纯电动汽车充电故障诊断与分析
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摘 要：21世纪以来，我国汽车产业高速发展，已经成为世界汽车制造和销售大国。电动汽车的维护保养与传统燃油车有很多的不同，新能源汽车的发展是大势所趋，这就要求职业院校紧跟汽车行业发展趋势，掌握汽车行业的新理念与新技术，为社会培养紧缺型技能人才。本文以比亚迪E5（2018款）纯电动汽车为例来介绍交流充电控制原理与常见无法充电故障检测与维修。
关键词：新能源电动汽车 交流充电桩 充电控制过程 无法充电案例分析
中图分类号：U472 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）08（c）-0066-02
新能源汽车发展至今，通过自主研制，开发出混合动力、插电式混合动力、纯电动和燃料电池汽车等各类整车产品，对于电动汽车生产制造趋向于智能化、网络化管理方式，产业集中度不断提高，产品技术水平明显提升，初步掌握了电动汽车整车设计、系统集成等关键技术，为我国的青山绿水、碧海蓝天工程提供了解决方案。
新能源汽车充电桩分为交流充电和直流充电两种方式，直流充电桩不需要车载充电机装置，可以直接给电池包充电。交流充电桩为汽车充电机提供交流电源，可分为单相交流电和三相交流电，充电过程由充电桩、充电枪、车载充电机、整车控制器、电池管理系统协同完成。
充电模块故障分为充电桩故障、车载充电控制故障，从电气控制上分为强电控制故障和弱电控制故障，首先介绍充电桩结构与控制原理、充电控制原理，结合常见车辆无法充电案例进行故障分析与排除。
1 充电控制过程
充电枪插入完成后，充电桩供电控制装置检测点1的电压值为9V左右，这时将S1开关闭合到PWM端子，车载控制装置检测点3检测到RC电阻值，判断充电最大功率，并确认充电枪已连接完成，检测位置2的电压值为9V左右脉冲电压，并计算PWM占空比，正常值为10%～90%，占空比符合要求后，唤醒电池管理控制器，并发送充电请求报文，同时车载控制装置控制S2开关闭合。充电桩供电控制装置检测点1的电压值变为6V左右，交流充电控制器控制继电器K1、K2闭合。车载控制装置检测位置2的电压值6V左右，车辆电池管理器唤醒车载充电机开始工作，并控制电池包分压接触器和正负极接触器闭合，车辆仪表显示充电完成时间、充电功率等信息，预充电结束后开始充电。
可能存在的故障有检测点2、3信号丢失、接地不良、CC、CP信号接触不良、二极管击穿、S2开关损坏、充电枪L、N、PE插头底座接线端子接触不良，车辆控制装置故障、车载充电机故障、电池管理控制信号故障等。具体故障诊断要通过故障现象来分析故障原因。
2 比亚迪E5充电故障案例分析
2.1 充电枪插入没有反应
故障现象：充电枪插入后车载显示屏没有任何提示。
故障分析：通过分析充电枪连接确认与引导控制电路得出，车辆控制装置通过检测点3来检测RC阻值来确认充电枪是否完全插入。当充电枪插入没有反应时，应考虑充电枪手动机械开关S3、CC接线端子、充电枪PE与车身地、以及车载充电机供电是否正常。
故障检测：（1）使用万用表电阻档检测充电枪CC端与PE端电阻，S3开关闭合时正常电阻值100～1.5k?，当S3开关断开时，电阻应为2～4k?。如果不正常，要拆开充电枪检查机械开关S3通断是否正常。
（2）检查充电口CC、PE连接是否正常。
A：操作启动开关使电源模式至OFF状态。
B：断开蓄电池负极电缆。
C：断开高压电控连接线束B28（B），使用万用表电阻档检查交流充电口CC与B28（B）的端子7的电阻值，标准值小于1?。
（3）检测车载充电机供电电压是否正常。
确认故障点并维修，充电枪再次插入，确认故障排除。
2.2 一直处于充电连接中，无法充电
故障现象：充电枪插入后，仪表显示充电连接中，无法进行充电。
故障分析：通过分析充电枪连接确认与引导控制电路得出，充电枪插入完成后，充电桩供电控制装置检测点1的电压值为9V左右，这时将S1开关闭合到PWM端子，检测位置2的电压值为9V左右脉冲电压，并计算PWM占空比，正常值为10%～90%，占空比符合要求后，唤醒电池管理控制器，并发送充电请求报文。当充电枪插入后，显示屏一直处于连接中，应考虑CP信号连接是否正常、PWM占空比是否正常、车载充电器通信接口是否正常。
故障排除：将诊断仪与行车电脑连接，读取车载充电机与电池管理器故障码与数据流。
（1）车载充电机通讯是否正常。
（2）CP信号连接是否正常。
A：操作启动开关使电源模式至OFF状态。
B：断开蓄电池负极电缆。
C：断开高压电控连接线束B28（B），使用万用表电阻档检查交流充电口CP与B28（B）的端子1的电阻值，标准值小于1?。
（3）CP占空比的有效性。
确认故障点并维修，充电枪再次插入，确认故障排除。
2.3 充电连接成功，但充电功率异常
故障现象：仪表显示充电连接正常，充电功率未显示或值异常。
故障分析：首先在CC、CP信号正常通讯的情况下，如果BCM未接收到充电连接信号，双路电继电器则不能吸合，影响电池管理系统与DCDC模块的正常工作，导致车辆充电准备工作无法完成，充电完成时间、功率等信息无法显示。另一方面在车辆充电准备工作完成后，如果直流霍尔传感器工作异常，则会导致充电功率显示为0或超出正常值。
故障排除：将诊断仪与行车电脑连接，读取BCM与电池管理器故障码与数据流。
（1）BCM充电连接信号是否正常（见圖1）。
A：操作启动开关使电源模式至OFF状态。
B：断开蓄电池负极电缆。
C：断开高压电控连接线束B28（B），断开车身控制器连接线束G2R，使用万用表电阻档检查车身控制器连接线束G2R的端子17与B28（B）的端子6（四合一简版）的电阻值，标准值小于1?。
（2）双路电继电器工作是否正常。
（3）直流霍尔传感器工作是否正常。
确认故障点并维修，充电枪再次插入，确认故障排除。
交流充电桩对于电动汽车用户使用比较方便，可以使用家庭供电对车辆充电，对电池损伤比较小，利用夜间充电可以节省开支，使用频率比较高，在充电过程中如果遇到的问题也会比较多，维修人员必须理解交流充电控制原理，通过故障现象与车辆诊断仪的故障代码和数据流来判断故障范围，从而快速为用户解决无法充电的问题。
参考文献
[1] 王俭朴，刘炳德.直流系统绝缘状态及接地点故障在线检测的原理与方法[J].甘肃科技，2007，23（2）： 66-68.
[2] 张毅.纯电动轿车动力总成控制系统的研究[D].上海交通大学，2007.
[3] 马德粮.新能源汽车技术[M].北京：清华大学出版社，2017.
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