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摘 要：本文详述了2017款比亚迪e5电动车交流无法充电故障的诊断，分别从故障现象、交流充电原理、故障原因分析、故障排查等方面进行说明，最后对本次技术分析做出总结。
关键词：电动车 交流充电 故障诊断
Summary of Fault Diagnosis Technology for BYD e5 Electric Vehicle that cannot be Charged with AC
Huang Hui Plating
Abstract：This article details the diagnosis of the AC failure to charge the 2017 BYD e5 electric vehicle. It explains the failure phenomenon，AC charging principle，failure cause analysis，and troubleshooting，and finally makes a summary of this technical analysis.
Key words：electric vehicle，AC charging，fault diagnosis
近年来，随着电动汽车市场占有率逐渐增大，纯电动汽车充电问题层出不穷，充电难、难充电的用车矛盾依然突出，据统计，在纯电动汽车配有交流充电及直流充电两种方式中，交流充电故障占车辆故障的34.6%，交流充电故障占充电故障的71.8%，交流充电故障已经是新能源汽车的典型故障，本文以2017款比亚迪e5纯电动车交流无法充电故障为例，浅析新能源汽车交流充电系统的工作原理及故障诊断方法。
1 车辆充电故障现象
一辆2017款比亚迪e5 电动车，已行驶126000公里，車辆无法交流充电，入厂维修，当插枪充电时，仪表显示充电连接指示灯点亮，并显示“充电连接中，请稍候……”，无显示充电功率及预计充满时间，但该车可直流充电且能上OK电正常行驶。
2 交流充电原理
比亚迪e5交流充电控制电路原理如图1所示，交流充电枪的单相交流电经过交流充电口，进入车辆车载充电机，升压至符合动力电池充电电压，通过高压母线给车辆动力电池充电，交流充电过程分为六个过程。
2.1 CC充电连接信号确认
当交流充电枪插入车辆交流充电口，交流充电桩（供电设备）CC由供电控制装置监测4检测到交流充电连接信号，然后交流充电桩控制S1开关由12V切换至PWM端子。此时检测点3的电位由12V变低，例如电压变为6V，说明PE与CC连接正常，PWM信号经交流充电枪和车辆CP端送至车辆检测点2，车辆控制装置检测到脉冲信号后，车辆控制装置确认交流充电桩供电能力，并完成充电连接确认。
2.2 CP控制信号确认
在确认供电接口已完全连接且充电设备无故障后，供电控制装置发出脉宽PWM信号，通过开关S1送出。此时，测量检测点1或检测点4的电压为充电连接装置是否完全连接的判断依据，由供电控制装置进行测量。而车辆控制装置则通过测量检测点2的PWM信号，判断充电连接装置是否已经正常连接。
2.3 充电功率匹配
电动汽车与充电设备通过能力匹配在确保安全的前提下，达到最高的充电效率，充电功率的匹配主要由车辆端检测点2的PWM信号的占空比来决定。
2.4 启动充电
交流充电枪插入车辆交流充电口，充电连接正常并完成充电唤醒，交流充电桩通过检测点1的脉冲电压，确定充电机功率，接通K1、K2接触器开关，通过线束与交流充电口N端和L端连接，当车辆BMS电池管理系统控制车辆低压IG3继电器吸合，并提供12V电压，BMS得电后执行充电程序并拉低信号，此时仪表的充电指示灯点亮。
2.5 充电监测
