一汽-大眾ID.4 純電動汽車直流無法充電的故障排除

關鍵詞：車載充電機、CAN總線、終端電阻

故障現象：一輛2022年產一汽-大眾ID.4純電動汽車，行駛里程1.3萬km。用戶近期反映該車使用直流充電時無法充電，插上直流充電槍后，充電口紅燈長亮；同時在APP軟件界面上顯示“充電已結束，請將充電槍歸位”的提示（圖1）。

檢查分析：維修人員接車后，確認故障現象與用戶描述一致。將該車連接店內的直流充電樁上做充電測試，發現充電槍插入后，充電樁與車輛建立連接時出現中斷，完全無法正常充電。為排除充電樁端的問題，至少更換過10個不同位置和品牌的充電樁進行測試，都無法充電。

維修人員用故障診斷儀檢測，發現C6-高壓蓄電池充電裝置有“U15AB00——蓄電池快速充電（DC），車輛和充電柱之間的通信故障”的被動/偶發故障碼。讀取高壓蓄電池充電裝置的數據流，發現直流充電口插槍后的數據流與可以正常充電車輛插槍后的數據也沒有區別，可以識別充電槍已插入（圖2）。

通過高壓蓄電池充電裝置的數據分析，說明車輛已經識別到插入的直流充電槍，但是為什么在高壓蓄電池充電裝置中還會有U15AB00故障碼呢。為此，需要分析直流充電口的控制通訊電路。根據GB/T18487.1—2015《電動汽車傳導充電系統第1部分：通用要求》中直流充電控制導引電路原理圖（圖3）可知，電阻R2、R3及開關S都安裝在直流充電槍內部，電阻R4安裝在車輛直流充電插座內部。開關S為充電槍內部的常閉開關，當充電槍與車輛直流充電插座完全連接后，開關S閉合。同時，直流充電樁內部設計有檢測電壓U1（R1）和檢測點1，電動汽車充電控制器內部設計要求有檢測電壓U2（R5）和檢測點2。

同時，國標對直流充電控制導引電路的參數也有明確的規定。R1～R5電阻的阻值都應該是1000.00Ω左右，同時測試點1的電壓應該在12V、6V和4V左右變化。

結合直流充電控制導引電路原理的介紹，分析直流充電口的工作原理。當直流充電槍插入充電口后，充電槍與車輛連接，車輛充電控制單元內部的U2電壓通過R5，經過CC2端子與直流充電槍內部的R3串聯，最后通過PE端子搭鐵構成回路。車輛充電控制單元檢測點2設計在R5和R3之間，R5和R3構成的串聯電路。不插槍時，電路斷開，在檢測點2上測量到的是12V電壓；插槍后構成串聯回路，由于R5和R3都是1000.00Ω左右，此時檢測點2電壓變為6V左右，因此車輛識別到充電槍插入，儀表出現相應提示。拔槍后，檢測點2上的電壓又回到12V，因此車輛識別到充電槍拔出。

在直流充電樁一側，不插槍時，直流充電樁內部的U1電壓通過R1，與充電槍內部的R2和常閉開關S串聯，最后通過直流充電樁搭鐵構成回路。直流充電樁檢測點1設計在R1和R2之間。常閉開關S閉合時，構成串聯回路。由于R1和R2都是1000.00Ω左右，因此檢測點1電壓在6V左右。按下充電槍上的開關S時，電路斷開，在檢測點1上測量到的U1為12V電壓，因此直流充電樁內的控制器識別到充電槍按鈕按下。

當直流充電槍插入車輛直流充電口時，直流充電口內部的R4電阻和充電槍內部的R2構成并聯，再與直流充電樁內部的R1構成串聯回路。R4和R2都是1000.00Ω左右，因此并聯后的電阻是500.00Ω左右，再與R1的1000.00Ω串聯，此時檢測點1的電壓會變為4V左右。直流充電樁通過檢測點1的電壓判斷車輛直流充電接口完全連接。

也就是說，直流充電樁控制器是通過CC1上的電壓變化判斷與車輛的連接狀態，而車載充電機控制器則是通過CC2上的電壓變化判斷和直流充電樁的連接狀態。充電槍與車輛直流充電口插合過程中，充電機檢測點1的電壓從6V——12V——6V——4V，車輛檢測點2的電壓從12V——6V，則判定車輛接口完全連接。按照國標充電時序（圖4），接下來充電機將啟動握手報文，也就是通過S+、S-兩根CAN總線進行通訊，允許充電總電壓等數據交互。

根據直流充電原理以及該車故障現象分析，當插入直流充電槍時，車輛能夠識別到充電槍插入，同時直流充電樁也能夠識別到充電已結束，因此可以判斷CC1和CC2回路上的R1～R5應該都是正常的。使用專用工具VAS6558/22和萬用表測量車輛直流充電口CC1和PE之間的電阻，結果為990.00Ω（圖5），沒有問題。測量充電接口S+與S-之間的電阻，為12.52Ω（圖6），而按照總線終端電阻的設定，該電阻正常值應為120.00Ω（圖7）。

根據電路圖檢測S+和S-對應的端子，未發現有斷路或虛接問題。S+和S-端子通過中間插接器直接連接車載充電機AX4，S-連接到AX4的T32/18端子，S+連接到AX4的T32/19端子。測量T32/18與T32/19之間的電阻，結果為14.44Ω（圖8），由此可以判斷故障為車載充電機AX4內部CAN總線終端電阻損壞所致。該終端電阻集成在車載充電機AX4內部，無法單獨更換，只能將同款救援車輛上的AX4更換到故障車上進行驗證，直流充電恢復正常。

故障排除：更換AX4總成后，故障排除。

回顧總結：根據直流充電控制原理，當判定車輛接口完全連接后，充電機將啟動握手報文，也就是通過S+和S-兩根CAN總線進行通訊。按照總線設計標準，直流充電樁和車載充電機內部各有一個120Ω左右的終端電阻，而故障車輛正是由于車載充電機內部終端電阻損壞導致總線通訊無法正常進行，從而產生無法充電的故障。