车型:E400 HYBRID、276.952引擎配置。

行驶距离:127028公里。

VIN:LE42121951L××××××。

故障现象:无法启动。

故障诊断:详细询问车主故障现象,得知车辆停放一夜,早上出现全车无电,无法启动故障,在当地跨接启动后,行驶正常。但是又停放了一夜,早上再次出现无法启动故障,跨接启动也无效;在当地检查发现12V蓄电池电压只有5V左右,更换12V蓄电池后,仍然无法启动。检查高压蓄电池的SOC只有20%左右,于是将钥匙打开到2挡,进行充电,结果发现高压蓄电池的SOC不断下降,到12%左右,于是将车辆拖到服务站检查。

此车是2014年奔驰E400L HYBRID,此款车是奔驰由中国本地生产的第一款混合动力车型,于2013年11月广州车展发布,12月开始批量生产,此车装配M276 3.5L V6(225kW,370N·m)发动机+20kW (250N·m)电动机,P2系统混合动力(非插电式),变速器采用7G-TRONIC(代号724.2)后驱并带ECO 启动/停止功能,高压蓄电池能量0.82kWh(包含35个电池单元,额定电压126V,通过空调制冷剂散热);可实现纯电动行驶0.5km ,有“sailing”滑行功能(不超过140km/h),具有辅助提速功能和制动能量回收功能;与插电式混合动力车辆相比,电机的输出功率较低,因此为了确保12V车载电气系统的稳定供电,装配有12V的发电机;此外装配有12V小齿轮启动机。

为了对此款车的技术特点和工作原理进一步了解,下面总结一下奔驰混合动力技术的迭代:

2009年,奔驰发布了它的第一款HEV车型S400,这款车采用P1架构,电池系统的电量为0.87kWh,它是奔驰第1代混合动力技术。

在2012年,奔驰推出了它的第2代混合动力技术,首次应用在E300 BlueTEC车型上,第2代技术采用了P2架构,并且首次是对柴油机进行混合动力,配备的电机为20kW;这套系统后续应用在S300h(柴油机)和E400h(本案例的车型)以及S400h(汽油机),最后是C300h上。

2014年,奔驰在S500e推出了它的PHEV技术,采用P2架构,245kW的6缸汽油机,电机的功率为85kW/340N·m。该代技术采用的电池系统分为两个版本,分别为6.4kWh和8.7kWh,根据车型配置的不同,纯电的续航里程在31~33km(NEDC);电芯为22Ah,电芯材料LFP。随后,奔驰分别对旗下的C级车、GLC和GLE车型推出了相应的PHEV版,这几款车电池系统均为6.4kWh。

2016年,奔驰开始推出了它的3代混动技术,纯电的续航里程提升到了50km(NEDC)。该代技术仍然采用P2架构,变速器开始采用9级自动变速器,得益于电池技术的进步,由22Ah的LFP更换为37Ah的NMC三元电芯,从而使电池系统的总能量增加至13.5kWh。

2016年巴黎车展戴姆勒推出的“瞰思战略”(CASE),将从四方面打造技术平台,包括智能互联、自动驾驶、共享出行、电动驱动。同时推出了全新的电动车品牌EQ,EQ概念覆盖混合动力HEV、插电混合动力PHEV和纯电动BEV/FCV的技术路线,具体来看,EQ BOOST代表内燃机电气化技术/48V技术、EQ Power代表插电式混合动力技术,EQ则代表纯电动技术。

在2017年和2018年,第3代混动技术(PHEV)开始正式以EQ Power的标志向其他车系进行推进。

试车发现启动时没有任何反应,启动的电气功能图如图1所示。

在车辆静止的情况下,湿式离合器接合,通过电机 (A79/1)启动发动机;如果高压蓄电池(A100g1)的电量不足,则在车辆静止的情况下,发动机也通过12V小齿轮启动机(M1)启动发动机,此车的高压蓄电池的SOC只有11%左右,过低,就属于这种情况;在车辆行驶的过程中,也就是在电气操作模式下,则优先通过启动机(M1)启动发动机;如果车辆需要的牵引能量无法完全以电动方式传输,也就是纯电行驶时动力不足,或者系统状况更改要求启动发动机,则会自动启动发动机;发动机自动启动取决于系统的各种状况以及当前行驶条件,比如在纯电行驶模式时踩下加速踏板,电机的功率无法满足驾驶员的要求,系统就会向助力模式(发动机+电机)转换,工作顺序是12V小齿轮启动机M1会先启动发动机,在发动机转速达到一定值时,再接合湿式离合器实现助力模式,所以此款车的启动机M1使用率会比非混合动力车型高得多。

连接诊断仪进行快速测试,结果在功率电子装置(SG-EM)控制单元N129/1(逆变器)中存储故障码(如图2所示):

P056200 车载电网电压过低

P1AF900 “集成式启动发电机B”控制单元执行了一次要求的系统关断

在发动机控制单元N3/10当中存在故障码(如图3所示)“P0A7D1F高电压蓄电池模块的充电状态过低。存在一个偶发故障。”

在蓄电池管理系统(BMS)控制单元N82/2当中存在故障码(如图4所示):

P180D00 “高电压蓄电池”控制单元执行了一次系统关闭

P1CB900 端子30c的供电无法验证

U300E64 “电路15接通”输入信号不可信。存在一个不可信的信号

P1CB700 端子30c的供电电压过低

检查SG-EM(N129/1)实际值中部件“直流/直流变换器”和“N129/1(功率电子装置控制单元)”上的高压车载电网电压为6.25V(如图5所示),不正常。

检查BMS(N82/2)实际值中高压蓄电池的充电状态为11.8%(如图6所示),不正常。实际值中接触器状态为“已打开”,不正常。

查看SG-EM(N129/1)和BMS(N82/2)其他实际值,未见异常;尝试删除故障码,并对BMS进行试运行,结果查看BMS(N82/2)实际值中接触器状态仍为“已打开”。

SGEM控制单元LOG无法显示,只能看到SGEM的硬件和软件号,如图7所示。

根据启动的功能原理和上述故障码、实际值,发动机无法启动的可能原因有:

SG-EM控制单元损坏导致车辆无法启动

车载高压蓄电池存在故障导致车辆无法启动

启动机故障

尝试执行SGEM软件升级,成功,并且自动完成了发动机和变速器的软件升级和SCN CODING,但是故障依旧,并且SGEM的控制单元LOG仍然显示无法打印。

通过ME中的特殊流程,执行“发动机启动次数”检测,结果提示更换部件启动机和飞轮,如图8所示。

按计数器计算,每千米12V小齿轮启动机M1会工作2~3次。当前已到使用极限次数,需要同时更换启动机和飞轮。

检查50启动继电器和启动机线束未见异常;拆下启动机发现有很明显的煳味,用万用表检查转子的电阻为103kΩ,不正常;施加12V电源,启动机不转;拆检发现启动机炭刷已完全磨光(如图9所示),启动机内部烧煳的气味很大。

故障排除:更换启动机和飞轮,并复位启动机启动次数。试车启动功能恢复,行驶一段距离后,高压蓄电池SOC很快恢复到50%。

故障总结:随着技术的发展,未来将会有更多的车辆使用电动技术。

无法启动时,高压蓄电池SOC值很低,对于P1结构的高压混合动力车型(221 S400 HYBRID),因为没有12V小齿轮启动机,发动机启动完全依靠电机,所以高压系统故障的可能性很大;但是对于P2结构的混合动力车型,就不一定是高压系统有故障,首先要排除12V小齿轮启动机故障的可能性。

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