某电动汽车开发中电路串电分析改进

李仁明

（湖北省齐星汽车车身股份有限公司技术中心，湖北 随州 441300）

在汽车电气产品开发过程中，相信很多人都碰到过这种现象：从设计的整车电气原理看，某条线路根本不该有电压，但是却出现了比整车额定电压低几伏的低电压——串电，导致某些电气件工作不正常。因汽车整车厂或车身厂（以下简称“车厂”）的线束、各种电器部件分属不同的供应商，而车厂工程师往往只有供应商提供的电器件外形、接口及功能图，经常反复检查仍查不出原因，令人头疼！关于汽车电路串电问题，本人在近期的产品开发中就碰到2起，有幸把原因找到并解决了，在此与大家分享。

1 故障现象

在近期的某电动汽车（整车低压部分电压为12V）产品开发中，发现接通电源总开关后，按下中控门锁遥控器按钮后门锁不动作。该中控门锁控制电路集成在BCM内，其相关部分的电气原理图见图1。

图1 BCM、收音机、仪表等部分电气原理简图（改进前）

经与BCM厂家联系、分析，故障原因只与F12、F22、F29这3个熔断丝和左、右车门开关工作状态有关。经检查BCM上述各管脚电压，发现与F22相连的C14脚对搭铁有7.59V的异常电压，左、右车门开关工作状态均正常；同时还发现断开电源总开关后收音机ACC挡电源仍未断开。真是奇怪，在遥控开、关闭门锁时，人应在车外，钥匙都没插进点火锁，ACC挡怎么会有电？

2 点火锁未插入钥匙时ACC挡有电原因分析

为查清C14脚有7.59V电压的原因，将受ACC挡控制的R132线上的所有熔断丝逐一拔掉检查，发现将F21雨刮熔断丝拔掉后，C14脚电压就消失了，这时再按遥控时中控门锁就可正常工作了。这与雨刮有什么关系呢？插上F21熔断丝后，再仔细分析电气原理、检查线路，发现断开洗涤电机插接件和拔掉K14雨刮高速继电器时该电压消失了（此时雨刮、洗涤开关均处于OFF状态），说明C14脚串电原因与BCM的C17和C19脚相关。协调厂家提供BCM内部与C14、C17和C19脚相连的局部电子电路原理图，将其画进该车整车电气原理后，见图2。

从该图可看出，BCM从某一路车辆常电（该车BCM有5路熔断丝直接接W102 30+线，F11、F12是其中2路）→二极管D1→MOS管Q2 (厂家确认此时是导通的）→R1分压后分成2路：①第1路→R3→BCM C17脚（雨刮高速开关脚）→W210线→K14雨刮高速继电器线圈→LR137线；②第2路→R2→BCM C19脚（洗涤开关脚）→LB145线→洗涤电机→LR137线。这两路在LR137线汇合之后→F21熔断丝→R132 ACC+线→F22熔断丝→W206线→BCM C14脚→R8→搭铁，形成回路（因按遥控开/关门锁时，雨刮和洗涤开关都是关闭的，因此，电流不会流进组合开关）。这就是前面检测发现C14脚对搭铁有7.59V电压的原因。下面从理论上来简单计算下C14脚的搭铁电压。

当时测量C14脚对搭铁电压为7.59V时的蓄电池电压为12.3V，经过D1降压0.7V，经过Q2后，R1对搭铁电压约为12.3-0.7=11.6V，经过MOS管Q2、导线、插接件、熔断丝的压降均为mV级，忽略不计。假设C14对搭铁电压为Uc14，根据电路的基尔霍夫第1定律，则有：（11.6-Uc14）/（R3+Rk14继电器线圈）+（11.6-Uc14）/（R2+R洗涤电机）=Uc14/R8。将R3=R2=R8=2.4kΩ，Rk14继电器线圈=86Ω，R洗涤电机=3Ω等参数代入，计算结果为：Uc14=7.686V≈7.69V。

