◆文/福建 林宇清
一辆2020年生产的北京奔驰EQC350纯电动汽车,行驶里程只有757km左右,车主反映该车高压系统报警。
该车被拖车拖进店内进行维修,维修人员尝试启动车辆,结果车子无法启动,仪表台上出现高压蓄电池故障报警和不允许拖车的提示(图1)。
图1 故障车仪表台上的故障提醒
询问车主得知该车上牌才半个月左右,无任何维修记录。车辆正常使用,最近两天行驶时仪表台上出现高压系统报警,昨天再次出现,然后车辆无法启动。
用奔驰专用诊断仪(XENTRY)对车辆进行快速测试,结果N82/3和N82/4两个控制单元有故障码(图2),其中有两个故障码(P2C8500和P2C8700)是德文的,无法理解故障码含义,尽管如此,可通过引导测试了解诊断范围:U041100-接收到来自“集成式起动发电机A”控制单元的不可信数据;U040100-控制单元“N127(传动系统控制单元)”接收到不可信的数据。
图2 故障车快速测试结果
EQC作为新产品,代表了梅赛德斯-奔驰全新研发的纯电动汽车,在这首先简要介绍该车型三电系统的工作原理(图3):高压蓄电池是全车的电源,通过电力电子装置向电机供电,使电机运转,驱动车辆行驶;通过高压分配盒为其他耗电量高的用户如空调压缩机或PTC加热器等提供电能,分配盒上的熔丝用于保护高压用电器;此外它还通过直流/直流转换器为12V车载蓄电池充电。高压蓄电池具有三个控制单元,两个控制蓄电池管理,第三个即网关,确保前两个单元之间的通信;蓄电池管理系统控制单元监测互锁电路、电压、电流、温度、接触器的状态、绝缘监测的状态等参数。
图3 故障车型三电原理图
在了解基本原理后,首先对故障码U041100和U040100进行引导测试,结果为需要对N129/1、N129/2和N127进行SCN设码(图4)。
图4 故障码U041100和U040100的引导测试结果
对故障码P2C8500和P2C8700进行引导测试,结果30C的电压值不在标准范围内,无法进行继续检测(图5),即无有价值的线索或指引。
图5 故障码P2C8500和P2C8700的引导测试结果
根据引导测试结果,对N129/1、N129/2和N127进行软件升级,结果所有控制单元软件均为最新版本,排除软件可能。根据上述检查结果,查看N129/1、N129/2和高压电池包的实际值,尝试是否可以发现故障线索,结果读取到N129/1和N129/2的高压值为0(图6和图7),不正常;电池包电压正常(图8)。
图6 故障车N129/1的实际值
图8 电池包电压实际值
两个电力电子控制单元的高压值为0,说明电池包未输出高压电至该控制单元上,结合经验和原理知识,这种情况一般是互锁回路或绝缘回路故障引起的,会不会就是这样呢?带着疑问,用XENTRY进行绝缘电阻引导测试,结果发现绝缘电阻为49.00KΩ(图9),不正常;另外,当脱开N129/1连接在电池包上的高压插头时,绝缘电阻恢复至正常值9.83MΩ(图10),即N129/1导致绝缘故障,需要更换。
图9 故障车绝缘电阻
图10 断开N129/1后的绝缘电阻(正常)
根据上一步的检查,需要进一步确认绝缘阻值,也就是使用绝缘表施加500V的电压,然后测量电池包上的4个高压插头的绝缘阻值。这样,在WIS中查阅电池包的电路图(图11),然后逐个脱开高压插头测量绝缘阻值,结果发现N129/1的HV+和HV-绝缘阻值均为0(图12),不正常,即N129/1有故障。
图11 故障车型电池包电路图
图12 HV+和HV-的对地绝缘电阻
根据上一步的检查结果,更换后功率电子控制单元(与后电机集成在一起,图13),然后删除故障码,故障车顺利启动,该车故障被彻底排除。
图13 故障车型的后驱动单元
纯电动汽车是近几年兴起的产业,它与燃油车的区别在于传统的内燃机驱动方式被纯电力驱动所取代,这要求维修技师与时俱进,学习和掌握三电系统的工作原理,在遇到故障时能够了然于胸,然后通过实际值和电路图确定检查方向和步骤,直至排除故障。另外,还需要注意的是绝缘电阻,这要使用绝缘表进行测量,而不是普通的万用表。