陳社會

（無錫汽車工程高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校， 江蘇 無錫 214153）

1 故障現(xiàn)象

一輛2008款別克君越混合動力汽車，行駛里程26萬公里。出現(xiàn)故障后，初步檢查發(fā)現(xiàn)，起動車輛，剛開始正常，1min后，蓄電池 （12V輔助蓄電池） 充電故障警告燈亮，發(fā)電機(jī)不能正常發(fā)電。斷開點火開關(guān)后，過一段時間，重新起動車輛，故障依舊。

圖1 別克君越混合動力電動汽車的基本結(jié)構(gòu)［1］

2 結(jié)構(gòu)與工作原理分析

別克君越是上汽通用公司量產(chǎn)的混合動力電動汽車，該款車使用的混合動力系統(tǒng)為BAS Hybrid （Belt Alternator Starter，驅(qū)動皮帶-發(fā)電機(jī)-起動機(jī)） 系統(tǒng)。該款汽車的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，混合動力系統(tǒng)組成如圖2所示。

該車的發(fā)動機(jī)提供給車輛的是主要動力，電動機(jī)/發(fā)電機(jī)提供給汽車的是輔助動力，同時電動機(jī)/發(fā)電機(jī)也取代了傳統(tǒng)汽車的起動機(jī)和發(fā)電機(jī)。電動機(jī)/發(fā)電機(jī)總成簡稱MGU（Motor/Generator Unit），它既可以作為發(fā)電機(jī)也可以作為電動機(jī)。在車輛等待紅燈期間，發(fā)動機(jī)停止工作，如果要起動發(fā)動機(jī)，MGU將起到起動機(jī)的作用，將發(fā)動機(jī)起動；另外，MGU在發(fā)動機(jī)負(fù)載較高時提供電動助力；MGU作為發(fā)電機(jī)時，將發(fā)動機(jī)的機(jī)械動力轉(zhuǎn)換成三相交流電，供給SGCM。MGU上帶有屏蔽的三相電纜，該三相電纜外觀顏色是藍(lán)色，一般來說，通用公司用藍(lán)色電纜來傳送中間級別電壓（36V）。別克君越混合動力電動汽車使用的是鎳氫電池組（Ni-MH），由3個12V模組串聯(lián)連接組成。電動機(jī)/發(fā)電機(jī)控制模塊簡稱SGCM （Starter/Generator Control Module）。SGCM可以作為逆變器，當(dāng)MGU作為起動機(jī)時，SGCM要將動力電池組36V的直流電轉(zhuǎn)換成三相的交流電，以驅(qū)動MGU；SGCM也可以作為整流器和電壓轉(zhuǎn)換器，當(dāng)MGU作為發(fā)電機(jī)使用時，SGCM會將發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換成36V的直流電，同時SGCM再將直流電分配到12V系統(tǒng)和36V的系統(tǒng)中去。

圖2 別克君越混合動力系統(tǒng)的組成［1］

3 電路分析

MGU和SGCM控制電路如圖3所示。

圖3中，ESCM是混合動力電池組分離控制模塊，也稱為能量存儲控制模塊。電池組分離控制模塊通過LAN與車輛其他系統(tǒng)進(jìn)行通信，其主要作用是控制混合動力電池組電源的供給或切斷，同時也監(jiān)測電池組的工作狀態(tài)。J2-9是發(fā)電機(jī)MGU低電平參考電壓（信號），用來控制發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓，在發(fā)電機(jī)正常工作的時候，發(fā)電機(jī)低電平參考電壓信號應(yīng)為4.3～5.5V；J2-12是發(fā)電機(jī)接通信號，是搭鐵線。

