新能源汽车启动原理及故障诊断技术探究——以吉利帝豪EV300 为例

张公平

（益阳职业技术学院，湖南 益阳 413000）

随着全球对车辆CO2排放标准的不断提高，新能源汽车逐渐成为社会热点讨论话题[1-2]。自新能源汽车进入市场以来，相关维修人员长期供不应求，与传统燃油车维修人员不同，新能源汽车维修人员不但要有传统燃油车的基础，还要经过严格专业培训后才能进行新能源汽车维修，否则不但车辆维修不好，甚至还会出现严重的安全事故[3-5]。本文以吉利帝豪EV300 型号车辆为例，由于某一故障该车不能正常启动，对其进行了纯电动新能源汽车的故障分析、故障排查。

1 新能源汽车启动信号工作原理

不仅传统燃油车有启动信号，新能源汽车也有，对于传统燃油车启动信号工作原理而言，新能源汽车启动信号工作原理分为4 个环节：第一环节，车辆防盗正常；第二环节，车辆高压系统正常；第三环节，车辆自检正常；第四环节，车辆启动信号模块及启动信号线路正常[6-9]。若其中任一环节出现问题，车辆均无法正常启动，本文以吉利帝豪EV300 无法启动的故障诊断为例进行研究。

2 故障现象确认与分析

2.1 故障现象确认

在检查车辆剩余电量时，发现电量低于20%，将车辆移动至充电工位进行充电。第二天进行车辆复位时，发现车辆启动开关只能到ON 档，不能到ST档，仪表显示无系统故障灯，无READY 灯，车辆无法正常启动。故障现象确认如图1所示。

图1 故障现象确认

2.2 故障分析

1）启动系统相关线路故障；

2）启动继电器故障；

3）整车控制器（VCU）局部故障；

4）车辆防盗系统（PEPS）局部故障。

3 吉利帝豪EV300启动电路图工作原理与诊断方案设计分析

3.1 吉利帝豪EV300启动电路图工作原理

吉利帝豪EV300启动信号工作原理：当踩下制动踏板按下SSB，PEPS（无钥匙进入和无钥匙启动系统）插座IP33/23 号脚发出12 V 左右的动态电压至对插IP90/7 号脚和CA39/7 号脚输入至启动继电器ER19/2号脚，经过启动继电器ER19/1 号脚与车身搭铁，当PEPS（无钥匙进入和无钥匙启动系统）发出的动态电压经过该线路的一瞬间，启动继电器ER19 触点端瞬间闭合。此时，由IG1 继电器发出的电压经过保险IF25至插座CA20/6号脚输入到启动继电器ER19/5号脚，再由启动继电器ER19/3 号脚将12 V 左右的动态电压输出至VCU（整车控制器）插座CA54/10 号脚进入VCU（整车控制器），当VCU（整车控制器）接收到此信号时，启动车辆[10-11]。吉利帝豪EV300启动电路图如图2所示。

图2 吉利帝豪EV300 启动电路图

3.2 诊断方案设计分析

由图1 可知，仪表显示车辆状态所处环节为自检正常，但无法正常启动，可以判断车辆状态在第四环节前所有启动条件均正常，由此可划分该故障范围为无启动信号或启动信号线路及其器件故障。下面针对启动信号故障、启动信号线路故障、启动信号线路器件故障进行诊断与排除，具体如下[12]。

3.2.1 启动信号故障

1）做好个人高压安全防护后，进行车辆基本检查，确保车辆高低压连接线束连接正常。

2）打开车辆灯光开关，使用万用表直流电压档测量低压蓄电池电压，正常值为12 V±1 V，测量完毕后关闭灯光开关。对于启动信号故障，采用电压测量法，判断启动信号是否正常发出。首先，将车辆启动开关打至OFF 档，使用万用表与探针相结合的在线背插法，测量IP33/23 在车辆启动开关OFF 档-ST 档瞬间对地电压，正常值为0～12 V±0～1 V。若异常，则判断PEPS模块发出启动信号异常。

3.2.2 启动信号线路故障

1）若PEPS 模块发出正常启动信号后，车辆还是不能启动，则判断为整车控制器未接收到启动信号，那么启动信号线路故障则是导致整车控制器无法收到启动信号的原因。对于启动信号线路故障，采用电阻测量法判断启动线路是否正常[13]。首先，将测量启动开关打至OFF 档，拔下蓄电池负极，并做好绝缘保护，使用万用表电阻档测量IP33/23 与启动继电器ER19/1 之间的电阻，正常值为小于1 Ω。若测量值不为1 Ω 以下，则该线路判断异常，分段检测直至找到故障点。若测量结果正常，则继续使用万用表电阻档测量启动继电器ER19/2 与车身搭铁之间的电阻，正常值为小于1 Ω。若测量值不为1 Ω 以下，则该线路判断异常，维修该线束。若测量结果正常，则进行下一步测量。

2）启动开关打至ON 档，用万用表直流电压档测量启动继电器ER19/5对地电压，正常值为12 V±1 V。若测量结果异常，则使用万用表电阻档分段检测熔断丝IF20输入端与启动继电器ER19/5之间线束，直至找到故障点。当测量结果正常时，则进行下一步测量。

3）启动开关打至OFF 档，使用万用表电阻档测量启动继电器ER19/5 与整车控制器插座CA54/10 之间电阻，正常值为小于1 Ω。若测量值不为1 Ω 以下，则该线路判断异常，维修该线束。当测量结果正常时，则进行下一步测量。

