电动车行驶中间歇性下高压研究

张庆

摘 要：随着网络技术的不断更新，模块智能化，诊断智能化已经得到了长足发展，电动车售后维修人员通过厂家提供的《电路手册》、《维修手册》以及诊断仪，可以迅速诊断、定位、排除故障;但是对于接插件进水引起的间歇性故障，现有的诊断方法无法提供准确的维修指导。

关键词：电动车 间歇性故障 下高压 接插件进水

1 背景

车辆在行驶中出现故障，现象为：整车下高压（动力输出中断）、组合仪表出现动力电池电量变为0，安全气囊、ABS、EPS、胎压等故障指示灯点亮;停车重新启动后，故障消失，且在很长时间内，故障不再复现;使用诊断仪读取故障代码如图1所示：

所有模块都存在历时故障代码：U007300 CAN通讯busoff 故障。

2 故障原因分析

CAN通讯busoff故障原因如下，故障类型如图2所示：

（1）CAN_H开路;

（2）CAN_L开路;

（3）CAN_H对电源短路;

（4）CAN_L对GND短路;

（5）CAN_H对GND短路;

（6）CAN_L对电源短路;

（7）CAN_H对CAN_L短路;

（8）CAN_H和CAN_L开路;

（9）终端电阻开路。

3 实车故障排查

3.1 静态测量

1）使用诊断仪，清除历史故障码。

2）将点火开关置于OFF位置，断开蓄电池负极接线。

3）终端电阻检查

按以下条件，测试诊断接口数据传输线连接器的3 号端子（CAN-H）与11 号端子（CAN-L）之间的电阻值：

（1）条件A：在所有连接器连接状态下测量电阻，电阻是为60±5Ω

（1）条件B分离1个带有终端电阻控制模块的状态下测量电阻，电阻为120±5Ω

（1）条C：断开带有终端电阻控制模块的连接器都分离的状态下测量电阻，电阻为无穷大

结论：上述电阻值都符合标准值，CAN网络中终端电阻无故障。

4）CAN网络 H电路检查

测试K84无钥匙进入控制模块线束连接器X3的7号端子（CAN_H）与X84数据链路连接器线束连接器的3 号端子（CAN_H）之间的电阻小于1Ω;

分析结果：测试电路无开路/电阻过大故障。

测试K84无钥匙进入控制模块线束连接器X3的7号端子（CAN_H）与搭铁间的电阻是无穷大;

结论：测试电路无对地短路故障。

连接蓄电池负极接线，将点火开关置于ON位置。

测试K84无钥匙进入控制模块线束连接器X3的7号端子（CAN_H）与搭铁间的电压为2.6±0.1V;

分析结果：测试电路无对电源短路故障。

将点火开关置于OFF位置，断开蓄电池负极接线。

5）CAN网络L电路检查

测试K84无钥匙进入控制模块线束连接器X3的8号端子（CAN-L）与X84数据链路连接器线束连接器的11号端子（CAN-L）之间的电阻小于1Ω;

结论：测试电路无开路/电阻过大故障。

测试K84无钥匙进入控制模块线束连接器X3的8号端子（CAN-L）与搭铁间的电阻是无穷大;

结论：测试电路无对地短路故障。

连接蓄电池负极接线，将点火开关置于ON位置。

测试K84无钥匙进入控制模块线束连接器X3的8号端子（CAN-L）与搭铁间的电压为2.3±0.1V

分析结果：测试电路无对电源短路故障。

3.2 路试

静态测量未发现导致车辆CAN通讯busoff故障;间歇性故障需要连接诊断仪，进行路试，捕捉到故障发生时所有CAN网络节点通信状态均为异常，诊断仪读取故障代码如图3所示：

前面已经检查过CAN节点所在模块，排除模块本身故障;逐一排查线束接插件，发现X301（底盘线束接仪表线束）母端内部存在铜绿色物质，将接插件中铜绿色物质送检，成分分析报告如图4所示：

铜绿色物质成分为碱式碳酸铜，分析碱式碳酸铜生成的原因为：线束接插件进水，接插件端子材质为铜，空气中含有O2，CO2;

铜在空气中与O2，CO2，H2O反应产生Cu2（OH）2CO3

化学方程式：2Cu+O2+H2O+CO2==阴暗潮湿的环境==Cu2（OH）2CO3

碱式碳酸铜属于碱式盐，它不溶于水，常温下为固体，导电性能差;

当车辆通电，端子带电的情况下，碱式碳酸铜可能在电流的作用下分解成氧化铜;

加热Cu2（OH）2CO3可以生成CuO，H2O，CO2

化学方程式：Cu2（OH）2CO3===△=== 2CuO+CO2↑+H2O

车辆CAN网络如图5所示：

4 故障原因分析

布置于前舱下部的线束接插件由于某种原因（洗车、涉水、液体飞溅、南方长时间空气湿度接近饱和）进水，因为接插件内部包含电源、接地、CAN-H、CAN-L、控制信号等，在进水的情况下可能出现的故障类型如下所示：

如果进水量多，水作为导体，将导致本来处于绝缘状态的针脚之间短路，进而可能发生如下故障：

1）CAN-H，CAN-L之间短路;

2）CAN-H/ CAN-L对地短路;

3）CAN-H/ CAN-L对电源短路;

如果水量少，接插件端子会缓慢锈蚀，进而可能发生

4）CAN-H/ CAN-L接触不良，进而导致无法发送报文;

实车模拟以上四种可能故障，均出现整车下高压、动力电池电量变为0、组合仪表出现多个故障指示灯;与故障车故障现象相同，读取故障代码，也与故障车相似。

此类间歇性故障由于其发生的不确定性，导致不易彻底解决，在铜端子被锈蚀初期，如不注意观察，可能不会注意到接插件内部锈蚀;检查过程中拔插接插件的动作，会由于接插件公端與母端发生摩擦而使轻微锈蚀的接插件端子状态得到缓解，但无法彻底解决问题，随着车辆的使用，已经出现锈蚀的端子，仍然会持续与空气中的水分子发生反应，生成碱式碳酸铜导致故障。

5 结论

1.从线束设计的角度：在设计线束时，接插件尽可能布置在车身内部，避免裸露在外，防止车辆涉水或洗车时液体飞溅到接插件上;如果必须布置在外部，尽可能使用防水性等级高的接插件，例如IP67;

2.从内外饰设计的角度：在设计内外饰时，避免接插件裸露在外，避免可能导致液体渗漏到仪表板下方线束上的缝隙;仪表板下方接插件连接方式，统一选择母端朝下;

3.从售后维修的角度：在维修过程中，对于间歇性、不复现的故障，排查过模块后，重点排查线束接插件，检查其内部是否出现进水、锈蚀、退针等现象。