10.16638/jki.1671-7988.2020.24.063
北汽EV200纯电动汽车低压系统不能充电
故障诊断与排除
彭小伟，黄华
（江苏省交通技师学院，江苏镇江212028）
摘要：近年来纯电动汽车市场快速发展，首批投入市场的纯电动汽车也开始出现一些故障，文章以北汽EV200纯电动汽车为例，结合实际，重点阐述DC-DC系统的结构与工作原理，并探讨了纯电动汽车发生低压不能充电的故障时的诊断与排除方法。
关键词：北汽；EV200；纯电动；低压充电；故障诊断
中图分类号：U472 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2020)24-194-03
Diagnosis and Troubleshooting of The Fault That The Low-voltage System of BAIC EV200 Battery Elec
tric Vehicle Cannot Be Charged
Peng Xiaowei, Huang Hua
( Jiangsu Jiaotong College, Jiangsu Zhenjiang 212028 )
Abstract:In recent years, the Battery Electric Vehicle(BEV) market has developed rapidly, and some failures have also begun to occur in the first batch of Battery Electric Vehicles put on the market. Taking the BAIC EV200 Battery Electric Vehicle as an example, combined with the actual situation, this article focuses on the structure and working principle of the DC-DC system, and discusses the diagnosis and troubleshooting methods of a battery electric vehicle when the failure that the low voltage system cannot be charged occurs.
Keywords: BAIC; EV200; Battery Electric Vehicle(BEV); Low Voltage Ststem; Diagnosis
CLC NO.: U472 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2020)24-194-03
前言
一辆EV200纯电动汽车在行驶过程中，仪表的低压蓄电池故障警示灯点亮。低压蓄电池亮起在传统汽
车中，说明发电机不再对外发电，有低压蓄电池向车身电气系统供电。在纯电动汽车中，类似“发电机”的部件是“DC-DC转换器”，由此可以推断，该车DC-DC转换器及其控制电路发生了故障。本文以此为起点，探讨一下DC-DC转换器的工作原理及故障诊断方法。1 纯电动汽车电压供电系统的组成
EV200纯电动汽车有高压动力电池作为动力源，在车辆高压上电完成（READY灯点亮）以后，为驱动电机提供动力，驱动车辆行驶。但由于取消了发动机，无法再像传统汽车一样使用发电机为整车低压用电系统供电，因此，DC/DC 转换器应运而生。DC/DC转换器将高压直流通过转换电路变换成14V低压直流，为整车的低压用电器供电，并且可以在能量剩余的时候为低压蓄电池充电。EV200的低压12V用电系统构成如图1所示。
有图中可以看出，DC/DC不仅给车辆低压电器供电，在
作者简介：彭小伟，助讲，研究生，就职于江苏省交通技师学院，研究方向为汽车检测与维修、新能源汽车等。
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彭小伟 等：北汽EV200纯电动汽车低压系统不能充电故障诊断与排除
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车辆高压上电后，还给高压控制系统供电，如BMS 、VCU 、MCU 、空调控制器、PTC 控制器等。假如DC/DC 不工作，则由低压蓄电池为这些用电设备供电，维持系统的运行，直到低压蓄电池电量消耗
到不能维持系统工作为止。此时，车辆高压会断电，车辆将无法继续行驶。
北汽新能源图1  EV200纯电动汽车低压用电系统组成
2 DC/DC 工作原理
DC/DC 转换器的本质是一个变压器，根据输入输出端电压值的大小，可分为升压器和降压器等不同类型。在新能源汽车中，DC/DC 转化器大致可分为三种类型：
（1）高低压转换器（辅助功率模块）
此模块主要作用是取代传统燃油汽车中的发电机，在混合动力车辆中，发动机输出的动力直接驱动高压继电器给电池系统补充电量。纯电动汽车中，传统的12V 用电负荷就完全依靠DC/DC 转换器供给，功率范围为1~2.2KW 。帝豪gt跑车报价
（2）12V 电压稳定器
这种类型主要应用在部分起停系统中，在启动时避免电压波动对一些敏感的用电负载造成影响和破坏。例如，车内照明、收音机和显示屏等。电压稳定器的功率等级视用电负载而定，一般范围为200~400W 。
（3）高压升压器
为了提高动力系统的效率，有些新能源车型会选用一个升压器来提高逆变输入的电压，如丰田THS II 混合动力系统中带增压转化的逆变器。
