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大眾ID.3無法充電故障的排除故障現(xiàn)象 一輛2020年產(chǎn)進口大眾ID.3新能源轎車，行駛里程1萬km。用戶反映該車的剩余電量SOC在10%左右時，可以正常上高壓電，儀表中的“READY”狀態(tài)正常。但是在插上充電槍后幾乎無法啟動充電，充電樁提示車輛通訊錯誤，只有很少的情況下能成功充電。
檢查分析 維修技師接車后使用診斷儀檢測，得到如下故障碼：B1AD0F0——充電柱檢測故障；U15BF00——智能充電功能通信故障；P1CF500——充電插座A充電連接器鎖止故障/卡在打開位置；U112100——數(shù)據(jù)總線消息丟失（圖1）。分析可能的故障原因有：①充電樁故障；②車輛充電系統(tǒng)故障；③充電槍鎖止系統(tǒng)故障。
圖1 檢測到的故障碼
從故障碼內(nèi)容分析，首先需要排除充電樁故障。經(jīng)與客戶溝通得知，該故障在不同的充電樁上都會發(fā)生，可以排除了充電設施導致該故障的可能。繼續(xù)分析其他故障碼，按照先排除部件再排除系統(tǒng)的診斷邏輯，可以先檢查充電槍鎖止機構。查詢電路圖得知（圖2），該鎖止機構的1、4端子為電機驅(qū)動，2、3端子為電機位置識別信號。使用示波器檢測，A通道（紅色）使用電流鉗夾在1號端子的導線上；B通道（綠色）使用電壓探頭正表筆連接2號端子、負表筆接地；C通道（藍色）使用電壓探頭正表筆連接3號端子、負表筆搭鐵。
圖2 充電槍鎖止裝置電路圖
因充電樁不便檢測，所以需要使用車輛的基本設置功能代替充電樁驅(qū)動槍鎖來進行測量。但是大眾ID.3車型進行基本設置需要解鎖SFD操作，一般診斷設備不具備該功能，需要使用MSC 909EV的在線安全登錄功能來解鎖（圖3）。登錄成功后轉(zhuǎn)到基本設置進行鎖止和解鎖操作（圖4）。
圖3 使用在線安全登錄功能
圖4 設置充電插頭鎖止和解鎖 通過測試得到鎖止機構解鎖的波形（圖5）。分析該波形，發(fā)現(xiàn)電機的電流變化和一般的行程電機電流變化區(qū)別不大，基本符合運動規(guī)律。但是位置信號不太符合信號邏輯，一般開關型位置信號只有高低兩個狀態(tài)，實際測得的卻是一個脈沖信號，如果波形沒有變化，就可以判斷是位置信號故障或機械故障，但是現(xiàn)在尚不能確定該信號是否正常。
圖5 使用診斷儀設置得到的波形 幾經(jīng)周折，找到了一個隨車充電器進行測試，但是插槍測試時發(fā)現(xiàn)波形與使用診斷儀基本設置時完全不同（圖6）。通過電流波形與插槍后車輛的反應可以看出，插槍后車輛先輸出正向鎖止電流進行鎖槍，隨后又輸出負電流進行解鎖，周而復始上鎖了4次也解鎖了4次，然后系統(tǒng)就報了充電鎖卡在打開位置的故障提示。至此故障診斷徹底沒了思路。
圖6 使用隨車充電器測試得到的波形 因沒有正常充電鎖止波形對比，無法準確判斷故障，但是故障碼又指向充電槍鎖止故障，抱著打破砂鍋問到底的態(tài)度對充電鎖進行了拆解（圖7）。對其結構進行檢查，并未發(fā)現(xiàn)明顯的磨損變形，微動開關也沒有發(fā)現(xiàn)異常。
圖7 充電槍鎖止裝置拆解 因充電鎖信號波形比較怪異，所以對信號產(chǎn)生原理與結構關系進行了仔細研究，發(fā)現(xiàn)微動開關的觸發(fā)類似氣門的驅(qū)動原理，是通過一個擺臂桿上的凸輪和一個鎖銷驅(qū)動齒輪軸上的凸輪驅(qū)動的，當兩個凸輪對上時即可觸動微動開關（圖8）。
圖8 微動開關的觸發(fā)原理 對此套機構移動軌跡進行研究時，發(fā)現(xiàn)該機構不是簡單的打開和關閉兩個狀態(tài)（圖9），微動開關的觸發(fā)是在中間位置，機構運動的兩端并不會觸發(fā)微動開關，這也解釋了為什么我們只看到一個脈沖信號的原因。
圖9 充電槍與充電接口的連接狀態(tài) 繼續(xù)對整個充電接口總成進行研究，終于發(fā)現(xiàn)了故障原因，通過對鎖銷接觸面及安裝位置關系判斷，充電鎖的整體設計包含解鎖、鎖止、未識別到插槍或移動距離過長三個狀態(tài)，這也意味著如果是正常的鎖止，應該會停在中間的鎖止狀態(tài)。綜合上述原理分析可以判定，該充電鎖應該是出現(xiàn)磨損變形，或者充電口座整體結構出現(xiàn)了變形。 故障排除 分析出故障原因后，抱著試一試的態(tài)度對充電鎖銷加裝銅皮做加厚處理，連接充電槍測試，發(fā)現(xiàn)故障排除，并且波形出現(xiàn)了我們熟悉的信號變化（圖10）。
圖10 充電槍正常鎖止時的波形 回顧總結 由于開始對充電鎖結構及信號產(chǎn)生機制的不了解，導致維修走了些彎路，但是從另一方面也能看出示波器對一些故障判斷的重要作用，如果在了解信號及結構原理的情況下，針對該故障可以做到輕松準確的判斷，從而快速的找出故障點。另一方也提示我們，如果平時能多了解信號產(chǎn)生機制及部件結構，對使用示波器來解決故障起著至關重要的作用。
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