陳社會(huì)

（無錫汽車工程高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校， 江蘇 無錫 214153）

1 故障現(xiàn)象

一輛2008款別克君越混合動(dòng)力汽車，行駛里程26萬公里。出現(xiàn)故障后，初步檢查發(fā)現(xiàn)，起動(dòng)車輛，剛開始正常，1min后，蓄電池 （12V輔助蓄電池） 充電故障警告燈亮，發(fā)電機(jī)不能正常發(fā)電。斷開點(diǎn)火開關(guān)后，過一段時(shí)間，重新起動(dòng)車輛，故障依舊。

圖1 別克君越混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的基本結(jié)構(gòu)［1］

2 結(jié)構(gòu)與工作原理分析

別克君越是上汽通用公司量產(chǎn)的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車，該款車使用的混合動(dòng)力系統(tǒng)為BAS Hybrid （Belt Alternator Starter，驅(qū)動(dòng)皮帶-發(fā)電機(jī)-起動(dòng)機(jī)） 系統(tǒng)。該款汽車的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，混合動(dòng)力系統(tǒng)組成如圖2所示。

該車的發(fā)動(dòng)機(jī)提供給車輛的是主要?jiǎng)恿?，電?dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)提供給汽車的是輔助動(dòng)力，同時(shí)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)也取代了傳統(tǒng)汽車的起動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)。電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)總成簡(jiǎn)稱MGU（Motor/Generator Unit），它既可以作為發(fā)電機(jī)也可以作為電動(dòng)機(jī)。在車輛等待紅燈期間，發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作，如果要起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，MGU將起到起動(dòng)機(jī)的作用，將發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)；另外，MGU在發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載較高時(shí)提供電動(dòng)助力；MGU作為發(fā)電機(jī)時(shí)，將發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械動(dòng)力轉(zhuǎn)換成三相交流電，供給SGCM。MGU上帶有屏蔽的三相電纜，該三相電纜外觀顏色是藍(lán)色，一般來說，通用公司用藍(lán)色電纜來傳送中間級(jí)別電壓（36V）。別克君越混合動(dòng)力電動(dòng)汽車使用的是鎳氫電池組（Ni-MH），由3個(gè)12V模組串聯(lián)連接組成。電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)控制模塊簡(jiǎn)稱SGCM （Starter/Generator Control Module）。SGCM可以作為逆變器，當(dāng)MGU作為起動(dòng)機(jī)時(shí)，SGCM要將動(dòng)力電池組36V的直流電轉(zhuǎn)換成三相的交流電，以驅(qū)動(dòng)MGU；SGCM也可以作為整流器和電壓轉(zhuǎn)換器，當(dāng)MGU作為發(fā)電機(jī)使用時(shí)，SGCM會(huì)將發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換成36V的直流電，同時(shí)SGCM再將直流電分配到12V系統(tǒng)和36V的系統(tǒng)中去。

圖2 別克君越混合動(dòng)力系統(tǒng)的組成［1］

3 電路分析

MGU和SGCM控制電路如圖3所示。

圖3中，ESCM是混合動(dòng)力電池組分離控制模塊，也稱為能量存儲(chǔ)控制模塊。電池組分離控制模塊通過LAN與車輛其他系統(tǒng)進(jìn)行通信，其主要作用是控制混合動(dòng)力電池組電源的供給或切斷，同時(shí)也監(jiān)測(cè)電池組的工作狀態(tài)。J2-9是發(fā)電機(jī)MGU低電平參考電壓（信號(hào)），用來控制發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓，在發(fā)電機(jī)正常工作的時(shí)候，發(fā)電機(jī)低電平參考電壓信號(hào)應(yīng)為4.3～5.5V；J2-12是發(fā)電機(jī)接通信號(hào)，是搭鐵線。