DC/DC 转换器的工作原理和工作简图分别如图2、图3所示。
雷克萨斯ux新能源由图2中的演示过程可知，直流高压电输入DC/DC 转化器以后，首先会由直流经转换改为交流，但电压幅值并未减小，然后交流高压电经过中间的变压器部分后，高压电降
为14V 左右的电压交流电，最后经过整流和滤波电路，形成稳定的14V 电压直流电输出，为低压系统供电。由图3可知，DC/DC 转换器作为一个高压转换装置，虽然其工作内容是将高压直流电转化为低压直流电，但其控制系统仍然受低压电控制，并在工作过程中还会不断地与低压控制系统有信号通讯。若DC/DC 工作系统出现故障，不仅会在车辆控制系统中记录相应故障代码和数据流，还可以通过仪表显示出来。
图2  DC/DC 转换器工作原理示意图
图3  DC/DC 转换器工作示意图
3 EV200汽车DC/DC 转换器结构及其工作电路图
由前文阐述可以得知，DC/DC 转换器并非一个独立的部件，其在工作时，还会受到其他条件的制约。其工作条件主要有两条：
（1）高压输入范围为290~420V 之间； （2）低压使能输入范围为DC 9~14V 之间。
第一条的成立条件是高压电池内部继电器正常吸合，并且高压电池的电量满足车辆行驶要求。第二条要求低压蓄电池的电压在9~14V 之间，这是纯电动汽车的控制原则之一，即由低压电控制高压电。如果第二条不满足，说明低压蓄电池发生故障，或者低压供电系统有故障。出于安全考虑，此时纯电动汽车应及时进行检修，而非强行上电。因此，出现低压蓄电池亏电导致高压不能上电时，一定不要期望通过车辆的充电系统充电能激活动力电池，然后让DC/DC 转换器产生14V 低压电给低压蓄电池充电。最可靠的方式是用充电机给低压蓄电池充电或使用应急电源给车辆蓄电池泵电，甚至更换低压蓄电池，否则，车辆就会停留在瘫痪状态。
DC/DC 转换器的工作流程可分为以下几步： （1）整车ON 档上电或充电唤醒充电； （2）动力电池完成高压系统预充电流程； （3）VCU 发给DC/DC 转换器的使能信号正常； （4）DC/DC 转换器开始工作。
DC/DC 转换器的结构与工作电路图分别如图4、图5所示。
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图4 DC/DC转换器总成接线端子
图5 DC/DC转换器电路图
从图中可以看出，DC/DC转换器主要的线束组成为高压
输入正极、高压输入负极、低压输出正极、低压输出负极、低压控制线束等。图4中所示的部件为EV160车型上单独布置的DC/DC转换器总成，后续的车型中，将DC/DC转换器、车载充电器、高压控制盒等部件整合在一个“高压分配器”总成中，线束也进行了重新布置，如图5所示。为便于理解，我们就选择单独的DC/DC转换器作讲解。由图4可以看出，低压输出正极和负极分别为独立的线束，分别连接低压蓄电池的正极和负极；高压输入端中有2根直流动力母线，分别于高压控制盒中的高压正极和高压负极相连，接线端还有确保高压线束接触良好的高压互锁短接端子，低压控制端3根线束分别为控制电路电源正极兼使能线（直流12V启动，0~1V关机）、电源状态信号输出线（也称故障线，12V高电平时为故障，低电平时正常）、控制电路电源负极搭铁线。
4 故障分析与诊断
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DC/DC转换器作为“发电机”为低压系统供电，当其发生故障时，首先应确认故障。在故障诊断排除过程中，我们一贯秉持由简到繁、由易到难的原则，结合电路图与实车的布局，我们可按以下步骤进行排查，电路简图如图6所示。
图6 DC/DC转换器工作电路图
（1）通过测量整车“ON档”上电时，低压蓄电池的电压值来判断DC/DC转换器是否有故障。若电压数值在13.8~14V之间，说明DC/DC转换器正常工作，若测量结果为12V，甚至小于12V，说明DC/DC转换器及工作电路存在故障，低压电未能给低压蓄电池供电。
（2）检查连接器及低压熔断器是否正常
从最易着手的角度考虑，DC/DC转换后的低压直流电需要经过150A的低压熔断器为低压蓄电池供电，因此，检查150A保险丝的好坏，也是快速判断DC/DC转换器是否正常的一个快捷步骤。若150A保险丝正常，则说明DC/DC转换器确实无14V低压电输出，我们的排除重点就可以集中到DC/DC转换器的控制线束及其本身。
（3）检查VCU向DC/DC转换器输出的使能信号是否正常。
这根线就是上文中提及的低压控制端线束中的控制电路电源正极兼使能线，正常值应在9~14V之间，否则检查VCU 62#针脚至DC/DC1#之间线束的连接情况。
（4）检查高压保险丝是否熔断
高压保险丝放置在DC/DC转换器内部电路中，若DC/DC 转换器单独布置，高压保险丝就放置在高压控制盒中，若DC/DC转换器未单独布置，则高压保险丝则布置在高压分配盒中。由于涉及到高压部件的
拆装，在测量之前，必须按要求执行“高压断电”操作。因此，该步骤比较繁琐，应在前面低压系统线束完全检查结束，确认无故障后再执行此操作，正常值应小于1Ω，否则更换高压保险丝。
（5）更换DC/DC转换器总成
以上测量结果若全部正常，说明DC/DC转换器外部连线均正常，则问题出在DC/DC转换器总成本身，更换总成，故障就可解决。
以上是针对DC/DC转换器单独布置的车型而言，对于DC/DC转换器整合在高压分配盒内部的纯电动车型，可参照上述步骤，对照相应的工作电路图进行检查，故障分析和排除的思路基本相同。
参考文献
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