張東燕

（廣州市交通運(yùn)輸職業(yè)學(xué)校， 廣東 廣州 510440）

1 故障現(xiàn)象確認(rèn)及分析

一輛奧迪Q5 hybrid混合動(dòng)力汽車啟動(dòng)時(shí)，儀表顯示“混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置：系統(tǒng)故障，請尋求服務(wù)站的幫助”（圖1），車輛無電動(dòng)模式，掛上擋位后，車輛不走車。另一輛奧迪A6L e-tron混合動(dòng)力汽車也出現(xiàn)了類似的故障指示燈“電動(dòng)驅(qū)動(dòng)：系統(tǒng)故障！請安全停止汽車”和無電動(dòng)模式的故障現(xiàn)象。

故障原因分析：電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障，導(dǎo)致高電壓系統(tǒng)無法正常上電，此類故障現(xiàn)象很典型，故障原因很多，初步判斷故障范圍在高壓電路、高電壓部件、低壓控制系統(tǒng)、高低壓線路及接頭等方面。

排除混合動(dòng)力汽車高壓不上電故障，需要對高壓系統(tǒng)元件、高壓線路、低壓控制回路等情況進(jìn)行檢查。兩個(gè)案例中，之前的狀態(tài)一直良好，本次故障出現(xiàn)之前，該車沒有進(jìn)行其他方面的維修。

圖1 混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置故障燈點(diǎn)亮

2 故障相關(guān)的理論知識(shí)

先根據(jù)Q5 hybrid車型以及A6L e-tron車型查閱了對應(yīng)的自學(xué)手冊、維修手冊、電路圖等，了解混合動(dòng)力技術(shù)的基本原理、高電壓部件的作用及結(jié)構(gòu)，以及常規(guī)的高電壓系統(tǒng)處理方法。

奧迪Q5混合動(dòng)力車型采用并聯(lián)式混合動(dòng)力技術(shù)，使用155kW的2.0L-TFSI發(fā)動(dòng)機(jī)與40kW的電機(jī)配合工作，發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)之間采用離合器K0來切換動(dòng)力模式，可以以純電動(dòng)方式來驅(qū)動(dòng)車輛行駛，可以利用電機(jī)輔助內(nèi)燃機(jī)工作，還可以運(yùn)行能量回收模式用以給高壓蓄電池充電。

A6L e-tron車型屬于插電混動(dòng)車型，在原有混動(dòng)車型基礎(chǔ)上，更新?lián)Q代了部分部件，其原有組件有：電驅(qū)動(dòng)裝置的功率和控制電子系統(tǒng)JX1 （帶電驅(qū)動(dòng)控制單元J841）、電機(jī)VX54、混合動(dòng)力蓄電池單元AX1 （帶SX6）、蓄電池高壓線束PX1、電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)V470、保養(yǎng)插頭TW，現(xiàn)在又增加了高壓蓄電池充電裝置AX4、充電插座UX4及高電壓加熱器Z115，其工作原理基本一致。A6L e-tron車型高壓組件如圖2所示。

圖2 A6L e-tron車型高壓組件

由于混合動(dòng)力車型采用了高電壓系統(tǒng)，其在安全保護(hù)方面主要包括以下幾個(gè)方面。

1） 絕緣監(jiān)控。在高電壓車輛上，為了保障安全，所有高電壓部件和高壓線對車身都是絕緣的，當(dāng)高電壓系統(tǒng)激活時(shí)，如果高電壓系統(tǒng)存在絕緣故障，組合儀表會(huì)有故障指示燈提示，高電壓系統(tǒng)將不能正常工作。

具體來說，絕緣監(jiān)測電路內(nèi)置于高壓蓄電池控制單元內(nèi)，對高壓電路發(fā)出測試電壓，每30s或者60s （取決于車型） 進(jìn)行一次絕緣檢測，從而識(shí)別整個(gè)高壓回路上的絕緣電阻值。當(dāng)識(shí)別到絕緣電阻過小時(shí)，高壓蓄電池控制單元會(huì)通過CAN總線向各控制系統(tǒng)發(fā)送電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障信息，然后組合儀表上會(huì)有信息提示。