4 故障診斷與排除

4.1 讀取故障碼

使用診斷儀，讀取故障代碼，故障碼都是當(dāng)前的，不是歷史碼，分別是POA82、POAA2、P1A26、P0AFB。

圖3 MGU和SGCM控制電路［2］

4.2 故障原因分析

故障碼POA82表示混合動力蓄電池組冷卻風(fēng)扇卡在斷開位置。蓄電池能量控制模塊監(jiān)測與檢測冷卻風(fēng)扇是否啟用、卡在斷開位置或卡在接通狀態(tài)。如果檢測到故障，將設(shè)置相應(yīng)的故障診斷碼。故障碼P0AA2表示混合動力蓄電池正極接觸器電路卡在打開位置，正極接觸器由發(fā)動機(jī)控制模塊進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)蓄電池能量控制模塊沒有對發(fā)動機(jī)控制模塊的斷開正極接觸器指令做出反應(yīng)時，就會出現(xiàn)此故障碼。故障碼P1A26表示混合動力蓄電池1電壓過低。發(fā)動機(jī)控制模塊監(jiān)測混合動力蓄電池組電壓，當(dāng)電壓低于22V時，要將接觸器斷開。故障碼P0AFB表示混合動力蓄電池系統(tǒng)電壓過高。發(fā)動機(jī)控制模塊也監(jiān)測與檢測動力蓄電池是否有電壓過高情況，并保護(hù)MOSFET，防止超載。

冷卻風(fēng)扇卡在斷開位置的故障不能直接導(dǎo)致發(fā)電機(jī)不能發(fā)電，而本案例動力蓄電池電壓既有過高也有過低的故障，初步懷疑是動力蓄電池的故障。

4.3 故障檢測

穿好絕緣鞋，戴好絕緣手套和護(hù)目鏡，用萬用表連接好動力充電池正負(fù)極之后，起動車輛，觀察萬用表低壓讀數(shù)，發(fā)現(xiàn)動力蓄電池電壓在29.7V左右，1min后動力蓄電池電壓突然上升到51.6V，然后又降到0V，這說明動力蓄電池性能損壞。

然后斷開點火開關(guān)，重新起動車輛，用萬用表檢測圖3中J2-9發(fā)電機(jī)MGU低電平參考電壓信號，發(fā)現(xiàn)電壓在7～13.1V之間波動，1min后突然變?yōu)?V，這與標(biāo)準(zhǔn)值電壓信號應(yīng)為4.3～5.5V不符，因此發(fā)電機(jī)不能發(fā)電。這是因為動力蓄電池性能異常，發(fā)電機(jī)發(fā)的電無法由SGCM正常充入動力蓄電池，發(fā)電機(jī)處于“拋載”狀態(tài)，然后控制系統(tǒng)為了保護(hù)發(fā)電機(jī)，讓發(fā)電機(jī)停止工作。

接著檢測冷卻風(fēng)扇及其電路。將點火開關(guān)置于ON位置，指令混合動力蓄電池組冷卻風(fēng)扇打開。但是冷卻風(fēng)扇不能打開，接著，將點火開關(guān)置于OFF位置，斷開冷卻風(fēng)扇線束連接器，斷開蓄電池能量控制模塊線束連接器。測試蓄電池能量控制模塊連接器端子至冷卻風(fēng)扇線束連接器端子之間的電阻，均正常。這說明是冷卻風(fēng)扇本體損壞。

4.4 故障排除

按照維修手冊標(biāo)準(zhǔn)程序更換動力蓄電池和冷卻風(fēng)扇。然后起動車輛，清除故障碼并重新讀取，發(fā)現(xiàn)無故障碼。發(fā)電機(jī)也正常發(fā)電，儀表也顯示正常，故障已排除。

5 小結(jié)

從本案例可以看出，由于冷卻風(fēng)扇卡在斷開位置，動力蓄電池長時間得不到冷卻，導(dǎo)致動力性能損壞，不能正常充電，也導(dǎo)致發(fā)電機(jī)不能正常發(fā)電?；旌蟿恿ζ嚬收系脑蛳鄬?fù)雜，需要綜合考慮各子系統(tǒng)。一些部件的損壞可會直接導(dǎo)致車輛性能不正常，但是這可能不是導(dǎo)致故障的初始原因，要特別注意連環(huán)故障，這就需要從源頭上找原因，只有這樣才能將故障真正排除。