新能源汽車維護與故障診斷-6.2VCU通信故障的診斷與排除

學習任務二VCU通信故障的診斷與排除學習單元六新能源汽車綜合故障診斷與排除整車控制系統是電動汽車的神經中樞，承擔了各系統的數據交換，信息傳遞、故障診斷、安全監控、駕駛人意圖解析、動力電池能量管理等作用，對電動汽車的動力性、經濟性、安全性和舒適性等有很大的影響。主要由低壓電器系統、高壓電器系統、整車網絡控制系統等組成。一、整車控制系統概述請參考動畫：VCU整車控制系統結構圖VCU系統結構圖一、整車控制系統概述1、低壓電器系統低壓電器控制系統主要由輔助蓄電池和若干低壓電器設備組成，低壓電器控制系統采用直流12V或24V電源，燃油汽車與純電動汽車的低壓電器控制系統的主要區別在于：燃油汽車的輔助蓄電池由與發電機相連的發電機來充電，而純電動汽車的輔助蓄電池由動力電池通過DC/DC轉換器來充電。一、整車控制系統概述2、高壓電器系統高壓電器系統主要由動力電池、驅動電機及控制器、空調壓縮機及控制器、車載充電機等組成，根據車輛行駛的功率需求完成從動力電池到驅動電機的能量變換與傳輸過程。一、整車控制系統概述3、整車網絡控制系統整車網絡控制系統包括整車控制器、電機控制器、動力電池管理系統、信息顯示系統和通信系統等。整車控制器是整車控制系統的核心，承擔了數據交換與管理、故障診斷、安全監控、駕駛人意圖解析等功能。各子系統之間的信息傳遞通過網絡通信系統實現，目前常用的通信協議是CAN協議，具有較好的可靠性、實時性和靈活性。請參考動畫：整車控制系統電路原理VCUCAN通訊網絡二、整車控制器的主要功能整車控制器的作用數據交換與管理故障診斷安全監控駕駛人意圖解析二、整車控制器的主要功能整車控制器的主要功能整車控制模式判斷和驅動控制整車能量優化管理整車通信網絡管理制動能量回饋控制故障診斷和處理車輛狀態監測與顯示整車控制器功能框圖二、整車控制器的主要功能1、整車控制模式判斷和驅動控制整車控制器通過各種狀態信息來判斷當前需要的整車工作模式，然后根據當前的參數和狀態及前一段時間的參數及狀態，算出當前車輛的轉矩能力，按當前車輛需要的轉矩，計算出合理的最終實際輸出的轉矩。例如，當駕駛人踩下加速踏板時，整車控制器向電機控制單元發送電機輸出轉矩信號，電機控制系統控制電機按照駕駛人的意圖輸出轉矩。二、整車控制器的主要功能2、整車能量優化管理純電動汽車有很多用電設備，包括電機、空調壓縮機、PTC加熱器等。整車控制器可以對能量進行合理優化來提高純電動汽車的續航里程。例如當動力電池組電量較低時，整車控制器發送控制指令關閉部分起輔助作用的電器設備，將電能優先保證車輛的安全行駛。二、整車控制器的主要功能3、整車通信網絡管理在整車的網絡管理中，整車控制器是信息控制的中心，負責信息的組織與傳輸、網絡狀態的監控、網絡節點的管理、信息優先權的動態分配以及網絡故障的診斷與處理等功能。通過CAN總線協調BMS、電機控制器、空調系統等模塊相互通信整車網絡管理系統二、整車控制器的主要功能3、整車通信網絡管理吉利帝豪EV450純電動汽車CAN總線網絡由以下部件組成BCM、診斷接口（DLC）、ACU（安全氣囊模塊）、ABS/ESC、VCU（整車控制器）、TCU、BMS（電池控制單元）、TEM、PEU（電機控制器）、組合儀表、空調控制器、EPB（電子駐車模塊）、轉向角傳感器、電動壓縮機、DVD、EPS（電動助力轉向）等。