充电过程中，交流充电桩和VTOG、BMS系统周期性监测信号。车辆VTOG通过检测点2的脉冲电压信号，自动调节充电机的输出功率。在充电过程中，BMC系统监测动力电池13个模组中单体电池电压、电流、温度，以防过充、过温，根据GB/T 20234.2-2016规定，比亚迪e5采用磷酸铁锂电池，动力电池单体电压不高于3.7V，电池温度不超过65℃，如超过规定值，则车载充电机限制功率。
2.6 充电完成
在充电过程中，当车辆BMS监测到动力电池电压达到规定值时或达到车主预设定的目标值时，则说明充电完成，此时车辆的VTOG则断开S2开关，并将开关S1切换至12V，S2开关断开使交流充电桩断开K1、K2接触器，车载充电机停止供电。
3 故障原因分析
当使用交流充电桩对比亚迪e5进行充电时，如充电功能正常，则仪表上的充电指示点亮，同时显示充电功率及充电剩余时间。而故障车插上充电枪，只是显示充电标志，仪表显示“充电连接中，请稍候……”
根据车辆故障现象及该车可以直流充电且能上OK电行驶，说明电池包及BMS系统正常，由于直流充电与交流充电时，VTOG高压直流侧（电池包电压侧）的预充回路完全一样，也能够排除四合一中预充电路故障，充电时显示“充电连接中”，表明充电设备与整车没有完成交互。那么该案例故障主要存在三种原因：
1.交流充电枪故障;
2.车辆交流充电口故障;
3.充电线路故障。
4 故障诊断与排除
车辆交流无法充电故障应先排除充电枪是否正常，使用随车充电器、壁式充电桩等多种交流充电设备，结果还是一样，组合仪表都只点亮充电连接指示灯，并提示“充电连接中，请稍候……”可排除交流充电枪故障。
下一步检查车辆是否存在故障，分析车辆充电连接指示灯点亮的控制流程， 交流枪插枪后，充电枪CC阻值信号通过充电口给到VTOG，VTOG将充电连接信号发给车身控制模块（BCM），BCM控制吸合IG3继电器，VTOG和BMS获得双路电，VTOG将充电连接信号发给BMS，BMS控制仪表上的充电连接指示灯点亮，由于车辆充电指示灯已经点亮，说明CC信号及双路电源正常。
交流充电正常充电时，交流设备与车辆交互的信号有CC和CP。通过第一步排查分析，已经可以排除CC信号问题，那么接下来确认CP信号问题。插上充电枪，连接故障诊断仪，诊断电池管理系统及VTOG是否存在故障码，进入VTOG-DSP2读取CP信号，读取数据流，分析数据流，发现VTOG数据流中CP占空比信号一直是0%，说明CP信号不正常。
确定故障范围后，怀疑是交流充电口CP至VTOG之间的线路问题所导致，使用测量交流充电口至VTOG之间CP线路是否正常，如图2所示。
整车下电后，断开低压电池负极，拆下维修开关等待5min，拆下四合一的64PIN低压接插件，测量交流充电口CP针脚与四合一的高压电控总成64PIN接插件47号针脚（白红线）之间是否导通，测量电阻为无穷大，进一步仔细检查线路，发现BJB01的12号针脚退针，如图3所示，对退针端子维修处理后恢复车辆。（注：BJB01接插件在前舱右侧溢水壶旁边）
5 检测验证
通过对交流充电控制线路的故障诊断并找点故障原因，进行故障排除。为确保车辆的稳定性，使用随车充电枪、壁挂式充电桩进行功能验证，使用故障诊断仪的故障码读取故障码，并对充电数据流进行检测，来判断车辆的充电故障是否已经排除。
插入交流充电枪后，充电指示灯点亮，仪表显示”连接已成功，正在充电中，并显示当前电量，充电功率及预计充满时间，如图4所示，使用故障诊断仪进行整车模块扫描，没有读到任何故障碼，读取交流充电相关数据流，数据显示均正常，交流充电系统故障解决。
6 技术总结
本文以新能源汽车代表车型比亚迪e5纯电动车为例，分析了纯电动汽车交流无法充电的故障现象，详析交流充电系统工作原理，结合车辆能上“OK”灯且直流充电正常，分析故障的原因，通过查询车辆维修手册，借助故障诊断仪读取数据流等技术手册，确定故障部位，并逐一检测，最终发现BJB01的12号针脚退针导致车辆无法交流充电。
参考文献：
[1]比亚迪技术部.比亚迪e5汽车维修手册[Z].2017.
[2]吴书龙.新能源汽车电气技术.机械工业出版社[Z].2018.
