广汽AION Y 电动汽车启动失效分析

张博华，邓东文

（广州市交通技师学院，广州 510540）

引言

随着粤港澳大湾区各地大力推广节能及新能源汽车，推动车辆电动化替代，电动汽车保有量迅速上升，且随着2019、2020 年首批数量较大的量产车型逐渐进入故障期，汽车后市场的服务水平与需求出现了明显的差距。本文作者对比亚迪、埃安、特斯拉等主要品牌车型进行调查统计，针对其中较为典型的启动故障，通过系统分析方法，提出一种较为普遍的排故方法，供同类故障维修参考。

1 故障现象

一辆2020 年8 月生产的广汽AION Y 电动汽车，行驶里程为8 7126 km。根据车主反馈，该车在自家车位停放了8 天未正常使用，刚开始还能正常启动车辆行驶，但在经过一段较长的颠簸路段停车后就无法再次启动。尝试几次按下一键启动电源开关，READY 灯不点亮，仪表提示“系统异常，联系检查”信息外，未见其他明显故障指示灯，无法挂挡行驶，如图1 所示。

图1 仪表故障现象

2 广汽AION Y 系统结构简述

广汽AION Y 电动车主要由动力蓄电池系统、驱动电机系统、充电系统、车身控制系统和整车控制系统等组成。

2.1 动力蓄电池系统

动力蓄电池系统是连接动力蓄电池和电动汽车的重要纽带，实时采集、处理、存储电池组运行过程中的重要信息，防止电池出现过度充电和过度放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态等。

1）动力电池系统由动力电池、总正继电器、总负继电器、预充继电器、预充电阻、快充继电器、电流传感器、MCU、BCU 及BMS 等组成。

2）动力电池系统提供高压回路的接通和切断，具有高压电安全管理、高压电充电管理、故障保护等功能。

3）高压电安全管理：包括碰撞断电、高压系统回路绝缘、高压互锁检测与处理等。

4）高压电充放电管理：控制预充继电器、总负继电器、主正继电器的闭合与断开，完成高压上电和充电过程。

5）故障保护：包括对过流、过温、过压、欠压、漏电流等故障进行保护。

2.2 驱动电机系统

驱动电机系统是电动汽车的核心，在电动汽车上起到了驱动车辆前进与后退并且能够回收制动能量的作用，并具有过压、过流、欠压、欠流及过热保护功能；其由电机控制器和驱动电机等组成。

1）驱动车辆：整车高压上电完成，电机控制器接受整车控制器命令，将高压直流电逆变为交流电，通过调整输出交流电的电压、频率、相序，控制驱动电机的起动、转向和转速。

2）能量回收：制动时，整车控制器根据制动深度等信号计算制动力总需求，通过计算来合理分配制动力，按照一定的比例将行驶的动能转化为电能。

3）过压、过流、欠压、欠流保护功能：电机控制器检测到过压、过流、欠压、欠流时，控制器会停止输出电流并且报出相应故障。

4）过热保护功能：电机控制器采集电机控制器和驱动电机内部的温度传感器信号，根据合适的停机过热保护值、降功耗保护值来封锁电流输出或者限制电流最大值以达到停车或者降功耗行驶的目的。

2.3 充电系统

充电系统主要分为交流充电和直流充电两种。

1）交流充电：车辆交流充电是采用交流充电，将公共电网的交流电能传递给集成电源系统，集成电源系统 将交流电变换为直流电，并给电池组箱充电，交流充电系统由交流充电枪、交流充电插座、集成电源系统、集成电力驱动总成、电池组箱等组成。如图2所示。

图2 交流充电结构图

2）直流充电

车辆直流充电是通过直流充电桩进行充电，直接传输高压直流电给电池组箱充电，直流充电系统主要由充电线束、电池组箱及直流充电桩组成。如图3 所示。

图3 直流充电结构图

2.4 车身控制系统

车身控制系统以车身控制模块为核心，接收车内灯光开关、雨刮开关等开关信号及智能钥匙信号、CAN 及LIN 总线信号，实现相应负载的逻辑控制，实现对部分车身电气电源的管理，灯光系统、中控门锁系统、雨刮与洗涤系统、车身提醒及防盗的控制。

2.5 整车控制系统

整车控制系统是电动汽车车辆控制系统的核心，它负责协调各控制系统的协同工作，为车辆的良好运行提供完善的控制逻辑。整车控制系统通过采集加速踏板信号、制动踏板信号及其他部件信号，监测车辆信息及驾驶员意图，并根据扭矩模型等算法做出相应判断后，控制下层各部件控制器及执行器的动作，驱动汽车正常行驶。作为汽车管理中心，整车控制系统主要功能包括：对汽车行驶控制的功能、整车的网络化管理、制动能量回馈控制、整车能量管理和优化、车辆状态的监测和显示、故障诊断与处理、外接充电管理等，它起着控制车辆运行的作用。如图4 所示。

