1.任务描述

VCU常见的故障现象有以下几种：

（1）动力电池系统

1）打开点火开关，动力电池无法上电。

2）连接慢充设备，无法对动力电池进行慢速充电。

3）连接快充设备，无法对动力电池进行快速充电。

（2）辅助系统

1）打开点火开关，DC/DC变换器系统无法为低压蓄电池充电。

2）打开点火开关，制动系统真空泵运行异常。

3）打开点火开关，冷却系统运行异常。

4）打开点火开关，档位指示异常。

5）打开点火开关，踩制动踏板，挂入D位或R位，松开制动踏板，踩加速踏板，车辆可以低速运行，但速度无法上升（电机限功率）。

（3）通信系统

1）连接诊断设备，诊断设备和车辆无法进行通信。

2）打开点火开关，仪表无信息显示及提示。

（4）空调系统

1）打开点火开关，空调制冷系统无法工作。

2）打开点火开关，空调制热系统无法工作。

（5）充电系统

1）连接慢充设备，车辆无法进行慢速充电。

2）连接快充设备，车辆无法进行快速充电。

说明：为了更好地学习和掌握VCU的结构、工作原理、诊断和检测，应首先结合多媒体课程中VCU的结构、工作原理、诊断和检测内容进行系统地学习。注意本文列举出的部分典型故障对系统的影响以及故障现象，而这些现象只针对VCU的控制系统进行分析和说明。

