故障現(xiàn)象

一輛2020年產(chǎn)進(jìn)口大眾ID.3新能源轎車，行駛里程1萬(wàn)km。用戶反映該車的剩余電量SOC在10%左右時(shí)，可以正常上高壓電，儀表中的“READY”狀態(tài)正常。但是在插上充電槍后幾乎無(wú)法啟動(dòng)充電，充電樁提示車輛通訊錯(cuò)誤，只有很少的情況下能成功充電。

檢查分析

維修技師接車后使用診斷儀檢測(cè)，得到如下故障碼：B1AD0F0——充電柱檢測(cè)故障；U15BF00——智能充電功能通信故障；P1CF500——充電插座A充電連接器鎖止故障/卡在打開(kāi)位置；U112100——數(shù)據(jù)總線消息丟失（圖1）。分析可能的故障原因有：①充電樁故障；②車輛充電系統(tǒng)故障；③充電槍鎖止系統(tǒng)故障。

圖1 檢測(cè)到的故障碼

從故障碼內(nèi)容分析，首先需要排除充電樁故障。經(jīng)與客戶溝通得知，該故障在不同的充電樁上都會(huì)發(fā)生，可以排除了充電設(shè)施導(dǎo)致該故障的可能。繼續(xù)分析其他故障碼，按照先排除部件再排除系統(tǒng)的診斷邏輯，可以先檢查充電槍鎖止機(jī)構(gòu)。查詢電路圖得知（圖2），該鎖止機(jī)構(gòu)的1、4端子為電機(jī)驅(qū)動(dòng)，2、3端子為電機(jī)位置識(shí)別信號(hào)。使用示波器檢測(cè)，A通道（紅色）使用電流鉗夾在1號(hào)端子的導(dǎo)線上；B通道（綠色）使用電壓探頭正表筆連接2號(hào)端子、負(fù)表筆接地；C通道（藍(lán)色）使用電壓探頭正表筆連接3號(hào)端子、負(fù)表筆搭鐵。

圖2 充電槍鎖止裝置電路圖

因充電樁不便檢測(cè)，所以需要使用車輛的基本設(shè)置功能代替充電樁驅(qū)動(dòng)槍鎖來(lái)進(jìn)行測(cè)量。但是大眾ID.3車型進(jìn)行基本設(shè)置需要解鎖SFD操作，一般診斷設(shè)備不具備該功能，需要使用MSC 909EV的在線安全登錄功能來(lái)解鎖（圖3）。登錄成功后轉(zhuǎn)到基本設(shè)置進(jìn)行鎖止和解鎖操作（圖4）。

圖3 使用在線安全登錄功能

圖4 設(shè)置充電插頭鎖止和解鎖

通過(guò)測(cè)試得到鎖止機(jī)構(gòu)解鎖的波形（圖5）。分析該波形，發(fā)現(xiàn)電機(jī)的電流變化和一般的行程電機(jī)電流變化區(qū)別不大，基本符合運(yùn)動(dòng)規(guī)律。但是位置信號(hào)不太符合信號(hào)邏輯，一般開(kāi)關(guān)型位置信號(hào)只有高低兩個(gè)狀態(tài)，實(shí)際測(cè)得的卻是一個(gè)脈沖信號(hào)，如果波形沒(méi)有變化，就可以判斷是位置信號(hào)故障或機(jī)械故障，但是現(xiàn)在尚不能確定該信號(hào)是否正常。

圖5 使用診斷儀設(shè)置得到的波形

幾經(jīng)周折，找到了一個(gè)隨車充電器進(jìn)行測(cè)試，但是插槍測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)波形與使用診斷儀基本設(shè)置時(shí)完全不同（圖6）。通過(guò)電流波形與插槍后車輛的反應(yīng)可以看出，插槍后車輛先輸出正向鎖止電流進(jìn)行鎖槍，隨后又輸出負(fù)電流進(jìn)行解鎖，周而復(fù)始上鎖了4次也解鎖了4次，然后系統(tǒng)就報(bào)了充電鎖卡在打開(kāi)位置的故障提示。至此故障診斷徹底沒(méi)了思路。

