一汽-大众ID.4 纯电动汽车直流无法充电的故障排除

文：张雄华

关键词：车载充电机、CAN 总线、终端电阻

故障现象：一辆2022 年产一汽-大众ID.4 纯电动汽车， 行驶里程1.3 万km。用户近期反映该车使用直流充电时无法充电，插上直流充电枪后，充电口红灯长亮；同时在APP 软件界面上显示“充电已结束，请将充电枪归位”的提示（图1）。

图1 故障现象

检查分析：维修人员接车后，确认故障现象与用户描述一致。将该车连接店内的直流充电桩上做充电测试，发现充电枪插入后，充电桩与车辆建立连接时出现中断，完全无法正常充电。为排除充电桩端的问题，至少更换过10 个不同位置和品牌的充电桩进行测试，都无法充电。

维修人员用故障诊断仪检测，发现C6- 高压蓄电池充电装置有“U15AB00—— 蓄电池快速充电（DC），车辆和充电柱之间的通信故障”的被动/ 偶发故障码。读取高压蓄电池充电装置的数据流，发现直流充电口插枪后的数据流与可以正常充电车辆插枪后的数据也没有区别，可以识别充电枪已插入（图2）。

图2 充电枪插入时的数据流

通过高压蓄电池充电装置的数据分析，说明车辆已经识别到插入的直流充电枪，但是为什么在高压蓄电池充电装置中还会有U15AB00 故障码呢。为此，需要分析直流充电口的控制通讯电路。根据GB/T 18487.1—2015《电动汽车传导充电系统 第1 部分：通用要求》中直流充电控制导引电路原理图（图3）可知，电阻R2、R3 及开关S 都安装在直流充电枪内部，电阻R4 安装在车辆直流充电插座内部。开关S 为充电枪内部的常闭开关，当充电枪与车辆直流充电插座完全连接后，开关S 闭合。同时，直流充电桩内部设计有检测电压U1（R1）和检测点1，电动汽车充电控制器内部设计要求有检测电压U2（R5）和检测点2。

图3 直流充电控制导引电路原理图

同时，国标对直流充电控制导引电路的参数也有明确的规定。R1 ～R5 电阻的阻值都应该是1 000.00 Ω 左右，同时测试点1 的电压应该在12 V、6 V 和4 V左右变化。

结合直流充电控制导引电路原理的介绍，分析直流充电口的工作原理。当直流充电枪插入充电口后，充电枪与车辆连接，车辆充电控制单元内部的U2电压通过R5，经过CC2 端子与直流充电枪内部的 R3 串联，最后通过PE 端子搭铁构成回路。车辆充电控制单元检测点2 设计在R5 和R3 之间，R5 和R3 构成的串联电路。不插枪时，电路断开，在检测点2 上测量到的是12 V 电压；插枪后构成串联回路，由于R5 和R3 都是1 000.00 Ω 左右，此时检测点2 电压变为6 V 左右，因此车辆识别到充电枪插入，仪表出现相应提示。拔枪后，检测点2上的电压又回到12 V，因此车辆识别到充电枪拔出。

在直流充电桩一侧，不插枪时，直流充电桩内部的U1 电压通过R1，与充电枪内部的R2 和常闭开关S 串联，最后通过直流充电桩搭铁构成回路。直流充电桩检测点1 设计在R1 和R2 之间。常闭开关S 闭合时，构成串联回路。由于R1 和R2 都是1 000.00 Ω 左右，因此检测点1 电压在6 V 左右。按下充电枪上的开关S 时，电路断开，在检测点1 上测量到的U1 为12 V 电压，因此直流充电桩内的控制器识别到充电枪按钮按下。

当直流充电枪插入车辆直流充电口时，直流充电口内部的R4 电阻和充电枪内部的R2 构成并联，再与直流充电桩内部的R1 构成串联回路。R4 和R2 都是1 000.00 Ω左右，因此并联后的电阻是500.00 Ω 左右，再与R1 的1 000.00 Ω 串联，此时检测点1 的电压会变为4 V 左右。直流充电桩通过检测点1的电压判断车辆直流充电接口完全连接。

也就是说，直流充电桩控制器是通过CC1 上的电压变化判断与车辆的连接状态，而车载充电机控制器则是通过CC2 上的电压变化判断和直流充电桩的连接状态。充电枪与车辆直流充电口插合过程中，充电机检测点1的电压从6 V——12 V——6 V——4 V，车辆检测点2 的电压从12 V——6 V，则判定车辆接口完全连接。按照国标充电时序（图4），接下来充电机将启动握手报文，也就是通过S+、S-两根CAN 总线进行通讯，允许充电总电压等数据交互。

图4 直流充电控制时序

根据直流充电原理以及该车故障现象分析，当插入直流充电枪时，车辆能够识别到充电枪插入，同时直流充电桩也能够识别到充电已结束，因此可以判断CC1和CC2 回路上的R1 ～R5 应该都是正常的。使用专用工具VAS6558/22 和万用表测量车辆直流充电口CC1 和PE 之间的电阻，结果为990.00 Ω（图5），没有问题。测量充电接口S+与S-之间的电阻，为12.52 Ω（图6），而按照总线终端电阻的设定，该电阻正常值应为120.00 Ω（图7）。

图5 用专用工具测量CC1 和PE 之间的电阻

根据电路图检测S+和S-对应的端子，未发现有断路或虚接问题。S+和S-端子通过中间插接器直接连接车载充电机AX4，S-连接到AX4 的T32/18 端子，S+连接到AX4 的T32/19 端子。测量T32/18 与T32/19 之间的电阻，结果为14.44 Ω（图8），由此可以判断故障为车载充电机AX4 内部CAN 总线终端电阻损坏所致。该终端电阻集成在车载充电机AX4 内部，无法单独更换，只能将同款救援车辆上的AX4更换到故障车上进行验证，直流充电恢复正常。

故障排除：更换AX4 总成后，故障排除。

回顾总结：根据直流充电控制原理，当判定车辆接口完全连接后，充电机将启动握手报文，也就是通过S+和S-两根CAN 总线进行通讯。按照总线设计标准，直流充电桩和车载充电机内部各有一个120 Ω 左右的终端电阻，而故障车辆正是由于车载充电机内部终端电阻损坏导致总线通讯无法正常进行，从而产生无法充电的故障。