2） 低壓控制電路，其連接著所有的高壓組件，構(gòu)成12V安全環(huán)形回路，也稱為高壓互鎖。其作用是通過低壓信號(hào)來檢查車上所有與高壓母線相連的各分路的完整性，監(jiān)測高壓電路通路與斷路狀態(tài)。蓄電池控制單元將信號(hào)送入安全線并分析，如果安全線斷了，那么蓄電池控制單元會(huì)立即切斷高壓系統(tǒng)，高壓觸點(diǎn)也會(huì)斷開，使得整車無高壓上電，并在儀表上進(jìn)行顯示，以此來確保人員和車輛設(shè)備的安全。

3） 發(fā)生碰撞時(shí)，安全氣囊控制單元識(shí)別出碰撞識(shí)別信號(hào)后，蓄電池控制單元也要使用這個(gè)碰撞識(shí)別信號(hào)。如果識(shí)別出碰撞了，那么蓄電池調(diào)節(jié)控制單元就會(huì)通過高壓觸點(diǎn)來將高壓蓄電池與高壓供電網(wǎng)分離開，從而避免高壓裝置在碰撞后對乘員和救援人員造成危害。

4） 所有高壓用電器都采用等電位導(dǎo)線與車身相連，該導(dǎo)線由高壓蓄電池控制單元在絕緣監(jiān)測時(shí)一同監(jiān)控，以便識(shí)別出絕緣故障或者短路。

2014年10月，習(xí)近平總書記在全國文藝工作者座談會(huì)上發(fā)表重要講話，他指出：“人民既是歷史的創(chuàng)造者、也是歷史的見證者，既是歷史的‘劇中人’、也是歷史的‘劇作者’?！盵1]314這一段話，深刻地指出了文藝創(chuàng)作的基本規(guī)律，就是要堅(jiān)持以人民為中心，反映好人民的心聲。

高壓上電的條件：在點(diǎn)火鑰匙ON擋，混合動(dòng)力蓄電池單元AX1、電驅(qū)動(dòng)裝置的功率和控制電子系統(tǒng)JX1狀態(tài)正常，且不滿足整車充電條件，開始執(zhí)行高壓上電。高壓電池與高壓系統(tǒng)連接在一起，高壓連接有各自可以斷開的保護(hù)繼電器，保護(hù)繼電器的作用是使高壓電池與汽車高壓電網(wǎng)連接或斷開。

3 故障診斷與排除

3.1 故障診斷

1） 使用汽車診斷儀進(jìn)行故障診斷：將診斷設(shè)備VAS 6150D診斷儀連接到OBD接口上，打開診斷設(shè)備界面，并與相關(guān)控制器進(jìn)行通信。

2） 讀取故障代碼：診斷地址8C高壓蓄電池控制單元一直存儲(chǔ)故障代碼：P0AA600——混合動(dòng)力/高電壓蓄電池系統(tǒng)絕緣故障 主動(dòng)/靜態(tài)；診斷地址51電氣驅(qū)動(dòng)沒有存儲(chǔ)故障代碼。

根據(jù)故障代碼顯示，進(jìn)一步讀取故障碼P0AA600高級(jí)環(huán)境條件。故障代碼P0AA600的高級(jí)環(huán)境條件見表1。

表1 故障代碼P0AA600的高級(jí)環(huán)境條件

3） 故障代碼的分析

根據(jù)以上理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，再結(jié)合以上故障代碼的展示并進(jìn)行簡要分析，明確了故障可能的原因即是有某個(gè)或者多個(gè)高壓部件或者高壓導(dǎo)線絕緣電阻低于標(biāo)準(zhǔn)值，存在不絕緣的故障，可能導(dǎo)致漏電，存在安全風(fēng)險(xiǎn)，所以高壓蓄電池控制單元J840控制各功率繼電器不執(zhí)行高壓電路的接通，進(jìn)而導(dǎo)致電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)無法正常工作，同時(shí)通過組合儀表報(bào)故障指示燈并存儲(chǔ)故障代碼。所以本文中的兩個(gè)案例的重點(diǎn)均是排除高壓部件、高壓導(dǎo)線絕緣電阻過小的故障。