2.任务分析

要想完成以上故障的诊断与排除，需要具备以下知识和技能：

（1）相关知识

1）新能源汽车防护。

2）北汽电动汽车VCU的结构与工作原理。

3）北汽电动汽车VCU的检测与故障排除。

4）北汽电动汽车整车管理系统。

5）北汽电动汽车数据通信。

6）北汽电动汽车高压互锁原理。

7）北汽电动汽车高压绝缘监测和检测。

8）北汽电动汽车冷却系统的结构和工作原理。

（2）相关技能

1）绝缘防护以及隔离警告设备、用品的规范使用。

2）万用表、示波器、解码器、绝缘表等常见设备的使用。

3）维修资料的查阅、电路原理图的识读和分析。

4）常见故障的诊断与排除。

5）5S管理和操作。

3.初步分析

注意：

1）用正确的方法检测车辆辅助蓄电池+B电压，确认+B电压达到11.5V以上。

2）在此分析时只考虑电气故障，不考虑机械故障，此条适用于以下所有诊断分析。

3）在打开点火开关过程中，须观察以下信息。

（1）动力电池系统

注意：

此部分只诊断和分析动力电池不上电故障，充电时动力电池不上电结合充电系统进行说明。

打开点火开关，仔细听动力电池正、负继电器是否发出“咔嗒”的正常工作声并保持。

如果正、负继电器没有发出“咔嗒”的正常工作声，则可能存在以下故障：

1）点火开关15电源电路以及自身故障。

2）总负继电器控制故障。

3）CAN总线通信电路故障。

4）VCU及电路。

5）电路插接器。

6）BMS唤醒电路故障。

7）电机系统唤醒电路故障。

如果正、负继电器发出“咔嗒”的正常工作声后又断开，则可能存在以下故障：

1）VCU存在严重故障引起系统保护。

2）高压互锁电路、插接器及所连接的控制单元故障引起系统保护。

3）高压绝缘性能降至车辆设定的最低值引起系统保护。

（2）辅助系统

1）打开点火开关，观察仪表显示是否正常，如图1-1和图1-2所示。

如果仪表无任何显示，如图1-1所示，则可能存在以下故障：

①点火开关供电电源及输出+15电源线路故障。

②点火开关自身故障。

③仪表电源及自身故障。

2）观察仪表信息显示是否完整，包括变速杆的位置、蓄电池电量、里程等信息，如图1-3所示。

①如果显示不完整（图1-4），则可能存在以下故障：

a.VCU电源故障。

b.VCU自身故障。

c.CAN总线通信故障。

d.VCU控制单元及电路故障。

e.电路连接插接器故障。

f.BMS唤醒电路故障。

g.电机系统唤醒电路故障。

h.仪表自身故障。

②如果仪表提示低压蓄电池故障（图1-5），则可能存在以下故障：

a.DC/DC变换器使能电路故障。

b.DC/DC变换器自身故障。

c.DC/DC变换器电源电路故障。

③如果如图1-6所示仪表提示冷却系统（冷却液泵或电子扇）故障，则可能存在以下故障：

a.VCU冷却液泵继电器控制及继电器故障。

b.冷却液泵电源电路故障。

c.冷却液泵自身故障。

d.VCU风扇继电器控制及继电器故障。

e.冷却风扇电源电路故障。

f.冷却风扇自身故障。

④如果仪表提示制动系统（真空泵或真空压力传感器）故障（图1-7），则可能存在以下故障：

a.真空泵控制电路故障。

b.真空泵自身故障。

c.真空压力传感器控制电路故障。

d.真空压力传感器自身故障。

⑤如果只是档位显示不完整或闪烁（图1-8），通过旋钮式电子变速杆验证。

操作旋钮式电子变速杆，观察仪表档位显示和旋钮式电子变速杆位置以及指示是否一致，且无闪烁，如图1-9和图1-10所示。

如果仪表档位指示灯闪烁，踩制动踏板，重新将旋钮式电子变速杆置于N位后，在选择其他档位，如果显示不一致或闪烁，则可能存在以下故障：

a.旋钮式电子变速杆电源、信号输出电路故障。

b.旋钮式电子变速杆自身故障。

c.VCU故障（内部档位信号处理、判断）。

d.仪表故障（内部档位信号处理、显示）。

3）起动车辆进行路试，如果踩加速踏板，车辆速度无法上升，且仪表显示进入跛行状态，则可能存在以下故障，如图1-11所示：

①VCU存在故障或故障码引起系统对电机限功率保护。

②高压绝缘性能降至车辆设定的保护值引起系统对电机限功率保护。

③加速踏板位置传感器及电路故障。

④制动开关信号异常。

（3）通信系统

1）打开点火开关，观察仪表显示是否正常，如图1-12所示。如果仪表显示异常（图1-13），则可能存在以下故障：

①整车VCU至BMS系统CAN总线通信故障。

②整车VCU至组合仪表系统CAN总线通信故障。

③整车VCU至MCU系统CAN总线通信故障。

④整车控制器本身及电路故障。

⑤动力电池管理系统本身及电路故障。

⑥电机控制系统本身及电路故障。

2）连接车辆故障诊断仪进行验证，如图1-14所示。

（4）空调系统

1）打开点火开关，操作A/C或MODE开关观察空调控制面板显示是否正常，如图1-15所示。

操作A/C或MODE开关，如果空调面板无任何显示（图1-16），则可能存在以下故障：

①VCU电源故障。

②VCU自身故障。

③VCU空调继电器控制及继电器故障。

④整车CAN总线电路故障。

⑤空调继电器电源故障。

2）开启空调制冷功能，空调制冷功能异常，则可能存在以下故障，如图1-17所示：

①VCU风扇继电器控制及继电器故障。

②空调控制器故障。

③空调压缩机控制器故障。

④空调压力开关故障。

（5）充电系统

1）连接慢充设备，车辆无法进行慢速充电，则可能存在以下故障：

①VCU电源故障。

②VCU自身故障。

③整车VCU慢充唤醒故障。

④整车VCUCAN总线通信故障。

⑤VCU动力电池正极继电器控制故障。

⑥VCU动力电池负极继电器控制故障。

2）连接快充设备，车辆无法进行快速充电，则可能存在以下故障。

①VCU电源故障。

②VCU自身故障。

③整车VCU快充唤醒故障。

④整车VCU快充连接确认故障。

⑤整车VCU CAN总线通信故障。

⑥VCU快充总正极继电器控制故障。

⑦VCU快充总负极继电器控制故障。

注意：如果仪表上报出具体系统或部件故障，首先结合此故障信息检测和诊断。

诊断分析说明：

通过以上继电器动作、仪表显示的现象和路试做初步分析，如果继电器没有动作，说明动力电池没有被唤醒或激活，找出造成此现象的一个或几个要素，根据这些要素缩小故障范围，并按先信号电路，后元件的方法进行排查；如果继电器动作，说明动力电池已被唤醒或激活，找出造成此现象的一个或几个要素，根据这些要素缩小故障范围，并按先信号电路，后元件的方法进行排查；如果路试车辆速度无法上升，说明动力电池已被唤醒或激活，且上电正常，找出造成车辆速度无法上升（电机限功率）现象的一个或几个要素，根据这些要素缩小故障范围，并按先信号电路，后元件的方法进行排查。

4.故障码（DTC）分析

系统控制单元根据需要实时监测特定的元器件、数据通信及电路的电压、信号，如果受监测的元器件、数据通信及电路的电压、信号出现波动或异常，在设定时间内控制单元将确认此元器件、数据通信及电路出现故障，随即在ROM中调取一个和电压以及信号异常相对应的代码，存储于控制单元RAM中，这就是故障码，即DTC。

诊断故障码和信息标识组成电气子系统的每个电路和相关电路故障，并在诊断仪器中列出系统、传感器、执行器、电路的故障模式和症状，该信息可用来诊断电气故障或作为快速目视参考，以表明不同的DTC和症状是如何在被诊断的系统中体现。

在利用故障码进行故障诊断时，一定要仔细阅读故障码的定义和生成的条件，从中可以明确故障码的生成机理，并根据机理确定验证故障码真实性的方法，进而有利于提高诊断效果。利用故障码进行故障诊断时应按以下步骤进行：

