奧迪 Q7 e-tron | 無法通過插電式充電器充電

雖然電動汽車似乎是未來的方向，但插電式混合動力車輛在實現(xiàn)最佳兩全之間似乎是當下的主流。這類車輛可以純電動駕駛，滿足當前城市的低排放規(guī)定，然而，在內燃機的支持下，我們可以無縫地行駛，充分利用無需擔心續(xù)航的優(yōu)勢。（有什么不喜歡的呢？）兩種動力源各有優(yōu)缺點，但以某種方式將它們結合起來，你將擁有一款幾乎符合所有要求的強大車輛。以下案例研究著重介紹了混合動力車輛的插拔式高壓充電系統(tǒng)以及在其中遇到的挑戰(zhàn)。

顧客描述

車輛無法從隨車提供的主充電器單元進行充電。

注意：這種充電方法被稱為“Mode 2充電”，它通過3針插頭使用家庭交流電源。其典型消耗為約10 A，功率輸出約為2.2 kW。

技術描述

驗證客戶投訴是診斷過程中的一個重要步驟，但往往是一個耗時的任務，成果不大。在這種情況下，無論是使用車主的充電器單元還是“Mode 3充電”時，故障都是明顯的。后者是指具有32 A消耗率和7.2 kW功率輸出的交流墻壁安裝式充電點。

當我們將Type 2充電插頭連接到車輛時，我們聽到充電進氣口鎖定銷循環(huán)三次，然后紅色警示LED亮起，通知我們充電出錯。

看看下面的圖片。請注意，車輛儀表識別出電源充電器的連接，但充電不會開始。

注意：當電源充電不起作用時，可以通過運行發(fā)動機為高壓電池充電，直到電池有足夠的電量在電動模式下駕駛車輛一小段距離。因此，我們可以推測電池可以接受充電并提供足夠的電流來為電驅動電機供電。

診斷

在客戶確認投訴后，我們確認了車輛的ID和規(guī)格。在診斷方面，確認車輛規(guī)格是至關重要的，因為客戶常常會誘使他們的車輛加裝流行的配件，這些配件缺乏為車輛設計的基本質量控制和工程。車輛的簡要評估沒有揭示任何關于售后配件的問題。然而，我們發(fā)現(xiàn)該車輛是從拍賣處購買的，因此無法找到并詢問原始車主。

接下來是客戶采訪，通過提出針對以下四個問題的開放性問題，以建立事實和虛構之間的區(qū)別：

1. 問題何時出現(xiàn)？

該車輛是最近從拍賣中購買的，問題已經存在。

2. 何時首次注意到問題？

在購買后。

3. 車輛最近進行了任何維修嗎？

購車時沒有提供歷史記錄，我們也無法接觸到前任車主。新車主已經更換了一個新的充電進氣插座，包括電纜和鎖銷自購買以來。

4. 何時遇到這個問題？

嘗試通過充電模式2或3充電HV電池時。

對所有車載控制單元的車輛掃描顯示以下多個故障代碼：

根據(jù)上述每個故障代碼的描述，我突出顯示了與高壓充電相關的故障代碼：“充電插座 A;充電插頭鎖 P33E8 00 [008] - 機械故障”。您可以在下面看到有關此故障代碼的其他數(shù)據(jù)。

總結上述數(shù)據(jù)：

“AX4”是車載充電器（OBC）的VAG代碼。它報告了用于將 Type 2 充電器插頭鎖入充電插座的鎖銷存在機械故障。此外，在故障代碼檢測時，已存儲了幾個參數(shù)。那么這些參數(shù)揭示了什么呢？

