比亚迪E5电动汽车高压电控系统故障诊断排除

一、故障现象

有一辆 2017 款比亚迪 E5 300 纯电动汽车，配备 75Ah 容量的磷酸铁锂电池，工作电压为 633.6V，永磁同步交流电机最大功率 160 k W。长时间停放，在起动时无法上 OK 电（高压电），车辆无法正常行驶，仪表显示“请检查动力系统”，充电连接图标点亮，连接交流充电枪能正常进入充电页面，但仪表指示充电功率为0。

二、故障原因分析

根据故障现象及仪表板的故障显示初步判断可能存在两类问题。

第一个是高压驱动系统故障，包括从动力电池到驱动电机的高压系统及其控制系统；

第二个是交流充电系统故障。高压驱动系统故障可能引起交流充电无法进行，故判断交流充电系统是否存在故障，需要先排除高压驱动系统故障后再进行确认。

1.高压驱动系统故障原因分析驱动系统故障致使无法上高压电的原因很多，主要涉及高压系统及其控制系统线路问题。高压系统包括动力电池、高压电控总成（集成了VGOT、DC-DC、OBC、高压配电箱、漏电传感器）、驱动电机以及各个高压系统之间的高压线路和高压线路上的接触器；低压控制线路包括电池管理系统（BMS）、高压电控总成低压控制线路、车身管理模块（BCM）、总控制器、CAN 网络、高压互锁系统等。

比亚迪电动汽车高压系统高度集成，高压线束保护严实，损坏的可能性较小。故先从低压系统及线路开始排查。涉及的系统较多，需先通过解码器读取故障码和数据流，缩小故障范围。

2.交流充电系统故障原因分析若无法上 OK电故障排除，充电故障依然存在，则充电系统存在故障。根据仪表板有充电页面显示，初步排除充电信号 CC 问题，故障点可能在交流充电接触器线路、霍尔电流传感器线路问题。

三、故障诊断及排除

连接解码仪，读取故障码，显示高压互锁故障。读取数据流，动力电池总电压，各电池模组电压温度均正常；预充完成；动力电机母线电压异常；高压互锁锁止异常。判断动力电池及采集系统和线路正常，高压互锁线路存在故障，故先排除高压互锁故障。高压互锁系统是用低压监测高压电路完整性的安全设计方法，主要检测高压电路接口的通断，高压互锁在 所 有 的 高 压 系 统 中 形 成 一 个 回路。在关闭电源情况下，用电压表分别检测互锁回路中各段线路的导通性，包括：BK45（A）-1 至 B52-1、B52-2 至 B28（B）-22、B28（B）-23 至 BK45（B）-7、BK45（B）-7 至 BK45（A）-1。通过检测，发现 B28（B）-23 至 BK45（B）-7线路不导通，检查该段线路，发现该线路在 B28（B）插接器附近线路损坏，将线路修复，重新起动。

高压互锁故障排除后，重新上高压电，发现仍然无法上高压电，仪表板显示“如需充电，请关闭电源挡后 ……”。解 码 仪 读 取 故 障 码 ，此时，高压互锁故障码消失，系统无故障码。读取数据流，高压电机母线正常，有交流充电感应信号，该数据流异常。

判断 CC 短路或者 VTOG 控制电路故障。关闭电源，检测交流充电口 CC 与地的导通性，不导通，排除CC 线路故障。检测 VTOG 电源线路，发现 VTOG 常电保险丝 F2/2 7.5A下端无电压，拔出保险丝发现该保险丝烧断，重新换上 7.5A 保险丝。

重新上高压电，OK 灯点亮，上电正常，驱动系统故障排除。

驱动系统故障排除后，插上交流充电枪，仪表盘有充电页面显示，但无充电功率，故交流充电系统故障。充电功率为零，故障可能为电流霍尔传感器及其线路故障，或者充电接触器或预充接触器及其线路故障。连接解码仪，无故障码，数据流未发现霍尔传感器电流信号异常，交流充电感应信号正常，充电接触器吸合异常。检测交流充电接触器相关控制线路 BK45（A）-34至 B28（B）-33、B28（B）-25 至 F2/33 线路导通性，发现B28（B）-25至 F2/33 不导通。检查线路，发现该段线路在 B28（B）附近损坏。将线路修复，重新连接充电枪，能正常充电，故障排除。由此可以大致判断，在同一个端子附件，两根线路受到外力作用出现断路的问题。

四、高压系统故障诊断总结

国内纯电动汽车各品牌的高压及控制系统存在一些差异，但从原理上大同小异。根据 4S店大量的维修案例表明，目前国内纯电动汽车的故障主要表现在无法上电和交流无法充电。根据新能源汽车控制原理，在新能源系统维修中主要先解决无法上电问题，再解决无法充电的故障。