二、整車控制器的主要功能3、整車通信網絡管理Pin1：快充CCANHPin2：快充CCANLPin3：VCAN-HPin6：PCAN-HPin11：VCAN-LPinl4：PCAN-LPin4：原車CAN-HPin5：信號地線Pin16：常電（BAT+）OBD診斷接口二、整車控制器的主要功能4、制動能量回饋控制電動汽車的電機可以工作在再生制動狀態，對制動能量進行回收是利用電動汽車和傳統能源汽車的重要區別。整車控制器根據行駛速度、駕駛人制動意圖和動力電池組狀態（如電池荷電狀態SOC值）進行綜合判斷后，對制動能量回饋進行控制。如果達到回收制動能量的條件，整車控制器向電機控制器發送控制指令，使電機工作在發電狀態，將部分制動能量儲存在動力電池組中，提高車輛能量利用效率。二、整車控制器的主要功能4、制動能量回饋控制制動能量回饋的原則：①能量回收制動不應該干預ABS的工作；②當ABS進行制動力調解時，制動能量回收不應該工作；③當ABS報警時，制動能量回收不應該工作；④當電驅動系統具有故障時，制動能量回收不應該工作。二、整車控制器的主要功能5、故障診斷和處理連續監視整車電控系統，進行故障診斷，并及時進行相應安全保護處理。根據傳感器的輸人及其他通過CAN總線通信得到的電機、動力電池、車載充電機等的信息，對各種故除進行判斷、等級分類、報警顯示，儲存故障碼供維修時查看。故障指示燈指示出故障類型和部分故障碼。對于不太嚴重的故障，能做到“跛行回家”。二、整車控制器的主要功能6、車輛狀態監測和顯示整車控制器能夠對車輛的狀態進行實時檢測，并且將各個子系統的信息發送給車載信息顯示系統，其過程是通過傳感器和CAN總線，檢測車輛狀態，將狀態信息和故障診斷信息通過數字儀表顯示出來。顯示內容包括：車速、里程、電機的轉速、溫度、電池的電量、電壓、電流和故障信息等。儀表顯示車輛狀態監測三、VCU通信故障排除方法1.常見故障現象打開啟動開關，儀表盤顯示剩余電量、車速表及功率表點亮；但蓄電池充電故障警告燈、系統故障警告燈點亮、不顯示READY燈；不能掛D檔、R檔；空調不能制熱；電動真空泵不工作；無法充電，充電控制器讀碼失敗.VCU通信故障時的儀表顯示三、VCU通信故障排除方法1.常見故障現象連接故障診斷儀讀取故障碼，但各控制模塊均無法訪問，提示“故障碼讀取失敗”。VCU通信故障時的診斷儀讀取數據顯示三、VCU通信故障排除方法2、故障原因整車控制器VCU是整車的控制中心，導致VCU通信故障的可能原因有：VCU供電故障CAN總線線束故障VCU模塊故障網關故障VCU通信故障的可能原因VCU通信故障VCU供電故障電源故障搭鐵故障線束、保險及繼電器故障接插件故障CAN總線故障斷路短路虛接VCU模塊故障網關故障三、VCU通信故障排除方法3、故障診斷流程及思路（1）在初步檢查過程中，通過對儀表和中控顯示信息的檢查，可以獲得故障提示信息；車輛的基本檢查，包括碰撞、裂痕、進水、控制單元或部件明顯損壞、插接件松動或損壞、油液泄漏等。通過對車輛進行快速的初步檢查，結合故障現象可以對故障原因做出初步判斷。（2）連接故障診斷儀，檢查故障診斷儀能否與控制單元通信。如果通信正常，可進入控制單元讀取故障碼或數據流，便于進一步分析縮小故障范圍。如果無法通信，動力PCAN總線上的控制單元均無法連接，在診斷口及相關電路正常情況下，則需重點檢查動力PCAN總線系統，包括控制單元、供電、線束及接插件等。三、VCU通信故障排除方法3、故障診斷流程及思路（3）在檢查VCU工作狀況時，可通過間接的方法快速判斷VCU的供電及工作情況。電動真空泵的工作與否是由VCU控制的，打開啟動開關，多次踩下制動踏板，當VCU檢測到真空壓力低時，會控制電動真空泵工作。當電動真空泵工作時，能聽到電動真空泵“滋滋滋”工作的聲音。因此，可通過此方法判斷VCU工作是否正常。