[3]王瑜.纯电动汽车充电系统工作过程及常见故障检修[J].汽车维修.2019.
关键词：电动车 交流充电 故障诊断
Summary of Fault Diagnosis Technology for BYD e5 Electric Vehicle that cannot be Charged with AC
Huang Hui Plating
Abstract：This article details the diagnosis of the AC failure to charge the 2017 BYD e5 electric vehicle. It explains the failure phenomenon，AC charging principle，failure cause analysis，and troubleshooting，and finally makes a summary of this technical analysis.
Key words：electric vehicle，AC charging，fault diagnosis
近年来，随着电动汽车市场占有率逐渐增大，纯电动汽车充电问题层出不穷，充电难、难充电的用车矛盾依然突出，据统计，在纯电动汽车配有交流充电及直流充电两种方式中，交流充电故障占车辆故障的34.6%，交流充电故障占充电故障的71.8%，交流充电故障已经是新能源汽车的典型故障，本文以2017款比亚迪e5纯电动车交流无法充电故障为例，浅析新能源汽车交流充电系统的工作原理及故障诊断方法。
1 车辆充电故障现象
一辆2017款比亚迪e5 电动车，已行驶126000公里，車辆无法交流充电，入厂维修，当插枪充电时，仪表显示充电连接指示灯点亮，并显示“充电连接中，请稍候……”，无显示充电功率及预计充满时间，但该车可直流充电且能上OK电正常行驶。
2 交流充电原理
比亚迪e5交流充电控制电路原理如图1所示，交流充电枪的单相交流电经过交流充电口，进入车辆车载充电机，升压至符合动力电池充电电压，通过高压母线给车辆动力电池充电，交流充电过程分为六个过程。
2.1 CC充电连接信号确认
当交流充电枪插入车辆交流充电口，交流充电桩（供电设备）CC由供电控制装置监测4检测到交流充电连接信号，然后交流充电桩控制S1开关由12V切换至PWM端子。此时检测点3的电位由12V变低，例如电压变为6V，说明PE与CC连接正常，PWM信号经交流充电枪和车辆CP端送至车辆检测点2，车辆控制装置检测到脉冲信号后，车辆控制装置确认交流充电桩供电能力，并完成充电连接确认。
2.2 CP控制信号确认
在确认供电接口已完全连接且充电设备无故障后，供电控制装置发出脉宽PWM信号，通过开关S1送出。此时，测量检测点1或检测点4的电压为充电连接装置是否完全连接的判断依据，由供电控制装置进行测量。而车辆控制装置则通过测量检测点2的PWM信号，判断充电连接装置是否已经正常连接。
2.3 充电功率匹配
电动汽车与充电设备通过能力匹配在确保安全的前提下，达到最高的充电效率，充电功率的匹配主要由车辆端检测点2的PWM信号的占空比来决定。
2.4 启动充电
交流充电枪插入车辆交流充电口，充电连接正常并完成充电唤醒，交流充电桩通过检测点1的脉冲电压，确定充电机功率，接通K1、K2接触器开关，通过线束与交流充电口N端和L端连接，当车辆BMS电池管理系统控制车辆低压IG3继电器吸合，并提供12V电压，BMS得电后执行充电程序并拉低信号，此时仪表的充电指示灯点亮。
2.5 充电监测
充电过程中，交流充电桩和VTOG、BMS系统周期性监测信号。车辆VTOG通过检测点2的脉冲电压信号，自动调节充电机的输出功率。在充电过程中，BMC系统监测动力电池13个模组中单体电池电压、电流、温度，以防过充、过温，根据GB/T 20234.2-2016规定，比亚迪e5采用磷酸铁锂电池，动力电池单体电压不高于3.7V，电池温度不超过65℃，如超过规定值，则车载充电机限制功率。
