新能源汽车故障诊断(高等职业教育汽车制造类专业精品教材)

项目二 车身控制系统故障诊断与排除 任务一 启动继电器引起低压供电不正常故障 学习目标 素质目标 1.养成遵守个人和车间安全作业要求、注重个人安全防护，形成安全作业意识。 2.养成严格执行汽车的检修规范，养成严谨科学的工作态度。 3.逐步养成“整理、整顿、清扫、清洁、素养、安全”的6S习惯。 4.养成把事情“一次做对”，领悟工匠精神的本质——执行到位。 知识目标 1.理解新能源汽车低压启动控制系统的结构与工作原理； 2.掌握新能源汽车低压启动控制系统故障的诊断方法。 能力目标 1.能根据仪表显示的现象、故障码、数据流及电路图分析故障原因； 2.能制定低压启动控制系统故障的诊断流程； 3.能根据制定的诊断流程对低压供电不正常故障进行诊断与排除； 4.能根据诊断结果判定故障点，并对故障点进行维修或更换故障元器件。 【任务寄语】继电器是一种典型的执行器件，执行控制指令闭合或者断开触点。继电器它总是不折不扣地执行给它的指令，也就实现人们的控制需求。执行到位才是称职的执行器。工作中也是一样，执行到位才是称职的表现。敬业的工匠一定会把事情“一次做对”，这虽与能力有关，但更重要的是要有敬业的职业态度，这也是发扬工匠精神中*可贵的元素———执行到位的目的所在。人只有“**次”就把事情做好，把工作做到位，才能成为合格的出色的“工匠”，才能有更大的发展。 一、低压启动控制原理 在新能源汽车上，车身控制，空调控制，娱乐系统，底盘控制等模块基本没有太大变化，*核心的变化在于相对于传动内燃机汽车，新能源汽车的动力系统完全不同，因此在动力系统控制单元设置上也出现了不同的方案。整车控制器VCU通过电机控制器PEU完成车辆的驱动控制，电池管理系统BMS单独安装或者集成在动力电池总成中。以吉利帝豪EV电动汽车为例，VCU与PEU安装在前机舱内，BMS安装在动力电池总成中，通过低压控制线束与外部电路连接。 虽然新能源车辆不需要传统燃油发动机车辆上的启动挡位，但是照顾到生产使用习惯，大部分的电动汽车还是按照原来的操作习惯将点火钥匙或者启动开关设置了相应的挡位。在吉利帝豪EV电动汽车上，ACC挡位由PEPS通过RL2（ACC）继电器控制，负责音响系统，行车记录仪，后视镜调节等模块的供电。ON挡位控制RL1（IG1）和ER15（IG2）继电器，负责剩余用电设备的供电和激活电源。START挡位通过PEPS中的启动信号线将START信号传输至VCU，再由VCU通过动力CAN网络控制BMS完成高压接触器控制，实现车辆启动。 如图2-1所示，车辆在停车状态下，不踩制动踏板，按下启动按钮一次，可将车辆ACC供电接通，再次按下启动按钮，可将ON挡供电接通，第三次按下启动开关，车辆低压断电，进入OFF挡位；在上述过程任何状态下，踩下制动踏板同时按下启动按钮，车辆即进入启动状态，只要车辆满足启动状态， 仪表内会显示READY指示灯，车辆可以正常行驶。 图2-1 电源挡位示意图 当然，车辆进入READY状态和传统汽车一样需要满足一定的先决条件，不是在任何状态下按下启动按钮都可以完成高压上电，进入READY状态的。本书以吉利帝豪EV电动汽车为例，除了制动踏板信号之外，还需满足多个条件，如图2-2所示。 图2-2 吉利帝豪EV车辆启动条件及步骤示意图 PEPS（无钥匙启动系统，吉利帝豪EV450电动汽车整合在BCM模块内）模块需接受6个输入信号，分别为：启动开关被按下（启动信号）；制动踏板被踩下（制动信号）；挡位在P/N挡（挡位信号）；有效钥匙（防盗验证）；防盗认证通过ESCL转向轴锁解锁有效（防盗解锁）；轮速小于2km/h（轮速信号）。当以上条件 得以满足的前提下，PEPS可以控制IG1、IG2、ACC继电器接通供电并完成PEPS和ESCL（转向柱轴锁）解锁。如图2-3所示。 图2-3　吉利帝豪EV300　PEPS电气原理框图 供电的继电器在完成供电后，继电器输出电压会同步反馈到PEPS，以便完成继电器动作情况监测。 当PEPS控制ACC、IG1、IG2继电器吸合，IG1、IG2继电器吸合后，IG1继电器唤醒电子驻车制动系统EPB、变速器换挡开关GSM、组合仪表IPC、车身控制模块BCM（吉利帝豪EV450集成了PEPS有点区别）；IG2继电器唤醒整车控制器VCU、电池管理系统BMS、电机控制器PEU、电子稳定控制系统ESC；整车控制器VCU通过硬线唤醒变速器控制器TCU如图2-4所示。 图2-4　吉利帝豪EV300的IG1、IG2电气原理 至此，与整车运行相关的控制模块都完成自检并进入正常工作状态，如果自检过程中有影响到启动的故障或状态，则可以记录故障并通过车载网络传输相应的信号至其他模块，如果各模块的状态都正常，则VCU可以控制车辆进行高压上电。 二维码 故障诊断与排除示范 二、故障案例 一辆吉利帝豪EV300电动汽车，用户反映可以正常解锁，启动车辆，没有任何反应，组合仪表没有显示，经技师将点火开关从ACC→ON→ST挡逐个切换，仪表无任何显示。经过技师诊断排除，确认是IG1继电器线圈断路故障，更换IG1继电器故障现象消失，车辆可以正常行驶。 