【检修】【技术】诊断纯电动汽车高压互锁系统故障

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两步法”诊断纯电动汽车高压互锁系统故障

柳州市交通学校　马立峰

随着纯电动新能源汽车越来越深入人们的日常生活，由于其设计原理有别于传统汽车，在维修诊断时，若维修人员按照传统思维进行诊断，容易进入误区。本文以东风景逸S50EV车因高压互锁故障而引发的偶尔下高压电故障为例，介绍“两步法”的诊断过程，希望能对大家有所启发。

故障现象：车主反映，车辆近期偶尔无法上高压电，且有时会在行驶中突然下高压电。
故障问诊：询问车主最近车辆的使用情况，车主反映，车辆一直是正常使用，没有加装过电器或遇到什么特殊情况。
故障诊断：在接车救援时，该车也发生了偶尔下高压电的现象，最后是通过断开辅助蓄电池后重新连接开回维修站的。回到维修站的当天反复试车，故障一直未再现，用故障检测仪检测，未发现任何历史故障代码（之前故障出现时产生的故障代码在断开辅助蓄电池时被清除），数据流也都正常。第2天试车时故障出现，用故障检测仪检测，整车控制器（ VCM）中存储故障代P1E0300，含义为高压互锁断路。维修人员用万用表测量高压互锁系统的工作电压，正常，且也未发现高压互锁系统相关导线连接器有松动或接触不良的现象，只好断开辅助蓄电池后重新上高压电，结果车辆又正常了，当日故障未再出现，诊断陷入困境。
1　高压互锁系统简介
高压互锁用于检测高压元器件的高压导线连接器是否连接到位，通过高压元器件的低压接口向外输出信号，同时所有的高压元器件的高压互锁开关串联起来进入检测判断的核心控制模块。简单来说，就是通过高压线束上的短接端子来短接低压线束上的2根导线，连接到位的高压线束能将低压导线接通，未连接好的高压线束则无法接通，控制模块通过低压线束信号的输出及输入状态判断高压元器件的高压线束是否连接到位。也可理解为，高压互锁是安装在高压元器件内部的低压开关，只有将高压导线连接器连接到位，低压开关才能导通。目前市场上常见的纯电动汽车一般设置2套~3套高压互锁系统，东风柳汽风行景逸S50EV车现阶段设置了2套高压互锁系统，分别为动力高压互锁系统（图1）和充电高压互锁系统（图2）。在动力高压互锁系统中， VCM通过互锁输出线输出固定占空比信号，再通过互锁输入线反馈回的信号判断互锁回路是否正常。在充电高压互锁系统中，由电池管理系统控制模块（ BMS）通过互锁输出线输出低电位信号，再通过互锁输入线反馈回的信号判断互锁回路是否正常，同时通过CAN线向VCM传递互锁信息。

2 “两步法”的应用
由于高压互锁系统故障涉及的导线连接器及元件较多，应先确认优先排查的高压互锁系统，再应用“两步法”判定故障发生的部位，然后再依次查找故障部件。

2.1　确认优先排查的高压互锁系统

通过故障检测仪读取故障代码，当故障代码提示动力高压互锁系统和充电高压互锁系统均有故障时，应优先排查充电高压互锁系统的故障。

2.2　“两步法”诊断过程
以诊断动力高压互锁系统故障为例，首先选择高压互锁系统中较中部且便于测量的低压线束中的互锁线作为切入点，如对于东风柳汽风行景逸S50EV车，可选择高压分配盒（ PDU）低压线束中的互锁输出线作为切入点低压线束中的互锁输出线上的占空比信号。若信号波形正常（图3，占空比为75%的波形，高压互锁系统正常时，测量任意一点均可获得此波形），则可判定测量点至VCM互锁输出端的互锁线路正常；若信号波形不正常，如存在干扰、零点漂移（图4，此故障主要是由测量点上游高压元件的高压导线连接器未连接到位或断路引起的，虽然测量点上游高压元件的高压导线连接器未连接到位或断路，但高压元件的低压线路正常，因此仍有占空比为75%的波形；若高压导线连接器连接正常，可判定高压元件的低压模块存在故障）、无占空比信号（图5，此故障是由测量点至上游高压元件之间的线路出现断路造成的）等，可依次向测量点上游排查故障点。

（ 2）第二步：脱开PDU低压线束，测量PDU低压线束中的互锁输出线上的波形。若信号波形正常（正常为11 V~12 V直线波形），说明测量点至VCM互锁输入端的互锁线路正常；若信号电压较低，说明测量点到VCM互锁输入端的互锁线路存在故障，可依次向测量点下游排查故障点。

3　故障排查
由于该车只有VCM中存储了故障代码，因此选择检测动力高压互锁系统。用示波器在线测量PDU低压线束中的互锁输出线上的占空比信号，由图6可知，信号波形的占空比为75%，正常，但波形存在异常波动，推断互锁线路存在干扰；脱开PDU低压线束，测量PDU低压线束中的互锁输出线上的波形，为约11 V的直线波形，说明测量点至VCM互锁输入端的互锁线路正常。连接PDU低压线束，向上游检测电动空调压缩机（ AC）的互锁线路，发现AC低压线束中的互锁输入线上的占空比信号波形正常；脱开电动空调压缩机低压线束，检查发现电动空调压缩机端子有进水痕迹，且端子已轻微腐蚀。电动空调压缩机位于车辆前舱前部且位置较其他部件低，怀疑电动空调压缩机端子进水是由洗车时冲洗不当或行驶中涉水较深引起的。处理腐蚀的电动空调压缩机端子和导线连接器后试车，故障未再出现，故障排除。

4　总结
对于检测信号为占空比信号的高压互锁系统，并不能使用万用表测量电压信号或通断就可以判定高压互锁系统是否正常。目前手执示波器多为双通道，可同时测量所选高压元件的互锁输入线和互锁输出线上的波形，以快速判断所测高压元件的互锁线路是否正常。另外，对于集成度较高的高压元件，为防止脱开、连接导线连接器时产生的感应电压击坏控制模块，在接通点火开关的状态下，不允许直接脱开或连接高压元件的导线连接器。