圖6 使用隨車充電器測(cè)試得到的波形

因沒(méi)有正常充電鎖止波形對(duì)比，無(wú)法準(zhǔn)確判斷故障，但是故障碼又指向充電槍鎖止故障，抱著打破砂鍋問(wèn)到底的態(tài)度對(duì)充電鎖進(jìn)行了拆解（圖7）。對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查，并未發(fā)現(xiàn)明顯的磨損變形，微動(dòng)開(kāi)關(guān)也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異常。

圖7 充電槍鎖止裝置拆解

因充電鎖信號(hào)波形比較怪異，所以對(duì)信號(hào)產(chǎn)生原理與結(jié)構(gòu)關(guān)系進(jìn)行了仔細(xì)研究，發(fā)現(xiàn)微動(dòng)開(kāi)關(guān)的觸發(fā)類似氣門(mén)的驅(qū)動(dòng)原理，是通過(guò)一個(gè)擺臂桿上的凸輪和一個(gè)鎖銷驅(qū)動(dòng)齒輪軸上的凸輪驅(qū)動(dòng)的，當(dāng)兩個(gè)凸輪對(duì)上時(shí)即可觸動(dòng)微動(dòng)開(kāi)關(guān)（圖8）。

圖8 微動(dòng)開(kāi)關(guān)的觸發(fā)原理

對(duì)此套機(jī)構(gòu)移動(dòng)軌跡進(jìn)行研究時(shí)，發(fā)現(xiàn)該機(jī)構(gòu)不是簡(jiǎn)單的打開(kāi)和關(guān)閉兩個(gè)狀態(tài)（圖9），微動(dòng)開(kāi)關(guān)的觸發(fā)是在中間位置，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的兩端并不會(huì)觸發(fā)微動(dòng)開(kāi)關(guān)，這也解釋了為什么我們只看到一個(gè)脈沖信號(hào)的原因。

圖9 充電槍與充電接口的連接狀態(tài)

繼續(xù)對(duì)整個(gè)充電接口總成進(jìn)行研究，終于發(fā)現(xiàn)了故障原因，通過(guò)對(duì)鎖銷接觸面及安裝位置關(guān)系判斷，充電鎖的整體設(shè)計(jì)包含解鎖、鎖止、未識(shí)別到插槍或移動(dòng)距離過(guò)長(zhǎng)三個(gè)狀態(tài)，這也意味著如果是正常的鎖止，應(yīng)該會(huì)停在中間的鎖止?fàn)顟B(tài)。綜合上述原理分析可以判定，該充電鎖應(yīng)該是出現(xiàn)磨損變形，或者充電口座整體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了變形。

故障排除

分析出故障原因后，抱著試一試的態(tài)度對(duì)充電鎖銷加裝銅皮做加厚處理，連接充電槍測(cè)試，發(fā)現(xiàn)故障排除，并且波形出現(xiàn)了我們熟悉的信號(hào)變化（圖10）。

圖10 充電槍正常鎖止時(shí)的波形

回顧總結(jié)

由于開(kāi)始對(duì)充電鎖結(jié)構(gòu)及信號(hào)產(chǎn)生機(jī)制的不了解，導(dǎo)致維修走了些彎路，但是從另一方面也能看出示波器對(duì)一些故障判斷的重要作用，如果在了解信號(hào)及結(jié)構(gòu)原理的情況下，針對(duì)該故障可以做到輕松準(zhǔn)確的判斷，從而快速的找出故障點(diǎn)。另一方也提示我們，如果平時(shí)能多了解信號(hào)產(chǎn)生機(jī)制及部件結(jié)構(gòu)，對(duì)使用示波器來(lái)解決故障起著至關(guān)重要的作用。

推送文章來(lái)源《汽車與駕駛維修》，作者安文濤，內(nèi)容僅供讀者參考，文章、圖片、視頻等版權(quán)歸原作者享有。