一辆行驶里程约3000 km的雷克萨斯ES300H混合动力轿车。客户反映:该车行驶中突然失去动力,且中央信息显示屏显示“检查混合动力系统”,重新启动车辆,无任何反应。
故障诊断:接车后试车,首先将电源模式切换至IG ON状态,组合仪表能正常点亮,且多个故障指示灯点亮,同时中央信息显示屏显示“检查混合动力系统”;踩下制动踏板并按下启动按钮,电源模式直接切换至OFF状态,而正常情况下此时组合仪表上的READY指示灯应点亮。用故障检测仪检查,在混合动力系统中读得故障代码P0A94,含义为DC/DC变换器性能,且无法清除。查看故障代码POA94的停帧数据(图1),发现详细代码I (Detail Code 1)为127,含义为增压转换器过电压信号检测(由于系统故障弓}起的过电压)。
如图2所示,增压转换器将混合动力蓄电池244.8 V的直流电压增压(最大值约为650 V ),然后逆变器将增压后的直流电压转换为交流电压,用于驱动电动机/发电机(MG1和MG2 );当电动机/发电机作为发电机工作时,产生的交流电压通过逆变器转换成直流电压,然后增压转换器将该电压降至244.8 V左右,用于对混合动力蓄电池充电。带转换器的逆变器总成使用内置于增压转换器中的电压传感器(VL)检测增压前的电压,使用内置于逆变器中的电压传感器(VH)检测增压后的电压,然后对比增压前后的电压,控制增压转换器将电压转换至目标电压。
仔细分析故障代码P0A94的停帧数据,可知故障发生时车速(Vehicle Spd)为68 km/h左右,换挡杆位置(ShiftSensor Shift Pos)处于D挡,混合动力蓄电池电压(PowerResource VB)为280 V左右,预充电主继电器状态(SMRPStatus)为OFF,混合动力蓄电池正极侧主继电器状态(SMRB Status)和混合动力蓄电池负极侧主继电器状态(SMRG Status)均为ON,以上数据均无异常,但增压前的电压(VL-Voltage Before Boosting)由286 V突然升高至440 V,接着又再降低至0V,异常,正常情况下增压前的电压应与混合动力蓄电池电压基本相同。查看维修资料,得知可能的故障部位有混合动力蓄电池接线盒、带转换器的逆变器总成、维修塞把手、传动桥、发电机/电动机线束及动力管理控制单元等。
将电源模式切换至OFF状态;断开辅助蓄电池负极接线;佩戴绝缘手套,拆下维修塞把手并将其放入自己的口袋(防止在维修时,其他维修人员将其意外重新连接);至少等待10 min,让带转换器的逆变器总成内的高压电容充分放电;用万用表电压挡(量程要大于750 V )测量带转换器的逆变器总成高压正、负极上的电压,确定电压为0v后再进行诊断作业。把电源模式切换至IG ON状态,查看混合动力系统数据流(图3),发现SMRG的状态为ON,异常,正常情况下此时3个高压系统主继电器(均安装在混合动力蓄电池接线盒上)的状态均应为OFF;根据图4测量动力管理控制单元端子2上的电压,为12V,异常,正常情况下应为0 V;脱开动力管理控制单元导线连接器H1,测量其端子2与搭铁间的电阻,为∞,异常,正常情况下应该为25Ω~59Ω;脱开混合动力蓄电池接线盒导线连接器Q6,测量其端子3与搭铁间的电阻,为32Ω,正常。诊断至此,可知动力管理控制单元导线连接器H1端子2与混合动力蓄电池接线盒导线连接器Q6端子3间的线路断路。进一步检查发现,导线连接器HQ2端子7与混合动力蓄电池接线盒导线连接器Q6端子3间的线路断路,分析认为,该导线断路是由维修人员在加装迎宾踏板时,为寻找门灯控制开关信号线破线检测引起的。
故障排除:修复断路的导线后试车,车辆能顺利启动,故障排除。
故障总结:动力管理控制单元通过检测SMR控制线路上的电位来判断其状态,当电源模式为IG ON状态时,SMR控制线上为低电位(0 V),此时3个继电器的状态均为OFF;当某个SMR控制线路断路或对电源短路时,SMR控制线上为高电位(12 V),此时相应SMR的状态为ON;当某个SMR控制线路对搭铁短路时,在电源模式为IG ON状态时,SMR的状态为OFF,看不出异常,而一旦踩下制动踏板并按下启动按钮,此时动力管理控制单元输出高电位,检测到异常后停止供电,并存储相关故障代码。
维修点评:由于电动汽车具有高压特性,维修人员只有在取得相关的维修资质后,才能维修电动汽车,且必须要严格按照规范的检修流程进行操作,否则会有触电危险,严重时将致人死亡。本文作者不仅熟悉高压系统,而且维修思路清晰,检修操作规范,值得大家学习。下面补充说明一下电动汽车的高压互锁回路及高压供电控制电路,希望能够加深大家对电动汽车高压系统的认识。
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