黃春梅，池杜旺

（1.廣東理工學(xué)院汽車工程系，廣東 肇慶 526100；2.肇慶市科技中等職業(yè)學(xué)校，廣東 肇慶 526020）

緒論

隨著純電動汽車不斷普及，以及各種技術(shù)不斷在純電動汽車上使用，給汽車維修帶來新的挑戰(zhàn)，根據(jù)ISO國際標準《ISO6469-3：2001電動汽車安全技術(shù)規(guī)范第3部分：人員電氣傷害防護》中規(guī)定，車上的高壓部件應(yīng)具有高壓互鎖裝置。其中高壓互鎖故障是純電動汽車高壓不上電故障的常見問題。

1 故障現(xiàn)象

一輛北汽EV160純電動汽車在啟動過程中，車輛無高壓上電跡象，儀表提醒顯示動力蓄電池故障，掛上D檔或者R檔，車輛沒有行駛反應(yīng)。

2 故障原因分析

考慮該車輛在之前是作為教學(xué)車輛使用，做過《純電動汽車構(gòu)造》課程的實訓(xùn)項目，但沒有對車輛進行拆裝，通過儀表故障指示燈提示，報動力蓄電池故障，以及對儀表的通電情況來看，初步判斷故障范圍如下：

電池管理系統(tǒng)中高壓電路、低壓控制、高、低壓線路接頭松動；控制系統(tǒng)中主控保險絲或者主繼電器損壞；高壓互鎖方面故障；整車控制系統(tǒng)故障等方面導(dǎo)致車輛不上電。

純電動汽車高壓不上電故障是比較常見的故障現(xiàn)象，但維修起來需要對整車的通信系統(tǒng)、高壓互鎖回路工作狀況、接觸器控制回路等情況進行檢查，檢查難度大，涉及的高壓元件也比較多，危險性高。

3 故障點相關(guān)的理論知識

3.1 動力蓄電池系統(tǒng)上電原理

北汽EV160純電動汽車動力電池系統(tǒng)主要是向汽車提供驅(qū)動用的動力，由動力電池組、動力電池箱體、動力電池管理系統(tǒng)和輔助元器件四部分組成，其上電原理如下。

3.1.1 放電初期預(yù)充

打開點火開關(guān)至ON擋位置，純電動汽車各控制系統(tǒng)進行自檢，如果都沒有故障，所有線路自檢正常，整車控制器（VCU）喚醒電池管理系統(tǒng)BMS，BMS進行自檢和初始化，完成后上報給整車控制器。

整車控制器發(fā)出高壓供電指令，BMS開始按順序控制繼電器的閉合和斷開。由于電路中電機控制器和空調(diào)壓縮機控制器等含有電容，在放電模式初期，BMS控制預(yù)充繼電器進行閉合，需要給各控制器電容運用低壓、小電流進行充電，當(dāng)電容兩端電壓接近動力電池總電壓時，斷開預(yù)充繼電器[1]。

3.1.2 放電過程

BMS閉合主正繼電器，斷開預(yù)充繼電器，主電路接通，動力電池組開始放電。

從放電的過程可以看出，如果想要動力蓄電池正常放電，需要整車控制器（VCU）和BMS共同控制。

3.2 高壓互鎖

高壓互鎖（High Voltage Inter-lock，簡寫HVIL），是純電動汽車上一種利用低壓信號監(jiān)測高壓回路完整性的安全設(shè)計措施。其作用在于高壓互鎖回路接通或斷開的同時，電源控制器接收反饋信號，進而控制高壓電路的通斷。

采用“二分法”方案在整車上高壓電之前，確保整個高壓回路連接完整，提高安全性；在整車運行過程中，當(dāng)高壓系統(tǒng)的完整性遭到破壞時，斷開整個高壓回路并放電；可防止帶電拔插時拉弧造成的損壞。一旦信號中斷，意味著高壓連接器出現(xiàn)了脫落或者接觸不良等，高壓互鎖信號將不能送到VCU，一旦VCU沒有送出電信號，純電動汽車將無法上高壓電。

