給相關控制器和部件上工作電源。

4 結論

正確全面地掌握2019款比亞迪E5電動汽車智能進入和啟動系統結構和工作原理，并在故障排除中有效利用結構、原理來建立診斷思路，活用故障碼和數據流來縮小故障范圍，從而科學地實現故障排除。