1. 故障狀態(tài) 00000001。

故障已存在。

2. 故障頻率 4。

檢測到了四次故障事件。

3. 高壓充電連接器的鎖定未鎖定。

OBC可以檢測到充電插頭未鎖定。應該是“鎖定”的狀態(tài)。

4. 連接識別的狀態(tài)存在。

OBC可以通過近場電路（PP）檢測到充電插頭的存在。

5. 充電連接器的最大電流為 0 A。

由于沒有電流流動，充電未進行。

6. 充電傳感器溫度傳感器DC記錄為 -55.0 °C。

由于不適用于DC充電，所以默認的充電插座溫度值為DC充電時不適用。

7. 電流：15.7 A。

來自連接充電器的充電電流（傳遞給OBC）。

8. 頻率：1000 Hz。

控制導引信號（CP）PWM信號的頻率。

9. 控制電壓：9006 mV。

CP線電壓在峰值+9V處，這表明OBC已與主充電器配對，但未進行充電（通常在充電時為峰值+6 V）。

10. 占空比：26.2％。

控制導引信號（CP）PWM信號的正占空比（約26.2％，可提供約16 A的充電電流）。

11. 信號識別：00000001。

OBC可以檢測到充電器插頭的連接，并解釋從充電器傳遞的充電信息（通過CP）。

根據(jù)上述凍結幀數(shù)據(jù)，我們可以得出結論，OBC正在檢測充電插頭的存在。PP / CP線電壓似乎被正確解釋，然而充電插銷的位置仍然是“未鎖定”。充電插銷的故障是否可能導致無法充電？

在我們繼續(xù)之前：您可以在 PS7 軟件的引導測試中找到有關 Type 7 控制先導 （CP） /接近先導 （PP） 線路及其在電源充電中發(fā)揮重要作用的更多信息。

在繼續(xù)深入之前，我想先退后一步，檢查是否有技術公告（召回和活動等）。但沒有相關的，因此基于車輛歷史和癥狀，我們可以繼續(xù)考慮可能的原因。

可能的原因

Type 2充電插座和OBC之間的電線束錯誤。

1. 充電插座和OBC之間傳遞的信號/數(shù)值不正確。

2. 充電受到其他車載系統(tǒng)的限制（可能通過CAN消息傳遞）。

3. 故障的OBC（AX4）。

行動計劃

行動計劃主要受到可訪問性、可能性和成本的影響?；讷@取的故障代碼和故障描述，我們聚焦于充電插座中與Type 2鎖銷相關的電路。

1. 搖晃測試和對OBC布線及其連接器的視覺檢查。

2. 測量鎖銷驅動器和位置傳感器。

3. 對OBC上的所有低電壓輸入/輸出進行“引腳布線”測試。

回顧

車輛無法從2和3模式充電點進行充電。

1. 故障代碼：“充電插座A；充電插頭鎖P33E8 00 [008] - 機械故障”。

2. 新的充電進氣插座已安裝，包括布線和鎖銷驅動器。

3. 當充電插頭連接到充電進氣插座時，充電插銷驅動器會循環(huán)三次。

4. 運行發(fā)動機會充電HV電池。

5. HV電池充足時，車輛可以以純電模式行駛。

為了訪問充電進氣插座、OBC和相關布線的后部，我們移除了各種飾板和底盤護板。

鑒于我們試圖確定Type 2充電插銷和相關電路的功能，需要一定程度的逆向工程，這就是PicoScope 4823的八個通道的用武之地。優(yōu)勢在于，我們可以看到我們選擇的每個電路是如何相互作用的，以評估在試圖為車輛充電時發(fā)生的事件順序。缺點在于，我們在HV環(huán)境中應用了8通道示波器，因此必須遵守適當?shù)念A防措施。

注：在進行診斷之前和診斷過程中，必須優(yōu)先考慮必要和相關的風險評估、培訓、個人防護裝備、標識、測量硬件和最佳實踐，以確保所有涉及人員的安全。

Type 2充電插座線路的評估：第1天

在下面的屏幕截圖中，您可以看到我們連接到充電進氣插座后部的連接器B（THRL），以遠程獲得CP、PP、鎖銷動作和位置之間的交互概述。請注意，在整個捕獲過程中，鎖銷“循環(huán)”了三次，然后回到脫離位置。

讓我們將上面的捕獲拆分為有用的數(shù)據(jù)，并參考下面的捕獲：

1. 通道A顯示PP電壓，并在充電插頭插入點的狀態(tài)變化處捕獲狀態(tài)變化。

2. 通道B捕獲了來自主充電器單元到OBC的CP線電壓和PWM信號。注意：CP線的峰值正電壓、頻率和占空比與我們的DTC P33E8 00 [008]提供的凍結幀數(shù)據(jù)相匹配。