三、VCU通信故障排除方法3、故障診斷流程及思路（4）檢查動力PCAN總線上的其它控制單元是否都能工作正常或大部分工作正常，目的是大致判斷出故障范圍。如果所有控制單元均不能工作，且故障診斷儀無法訪問，說明CAN總線出現故障的可能性較大。如果只有個別控制單元不能工作且故障診斷儀無法訪問，則說明與該控制單元連接的CAN總線或相關電路存在故障的可能性較大。可通過間接方法快速進行判斷，比如連接上充電槍，檢查車載充電機上電源指示燈是否點亮、儀表上充電連接指示燈是否點亮等信息，來初步判斷車載充電機是否正常。三、VCU通信故障排除方法3、故障診斷流程及思路（5）可使用萬用表、示波器、故障診斷儀等檢測儀器設備或工具，完成VCU通信故障的相關檢查項目。在涉及高壓系統時，原則上不能帶電操作，如需檢查高壓系統，一定要穿戴好個人防護用具，按規范進行檢查。三、VCU通信故障排除方法4、診斷步驟VCU電路簡圖電機控制器PEU電路簡圖三、VCU通信故障排除方法4、診斷步驟步驟1用診斷儀訪問VCU。檢查是否輸出了DTC。如果有DTC，則根據輸出的DTC維修電路。反之，則進入第2步。步驟2檢查蓄電池。測量蓄電池電壓。電壓標準值：11~14V。確認電壓是否符合標準值。若不是，則蓄電池充電或檢查充電系統。三、VCU通信故障排除方法4、診斷步驟步驟3檢查VCU保險絲EF19和EF29。檢查保險絲EF19和EF29是否熔斷。若熔斷，則更換額定電流的保險絲。保險絲的額定值為EF19：10A、EF29：10A。步驟4檢修保險絲EF19和EF29線路。檢查保險絲EF19和EF29線路是否有短路故障。進行線路修理，確認沒有線路短路現象。確認VCU是否正常工作。三、VCU通信故障排除方法4、診斷步驟步驟5檢查VCU線束連接器（端子電壓）。操作啟動開關至OFF狀態。斷開VCU線束連接器CA66。操作啟動開關至ON狀態。測量VCU線束連接器CA66端子12、50對車身接地的電壓。電壓標準值：11~14V。確認電壓是否符合標準值。若不符合，則修理或更換線束。VCU線束連接器CA66三、VCU通信故障排除方法4、診斷步驟步驟6檢查VCU線束連接器（接地端子導通性）。操作啟動開關使電源模式至OFF檔。斷開VCU線束連接器CA66。測量VCU線束連接器CA66端子1、2、26、54與車身接地之間的電阻值。電阻標準值：小于1Ω。確認電阻是否符合標準值。若不符合，是修理或更換線束。三、VCU通信故障排除方法4、診斷步驟步驟7檢查電機控制器PEU線束連接器（端子電壓）。操作啟動開關至OFF狀態。斷開PEU線束連接器BV11，如圖6-2-11所示。操作啟動開關至ON狀態。測量PEU線束連接器BV11端子25、26對車身接地的電壓值。電壓標準值：11~14V。確認電壓是否符合標準值。若不符合，則修理或更換線束。PEU線束連接器BV11三、VCU通信故障排除方法4、診斷步驟步驟8檢查PEU線束連接器（接地端子導通性）。操作啟動開關至OFF檔。斷開PEU線束連接器BV11。測量PEU線束連接器BV11端子11與車身接地之間的電阻值。電阻標準值：小于1Ω。確認電阻是否符合標準值。若不符合，則修理或更換線束。三、VCU通信故障排除方法4、診斷步驟步驟9檢查VCU與PEU之間線束連接器的數據通訊線。操作啟動開關至OFF狀態。將蓄電池負極電纜從蓄電池上斷開。斷開VCU線束連接器CA66。從PEU上斷開線束連接器BV11。測量VCU線束連接器CA66端子7與PEU線束連接器BV11端子21之間的電阻值。測量VCU線束連接器CA66端子8與PEU線束連接器BV11端子20之間的電阻值。電阻標準值：小于1Ω。確認電阻是否符合標