浅析比亚迪E5无法慢充的故障诊断与排除

(中山市技师学院，广东 中山 528403)

0 引言

新能源汽车根据其能源供给方式不同，主要分为纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车等几种类型。比亚迪E5属于纯电动汽车，其驱动系统主要由动力电池包及其电池管理系统、高压电控总成(四合一)、驱动电机等组成。动力电池由192节磷酸铁锂单体电池串联而成，额定电压为633.6 V；高压电控总成由VTOG、DC-DC、高压配电箱、漏电传感器等组成；驱动电机采用交流永磁同步电机。车辆慢充时，高压电控总成将充电装置输入的220 V或380 V交流电转换成高压直流电，给动力电池包充电。本文以一辆17款比亚迪E5纯电动汽车无法慢充的故障为例，浅析新能源汽车的故障诊断与排除方法。

1 故障现象

车主反映自己的2017款比亚迪E5纯电动汽车插上交流充电枪后，仪表上的充电指示灯不亮，插枪几个小时后仪表显示动力电池SOC值没有增加。车辆到店预检时也出现此问题，初步判断车辆无法慢充。

2 充电系统的结构

比亚迪E5纯电动汽车的充电方式有2种，包括直流充电(快充)和交流充电(慢充)。直流充电指专门为新能源电动汽车的动力电池进行快速充电的充电方式，能在30 min内将SOC从10%提高到80%，充电时直流充电桩通过与直流充电口连接，实现与动力电池管理系统的交互，并最终通过高压电控总成给动力电池充电。交流充电有2.2 kW、3.3 kW、7 kW等多种规格，主要是通过交流充电桩、壁挂式充电盒以及家用供电插座接入交流充电口，通过高压电控总成将220 V或380 V的交流电转为650 V高压直流电给动力电池充电。比亚迪E5汽车的充电系统主要由直流充电口、交流充电口、动力电池管理系统(BMS)、高压电控总成、动力电池包等组成。其充电接口隐藏在散热格栅后面，交流充电口为国标7芯接口，直流充电口为9芯接口，各针脚定义如表1。

表1 充电接口针脚定义

3 交流充电控制策略

比亚迪E5纯电动汽车辅助电池(12V)给VTOG、BCM提供常电。车辆交流充电(慢充)时，应当把充电枪插入车辆交流充电接口，充电枪上的CC信号通过充电口传输给VTOG。VTOG检测到充电枪CC信号后，将充电连接信号发送给车身控制器(BCM)。接收到充电连接信号后，BCM给双路电继电器(IG3)线圈供电，使IG3吸合，给BMS、网关等相关模块提供双路电源，唤醒BMS等模块。BMS被唤醒后，检测VTOG发来的交流充电感应信号，控制预充接触器闭合完成预充，然后控制交流充电接触器闭合。此时，VTOG与交流充电设备进行CP信号确认，交流充电设备通过充电口给VTOG提供交流电，开始充电。

4 故障诊断

比亚迪E5常见的无法慢充故障原因有：①交流充电枪故障，由于充电枪故障致使VTOG无法检测到CC信号，或充电枪无法正常向车辆输送交流电导致无法慢充。②车辆低压电源故障，车辆某一个或多个模块低压电源供电异常，致使该模块不工作，导致无法慢充。③动力网故障，由于动力网通信故障导致VTOG与BMS之间无法通信，无法慢充。④双路电故障，BMS等模块没有接受到双路电，没有被唤醒，导致无法慢充。⑤各模块之间的连接线束故障，由于线路故障导致信号传输异常，无法慢充。

1)检查交流充电枪是否有故障。诊断充电枪是否有故障，可以通过更换充电枪测试能否正常充电来判断是否存在故障。也可以使用万用表检测CC与PE之间的电阻值，如果电阻值为无穷大，说明线路断路，插枪后VTOG将无法检测到CC信号，而无法充电。经检测，阻值为683 Ω≈680 Ω，正常(功率为3.3 kW的充电枪CC与PE之间的电阻值为680 Ω)。

2)检查车辆是否存在故障。连接故障诊断仪，车辆上电读取故障码，诊断仪显示无故障码。连接充电枪读取数据流，故障诊断仪显示“测试设备与汽车电脑不能通信”，无法读取数据流。怀疑通信系统或电源是否存在故障。

3)检测动力网是否有故障。比亚迪E5采用的是CAN通信，可以通过检测CAN-H、CAN-L与车身之间的电压，以及CAN-H与CAN-L之间的电阻值来判断CAN网络是否存在故障。拔下BK5(B)插头，用万用表分别检测BK45(B)/14和BK45(B)/20与车身之间的电压，测得电压为2.63 V、2.35 V，正常。然后拆下辅助电池负极，检测BK45(B)/14和BK45(B)/20之间的电阻，阻值为120 Ω，比亚迪E5动力网2个120 Ω的终端电阻分别安装在网关和BMS处，因此拔下BMS插头测量电阻为120 Ω是正常值。

4)数据流显示预充状态为“未预充”，接下来诊断BMS是否工作，首先检测BMS双路电是否正常。接上充电枪，使用试电笔检测保险丝F2/32处是否有电，没电，说明双路电继电器不工作。当VTOG检测到充电枪CC信号后，将充电连接信号发送给车身控制器(BCM)。接收到充电连接信号后，BCM给双路电继电器(IG3)线圈供电，使IG3吸合。接下来检测CC信号是否有故障。

5)使用万用表直流电压档检测交流充电口CC端子与PE之间的电压，检测值为0 V，正常应该5 V。怀疑CC信号线断路。如图1所示，拔下BJB01插头，使用万用表导通档检测BJB01/13与交流充电口CC端子之间是否导通，不导通，说明断路。拔下B53(B)插头发现B53(B)/2有退针现象，测量B53(B)/2与B28(A)/13之间线路导通。车辆进行交流充电时，只有VTOG检测到交流充电设备进行CC信号确认后，才会向车身控制器(BCM)发出充电连接信号，进而接通双路电，唤醒BMS，进入充电模式。判断是因为退针导致充电连接信号线路不通，致使车辆无法进入充电模式，从而导致无法充电故障。

图1 交流充电口电路原理图

5 故障排除

故障点已找到，再与车主沟通了解之前是否维修过该段线路。得知车辆不久前发生过交通事故，修复过前保险杠。可能在维修过程中拔插头时将针脚拉出。将针脚紧固后反复测试，故障没有再出现。经与车主沟通，这次先紧固包扎好，如以后还出现故障则需更换低压线束。

6 结语

新能源汽车与传统燃油车相比较，其驱动系统工作电压通常较高，具有很大的危险性。因此，在进行新能源汽车维修时，一定要做好安全防护措施。作业前认真检查绝缘手套等防护用品是否完好，绝缘工具时候有破损，并做好隔离，摆放危险警示牌。需要拆检高压系统时，先拆下低压电池负极，取下维修开关，并等候至少5 min才开始作业。

新能源汽车高压上电、下电、充电受低压系统控制，在进行充放电故障维修时，通常先排除低压侧故障，然后再检查高压侧是否有故障。本案例就是低压线路引起的充电系统故障，在进行故障诊断时首先排除充电装置故障，然后根据故障现象先后检查低压电源、CAN通信、双路电、各控制模块及模块间连接线路，直到查出故障点。