李榮

摘 要：高壓觸點閉環監控是保障電動汽車安全運行的一種重要方式，此種方式是利用一個附加的跨接線組成的閉環監控電路來監控高壓插頭和插座是否接觸良好。SME和EME持續監控高電壓觸點閉環監控電路，只有電路閉合時才會啟用高電壓系統。如果電路斷開或因故障未識別到閉合，則高電壓系統自動關閉，車輛無法高壓上電。本文通過寶馬G38PHEV高壓觸點閉環監控故障案例分析高壓觸點閉環監控工作原理和排故思路。

關鍵詞：閉環監控 故障案例 工作原理

1 故障現象

一臺寶馬G38PHVE車輛，行駛里程在4036KM時，客戶反映車輛無法電動行駛，儀表顯示供電和傳動系統故障。經過連接診斷儀讀取故障碼，如表1。

2 確認故障現象

車輛首先先進行安全評估，確認車輛沒有發生碰撞事故，底盤沒有拖地碰撞。

車輛測試存儲0317D7高壓觸點監控（高壓連鎖回路）對正極短路等故障，從故障碼分析故障原因可能是線路短路、對地短路等。

但是執行檢測計劃發現，不論是SME（高壓電池控制單元）還是EME（電機控制單元）檢測電路都是正常狀態，高壓安全插頭也被識別是已插上。難道故障不存在了？如圖1所示。

故障清除后準備路試，車還沒有開出車間大門，故障再次出現。連接診斷儀，診斷故障碼一樣，執行檢測計劃卻依然顯示EME/SME檢測線路正常。難道是線路的某一點偶發的虛接或短路，走了三遍檢測計劃仍然沒有結果。下一步該怎么檢測？先來了解高壓觸點監控的原理。

3 系統原理

寶馬高壓觸點監控的作用是利用一個附加的跨接線（如圖2）組成的閉環監控電路（如圖3）來監控高壓插頭和插座是否接觸良好。插接狀態下該跨接線使高電壓觸點監控電路閉合。松開高電壓插頭前，必須首先松開高電壓觸點監控跨接線。SME和EME持續監控高電壓觸點監控電路。只有電路閉合時才會啟用高電壓系統。如果通過松開電橋使高電壓觸點監控電路斷開，則高電壓系統自動關閉。這是一種附加安全措施，因為開始工作前售后服務員工已將高電壓系統切換到無電壓。如果在高電壓系統處于啟用狀態時拔出高電壓觸點監控電橋，則會導致安全接觸器“強制”斷開。結果可能導致觸點磨損加劇甚至損壞。

如何來判斷監控環路是完好的呢？如果在監控環路任意一點開路，測得兩端的方波信號如圖4圖所示：頻率是88Hz，占寬比是50%，電壓是0-12V，則說明該環路正常。

4 故障分析

4.1 目視檢查導線和插頭

首先斷開高壓電，初步檢查EME高低壓插頭和觸點監控的小黑插頭、高壓電池高低壓插頭和小黑插頭、服務開關及目視能看到的線路均未發現異常。接電準備再次路試，但是沒有試到故障，分析兩種原因：

（1）檢查線路時，胡亂抓把故障暫時排除了。

（2）軟件問題，斷電以后沒有再出現故障。

由于多次試車均未再出現故障，只能將整車編程至最新交由給客戶使用。交車當晚，客戶跟SA抱怨充電充不進了，充電指示燈亮紅色。難道又出現了新的問題？第二天客戶回廠，測試依然是觸點監控故障，檢測計劃依然正常。經過無數次的充電、試車終于找到一絲故障發生規律：

（1）路試故障不會出現，一直可以電動行駛。

（2）車倆長時間休眠后，解鎖啟動車輛后故障容易出現。

（3）充電時故障頻率比較高。

4.2 波形測量

在重現故障的等待間隙，再次分析了故障碼，根據檢測計劃，存在故障的線路信號名是HV_IL，也就是圖3中電路圖中的這個環路。既然充電和休眠時故障容易再現，那就可以在充電時借助示波器測量觸點監控的波形，看看有無異常。

設置好示波器后蹲守了兩個小時左右，終于當儀表提示無法充電時，在EME小黑插頭處測量兩個針腳，一個針腳沒有波形，另一個針腳波形異常。異常波形持續約一兩分鐘后恢復正常。波形恢復后，短暫休眠車輛又可以正常充電。接下來還要縮小故障范圍，常規的測量方法是在環路的各個點分別斷開線路測量監控波形，進而逐漸縮小范圍，但是這個故障是偶發的，而且要在充電時休眠容易出此案故障，而斷開環路高壓就無法充電，故障也就不會出現，怎么辦？可以采取在針腳47和針腳23跨接一根線，還有針腳A190*02B和A332*02B跨接一根線這樣可以快速排除所有線路、插頭、以及服務開關的可能，如圖5所示。

飛線后進行充電測試，等待故障再次出現，此時環路是處于閉合狀態，示波器測量電池側SME的23號腳，正常波形是5.5V至8.5V左右的占空比。當故障出現時電壓降到了0V，一段時間后波形又恢復正常。由此判斷可能原因有EME、SME及高壓電池內部線束，但還是無法定位是EME還是SME？從維修資料可以看到SME是觸點監控的主控，在故障出現時，迅速拔掉服務開關斷開高壓電源、斷開高壓蓄電池側的小黑插頭以及EME側的小黑插頭。注意：斷開高壓電源時應按標準步驟來斷電。車輛外部檢查確認處于非事故，確認車輛處于休眠狀態，使用安全鎖鎖止服務開關，進去PAD模式/打開KL15確認高壓系統已關閉。然后持續測量高壓電池側23號針腳，結果波形依然沒有輸出。

4.3 與正常車對比

現在的狀態是服務開關斷開，EME側的小黑插頭斷開，SME側的小插頭連接，現在測23號針腳和2號針腳，也就是相當于把EME排除在外。對比正常車，同樣狀態下，正常車觸點監控環路開路狀態下，高壓電池側23號針腳和2號針腳分別對地，都有能測量到0-12V的方波信號。

根據以上波形對比，可以鎖定為SME及電池內部線束問題，因為更換SME需要拆開高壓電池，步驟繁瑣，進一步測量EME的47和34針腳，有波形輸出，確定是SME或線束原因。

5 排除故障

拆開電池包，線束目測完好，最終更換SME后反復充電試車正常，確認故障排除。該車故障的根本原因就是SME發出的觸點監控信號，是錯亂甚至停止發送信號，EME檢測不到觸點監控信號而報觸點檢測信號短路或斷路的故障。維修文件講的觸點監控信號標準波形是0至12V方波，實車測量這是在環路處于斷路情況下的波形，而環路斷路的情況下高壓電是不上電的，這對該案例需要充電才偶發故障測量沒有太大意義。經過和試駕車對比確認，在環路處于閉合狀態時，監控波形是SME一側為5.5至8.5V左右的占空比信號，另一側為6.5至7.5V左右的電壓信號。測量觸點監控信號時，需要注意環路閉合或開路狀態時，出現的監控波形是不一樣的，所以合理使用適配器是很關鍵的因素。

項目：智能汽車發展背景下《智能汽車環境傳感器技術》教學資源庫建設，項目編號：ZJGB2019310。

參考文獻：

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