3.2.3 启动信号线路器件故障

1）若PEPS 发出正常启动信号，且启动信号线路均正常，车辆还是不能正常启动，那么启动信号线路器件故障则是导致整车控制器无法收到启动信号的原因。对于启动信号线路器件故障，采用电压测量法与电阻测量法判断启动线路器件是否正常[14]。首先，将测量启动开关打至OFF 档，拔下蓄电池负极，并做好绝缘保护，拔下启动继电器ER19，使用万用表电阻档测量ER19/1 与ER19/2 之间的线圈电阻，正常值为80 Ω±5 Ω。若测量结果异常时，判断启动继电器ER19 线圈端故障，更换该继电器。当测量结果正常时，使用两根短接线分别连接启动继电器ER19/1 与ER19/2，同时将连接ER19/1 端的短接线连接低压蓄电池正级，将连接ER19/2 端的短接线连接低压蓄电池负级，使用万用表电阻档测量启动继电器ER19/5与ER19/3之间电阻，正常值为小于1 Ω。若测量值不为1 Ω 以下，判断启动继电器开关端故障，更换该继电器。当测量结果正常时，判断整车控制器模块局部故障[15]。

2）根据故障现象、诊断方案设计分析绘制出诊断流程图，如图3所示。

图3 诊断流程图

4 诊断过程

根据上文故障原因分析与车辆启动原理分析，对该车的故障原因依次诊断排除。查阅该车型的维修电路图与维修手册，并按照诊断流程对其进行检修，具体诊断检修过程如下。

1）启动开关打至OFF 档，做好个人高压防护，拔下蓄电池负极，并做好绝缘防护，静止5 min 后拔下动力母线，做好绝缘防护后铺设车内外四件套，如图4所示。

图4 铺设车内外四件套

2）打开车辆机舱盖，打开车辆大灯，万用表调至电压档测量低压蓄电池电压，测量值为11.8 V，如图5所示，判断车辆可以正常启动。

图5 测量低压蓄电池电压

3）连接诊断仪（百通科信），选择吉利帝豪EV300 车型，进入整车控制器（VCU）系统读取故障码，并未发现故障码，再进入整车控制器（VCU）读取数据流，读取到车辆起动机状态——未激活，判断启动信号异常，如图6所示。

图6 读取数据流

4）启动开关打至ST 档，用万用表与探针相结合的在线背插法测量IP33/23 至车身搭铁电压，结果显示0～12 V～0 动态数据，如图7 所示，判断正常，进行下一步测量。

图7 IP33/23至车身搭铁电压

5）启动开关打至ST 档，用万用表与探针相结合的在线背插法测量CA39/7 至车身搭铁电压，结果显示0～12.1 V～0 动态数据，如图8 所示，判断正常，进行下一步测量。

图8 CA39/7 至车身搭铁电压

6）启动开关打至ST 档，用万用表与连接线、转接头相结合的在线测量法测量ER19/1 至车身搭铁电压，结果显示0～11.7 V～0 动态数据，如图9 所示，判断正常，进行下一步测量。

图9 ER19/1 至车身搭铁电压

7）启动开关打至OFF 档，断开低压蓄电池负极，拔下启动继电器ER19，使用万用表电阻档测量ER19/2 至车身搭铁电阻，结果显示0.9 Ω，如图10 所示，判断正常，进行下一步测量。

图10 ER19/2至车身搭铁电阻

8）启动开关打至ST 档，用万用表与连接线、转接头相结合的在线测量法测量ER19/5 至车身搭铁电压，结果显示为11.8 V，如图11 所示，判断正常，进行下一步测量。

图11 ER19/5至车身搭铁电压

9）启动开关打至ST 档，用万用表与连接线、转接头相结合的在线测量法测量ER19/3 至车身搭铁电压，结果显示动态数据为0 V，如图12 所示，判断ER19继电器开关端未工作，进行下一步测量。

图12 ER19/3至车身搭铁电压

10）启动开关打至OFF 档，断开低压蓄电池负极，拔下启动继电器ER19，使用万用表电阻档测量ER19/2 至ER19/1 电阻，结果显示为无穷大，如图13所示，判断异常，进行下一步测量。

图13 ER19/2至ER19/1电阻

11）启动开关打至OFF 档，断开低压蓄电池负极，拔下启动继电器ER19，使用万用表电阻档测量车辆低压蓄电池正极至启动继电器ER19/1 插座电阻，结果显示为无穷大，如图14 所示。由此判断启动继电器ER19/1 插座至IP33/23 之间线路未与低压蓄电池正极互短，判断故障点为启动继电器ER19 线圈端异常熔断。

图14 低压蓄电池正极至启动继电器ER19/1插座电阻

12）更换ER19 继电器后，启动开关打至ST 档，车辆仪表显示READY 灯，车辆正常启动，如图15所示。

图15 车辆正常启动

5 结束语

本文为解决新能源汽车无法启动故障，分析出故障诊断方案，用实例真实有效地展现出了同一类故障诊断排除的思路，同时讲解了新能源汽车启动的4 个环节以及相关条件，通过观察车辆故障现象与文中的分析大致判断故障范围，然后围绕故障范围进行分段检测，直至检查出故障点位置，在节省时间以及维修成本的同时，可以更快地诊断出新能源汽车不能正常启动这一类故障。

由于设备条件和自身存在的原因，本文的故障诊断方案分析与实际案例排查过程中都存在许多不足之处。1）为了更好地对新能源汽车启动类故障进行诊断维修，应考虑车辆的使用环境对车辆本身的影响。2）由于检修设备条件的限制，车辆启动信号检测时没有选用示波器，未能实时检测车辆启动信号状态。若该故障诊断分析用于长期工作在恶劣环境下的新能源汽车时，所用的诊断设备不能满足在恶劣条件下的数据检测要求，可根据需求再引入示波器测量。