2.6 充电完成
在充电过程中，当车辆BMS监测到动力电池电压达到规定值时或达到车主预设定的目标值时，则说明充电完成，此时车辆的VTOG则断开S2开关，并将开关S1切换至12V，S2开关断开使交流充电桩断开K1、K2接触器，车载充电机停止供电。
3 故障原因分析
当使用交流充电桩对比亚迪e5进行充电时，如充电功能正常，则仪表上的充电指示点亮，同时显示充电功率及充电剩余时间。而故障车插上充电枪，只是显示充电标志，仪表显示“充电连接中，请稍候……”
根据车辆故障现象及该车可以直流充电且能上OK电行驶，说明电池包及BMS系统正常，由于直流充电与交流充电时，VTOG高压直流侧（电池包电压侧）的预充回路完全一样，也能够排除四合一中预充电路故障，充电时显示“充电连接中”，表明充电设备与整车没有完成交互。那么该案例故障主要存在三种原因：
1.交流充电枪故障;
2.车辆交流充电口故障;
3.充电线路故障。
4 故障诊断与排除
车辆交流无法充电故障应先排除充电枪是否正常，使用随车充电器、壁式充电桩等多种交流充电设备，结果还是一样，组合仪表都只点亮充电连接指示灯，并提示“充电连接中，请稍候……”可排除交流充电枪故障。
下一步检查车辆是否存在故障，分析车辆充电连接指示灯点亮的控制流程， 交流枪插枪后，充电枪CC阻值信号通过充电口给到VTOG，VTOG将充电连接信号发给车身控制模块（BCM），BCM控制吸合IG3继电器，VTOG和BMS获得双路电，VTOG将充电连接信号发给BMS，BMS控制仪表上的充电连接指示灯点亮，由于车辆充电指示灯已经点亮，说明CC信号及双路电源正常。
交流充电正常充电时，交流设备与车辆交互的信号有CC和CP。通过第一步排查分析，已经可以排除CC信号问题，那么接下来确认CP信号问题。插上充电枪，连接故障诊断仪，诊断电池管理系统及VTOG是否存在故障码，进入VTOG-DSP2读取CP信号，读取数据流，分析数据流，发现VTOG数据流中CP占空比信号一直是0%，说明CP信号不正常。
确定故障范围后，怀疑是交流充电口CP至VTOG之间的线路问题所导致，使用测量交流充电口至VTOG之间CP线路是否正常，如图2所示。
整车下电后，断开低压电池负极，拆下维修开关等待5min，拆下四合一的64PIN低压接插件，测量交流充电口CP针脚与四合一的高压电控总成64PIN接插件47号针脚（白红线）之间是否导通，测量电阻为无穷大，进一步仔细检查线路，发现BJB01的12号针脚退针，如图3所示，对退针端子维修处理后恢复车辆。（注：BJB01接插件在前舱右侧溢水壶旁边）
5 检测验证
通过对交流充电控制线路的故障诊断并找点故障原因，进行故障排除。为确保车辆的稳定性，使用随车充电枪、壁挂式充电桩进行功能验证，使用故障诊断仪的故障码读取故障码，并对充电数据流进行检测，来判断车辆的充电故障是否已经排除。
插入交流充电枪后，充电指示灯点亮，仪表显示”连接已成功，正在充电中，并显示当前电量，充电功率及预计充满时间，如图4所示，使用故障诊断仪进行整车模块扫描，没有读到任何故障碼，读取交流充电相关数据流，数据显示均正常，交流充电系统故障解决。
6 技术总结
本文以新能源汽车代表车型比亚迪e5纯电动车为例，分析了纯电动汽车交流无法充电的故障现象，详析交流充电系统工作原理，结合车辆能上“OK”灯且直流充电正常，分析故障的原因，通过查询车辆维修手册，借助故障诊断仪读取数据流等技术手册，确定故障部位，并逐一检测，最终发现BJB01的12号针脚退针导致车辆无法交流充电。
参考文献：
[1]比亚迪技术部.比亚迪e5汽车维修手册[Z].2017.
[2]吴书龙.新能源汽车电气技术.机械工业出版社[Z].2018.
[3]王瑜.纯电动汽车充电系统工作过程及常见故障检修[J].汽车维修.2019.