3. 通道C和F分別測量鎖銷驅動器的兩側電壓，與車身地接地。注意，這些通道之間的任何差異都會導致電流流動（鎖銷動作），并在通道G上捕獲。

4. 通道D是鎖銷位置傳感器的地線返回。

5. 通道E捕獲鎖銷位置電壓。請注意，電壓在未鎖定狀態(tài)下保持在約3 V左右，而在鎖定狀態(tài)下為約6.5 V。有趣的是，鎖銷然后循環(huán)了三次（請參閱上面的初始視頻），然后停在未鎖定的位置。此時，充電進氣口旁邊的紅色警示LED會亮起，通知車主充電錯誤。

從上面的捕獲數(shù)據(jù)來看，所有內容都正常。

1. 我們的PP線電壓變化以指示充電插頭插入（這也在凍結幀數(shù)據(jù)中得到了確認）。

2. 我們的CP線電壓在充電插頭插入時變化（峰值+9 V），并且主充電器/OBC之間的通信從1 kHz的25％正占空比的PWM信號開始（這也在凍結幀數(shù)據(jù)中得到了確認）。

但是，要啟動充電，我們的CP線電壓必須從+9 V... -12 V變?yōu)?6 V... -12 V，這種事件沒有發(fā)生！有關充電過程中CP線電壓的詳細解釋，請參閱我們的電動車引導測試 > 充電器-車輛測試 > 充電器-車輛通信（Type 2） > “進一步指導”。

我們的鎖銷位置開關通知OBC已鎖定和解鎖。

注：我們的鎖定銷與充電器插頭在物理上嚙合，因為當針腳暫時接合時，我無法取下插頭。

因此，問題是為什么車輛不充電？現(xiàn)階段，我不知道！

在下面的屏幕截圖中，我們有一個與上述相同的測試，但時間范圍更長，以證明癥狀如何沒有改變。即，每次將充電器插頭插入車輛入口后，鎖定銷循環(huán)三次。

基于故障代碼描述“充電插座A;充電插頭鎖 P33E8 00 [008] - 機械故障“，我看不出這樣的描述如何適用于正常工作并與鎖塞物理接合的鎖銷。為什么 OBC 會報告鎖定銷正常工作的機械錯誤，更重要的是，它如何知道鎖定銷出現(xiàn)故障？答案必須與鎖銷位置傳感器及其相關電路有關。

在搜索了各種SSP和技術數(shù)據(jù)站點后，我無法找到相關文獻來進一步診斷。事后看來，我應該尋找一個測試計劃來伴隨故障代碼P33E8 00 [008]。然而，使用來自 Mk7 e-Golf 的背靠背數(shù)據(jù)似乎是建立實時鎖銷值的快速途徑。

下面，我們有當 Type 2 充電器插頭插入充電插座時來自正常工作的 Mk VII e-Golf 的鎖定銷位置信號。

終于取得了突破，因為鎖定銷位置電壓在我們的e-Golf和Q7插電式混合動力車之間有所不同。兩輛車在脫離時返回相當?shù)逆i定銷位置電壓：

Q7 鎖銷分離：約 3V （2.93 V） e-Golf 鎖銷分離：約 3 V （3.4 V）

然而，隨著鎖銷的接合，情況就不同了：

Q7 鎖定引腳接合：約6 V （6.23 V） e-Golf 鎖定引腳脫離：約 9 V （9.22 V）

如果我們計算兩輛車鎖定和解鎖之間的電壓差，我們可以進一步分析差異：

Q7 鎖定銷位置差分電壓 = 6.23 V – 2.93 V = 3.3 V（允許變量我們可以將其四舍五入為 3 V） e-Golf 鎖銷位置差分電壓 = 9.22 V – 3.4 V = 5.82 V（允許變量我們可以將其四舍五入為 6 V）

關于背靠背測試，這里對明智的人說一句話，“當它的全部你擁有它時”，但請記住，我不是在比較同類車輛（即使它們屬于VAG的保護傘）。

我找不到任何數(shù)據(jù)來支持鎖銷位置電壓的預期值，因此，我們唯一的選擇是對許多類似車輛進行比較測試（我想您可以將這種方法稱為“發(fā)現(xiàn)差異”）。

