2017款吉利新能源EV300无法上电

◆文/福建省陈育彬技能大师工作室 陈育彬 沈洪松

故障现象

一辆2017吉利新能源EV300，据车主反映，在早上准备用车时，发现该车无法正常上电，且组合仪表上的整车动力系统故障灯点亮(图1)。

图1 故障车组合仪表上的故障信息

故障诊断与排除

连接诊断仪，选择“吉利新能源”车型，诊断时发现在整车控制器(VCU)中存有多个故障码(图2)：P101104-电池故障等级处于降功率；P0A0A11-VCU高压互锁断开。重复上电操作步骤，发现有时仪表上“READY”指示灯会点亮，有时不会点亮，并且故障码会从“历史故障”转变成“当前故障”。

图2 故障车上存储的故障码

电动汽车高压互锁回路设计的目的，是在高压上电前确保整个高压系统的完整性，使高压系统处于一个封闭的环境下工作，从而提高安全性。电动汽车运行过程中，高压系统回路断开或者完整性受到破坏时，需要启动安全防护。此外，高压互锁电路用于防止带电插拔高压连接器而给高压端子造成拉弧损坏，以及防止造成人身伤害。

高压互锁分为结构性互锁和功能性互锁。结构性互锁是指车辆主要高压连接器均带有互锁回路，当其中某个连接器带电断开时，电池管理系统(BMS)便会检测到高压回路存在断路。为保护人员安全，将立即进行报警并断开主高压回路电气连接，同时激活主动泄放。结构互锁实际上就是高压线束和接插件上两根细小的针脚，如图3所示。功能互锁是指当车辆进行充电或插充电枪时，高压电控系统会限制车辆不能通过自身驱动系统进行驱动，以防发生安全事故。

图3 动力电池直流母线插头上的互锁针脚

高压线束上的互锁电路包括插头以及插座上的互锁电路。高压插座上的互锁电路一般是母针孔，互锁线路与低压接插件集成在一起。车载充电机上的慢充线束插口互锁电路如图4所示，高压插头互锁电路一般为公插针(图5)，其内部结构实际上是一个短接电路(压线连接)，使用数字式万用表测量插头上两根细小的互锁电路，电阻值应小于1Ω。高压插件内部互锁结构如图6所示。

图4 车载充电机上慢充线束插口

图5 车载充电机上慢充线束插头

图6 高压互锁内部结构

高压互锁信号(HVIL)有三种不同的方式：5V、12V(虚电压)和PWM方波。比较常用的是PWM输出信号(12V、88Hz)，旨在防止受到干扰。对于纯电动汽车，大多数由整车控制器(VCU)提供和评估互锁信号，并通过串联方式连接传送至以下高压部件的互锁电路：直流母线、电机控制器、DC/DC变换器、车载充电机、电动压缩机、PTC加热器高压配电线束等。具体的会因车型的不同而有所差异。混合动力汽车通常由高压蓄电池控制单元负责监测互锁电路，如奔驰S400 Hybrid。互锁电路中断将导致高压蓄电池模块中的接触器电路断开，致使整个高压系统电源切断。

吉利新能源EV300的高压互锁电路原理如图7所示。通过对互锁电路图的分析，导致该车故障的可能的原因有：动力电池快充接插件松动；动力电池正负极接插件松动；电机控制器正负极接插件松动；分线盒正负极接插件松动；车载充电机正负极接插件松动；整车控制器(VCU)至PEU的高压互锁线路断路；PEU连接至高压分线盒的高压互锁线路断路；高压分线盒连接至电动空调压缩机的高压互锁线路断路；电动空调压缩机至PTC加热器的高压互锁线路断路；PTC至整车控制器(VCU)的高压互锁线路断路；整车控制器内部损坏等。

图7 故障车型高压互锁电路原理

在了解以上互锁的原理以后，开始对故障车进行检测。

首先，测量VCU互锁电路端子的电阻值。操作启动开关使电源模式至OFF状态，用十号扳手断开蓄电池负极，安装好蓄电池负极防护帽，等待5min，拔下整车控制器(VCU)上的所有插头(图8)，使用数字式万用表测量整车控制器CA55插头的73号端子与CA55插头的51号端子之间的电阻值。正常情况下，该电阻应小于1Ω。如果电阻值过大，说明电机控制器、分线盒、电动空调压缩机、PTC控制之间的互锁电路存在断路故障。实际测量值为无穷大，说明VCU上的互锁电路存在断路现象。

图8 拔掉VCU上的所有插头

接下来，检查电机控制器互锁电路。拔下电机控制器上的低压插头，检查插头是否存在腐蚀、退针等异常情况。使用数字式万用表测量VCU CA55插头上的73号端子与电机控制器EP11插头1号端子之间的电阻值(图9)，正常情况下该电阻应小于1Ω，实际值为无穷大，说明VCU与电机控制器之间的互锁线路存在断路现象。查看线路图发现，VCU CA55插头73号端子与电机控制器EP11插头1号端子之间经过一个CA70/EP01插头，该插头位于前机舱左侧熔丝盒内。

图9 测量VCU与电机控制器之间的电阻

拔下前机舱左侧熔丝盒内部的CA70/EP01插头(图10)，检查插头是否有腐蚀、退针等异常情况。使用数字式万用表测量VCU CA55插头的73号端子与熔丝盒内CA70插头1号端子之间的电阻，标准值应小于1Ω；测量电机控制器EP11插头1号端子与熔丝盒内EP01插头1号端子之间的电阻值，标准值应小于1Ω。单独测量VCU与电机控制器之间的互锁线路，未发现问题，但是将熔丝盒内的插头插上后，电阻值却变为无穷大，说明问题可能出现在插头上。再次拔下熔丝盒内的CA70/EP01插头，用探针检查1号端子发现该端子的孔偏大，导致插头接触不良，因此电阻变成了无穷大，问题终于找到了。

图10 机舱左侧熔丝盒内部的CA70/EP01插头

将CA70/EP01插头的针脚处理好后重新装回，再次使用数字式万用表测量VCU上的CA55插头73号端子与电机控制器EP11插头1号端子的电阻值，为0.5Ω(图11)，说明线路恢复正常。

图11 故障排除后的电阻实测值

最后，恢复车辆，再次确认故障是否排除。安装电机控制器上的低压插头，安装VCU上的两个插头，安装蓄电池负极，并用10号扳手紧固蓄电池负极螺丝。踩下制动踏板，将点火开关置于ON位置，观察组合仪表上的“READY”灯能够正常点亮(图12)。使用诊断仪清除高压系统相应控制单元的故障码，再次进入整车控制器(VCU)读取故障码，发现故障码可以清除。清除故障码后，该车故障已被彻底排除。

图12 恢复正常后的组合仪表台

维修小结

高压互锁电路是电动汽车高压安全设计的一种保护形式，出现互锁电路断路故障以后，高压系统将无法正常上“READY”或“OK”电。维修人员可以在切断高压系统电源的前提下，根据高压互锁电路图，逐一测量高压互锁线路，从而快速找出高压互锁断路的故障部位。