图4 整车控制系统结构图

3 故障诊断排除试验

根据车主的描述，利用道通919 诊断仪进行故障码读取，以判断故障范围是控制线路、开关、元件或者控制单元方面。

1）启动车辆，仪表的READY 指示灯未点亮，仪表提示“系统异常，联系检查”信息外，未见其他明显故障指示灯（见故障现象）。

2）连接道通919 诊断仪与车辆通讯，登录后直接扫描系统读取故障代码，将系统存在的所有故障代码清除后，存在P0A0A01 和P0A0A29 两个车辆控制系统（VCU）当前故障码无法清除，如图5 所示。

图5 车辆控制系统（VCU）当前故障码

查阅广汽AION Y 维修手册,P0A0A01 和P0A0A29 故障代码含义及故障可能性原因如表1 所示。

表1 P0A0A01 和P0A0A29 故障代码含义

高压互锁是用低压信号监视高压回路完整性的一种安全设计方法，通过使用低压信号来检查电动汽车上所有与高压线束相连的各组件，检测各个高压系统回路的电气连接完整性。

查阅广汽AION Y 维修电路图，车辆控制系统（VCU）高压互锁电路（HVIL）如图6 所示。

图6 广汽AION Y 高压互锁控制电路

查阅广汽AION Y 诊断手册，P0A0A01 和P0A0A29故障代码的排除方法如表2 所示。

表2 P0A0A01 和P0A0A29 故障代码的排除方法

断开车辆辅助蓄电池负极，利用万用表对高压互锁电路（HVIL）各节点进行导通性检测，实测数值如图7和表3 所示。

表3 高压互锁电路（HVIL）各节点检测数值

图7 高压互锁电路（HVIL）各节点导通性检测

4 结果分析

通过检测比较图7 和表3 的检测数值，发现FB57-6端 与FB25-20 端、FB57-6 端 与FB15-4 之 间的阻值均为无穷大，与诊断手册规定的参考值（1Ω）不符。经过对线路排查，发现FB57-6 端与FB25-20 端之间连接点已断开，导致高压互锁电路（HVIL）控制回路发生断路情况，车辆控制系统（VCU）无法接收到互锁反馈信号，采用跨接导线替换原断路部位，利用道通919 诊断仪重新读取系统故障，显示系统故障已排除，但车辆READY 灯仍无法点亮，车辆无法启动。由此可判定还存在隐性故障点。

经与车主再次沟通，询问车辆使用的异常情况，反馈说之前车辆发生过严重交通事故，A 柱及左前门被挤压变形做过钣喷修复情况。

根据车主反馈的信息，再次查阅车辆维修手册，确定车辆A 柱及左前门位置的线路布局，此处安置有FB31 和FB32 两个接插件线束，其中FB31 插件是串联无匙启动/智能进入系统控制器（IP47）及车身控制模块（IP14），通过FB57-61 的CRANK 信号进行通讯的。如图8 所示。

图8 CRANK 信号进行通讯拓扑图

关闭车辆启动开关电源，断开辅助蓄电池负极，取下FB31、FB57、IP14 和IP47 接插件，分别对CRANK 信号线路各个节点进行导通性及信号数值检测，实测数值如图9、图10 和表4 所示。

表4 CRANK 信号线路各个节点进行导通性及信号数值检测

图9 CRANK 信号线路各个节点进行导通性检测

图10 CRANK 信号线路信号数值检测

通过检测比较图9 和表4 的检测数值，发现FB57-61 端与IP47-21 端、FB57-61 端与IP14-33 之间的阻值均为无穷大，与诊断手册规定的参考值（1Ω）不符；FB57-61 端与IP47-21 端、FB57-61 端 与IP14-33 之间的电压值约为11.83V，IP05 端子对地电压值为11.84V，与实际导线两端电压值不符；剥开线束查验，发现CRANK 粉色信号线路已断裂，导致信号电压无法正常通讯，如图11所示。

图11 CRANK 信号线路修复及故障排除验证

5 诊断修复试验

利用接线法修复CRANK 粉色信号线路断开处，重新启动车辆，READY 灯正常点亮，车辆启动成功，能正常挂挡行驶，利用道通919 诊断仪重新读取系统故障，清除整车系统故障代码，至此故障完全排除，交付车辆。

6 总结

通过本次电动汽车无法启动故障诊断修复试验，总结出针对无法启动故障失效分析如下：首先应确定故障现象的真实性，利用故障诊断仪进行故障码或各控制系统的数据流读取，确定故障系统范围如低压电源控制系统（供电故障、遥控钥匙故障）、高压控制系统（高压部件故障、漏电故障、绝缘故障）、控制系统（CAN 网络故障、高压互锁故障、温控故障、控制器故障）；其次根据故障码的含义或数据流的异常查阅维修手册和车型电路图，查找导致故障的控制线路或部件，借助测量仪器进行实际数据检测，并与参考值进行比对，得出分析结果并确认故障点位置；最后对故障点进行修复试验，清除故障码并读取数据流，确保故障已彻底修复，恢复车辆正常使用功能。