三、故障分析 吉利帝豪EV300电动汽车的启动过程是，无钥匙进入和启动功能可以使驾驶员拉门把手即可进入车辆，并使用一键式启动按钮启动车辆。当驾驶员拉动门把手时，无钥匙进入/启动模块PEPS检测周围遥控器FOB的有效性，遥控器发出信号回应车辆，并使车身控制模块BCM解锁所有车门。当驾驶员按下启动开关，无钥匙进入/启动模块PEPS检测周围遥控器FOB的有效性，遥控器发出信号回应车辆，以解锁转向柱电子锁ESPL，此时，无钥匙进入/启动模块PEPS通过CAN网络系统与动力系统进行信息认证，若所有信息有效，无钥匙进入/启动模块PEPS将控制启动继电器以启动车辆。 PEPS控制着ACC、IG1、IG2等继电器的工作如图2-5所示。其中IG1继电器主要控制车身控制模块BCM、组合仪表IPC、自动空调控制面板、胎压监测TPMS、电动车窗控制模块、EPS电子助力转向、天窗模块、雨刮器清洗系统、制动开关及制动灯、EPB电子驻车系统、电子换挡器等模块的工作，IG1继电器出现故障，以上所有系统都无法正常工作。 图2-5 吉利帝豪EV300电动汽车PEPS控制继电器简图 低压供电不正常主要涉及电源提供端的故障（蓄电池、负极搭铁、B+线路及保险等）、通电断电执行器的故障（继电器触点、继电器线圈以及连接线路和插接器）以及执行器控制环节的故障（控制器供电及线路、控制线路及插接器、控制器通信及线路以及控制器自身）三个方面的故障，如图2-6所示。 图 2-6 低压供电不正常故障分析 四、诊断流程 当车辆发生低压供电不正常故障时一般遵循图2-7所示的故障诊断流程进行排除。 首先要进行初步的检查，对低压蓄电池、高低压插接器等进行检查，如果低压蓄电池电压异常，则进行补充电能或者更换，如果有动力电池包相关插接器松动、脱落就进行修复，故障解除，则诊断结束。故障依然存在，则使用故障诊断仪，根据故障指向进行相应的检测与修复，当指向IG1继电器时，则从蓄电池、IG1继电器等方面进行故障分析。 根据客户的描述现场的故障再现，初步要分析故障位置，使用解码器检查故障码和数据流，分析判断故障位置，通过分析判断制定故障维修流程，进行故障检测。 图2-7 低压供电不正常诊断流程 五、故障检测与修复 下面根据前面分析的诊断流程，完成故障案例——低压供电不正常故障的检测、诊断与修复。 **步，确认故障现象。根据用户描述的故障现象，结合组合仪表的故障提示，确认为故障现象是，按一键启动后启动车辆，没有任何反应，组合仪表没有显示，车辆无法启动。 第二步，连接故障诊断仪。关闭点火开关，将故障诊断仪与车辆诊断口连接。 第三步，启动车辆，使用故障诊断仪进入相关系统模块读取故障码和相关数据流，选择PEPS系统模块，读取故障码和相关数据流，读取到的故障码为B25A112，IGN1 继电器对地短路或对电源短路。故障诊断仪读取的相关故障码和数据流见表2-1所示，通过仪表显示的信息和故障诊断仪所读取的信息，初步判断为IG1继电器可能出现故障，由简易难的故障诊断思路，可以先对蓄电池进行检查，然后检查IG1继电器。 表2-1故障码及数据流情况 序号 系统模块 能否进入 故障码 主要数据流 1 PEPS 能 B25A112IGN1 继电器对地短路或对电源短路 第四步，确定故障范围。根据故障诊断仪的相关故障码和数据流，结合吉利帝豪EV300的PEPS电路图IG１继电器部分，如图2-5所示，确定故障范围IG1继电器自身及其相关线路、保险、插接器等，根据故障范围找到IG1继电器30、87端子。 第五步，故障范围检测与测量。断开蓄电池负极，等待5分钟，进行基本检查，IG1继电器外观及连接情况检查，检查插接器外观及连接是否正常，正常继续测量，不正常更换或维修，故障排除步骤及记录如图2-8所示。 图2-8 故障排除步骤及记录 第六步，故障点确认。经检查发现IG1继电器线圈断路。 第七步，故障排除及验证。更换IG1继电器，修复验证测量如图2-9所示。车辆上电，组合仪表点亮，READY亮起，使用故障诊断仪对帝豪EV300进行故障码和数据流的读取，PEPS显示无故障码，确认故障已排除。 2-9修复验证测量情况 六、故障机理 由吉利帝豪EV300电动汽车IG1继电器电路图可以分析出，PEPS控制IG1继电器线圈通电，将IG1继电器开关闭合，通过87端子为低压用电设备供电，IG1继电器主要控制车身控制模块BCM、组合仪表IPC、自动空调控制面板、胎压监测TPMS、电动车窗控制模块、EPS电子助力转向、天窗模块、雨刮器清洗系统、制动开关及制动灯、EPB电子驻车系统、电子换挡器等模块工作，IG1继电器出现故障，低压供电不正常，以上所有系统都无法正常工作。 七、案例小结 1. 低压供电不正常故障现象是仪表上除小汽车点亮及驻车灯点亮，其他信息没有任何显示。 2. 蓄电池电压通过B+送到IG1继电器30端，PEPS控制线圈通电产生磁场将开关吸合，30端与87端导通，电压通过87端向用电设备提供低压电压。 3. 低压供电不正常的故障主要由蓄电池、IG1继电器、B+线路、保险、车身控制模块等故障引起。