通過在北汽EV160維修手冊有關(guān)高壓互鎖資料和一些相關(guān)的文檔文章中，查找出北汽EV160互鎖回路設(shè)計原理，并通過手繪出北汽EV160純電動汽車高壓互鎖連接圖（如圖1所示）。

圖1 純電動汽車高壓互鎖連接圖

北汽EV160高壓互鎖控制回路：由整車控制器（VCU）13號端子發(fā)出，到電動壓縮機低壓插件入，由電動壓縮機高壓插件中的互鎖端子閉合，到車載充電機，還是充電機的高壓插件互鎖端子閉合，進入高壓控制盒低壓插件，到盒蓋開關(guān)，其中由快充高壓插件互鎖端子、電機控制器互鎖端子、和動力電池互鎖端子閉合，后接到DC/DC，最后到PTC搭鐵。VCU與動力蓄電池、電機控制器的連接由CAN-L和CAN-H來完成[2]。

最終形成一個閉環(huán)檢測系統(tǒng)，一旦低壓檢測電路出現(xiàn)問題，則VCU判斷為故障，將斷開預(yù)充繼電器、主正繼電器、主負繼電器的供電，則動力蓄電池?zé)o法為整車提供高壓電。動力蓄電池故障，往往需要檢修高壓元件[3]，北汽EV160純電動汽車高壓元件，動力電池、高壓接線盒、電機控制器、驅(qū)動電機、DC/DC轉(zhuǎn)換器、快、慢充電插座、車載充電機、壓縮機、高壓線束等。

4 故障診斷與排除

4.1 車輛初步檢查

（1）檢查確認車輛的停放，做好安全防護措施；確認駐車制動，N檔狀態(tài)，檢查儀表顯示的故障。

（2）高壓系統(tǒng)斷電及絕緣檢測。

斷開12V蓄電池負極，把負極的極樁用膠帶覆蓋，避免出現(xiàn)危險，帶上絕緣手套，等5分鐘后再拆下維修開關(guān)，并對維修開關(guān)內(nèi)的高壓互鎖片進行檢查，沒有斷開跡象，且互鎖片阻值為0.1Ω，正常。

（3）主要供電保險絲、繼電器狀態(tài)檢查。

通過對保險絲和繼電器的狀態(tài)檢查，打開前倉蓋保險絲盒，檢查沒有發(fā)現(xiàn)保險絲斷開、繼電器斷路的現(xiàn)象。

（4）使用北汽新能源汽車診斷儀VCI進行故障診斷。

1）將診斷設(shè)備連接到OBD接口上，與控制器通訊，打開診斷儀表界面。

2）點擊診斷軟件，選好車型：EV系列，車型160；進入快速測試系統(tǒng)，讀取故障碼，整車控制器（VCU）出現(xiàn)故障代碼為P0A0A94（高低壓互鎖故障）、U025687（RMS CAN丟失）P150264（倒車雷達通信丟失）。

3）故障碼的分析判斷。

通過對故障碼的分析，U025687（RMS CAN丟失）、P150264（倒車雷達通信丟失），對動力蓄電池故障影響不大，故排除；而高低壓互鎖故障則會引起動力系統(tǒng)故障，整車不上電，所以故障排除重點放在高低壓互鎖故障。

4.2 制定計劃與檢修

通過查找北汽EV160車輛維修手冊，結(jié)合手繪的純的汽車高壓互鎖連接圖，根據(jù)分析，整車電路中有互鎖的裝置比較多，基本上涵蓋了高壓部件，檢修的范圍比較大，幾乎涉及到所有的高低壓元件及插件接頭等。

