大眾ID.3 無法充電故障的排除

安文濤

關鍵詞：充電槍鎖止、微動開關、充電接口

故障現象：一輛2020年產進口大眾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——數據總線消息丟失（圖1）。分析可能的故障原因有：①充電樁故障；②車輛充電系統故障；③充電槍鎖止系統故障。

從故障碼內容分析，首先需要排除充電樁故障。經與客戶溝通得知，該故障在不同的充電樁上都會發生，可以排除了充電設施導致該故障的可能。繼續分析其他故障碼，按照先排除部件再排除系統的診斷邏輯，可以先檢查充電槍鎖止機構。

查詢電路圖得知（圖2），該鎖止機圖2充電槍鎖止裝置電路圖構的1、4端子為電機驅動，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。

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MSC909EV的在線安全登錄功能來解鎖（圖3）。登錄圖3使用在線安全登錄功能圖4設置充電插頭鎖止和解鎖成功后轉到基本設置進行鎖止和解鎖操作（圖4）。

通過測試得到鎖止機構解鎖的波形（圖5）。分析該波形，發現電機的電流變化和一般的行程電機電流變化區別不大，基本符合運動規律。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，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，但是現在尚不能確定該信號是否正常。

幾經周折，找到了一個隨車充電器進行測試，但是插槍測試時發現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。

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度對充電鎖進行了拆解（圖7）。對其結構進行檢查，并未發現明顯的磨損變形，微動開關也沒有發現異常。

因充電鎖信號波形比較怪異，所以對信號產生原理與結構關系進行了仔細研究，發現微動開關的觸發類似氣門的驅動原理，是通過一個擺臂桿上的凸輪和一個鎖銷驅動齒輪軸上的凸輪驅動的，當兩個凸輪對上時即可觸動微動開關（圖8）。

對此套機構移動軌跡進行研究時，發現該機構不是簡單的打開和關閉兩個狀態（圖9），微動開關的觸發是在中間位置，機構運動的兩端并不會觸發微動開關，這也解釋了為什么我們只看到一個脈沖信號的原因。

繼續對整個充電接口總成進行研究，終于發現了故障原因，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，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。綜合上述原理分析可以判定，該充電鎖應該是出現磨損變形，或者充電口座整體結構出現了變形。

故障排除：分析出故障原因后，抱著試一試的態度對充電鎖銷加裝銅皮做加厚處理，連接充電槍測試，發現故障排除，并且波形出現了我們熟悉的信號變化（圖10）。

回顧總結：由于開始對充電鎖結構及信號產生機制的不了解，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。