◆文/河南 刘勤中
EQ是梅赛德斯奔驰新推出的产品和技术品牌。根据规划,至2030年,奔驰大约50%的新车将为电动车型(纯电驱动或插电式)。2017年,奔驰正式注册EQ、EQA、EQB、EQC、EQE、EQS、EQG、EQX共8个新商标,用于梅赛德斯-奔驰旗下的电动汽车家族,涵盖紧凑型、中型、大型、SUV及皮卡等多种级别产品。
2019年11月,EQ品牌推出了首款纯电型电动车EQC。该车定位电动中型豪华5座SUV,其轮廓类似于轿跑。EQC4004MATIC提供300kW驱动功率,通过新的全电动驱动系统进行驱动,在前轴和后轴处各有一个电机。控制装置允许两个驱动轴之间的动态扭矩分配介于0~100%之间。动力电池容量约为80kWh,位于EQC地板中,续航里程为471km(NEDC)。
EQC由两个独立的车载电气系统提供,分别是高压车载电气系统(图1)和带12V车载电气系统。12V车载电气系统利用直流/直流转换器通过高压车载电气系统供电。在该过程期间,直流/直流转换器将高压车载电气系统的HV直流电压转换为12V直流电压,并对位于发动机舱内的12V车载电网蓄电池(G1)进行充电。所有使用控制单元由车载电网蓄电池供电。行驶期间,如果车载电网蓄电池的电量低于阈值,高压动力电池将通过直流/直流转换器对其进行充电。此时,车载电气系统中的舒适功能将被关闭。高压车载电气系统有3个控制单元,其中2个是蓄电池管理系统控制单元(N82/3和N82/4);另一个是蓄电池管理系统网关控制单元N82/2,它确保前两个单元之间的通信。
图1 奔驰EQC高压车载电气系统部件
蓄电池管理系统控制单元N82/3和N82/4监测的参数有:互锁电路、电压、电流、温度、接触器状态、绝缘状态等。满电时,高压动力电池的输出电压为365V。如有必要,集成在高压动力电池模块中的接触器会将高压动力电池的高电压输出从高压车载电气系统上断开。
高压动力电池允许的工作温度范围为-25~+60℃。高温会缩短高压动力电池的使用寿命,因此,在正常工作条件下,高压动力电池通过冷却液回路进行冷却。高温下,冷却液通过空调系统的热交换器(制冷剂冷却液冷却装置)进行冷却,以确保高压动力电池始终处于最佳工作状态。
下面通过3个典型案例进一步介绍奔驰EQC的技术特点及诊断方法。
一辆2020款(CODE800)奔驰EQC3504MATIC,VIN码为LE48P9BB7LL00****,行驶里程为1 200km。据车主反映,该车交流充电接口无法充电,但直流充电功能正常。
接车后试车,发现使用交流电充电时充电枪无法锁止,交流电充电插座上的锁止/解锁LED指示灯呈白色闪烁,说明存在故障。连接诊断仪进行快速测试,发现交流充电装置N83/11设置了两个故障码(图2):P0DA000-位置传感器“车辆内置充电器充电电缆锁止”对地短路;P0D5A00-接触插座与充电电缆之间的接触识别传感器存在偶发性功能故障。
图2 故障车EQC350上存储的故障码
奔驰EQC共有两个充电器插座,分别是位于右后侧壁的直流电插座和后保险杠右侧的交流电插座。充电插座确保与充电电缆保持良好的电气接触,并且在充电过程中通过促动电机锁止充电电缆连接器。充电插座的触点如图3所示,包括:充电电流的触点(交流充电包括L1、L2、L3、N和PE,直流充电包括DC+和DC-)、用于与充电站通信的先导控制装置触点(CP)、先导接近装置触点(PP)。
图3 故障车型奔驰EQC上的交流充电接口总成
先导接近装置(PP)的作用有:检测车辆充电插口与充电站插头是否连接;通过电阻器给充电电缆的最大电流承载力进行编码;促动电机使得充电电缆连接器进行电气锁止;带紧急解锁钢缆的手动装置用于紧急解锁充电电缆连接器;锁止、解锁LED;充电指示。
锁止、解锁LED指示灯有两种状态,当白色常亮时,表示车辆插座解锁,插入或拔出充电电缆;当白色闪烁时,表示锁止或解锁时出现了故障。
充电时,电动锁止装置的促动电机将充电电缆连接器锁止到充电插座中,以防在未经授权的情况下被拆下。充电结束后,如果充电电缆无法从车辆插座上断开(故障),则电动锁止装置的促动电机通过紧急解锁钢缆进行解锁。紧急解锁钢缆位于行李箱右侧边缘区域,操作紧急解锁钢缆前,必须先拆下行李箱右侧边缘区域的焊缝遮盖物。拉动手动分离机构的紧急解锁钢缆时,固定盘转动从而松开充电电缆连接器。
奔驰EQC车系装配有2种功率的交流充电器,2021年之前的车型采用7.4kW的交流充电器(代码76B),2021年之后的车型采用11kW的交流充电器(代码82B),充电时间可以缩短约3小时。故障车为2020款,采用的是7.4kW交流电充电器。奔驰EQC高压动力电池的交流充电器N83/11位于后备箱左下方(图4)。高压动力电池交流充电器N83/11及交流充电插口G10/4的电路图如图5所示。
图4 奔驰EQC交流充电器N83/11及其安装位置
图5 故障车型交流充电器电路图
根据系统的工作原理,结合故障车的故障现象、故障码进行分析,导致该车故障可能的故障原因有:高电压交流充电器N83/11软件故障;高电压交流充电器N83/11电气故障;交流充电插座G10/4电气故障;交流充电插座G10/4与高电压交流充电器N83/11之间的线路故障。
尝试对高电压交流充电器N83/11进行软件升级,结果未发现新软件;拆检G10/4交流充电插座,发现G10/4与N83/11之间线路中的电动锁止装置促动电机的3根线已挤压变形、破损(图6)。修复因装配失误导致损伤的电动锁止装置促动电机线束后试车,该车交流充电恢复正常,故障被彻底排除。(未完待续)
图6 故障车上挤压破损的促动电机线束