检修描述:一辆2021款别克微蓝6混动车,搭载L2B发动机,累计行驶里程约为8.6万km。据车主反映,车辆行驶过程中仪表盘上的故障灯突然点亮,行驶一段时间后车辆自行熄火,于是将其拖至我店进行检修。
故障检测:接车后,首先检查12 V蓄电池,发现12 V蓄电池已严重亏电。对12 V蓄电池进行充电,充电完毕后起动车辆,车辆能够进入READY模式,但仪表盘上的发动机故障灯、充电系统故障灯点亮,且仪表盘提示“节电器启用”,但仪表盘显示电池包电量接近满格,具体如图1所示。根据上述检查,初步判断该车行驶时自行熄火可能与12 V蓄电池亏电有关。
查阅12 V充电示意(图2)得知,发动机控制模块(ECM)通过电流传感器和蓄电池正极线监测12 V蓄电池的状态,并使用两条电路控制并监测14 V电源模块的状态,一条电路通过占空比的方式控制14 V电源模块对12 V蓄电池充电,另一条电路监测14 V电源模块的状态。14 V电源模块将来自高压蓄电池的高压直流电转换成14 V直流电,给12 V蓄电池充电,同时也给车身电器供电。此外,在执行车辆交流充电时,14 V电源模块也会对12 V蓄电池充电。
用故障诊断仪(SCS)检测,由于车辆亏过电,各模块均存储有很多低电压的故障代码。试着清除故障代码后重新检测,发现发动机控制模块(ECM)内存储有当前故障代码“P1F5A 14伏电源模块状态端子电路电压过低”“P0A8D 14伏电源模块系统电压过低”。查看维修手册上故障代码P0A8D的相关说明,得知ECM监测到蓄电池电压低于8 V,便会存储该故障代码。此外,如存储P1F5A等其他故障代码,需要从这些故障代码着手检查。鉴于ECM存储故障代码P1F5A,查看故障代码P1F5A的相关说明,得知ECM在10 s内监测到14 V电源模块状态电路上的脉宽调制(PWM)信号低于5%持续8 s,便会存储故障代码P1F5A。继续读取ECM数据流(图3),发现“发电机F端子占空比”的值为0,不正常。
根据故障代码P1F5A的诊断提示,并结合相关电路(图4),需要对14 V电源模块端子3电路进行测试。
脱开14 V电源模块(K1)导线连接器X2和发动机控制模块(K20)导线连接器X2,将车辆置于维修模式,测量14 V电源模块导线连接器X2端子3与搭铁之间的电压,低于1 V;测得14 V电源模块导线连接器X2端子3与搭铁之间的电阻为∞;测得14 V电源模块导线连接器X2端子3与发动机控制模块导线连接器X2端子J5之间的电阻小于2 Ω,均正常。按照故障代码P1F5A的诊断提示,此时需更换发动机控制模块。尝试更换发动机控制模块后试车,故障依旧。
接下来对14 V电源模块及高压系统进行排查。测量14 V电源模块的供电和搭铁,均正常。尝试更换试乘试驾车的14 V电源模块后试车,故障依旧。此外,用故障诊断仪无法读取到14 V电源模块是否有高压电输入的数据项目。查看高压系统电路,得知14 V电源模块和蓄电池充电器控制模块(即车载充电机)是通过高压线并联连接的。为了判断高压充电系统是否正常,使用车载充电器对车辆进行充电,发现仪表盘提示“无法充电”(图5)。
再次用故障诊断仪检测,发现混合动力/电动汽车动力系控制模块2(HPCM2)存储有3个故障代码,分别为“P0D09 蓄电池充电系统正极接触器卡滞在打开位置”“P0D4D 蓄电池充电器混合动力/电动汽车蓄电池输出电压传感器性能”和“P0D26 蓄电池充电器系统预充电时间过长”。根据故障代码P0D09的提示,判断该车故障可能与高压蓄电池包内部的接触器工作异常有关。分析认为,由于接触器工作异常,无法将高压蓄电池的高压直流电提供给14 V电源模块,14 V电源模块也就无法给12 V蓄电池充电。此外,使用车载充电器对高压蓄电池也无法充电。
查阅相关资料得知,高压蓄电池包包括4个高压接触器(主正极高压接触器、主负极高压接触器、充电正极高压接触器和预充电负极高压接触器)和1个固态继电器(晶体管)。各个高压接触器及晶体管在HPCM2控制下按指定顺序闭合和打开。查阅高压接触器电路得知,14 V电源模块高压电的正、负极分别是由蓄电池充电系统正极接触器(KR116B)和蓄电池负极接触器(KR34A)控制的。
由于高压接触器安装在高压蓄电池包内部,用故障诊断仪依次控制蓄电池充电系统正极接触器、蓄电池负极接触器闭合和断开,均能听到接触器工作的响声,但无法判断接触器内部高压触点及接触器下游的熔丝是否正常,需要拆解高压蓄电池包进行检测,这比较耗时耗力,于是维修人员想了个快速诊断的方法——用外接电源人为控制蓄电池充电系统正极接触器和蓄电池负极接触器吸合,然后测量14 V电源模块高压连接器上是否有高压电。佩戴好个人防护设备,脱开HPCM2导线连接器X1,试着用两根带熔丝的测试导线给HPCM2导线连接器X1端子3(蓄电池充电系统正极接触器正极控制信号端子)、端子6(蓄电池负极接触器正极控制信号端子)提供12 V的电压(图6)。
两个接触器闭合,此时测得14 V电源模块高压连接器X1端子1与端子2之间的电压为0 V(图7a)。找来一辆正常车,按照上述方法测得正常车的电压为387 V(图7b),由此判断故障车的蓄电池接触器总成内部存在故障。
拆解高压蓄电池包,拆下蓄电池充电系统正极接触器和蓄电池负极接触器,测量两个接触器内部线圈的电阻,均正常。对两个接触器进行通电测试,发现高压触点导通良好。继续对蓄电池充电系统正极接触器下游的熔丝F2HA(15 A)进行测量,发现熔丝已熔断(图8)。
继续对14 V电源模块的正极高压线缆进行绝缘电阻检测,绝缘电阻大于550 MΩ,正常。更换蓄电池接触器总成(熔丝F2HA无单独提供),并将拆卸部件恢复安装后试车,使用车载充电器可以对车辆进行充电,车辆也恢复正常。
故障排除:更换蓄电池接触器总成,故障排除。