另外在不确定高压系统还是低压系统故障时，根据控制原理和考虑到维修的效率，先解决低压系统问题，再考虑高压系统故障。在掌握新能源汽车基本控制逻辑的基础上，借助解码仪等诊断工具，再结合电路图的分析，找到并解决新能源汽车电路系统问题并不困难。

比亚迪e5 高压互锁故障案例分析

故障现象

一辆2017年产比亚迪e5纯电动汽车，打开点火开关后无法上OK电，OK指示灯闪烁后熄灭；动力系统警告灯亮，挡位控制器失效，不能正常换入挡位；仪表显示“请检查动力系统”字样。

检查分析

维修人员接车后，首先连接诊断仪，进入双向逆变充放电式电机控制器（VTOG）读取故障码，显示故障码为“P1A6000——高压互锁1故障”。进一步读取数据流操作，与该故障相关的主要数据流为：充放电——不允许；主接触器——断开；高压互锁1——锁止。由此可初步确定该故障为高压互锁系统线路故障或高压互锁系统元件故障。

所谓高压互锁（High Voltage Inter-lock，简写HVIL），是纯电动汽车上一种利用低压信号监测高压回路完整性的安全设计措施。其作用在于高压互锁回路接通或断开的同时，电源控制器接收反馈信号，进而控制高压电路的通断。具体表现为以下几点：在整车上高压电之前，确保整个高压回路连接完整，提高安全性；在整车运行过程中，当高压系统的完整性遭到破坏时，断开整个高压回路并放电；可防止带电拔插时拉弧造成的损坏。

高压互锁装置采用低压导线作为信号线，与高压电源线并联在高压线束护套管内，并将所有高压部件串联起来形成回路。由于高压互锁插头中高压电源的正、负极端子与中间互锁端子的物理长度不同（图1），所以当连接高压插头时，高压插头的电源端子会先于中间互锁端子完成连接；断开高压插头时，中间互锁端子则先于高压电源的正、负极端子脱开，从而避免了高压环境下拉弧的产生。

图1 高压互锁工作原理图

同时，高压互锁装置内还配备了用于监测高压部件盖板是否可靠关闭的行程开关以及车辆碰撞和翻转信号监测装置，用于触发断电信号，确保在毫秒级时间内断开高压回路，并利用高压系统放电电路将汽车高压部件电容端的电压短时间内放掉，避免漏电或火灾事故的发生。

通过查阅比亚迪e5车型高压互锁电路结构简图（图2）可知，该车高压互锁电路由电池管理系统（BMS）、动力电池包、电机控制器（VTOG）及空调加热器（PTC）组成。维修人员首先关闭点火开关，断开电池管理系统（BMS）的BK45（A）插接器及BK45（B）插接器，用万用表电阻挡测量BK45（A）/1端子与BK45（B）/7端子之间电阻，正常情况下阻值应小于1.0Ω，但实测发现该车的阻值为无穷大，这说明在互锁电路中存在断路。

图2 比亚迪e5高压互锁电路简图

断开电机控制器（VTOG）的B28（B）插接器，测量BK45（B）/7端子与B28（B）/23端子之间的电阻为0.6Ω，小于1.0Ω。由此可判断电池管理系统（BMS）到电机控制器（VTOG）之间的线路是正常的。

继续测量BK45（A）/1端子与B28（B）/22端子之间线路的电阻值为无穷大，由此可以证实线路的断点位于电机控制器（VTOG）到电池管理系统（BMS）之间的线路上。

为了明确断点所在位置，继续断开空调加热器（PTC）的B52插接器，测量BK45（A）/1端子与B52/2端子之间的电阻值为0.5Ω，正常。由此判断空调加热器（PTC）到电池管理系统（BMS）之间的线路是正常的。

此时，其实已经可以推断线路断点位于空调加热器（PTC）与电机控制器（VTOG）之间的线路上。但是为了诊断流程更为严谨，还是测量了B52/2端子与B28（B）/22端子之间的线路，电阻果然为无穷大，证实了此前的判断。

需要注意的是，以上5步操作都需要在断电的情况下断开相应的插接器进行，严禁采用背插方式测量，以避免线路连通的情况下出现测量误差，影响结果判断。

故障排除

更换空调加热器（PTC）与电机控制器（VTOG）之间的线束，故障排除。

回顾总结

本文以比亚迪e5车型为例，简要概括了高压互锁装置的故障检修流程。在本案例中，将故障车的高压互锁装置分为两个部分进行线路检测，最大限度地减少了操作步骤，能在保障准确找到故障点的同时提高工作效率，大家在解决此类故障的过程中，可根据具体现象，查阅相关电路图制定类似的故障排除方案，从而快速高效地排除故障。