文:初宏伟、张颖
一辆2021 年产一汽-大众迈腾GTE 混合动力轿车,搭载1.4T发动机和6 挡湿式双离合变速器,行驶里程8 200 km。该车因偶发高压无法上电,不能起动行驶,仪表板提示“混合动力系统故障”而进店维修。
根据我国法律,凡带高压电车型必须装备实时监控系统(RTM),通过厂家的RTM 后台应能查出高压系统工作状态。该车报混合动力系统故障,于是维修人员联系厂家客户服务中心,得到的反馈为,该车RTM 后台提示为3级绝缘报警,并且先后发出过二级报警和三级报警(图1)。
图1 RTM 后台提示绝缘报警
根据大众汽车的生产标准,绝缘阻值小于或等于510.0 kΩ 为二级报警;绝缘阻值小于或等于90.0 kΩ 为三级报警。此车先后触及过这2 个报警阈值,说明存在严重的偶发绝缘故障,有触电风险,故车辆控制系统切断高压电供给,致使车辆无法起动。
用故障诊断仪VAS6150对车辆检测,读取到故障码“P0AA600——混合动力/高压蓄电池系统绝缘故障,主动/静态”。进入8C-混合蓄电池管理系统读取高压系统绝缘电阻值数据流,显示高压系统正极对壳体(搭铁)的绝缘电阻为0.0 kΩ(图2),正常值应该为10 000.0 kΩ,数据明显异常,说明高压系统存在短路现象。而高压蓄电池正、负极对搭铁的绝缘电阻正常,说明问题在高压接触器之后。可能某个高压组件内部击穿,造成绝缘电阻为0.0 kΩ。
图2 蓄电池管理系统数据流
根据数据流初步判断,故障为高压系统对壳体短路所导致。使用大众专用工具VAS6150E、VAS6558A、VAS6558A/9-4 以 及VAS6150进行高压系统电阻测量。连接测量设备后,在VAS6150 界面上依次选择“诊断——8C-混合动力电池管理——高压测量模块VAS6558A——选 择4-绝缘测量”(图3)。此时检测系统要求选择检测电压,选择“500 V”,然后给VAS6558A 施加500 V 电压,分别测量高压蓄电池HV+和HV-对搭铁的绝缘阻值。经测量,高压蓄电池没有问题(图4)。
图3 高压系统绝缘电阻测量
图4 高压系统绝缘检测结果
为了快速排查故障点,维修人员决定将功率电子装置与充电机之间的线束断开,将整个高压系统的电路分为两段(图5)。其中,高压蓄电池、功率电子装置和驱动电机作为一段,将交流充电机、电动空调压缩机、电动加热泵(PTC)以及交流充电接口作为另一段。
图5 高压系统连接示意图
断开充电机至功率电子装置的线束插接器,连接专用工具VAS6558/9-4,使用A 插头连接到功率电子装置上,使用6558A 测量功率电子装置、高压蓄电池以及驱动电机的HV+对搭铁绝缘阻值和HV-对搭铁绝缘阻值,结果均为8 000.0 kΩ 左右,在正常范围。
再用6558A/9-4 的C 插头连接充电机,同样测量充电机、充电口、PTC及电动空调压缩机的HV+和HV-对搭铁绝缘阻值,测量结果分别为1.1 kΩ和1.5 kΩ(图6),明显过低,不正常。
图6 高压系统充电机段绝缘电阻有问题
逐个断开充电机连接的电动空调压缩机、充电接口和PTC,用排除法进行测量,当断开PTC 后阻值恢复正常,判断可能为PTC 内部短路或高压线路故障。用VAS6558A/9-4的A插头插入PTC 控制单元,单独测量PTC 控制单元的HV+和HV-对搭铁绝缘阻值,是否在正常范围,测量结果分别为0.7 kΩ 和0.9 kΩ(图7),明显有问题,确定为PTC 内部绝缘故障导致漏电。
图7 电动加热器绝缘电阻远小于规定值
更换PTC 后,测量整个高压系统绝缘电阻值时,HV+和HV-分别对搭铁绝缘阻值分别为6 950.0 kΩ、6 890.0 kΩ,正常。
该故障是因为PTC 内部绝缘故障,导致车辆不能正常行驶。基于本车型高压线路连接特点,交流充电机与电动空调压缩机、PTC 及充电口内部连接,可灵活运用本案例的诊断方法,逐个断掉负载,当断掉哪个负载车辆恢复正常,可判定断掉部分存在故障。