有了上面的信息，我渴望回到車輛并進一步評估鎖銷電路。但是，客戶已決定安裝二手 OBC！雖然這是一場賭博和“信仰的飛躍”，但好消息是故障清除，車輛現(xiàn)在充電！這不會每天都發(fā)生！

板載充電器單元 -OBC （VAG I.D AX4）。

結果

第二天

可以說，我渴望重新測量這輛車，并理解我們的值如何改變，這絕不是個夸大之詞！我回到了車輛上，并重復了我們最初的測量。這次，我們只關注鎖銷位置電壓。在下面的屏幕截圖中，您可以看到鎖銷位置值現(xiàn)在與e-Golf捐贈車輛更接近，脫離時為3.3 V，接合時為9.4 V（差異為6.1 V）。

上述CP電壓已切換到+6V... -12 V，確認我們的OBC響應了正確的鎖銷位置，并允許充電開始。D通道（鎖銷位置信號地線參考）的噪聲水平增加，這要歸功于充電的開始。

另請注意，鎖銷不再循環(huán)。充電插頭連接到充電進氣插座時，鎖銷被接合，而此狀態(tài)不會改變，直到在約31.77秒處按下遙控鍵的“解鎖”按鈕，鎖銷脫離，充電被停止。

正占空比（時間標尺之間）的測量值為28.57%，表明可用充電電流約為16 A。

維修確認

正如他們所說，證據(jù)就在布丁中。更換OBC導致不同的鎖銷位置電壓，刪除故障代碼P33E8 00 [008]并且車輛最終再次充電，這一事實證實了我們的故障組件確實是OBC的事實。

列出所有安裝的零件

車載充電器 OBC （VAG I.D. AX4）

總結

回顧這個案例研究，你會認為范圍在OBC的診斷中沒有發(fā)揮作用是可以原諒的。間接地說，這是正確的，但讓我們看一下更大的圖景以及我們作為范圍應用的直接結果所學到的東西。

示波器揭示了PP，CP和鎖銷位置相對于“時間”的相互作用。

鎖定銷不僅是一種理想的安全功能，而且是啟動和終止充電過程所需的基本輸入。

在 OBC 收到正確的鎖定引腳位置電壓（確認引腳接合）之前，不會開始充電。在測試的VAG車型中，分離和接合之間的鎖定銷差分電壓被證明約為6 V（請注意，這可能不是所有車輛都相同）。

下面我們揭示了及時發(fā)生的事件的順序，從充電插頭插入到遠程鑰匙激活解鎖命令時的充電結束。

充電系統(tǒng)對充電器連接的響應：

1. 激活遙控鑰匙解鎖按鈕

2. 充電器插頭插入

3. PP線電壓從脈沖信號變?yōu)楣潭ㄖ?，具體取決于充電插頭

4. 額定電流CP線電壓從0 V變化至+9 V峰值

5. 鎖定銷位置指示為完全嚙合

6. CP線電壓變?yōu)?6V峰值，可以開始充電

充電系統(tǒng)對充電器斷開的響應：

1. 激活遙控鑰匙解鎖按鈕

2. 鎖銷執(zhí)行器被激活

3. CP線電壓同時變?yōu)? 9 V峰值（充電停止）

4. 鎖定銷位置指示為未接合

5. 取下充電器插頭

6. CP 線路電壓恢復至 0 V

我現(xiàn)在指的是充電器插頭鎖定銷，因為我很想知道鎖定機構是如何工作的，更重要的是，鎖定銷位置是如何從鎖銷執(zhí)行器中繼到 OBC 的。

由于安裝了新的 2 型充電入口插座，因此拆除原始裝置（配有鎖銷執(zhí)行器）的誘惑太大了，無法抗拒。

在下面，您可以看到鎖定銷執(zhí)行器直接安裝在 2 型充電入口插座上方。

在鎖銷執(zhí)行器內部，我們有一個驅動電機、一個齒輪組件和一個連接到鎖銷的微動開關。還要注意兩個電阻及其與微動開關的關系（旁路）。

審核編輯 黃宇