4 故障診斷與排除

4.1 讀取故障碼

使用診斷儀，讀取故障代碼，故障碼都是當(dāng)前的，不是歷史碼，分別是POA82、POAA2、P1A26、P0AFB。

圖3 MGU和SGCM控制電路［2］

4.2 故障原因分析

故障碼POA82表示混合動(dòng)力蓄電池組冷卻風(fēng)扇卡在斷開位置。蓄電池能量控制模塊監(jiān)測(cè)與檢測(cè)冷卻風(fēng)扇是否啟用、卡在斷開位置或卡在接通狀態(tài)。如果檢測(cè)到故障，將設(shè)置相應(yīng)的故障診斷碼。故障碼P0AA2表示混合動(dòng)力蓄電池正極接觸器電路卡在打開位置，正極接觸器由發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)蓄電池能量控制模塊沒有對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊的斷開正極接觸器指令做出反應(yīng)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)此故障碼。故障碼P1A26表示混合動(dòng)力蓄電池1電壓過低。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊監(jiān)測(cè)混合動(dòng)力蓄電池組電壓，當(dāng)電壓低于22V時(shí)，要將接觸器斷開。故障碼P0AFB表示混合動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)電壓過高。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊也監(jiān)測(cè)與檢測(cè)動(dòng)力蓄電池是否有電壓過高情況，并保護(hù)MOSFET，防止超載。

冷卻風(fēng)扇卡在斷開位置的故障不能直接導(dǎo)致發(fā)電機(jī)不能發(fā)電，而本案例動(dòng)力蓄電池電壓既有過高也有過低的故障，初步懷疑是動(dòng)力蓄電池的故障。

4.3 故障檢測(cè)

穿好絕緣鞋，戴好絕緣手套和護(hù)目鏡，用萬用表連接好動(dòng)力充電池正負(fù)極之后，起動(dòng)車輛，觀察萬用表低壓讀數(shù)，發(fā)現(xiàn)動(dòng)力蓄電池電壓在29.7V左右，1min后動(dòng)力蓄電池電壓突然上升到51.6V，然后又降到0V，這說明動(dòng)力蓄電池性能損壞。

然后斷開點(diǎn)火開關(guān)，重新起動(dòng)車輛，用萬用表檢測(cè)圖3中J2-9發(fā)電機(jī)MGU低電平參考電壓信號(hào)，發(fā)現(xiàn)電壓在7～13.1V之間波動(dòng)，1min后突然變?yōu)?V，這與標(biāo)準(zhǔn)值電壓信號(hào)應(yīng)為4.3～5.5V不符，因此發(fā)電機(jī)不能發(fā)電。這是因?yàn)閯?dòng)力蓄電池性能異常，發(fā)電機(jī)發(fā)的電無法由SGCM正常充入動(dòng)力蓄電池，發(fā)電機(jī)處于“拋載”狀態(tài)，然后控制系統(tǒng)為了保護(hù)發(fā)電機(jī)，讓發(fā)電機(jī)停止工作。

接著檢測(cè)冷卻風(fēng)扇及其電路。將點(diǎn)火開關(guān)置于ON位置，指令混合動(dòng)力蓄電池組冷卻風(fēng)扇打開。但是冷卻風(fēng)扇不能打開，接著，將點(diǎn)火開關(guān)置于OFF位置，斷開冷卻風(fēng)扇線束連接器，斷開蓄電池能量控制模塊線束連接器。測(cè)試蓄電池能量控制模塊連接器端子至冷卻風(fēng)扇線束連接器端子之間的電阻，均正常。這說明是冷卻風(fēng)扇本體損壞。

4.4 故障排除

按照維修手冊(cè)標(biāo)準(zhǔn)程序更換動(dòng)力蓄電池和冷卻風(fēng)扇。然后起動(dòng)車輛，清除故障碼并重新讀取，發(fā)現(xiàn)無故障碼。發(fā)電機(jī)也正常發(fā)電，儀表也顯示正常，故障已排除。

5 小結(jié)

從本案例可以看出，由于冷卻風(fēng)扇卡在斷開位置，動(dòng)力蓄電池長(zhǎng)時(shí)間得不到冷卻，導(dǎo)致動(dòng)力性能損壞，不能正常充電，也導(dǎo)致發(fā)電機(jī)不能正常發(fā)電。混合動(dòng)力汽車故障的原因相對(duì)復(fù)雜，需要綜合考慮各子系統(tǒng)。一些部件的損壞可會(huì)直接導(dǎo)致車輛性能不正常，但是這可能不是導(dǎo)致故障的初始原因，要特別注意連環(huán)故障，這就需要從源頭上找原因，只有這樣才能將故障真正排除。