圖2 配電盒內(nèi)部互鎖連接圖

北汽EV160純電動汽車高壓互鎖其工作原理是：信號從 VCU插件13端子出，到壓縮機低壓插件3號腳入到2號腳出（由壓縮機高壓插件的互鎖端子閉合），再從車載充電機低壓插件13號腳入、5號腳出（由車載充電機高壓插件互鎖端子閉合），高壓接線盒低壓插件11號腳出，經(jīng)過盒蓋開關(guān)，有快充插件、動力電池插件、電機控制器插件（如圖2所示），到高壓控制盒11PIN插件L腳入，再來到DC/DC插件1腳入，2腳出，最后來到PTC插件4腳。

通過上述的分析，整個高壓互鎖連接的元件非常多，線路也長，如果按照EV160高壓互鎖的連接線路一步一步來檢查，時間長，效果不明顯，而且有一部分是高壓元件，也存在一定的危險性，關(guān)鍵是線束的實際連接布置和電路圖有一定區(qū)別，比如高壓元件的插件是按汽車具體情況來布置的。

互鎖的控制有高壓有低壓部分，對于閉合的條件也是要兩者相互結(jié)合，對于檢修過程，必須知道其連接方式，才能更快更準確查找出原因。

通過分析，發(fā)現(xiàn)如果以高壓接線盒低壓插件11號腳為分界點，采用“二分法”方案，分為兩個部分，如果該端子有12V電壓，則前面充電機電路部分沒有問題，故障在高壓盒到PTC插件；如果沒有12V電壓，否則故障就在VCU和充電機之間的線路。制訂出排除故障的思路如圖3。

圖3 故障檢修流程

5 故障檢修流程

根據(jù)故障排除計劃，實施檢修過程。

（1）接上蓄電池負極，打開點火開關(guān)，到ON檔，測量高壓接線盒低壓插件11號腳電壓，為0V，根據(jù)前面的分析，可以鎖定故障是故障在VCU和充電機低壓插件的線路，可能原因是線路出現(xiàn)斷路、接觸不良等；還有另一種可能就是高壓附件線束（高壓線束總成）、空調(diào)壓縮機4芯插頭的中間互鎖端子出現(xiàn)問題，因為最終互鎖線路的閉合也要靠各個高壓插頭來閉合。

（2）根據(jù)前面的分析，對充電機低壓插件的13號腳測電壓，電壓還是為0V，說明故障在壓縮機到VCU之間，測量空調(diào)壓縮機低壓 6 芯插件，3號腳電壓，電壓為11.9V，2號腳無電壓，推斷故障是高壓線束附件總成的空調(diào)壓縮機插件，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，空調(diào)壓縮機4芯插頭的中間互鎖端子，出現(xiàn)彎曲變形，更換維修[4]。

（3）接好插頭，裝上高壓維修開關(guān)，裝上蓄電池負極。

（4）使用北汽新能源汽車診斷儀VCI進行故障診斷，讀取故障碼，清除故障碼，再一次讀取故障碼，無故障出現(xiàn)。重新上高壓電，車輛上電正常，READY亮，掛上D檔或者R檔，車輛正常行駛，故障排除。

6 結(jié)語

高壓互鎖裝置實質(zhì)上是讓低壓電平信號在互鎖回路上進行傳輸，當(dāng)出現(xiàn)低壓電平信號中斷時，說明高壓器件存在線路斷路或者松脫現(xiàn)象[5]。高壓互鎖故障是導(dǎo)致車輛不上高壓電比較常見的現(xiàn)象，因為涉及的元件多，分布廣，給故障排除帶來了很大的困難，而且一旦出現(xiàn)問題，往往都會導(dǎo)致車輛上不了高壓電，儀表報動力蓄電池故障。

本文通過以北汽EV160車型為例，通過對高壓互鎖故障的維修技術(shù)研究，總結(jié)經(jīng)驗，為汽修相關(guān)技術(shù)人員提供維修理論指導(dǎo)。提出采用“二分法”，應(yīng)對此類故障，可以有效提高維修效率，遵循透過現(xiàn)象看本質(zhì)的原則，以機理為接入點，找準突破口，精準定位問題因素，進而解決故障。