1）读取故障码，查阅资料并了解故障码的定义和生成条件。

2）必须是验证故障码的真实性，验证的方法也分2步。

①通过清除故障码、模仿故障工况运行车辆、再次读取故障码。

②通过数据流或在线检测值来判定故障真实性，并由此展开系统检测。

连接故障诊断仪器，通过VCU、BMS、MCU等读取故障码。

注意：按照当前的故障现象，检测过程中会遇到3种情况：

1）诊断仪器可以正常和VCU、BMS、MCU等通信，但系统没有故障码，如图1-18所示。

2）诊断仪器可以正常和VCU、BMS、MCU等通信，并能读取到系统中所存储的故障码，此时应结合故障码信息进行维修。

3）在打开点火开关后操作诊断仪器，诊断仪器不能正常和VCU、BMS、MCU等通信，并无法读取系统中所存储的故障码。

结合诊断仪器和VCU、BMS、MCU等之间的通信原理图，如图1-18所示，诊断仪器通过诊断仪器连接线、无线或蓝牙通信、OBD-Ⅱ诊断接口、CAN总线与VCU、BMS、MCU或其他控制单元进行通信。

如果诊断仪器无法进入车辆所有系统，则可能是解码器、诊断连接线、无线或蓝牙通信、OBD-Ⅱ诊断接口、CAN总线中的一个或多个出现故障；如果只是某个控制单元无法通信，则可能是该控制单元或其电源电路、相邻的CAN总线区间出现了故障。

诊断仪器无法读取，其原因有以下几种：

1）诊断接口电源供给故障。

2）新能源CAN电路故障。

3）动力电池CAN电路故障。

4）MCU电源、自身故障。

5）VCU电源、自身故障。

6）BMS电源、自身故障。

5.无故障码分析

如果没有故障码显示，就需要技术人员结合故障现象，分析系统电路原理图如图1-19、图1-20所示，列举可能的故障，并按照正确的流程、利用合适的检测设备、进行正确的检测，从而发现所在故障。

新能源VCU是连接车BMS、MCU和新能源汽车其他控制单元的重要纽带，其主要功能包括：解析驾驶人需求、监控汽车行驶状态、协调控制单元，实现VCU上下电、驱动控制、能量回收通用件控制和故障诊断等。

新能源汽车VCU、BMS、MCU等对整车集成运行的工作状态实施监测，如果这些状态发生异常，各控制单元会根据检测到的信号状态产生一个相对应的故障码，同时会将这一个信息通过原车CAN总线发送至组合仪表控制单元，仪表控制单元通过文字提醒警告驾驶人系统异常，注意行车安全。分析故障码就可以基本确定故障部位。

但是，如果元器件、控制单元的供电电源、搭铁、信号出现虚接现象，将会导致：

1）元件输出错误信号。

2）元件执行功率降低。

3）控制单元电源功率降低。

以上故障将造成车辆运行异常。而对于这些故障新能源VCU、BMS、MCU等可能检测和判断不出来，不会产生故障码，所以在没有故障码的情况下还要对元件、单元的供电电源、搭铁、信号进行仔细检测和检测。

6.诊断流程

对于VCU出现的故障，诊断及处理失误将给企业和个人造成相当大的损失。正确的诊断及处理不可能来自于盲目的主观臆断，而应该建立在获取与故障有关信息的基础上，依据VCU、BMS、车载充电机等的工作原理以及控制结构，运用科学的分析方法，按照合理的步骤进行综合分析，去伪存真、取主舍次，排除故障的干扰因素，找出故障的原因，这才是提高故障诊断准确性的关键所在。为了便于分析，不至于被众多杂乱无章的信息扰乱思路，需要结合电路原理图，遵从以下流程进行诊断和维修。

VCU工作异常的诊断流程见表1-1。

7.实施维修

根据故障码提示进行维修：利用解码器读取故障码，按照针对每个故障码制定的诊断流程进行故障诊断。

8.电路检测

根据系统的结构原理，对点火开关+15、VCU电源、BMS电源、MCU电源、空调控制器电源、组合仪表电源、加速踏板位置传感器、制动开关、旋钮式电子变速杆、高压互锁电路、冷却风扇控制、充电系统、真空泵及传感器、高压互锁、慢充唤醒、BMS唤醒、总负继电器控制、新能源CAN总线、原车CAN总线、电机位置传感器、电机温度传感器、电缆绝缘、插接器等电路进行检测，检测方法参照相关内容。

9.部件检测

根据系统的结构原理，对点火开关、VCU、BMS、MCU、组合仪表、加速踏板位置传感器、制动开关、旋钮式电子变速杆、冷却风扇、冷却风扇继电器、冷却液泵继电器、ON位继电器、空调系统继电器、真空泵及传感器、总负继电器、电机位置传感器、电机温度传感器等元器件进行检测，检测方法参照相关内容。

10.总结拓展

1）技术报告：参照高职大赛工作页完成诊断报告，教师应根据需要设置好故障点，也可根据本课件中提供的实际案例制定标准答案。

2）拓展实训：教师可以在车辆给学生设置相类似的其他故障，让学生独立完成，以考核学生的掌握水平。 xCDP9y0TpjEitfKfXQVsObYvZuKxpo3qN34lg7xtB45QXY91a1fMFjdWiTMnkLQ6