奔驰S400混合动力无法启动

故障问题现象:一辆2010年奔驰S400混合动力汽车无法起动,拖至公司实行修理。

故障问题诊断:使用奔驰诊断仪器检查,在SG-BMS(蓄电池管理系统调节单元)中存储以下故障问题码(如图1所示):

图1 故障问题码

0AA61E:高电压车载电网中有一个绝缘故障问题,电阻值处于允许范围之外(已存储的)

0AA61A:高电压车载电网中有一个绝缘故障问题,低于电阻极限值(当前的和已存储的)

在SG-DDW(直流/直流转换器调节单元)和SG-EM调节单元(DC/AC转换器N129/1)中没有故障问题码。

不管在混合动力汽车还是在纯电动汽车的高压电气系统中,电气设备(例如高压电池组、DC/AC转换器、DC/DC转换器、高压空调泵等)正、负极接线端子及其连接线束对外壳、电气其他的线路,对车身接地线分别有绝缘电阻。倘若这些绝缘电阻过小,则意味着绝缘不良故障问题。车辆在驾驶流程中,BMS高压蓄电池调节单元一直对绝缘电阻实行检查,倘若绝缘电阻不正常,车辆将停止高压电输出。

关于绝缘电阻的测量,有两种方法:第一,读取绝缘电阻的数据流,可以用排除法来判断绝缘故障问题的具体位置。这样的方法相比比较简单,前提条件是诊断仪中必须供给绝缘电阻的数据流,对这一点,奔驰公司做得比较完善;第二,通过绝缘表(又称摇表)测量高压线束或高压部件的绝缘电阻值,这样的方法的实际操作流程相比烦琐壹些,需要要注意的是,在测量绝缘电阻以前,必须切断高压电池电源。奔驰S400混合动力系统的绝缘故障问题判断相比比较简单,由于在BMS系统中可以直接读取绝缘电阻的数值,正常数值应当大于一千kΩ。倘若绝缘电阻值小于一千kΩ,可以通过切断高压蓄电池上的DC/DC转换器高压插头和DC/AC与高压空调泵的公共高压插头实行判断。

连接奔驰诊断仪,点击进到SG-BMS调节单元,读取数据流:BMS数据流中的绝缘电阻值为225kΩ,标准值应当大于一千kΩ。就说明高电压车载电网中的绝缘电阻值过小,因而BMS系统会发生绝缘故障问题码。

值得提醒的是,检修混合动力系统的高压部件,必须严格遵守奔驰高压安全的有关规则,例如使用诊断仪进到BMS系统,执行高压系统的断电操作后,从诊断仪器中读取DC/AC、DC/DC、BMS系统的高压车载电网电压,或从仪表上读取高压车载电网电压的数值降为12V,这些操作是不可或缺的。本文出于叙述的简洁,省略了高压系统断电的有关安全描述,但并不意味着在实际修理流程中高压系统安全操作的流程可以忽略。

关于绝缘电阻故障问题的检修方法是:

(1) 执行高压断电操作后,可以先拔下BMS上的DC/DC高压插头(如图2所示),这个时候观察BMS的数据流,倘若绝缘电阻大于一千kΩ,就说明问题出现在DC/DC转换器及其高压线束上,这样子即可缩小检修的范围。倘若拔下BMS上的DC/DC转换器插头后,绝缘电阻仍然小于一千kΩ,或绝缘电阻值不变,则实行第2步。实际检查中,拔下DC/DC转换器高压插头,BMS的绝缘电阻数据流仍然为225kΩ(如图3所示),就说明问题不是出现在DC/DC转换器及其高压线束。

图3 BMS的部分数据流

(2) 切断BMS上的DC/AC与高压空调泵的公共高压插头。倘若切断该插头后,绝缘电阻值到了5000kΩ,就说明问题出现在DC/AC或高压空调泵及其高压线束上。这个时候可以连接好BMS上的两个高压插头,接着切断高压空调泵上的高压插头(如图4所示),观察BMS的绝缘电阻数据,倘若绝缘电阻为5000kΩ,就说明绝缘故障问题出现在高压空调泵上。倘若绝缘电阻仍然小于一千kΩ,就说明问题出现在AC/DC转换器和高压线束上。

DC/AC 转换器(N129/1),又称电力电子调节单元,或称能量管理模块,电源电子装置,如图5所示。它位于发动机右侧排气歧管的下方,通过隔热板保障其免受热辐射。DC/AC转换器是高电压线束的部件,其中包含高电压保险丝盒 F70和有关的高压导线,所以说DC/AC转换器与高压线束为一体,不可以单独更换。倘若线束中的其中一个部件发生故障问题,则必须将DC/AC转换器与相连接的高压导线一同更换。

图5 DC/AC转换器N19/1

实际测试中,切断空调泵上的高压连接插头,BMS的绝缘电阻数值变为5000kΩ,就说明问题出现在高压空调泵上。切断空调泵上的高压插头后,用短接线跨接连接至高压空调泵上的低压线束插头5号与6号接脚(如图6所示),即将高压空调泵上低压线束插头的互锁电路短接(关于互锁电路,本文因为篇幅的原因不作更多细节的阐述),这个时候BMS上的互锁电路数据流显示“无不对”(如图7所示)。这里BMS调节单元的故障问题码可以顺利删除,车辆可以正常起动。

图6 跨接互锁电路

图7 BMS数据流

熄火后,在次将高压空调泵的高压插头接上,连接好低压插头,在次读取BMS的绝缘电阻数据流为225kΩ。由此可以判断高压空调泵内部的绝缘电阻值过小。如图8所示,电动制冷压缩机包含三个主要部件:第一部包括逆变器(调节单元),可将高电压车载电气系统的126V直流电压转换为交流电压,并且把其供至三相电动机;第二部包括三相电动机,用于驱动涡旋式压缩机;第三部包括涡旋式压缩机,该压缩机包含两个嵌套式蜗壳,其中一个是固定的,另外一个可以在前者内部做圆周运动。在此流程中,蜗壳反复地相互接触,在卷绕中形成数个逐渐变小的腔室。这样子,制冷剂取得压缩并进到这些腔室中,直至到了中心处排出。发动机调节单元通过CAN I总线调节电动制冷压缩机工作。

最后,更换高压空调泵后,故障问题排除。