針對故障代碼P0AA600使用ODIS診斷程序中的引導(dǎo)性故障查詢功能，進(jìn)行絕緣電阻測量并查找故障絕緣點(diǎn)。具體提示如下，絕緣電阻故障可能存在以下組件內(nèi)部：①電氣驅(qū)動(dòng)-JX1電源和控制電子設(shè)備；②三相交流驅(qū)動(dòng)裝置-VX54；③高電壓蓄電池配電箱-SX6；④高電壓蓄電池充電器1-AX4；⑤高電壓加熱裝置（PTC） -Z115。

3.2 故障檢修

連接VAS 6150D診斷儀，按照引導(dǎo)性故障查詢一步一步進(jìn)行排故，提示要做好對高壓部件檢查前的斷電、驗(yàn)電等過程，然后需要借助專用工具對電驅(qū)動(dòng)裝置的功率和控制電子系統(tǒng)JX1等高電壓部件進(jìn)行絕緣電阻的檢測，直至找到故障點(diǎn)。具體步驟如下。

1） 當(dāng)高電壓系統(tǒng)存在絕緣故障時(shí)，通過汽車診斷測試儀執(zhí)行引導(dǎo)型故障查詢或者引導(dǎo)功能中的“絕緣電阻測量”程序，在引導(dǎo)下對高電壓系統(tǒng)的絕緣電阻進(jìn)行測量。

2） 根據(jù)維修手冊提示準(zhǔn)備絕緣電阻測量所需要的專用工具和維修設(shè)備：混合動(dòng)力測量模塊VAS6558A、“高電壓危險(xiǎn)提示牌”VAS6649、“請勿接通高電壓系統(tǒng)”VAS6650A、高電壓測量適配接頭VAS6558/9-6、高電壓測量適配接頭VAS6558/9-4、掛鎖T40262/1、車輛診斷測試儀、測試盒VAS6356等。

3） 再次提示，絕緣電阻測量工作必須由具有相應(yīng)資質(zhì)的人員執(zhí)行。檢測絕緣電阻，必須保證高電壓部件均處于無電壓狀態(tài)。所以第一步是利用診斷儀進(jìn)行高電壓系統(tǒng)斷電操作。

4） 具體高電壓系統(tǒng)斷電操作可以采用診斷斷電或者手動(dòng)斷電。主要的步驟是按照引導(dǎo)性功能一步一步來，最關(guān)鍵的有兩個(gè)地方：一是斷開保養(yǎng)插頭并上鎖（圖3）；二是讀取各高壓部件的電壓值，確認(rèn)斷電成功（圖4）。如若診斷斷電不成功，可以繼續(xù)執(zhí)行手動(dòng)斷電。

圖3 斷開保養(yǎng)插頭并上鎖

圖4 斷電成功

5） 由于后續(xù)需要測量絕緣電阻，需要對高電壓部件進(jìn)行隔離并檢查，所以必須在切斷高電壓系統(tǒng)之后通過冗余斷電確認(rèn)是否有電，也稱為驗(yàn)電。參照維修手冊露出三相交流驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)VX54的接口蓋板，對測量工具VAS 6558A、VAS 6558/9-6進(jìn)行檢測，測量在停用的高電壓系統(tǒng)上確定無電壓狀態(tài)。

6） 接下來，在確保以上高電壓部件安全的前提下，參照引導(dǎo)程序?qū)嵤┙^緣電阻的測量。

7） 進(jìn)行絕緣電阻故障測量的具體過程。①首先進(jìn)行設(shè)備安全性檢查。斷開點(diǎn)火開關(guān)，斷開蓄電池充電器。分別對測量工具VAS 6558A進(jìn)行檢測，對測量工具VAS6558/9-6進(jìn)行電阻測量，對測量工具VAS6558/9-6的絕緣電阻進(jìn)行測量。②在確認(rèn)測試設(shè)備正常之后，測量高電壓系統(tǒng)上是否無電壓。高電壓檢測適配器VAS6558/9-6連接在電驅(qū)動(dòng)裝置控制器J841正負(fù)極上，測得的電壓＜10V，正常，再使用高電壓檢測適配器VAS6558/9-6 在電驅(qū)動(dòng)裝置控制器J841 內(nèi)阻，268kΩ，正常。③第3步，測量高電壓系統(tǒng)的絕緣電阻，VAS6558/9-4 接JX1 和AX4。使用混合動(dòng)力測量模塊VAS6558A測量TP1正極和搭鐵，測得的電阻高于標(biāo)準(zhǔn)值1.5MΩ以上；使用混合動(dòng)力測量模塊VAS6558A測量TP1負(fù)極和搭鐵，同樣如此。

