G38PHEV高压触点闭环监控故障案例分析

李荣

摘 要：高压触点闭环监控是保障电动汽车安全运行的一种重要方式，此种方式是利用一个附加的跨接线组成的闭环监控电路来监控高压插头和插座是否接触良好。SME和EME持续监控高电压触点闭环监控电路，只有电路闭合时才会启用高电压系统。如果电路断开或因故障未识别到闭合，则高电压系统自动关闭，车辆无法高压上电。本文通过宝马G38PHEV高压触点闭环监控故障案例分析高压触点闭环监控工作原理和排故思路。

关键词：闭环监控 故障案例 工作原理

1 故障现象

一台宝马G38PHVE车辆，行驶里程在4036KM时，客户反映车辆无法电动行驶，仪表显示供电和传动系统故障。经过连接诊断仪读取故障码，如表1。

2 确认故障现象

车辆首先先进行安全评估，确认车辆没有发生碰撞事故，底盘没有拖地碰撞。

车辆测试存储0317D7高压触点监控（高压连锁回路）对正极短路等故障，从故障码分析故障原因可能是线路短路、对地短路等。

但是执行检测计划发现，不论是SME（高压电池控制单元）还是EME（电机控制单元）检测电路都是正常状态，高压安全插头也被识别是已插上。难道故障不存在了？如图1所示。

故障清除后准备路试，车还没有开出车间大门，故障再次出现。连接诊断仪，诊断故障码一样，执行检测计划却依然显示EME/SME检测线路正常。难道是线路的某一点偶发的虚接或短路，走了三遍检测计划仍然没有结果。下一步该怎么检测？先来了解高压触点监控的原理。

3 系统原理

宝马高压触点监控的作用是利用一个附加的跨接线（如图2）组成的闭环监控电路（如图3）来监控高压插头和插座是否接触良好。插接状态下该跨接线使高电压触点监控电路闭合。松开高电压插头前，必须首先松开高电压触点监控跨接线。SME和EME持续监控高电压触点监控电路。只有电路闭合时才会启用高电压系统。如果通过松开电桥使高电压触点监控电路断开，则高电压系统自动关闭。这是一种附加安全措施，因为开始工作前售后服务员工已将高电压系统切换到无电压。如果在高电压系统处于启用状态时拔出高电压触点监控电桥，则会导致安全接触器“强制”断开。结果可能导致触点磨损加剧甚至损坏。

如何来判断监控环路是完好的呢？如果在监控环路任意一点开路，测得两端的方波信号如图4图所示：频率是88Hz，占宽比是50%，电压是0-12V，则说明该环路正常。

4 故障分析

4.1 目视检查导线和插头

首先断开高压电，初步检查EME高低压插头和触点监控的小黑插头、高压电池高低压插头和小黑插头、服务开关及目视能看到的线路均未发现异常。接电准备再次路试，但是没有试到故障，分析两种原因：

（1）检查线路时，胡乱抓把故障暂时排除了。

（2）软件问题，断电以后没有再出现故障。

由于多次试车均未再出现故障，只能将整车编程至最新交由给客户使用。交车当晚，客户跟SA抱怨充电充不进了，充电指示灯亮红色。难道又出现了新的问题？第二天客户回厂，测试依然是触点监控故障，检测计划依然正常。经过无数次的充电、试车终于找到一丝故障发生规律：

（1）路试故障不会出现，一直可以电动行驶。

（2）车俩长时间休眠后，解锁启动车辆后故障容易出现。

（3）充电时故障频率比较高。

4.2 波形测量

在重现故障的等待间隙，再次分析了故障码，根据检测计划，存在故障的线路信号名是HV_IL，也就是图3中电路图中的这个环路。既然充电和休眠时故障容易再现，那就可以在充电时借助示波器测量触点监控的波形，看看有无异常。

设置好示波器后蹲守了两个小时左右，终于当仪表提示无法充电时，在EME小黑插头处测量两个针脚，一个针脚没有波形，另一个针脚波形异常。异常波形持续约一两分钟后恢复正常。波形恢复后，短暂休眠车辆又可以正常充电。接下来还要缩小故障范围，常规的测量方法是在环路的各个点分别断开线路测量监控波形，进而逐渐缩小范围，但是这个故障是偶发的，而且要在充电时休眠容易出此案故障，而断开环路高压就无法充电，故障也就不会出现，怎么办？可以采取在针脚47和针脚23跨接一根线，还有针脚A190*02B和A332*02B跨接一根线这样可以快速排除所有线路、插头、以及服务开关的可能，如图5所示。

飞线后进行充电测试，等待故障再次出现，此时环路是处于闭合状态，示波器测量电池侧SME的23号脚，正常波形是5.5V至8.5V左右的占空比。当故障出现时电压降到了0V，一段时间后波形又恢复正常。由此判断可能原因有EME、SME及高压电池内部线束，但还是无法定位是EME还是SME？从维修资料可以看到SME是触点监控的主控，在故障出现时，迅速拔掉服务开关断开高压电源、断开高压蓄电池侧的小黑插头以及EME侧的小黑插头。注意：断开高压电源时应按标准步骤来断电。车辆外部检查确认处于非事故，确认车辆处于休眠状态，使用安全锁锁止服务开关，进去PAD模式/打开KL15确认高压系统已关闭。然后持续测量高压電池侧23号针脚，结果波形依然没有输出。

4.3 与正常车对比

现在的状态是服务开关断开，EME侧的小黑插头断开，SME侧的小插头连接，现在测23号针脚和2号针脚，也就是相当于把EME排除在外。对比正常车，同样状态下，正常车触点监控环路开路状态下，高压电池侧23号针脚和2号针脚分别对地，都有能测量到0-12V的方波信号。

根据以上波形对比，可以锁定为SME及电池内部线束问题，因为更换SME需要拆开高压电池，步骤繁琐，进一步测量EME的47和34针脚，有波形输出，确定是SME或线束原因。

5 排除故障

拆开电池包，线束目测完好，最终更换SME后反复充电试车正常，确认故障排除。该车故障的根本原因就是SME发出的触点监控信号，是错乱甚至停止发送信号，EME检测不到触点监控信号而报触点检测信号短路或断路的故障。维修文件讲的触点监控信号标准波形是0至12V方波，实车测量这是在环路处于断路情况下的波形，而环路断路的情况下高压电是不上电的，这对该案例需要充电才偶发故障测量没有太大意义。经过和试驾车对比确认，在环路处于闭合状态时，监控波形是SME一侧为5.5至8.5V左右的占空比信号，另一侧为6.5至7.5V左右的电压信号。测量触点监控信号时，需要注意环路闭合或开路状态时，出现的监控波形是不一样的，所以合理使用适配器是很关键的因素。

项目：智能汽车发展背景下《智能汽车环境传感器技术》教学资源库建设，项目编号：ZJGB2019310。

参考文献：

[1]金怡静.宝马iX3高压电系统新技术剖析[J].汽车维修技师，2021（05）.

[2]刘德涛，柯尚伟.新能源汽车绝缘监控原理和维修要点分析[J].南方农机，2020.

[3]王征.浅析新能源汽车绝缘检测与监测运用[J].电子乐园，2020.

[4]韩星星.新能源汽车电气绝缘检测和监测方法的应用[J].汽车与新动力，2022.