图2 中的R5=R4=R9=100kΩ，R7=R6=R10=200kΩ，因此至MCU IO2（检测雨刮高速开关状态）、MCU IO3（检测洗涤开关状态）和ACC Sw T（检测ACC状态）的信号检测电流均很小，其分流可忽略不计。从计算结果看分析是正确的。

图2 BCM中控门锁不工作——串电电路图（改进前）

因此，BCM C14脚电压就是通过BCM串过来的。原因找到了，下面就是如何改进了。

3 中控门锁不工作改进

因BCM C14脚电压就是通过BCM的+12V电源串过来的，因此需要断开R1和R3/R2的通路。将雨刮高速和洗涤开关检测电路电源改接到BCM C15脚，即将R3/R2通路的电源改接到ON挡，见图3（打×为断开处）。改进后的新样件在车上装车验证，测量C14脚发现电压没有了，遥控也终于工作正常了。

图3 BCM中控门锁不工作——串电电路图（改进后）

4 收音机关不断故障现象及改进

因某种原因该车电气原理设计为整车控负。电源总开关断开后，需要通过Br064线接到蓄电池负极给收音机时钟持续供电，在电源总开关接通后收音机开/关一切正常，但是电源总开关断开后（无论点火锁是否接通ACC挡），收音机仍然可正常工作。这又是什么原因呢？

仔细分析电气原理（图1）看不出有何不正常。测量发现在断开电源总开关后R171线对蓄电池负极仍然有12V电压。分析是不是和中控门锁一样从其他电器件串过来的电？因与受ACC挡控制的R132线相连电器件有好几个，为尽快查出原因就将R171线剪断，将接收音机ACC的电源线直接接到点火锁的ACC端子（WL160线），但问题仍然没有得到解决。反复查找好几天仍未找到原因。又过了几天突然想到会不会是通过K2 ACC继电器线圈反串过来的？马上在点火锁的ACC端子至K2 ACC继电器线圈间导线上增加了一个二极管（图4），试验后问题解决了。

图4 BCM、收音机、仪表等部分电气原理简图（改进后）

为什么会出现收音机关不断呢？因现在汽车电气基本都是单线制、负极搭铁，在电源总开关断开后，车上电器件（不论正负极）及车身金属本体相对蓄电池负极件都有一个12V的电压差。收音机的ACC和B+常电通过收音机电子电路、Br064线接到蓄电池负极形成通路，因存在这个12V电压而使收音机关不断（现在的MP3车载收音机一般都是ACC一接通就工作，除非人为再将音量开关关断才可关闭收音机，该车收音机也是如此）。车上其它电器件相对蓄电池负极虽然也有12V电压差，但电路未形成回路因此不能工作。在点火锁的ACC端子与K2 ACC继电器线圈间加了二极管后，因未插入钥匙，由蓄电池正极→车身其他电器件→车身金属本体（搭铁）→K2 ACC继电器线圈→WL261线→二极管→WL160线→收音机的ACC端子→蓄电池负极的电路被该二极管隔断了，因此收音机就不能再工作了。

在该产品试制过程中还出现过按主驾侧左（右）车窗升降器开关时，左（右）门车窗玻璃升降的同时右（左）门车窗也跟着联动、仪表真空报警灯闪烁等其他硬件问题，查出也是这类电器件串线、参数匹配等硬件问题，在此不再详述。

5 总结

在汽车电气产品开发过程中发现某条线路出现不该有的低电压，一定要引起重视，基本都是串电或错接。对于串电分析，需要仔细分析相关整车电气原理，测量电器件可疑针脚电压是否异常，必要时要求相关供应商提供可疑电器件或与可疑针脚相连接部分的局部内部电子电路电气原理图，然后仔细分析、解决。当然这种分析需要一定的电子等相关专业知识，部分电器件厂家也不一定配合，可能对很多车厂汽车电气工程师来说有一定的难度。碰到这种问题基本都是与可疑电器件厂家工程师一起分析、会诊、试验，除此之外，没有其他更好的分析办法。