8） 絕緣電阻測量結(jié)果分析：在A6L e-tron車型中，當(dāng)斷開高電壓蓄電池充電器AX4后，高壓系統(tǒng)絕緣電阻恢復(fù)正常。由此初步確認(rèn)該高電壓蓄電池充電器AX4內(nèi)部絕緣故障，更換該部件后，故障消失，絕緣電阻恢復(fù)正常。把所有部件進(jìn)行連接復(fù)位之后，用VAS 6150D再次讀取故障代碼，并再一次用引導(dǎo)性故障查詢用6558A/1對高壓部件進(jìn)行絕緣電阻測量發(fā)現(xiàn)其電阻為128MΩ，數(shù)值正常。

在Q5 hybrid車型中，使用混合動(dòng)力測量模塊VAS6558A測量TP1正極和搭鐵，測得的電阻約200Ω，遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)值1.5MΩ以上；使用混合動(dòng)力測量模塊VAS6558A測量TP1負(fù)極和搭鐵，同樣如此。由此可以確定JXI內(nèi)部存在絕緣故障。打開JX1的蓋子，目視可見有水漬。根據(jù)以上測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，由此判斷Q5 hybrid混合動(dòng)力汽車的高電壓系統(tǒng)確實(shí)存在絕緣故障，故障點(diǎn)是電驅(qū)動(dòng)裝置的功率和控制電子系統(tǒng)JX1內(nèi)部積水。

4 小結(jié)

絕緣電阻故障導(dǎo)致電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障指示燈點(diǎn)亮、無電動(dòng)模式現(xiàn)象，是混合動(dòng)力汽車中一個(gè)重要類故障問題，排除難度較大，一旦出現(xiàn)問題，將導(dǎo)致整車高壓無法上電，無電動(dòng)模式。此次故障經(jīng)過一系列的診斷找到故障點(diǎn)分別在電驅(qū)動(dòng)功率與電子單元JX1內(nèi)部積水、高電壓蓄電池充電器AX4內(nèi)部不絕緣故障，并成功排除故障。

對于高壓不上電問題還可能有以下幾點(diǎn)原因：①低壓蓄電池電量過低；②高電壓蓄電池電池電量過低；③蓄電池調(diào)節(jié)控制單元J840出問題；④電驅(qū)動(dòng)裝置的功率和控制電子系統(tǒng)JX1出現(xiàn)問題；⑤功率接觸器控制回路有故障；⑥低壓控制方面某些安全條件不滿足等。在檢修的過程中都屬于要考慮的范圍，但也要具體問題具體分析，了解待修車的具體車況，之前有過什么類似故障等，縮小故障范圍，綜合考慮，才能快速處理故障。

當(dāng)前，新能源汽車已成為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，新能源汽車產(chǎn)業(yè)已經(jīng)連續(xù)數(shù)年得到國家政策和資金的大力扶持?；旌蟿?dòng)力汽車作為一種兼顧傳統(tǒng)車、純電動(dòng)車特點(diǎn)的車型，得到了迅速發(fā)展?；旌蟿?dòng)力汽車應(yīng)用了許多新技術(shù)，保養(yǎng)與維修方面與傳統(tǒng)車輛有很大區(qū)別，對汽車維修工提出了更高的要求，不僅要盡快熟練掌握混合動(dòng)力汽車的構(gòu)造及工作原理，更要加強(qiáng)高壓電方面的專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)，不斷提高個(gè)人專業(yè)技能，這樣才能適應(yīng)社會(huì)發(fā)展，成為一名合格的汽車修理工。