奥迪 Q7 e-tron | 无法通过插电式充电器充电

虽然电动汽车似乎是未来的方向，但插电式混合动力车辆在实现最佳两全之间似乎是当下的主流。这类车辆可以纯电动驾驶，满足当前城市的低排放规定，然而，在内燃机的支持下，我们可以无缝地行驶，充分利用无需担心续航的优势。（有什么不喜欢的呢？）两种动力源各有优缺点，但以某种方式将它们结合起来，你将拥有一款几乎符合所有要求的强大车辆。以下案例研究着重介绍了混合动力车辆的插拔式高压充电系统以及在其中遇到的挑战。

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顾客描述

车辆无法从随车提供的主充电器单元进行充电。

注意：这种充电方法被称为“Mode 2充电”，它通过3针插头使用家庭交流电源。其典型消耗为约10 A，功率输出约为2.2 kW。

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技术描述

验证客户投诉是诊断过程中的一个重要步骤，但往往是一个耗时的任务，成果不大。在这种情况下，无论是使用车主的充电器单元还是“Mode 3充电”时，故障都是明显的。后者是指具有32 A消耗率和7.2 kW功率输出的交流墙壁安装式充电点。

当我们将Type 2充电插头连接到车辆时，我们听到充电进气口锁定销循环三次，然后红色警示LED亮起，通知我们充电出错。

看看下面的图片。请注意，车辆仪表识别出电源充电器的连接，但充电不会开始。

注意：当电源充电不起作用时，可以通过运行发动机为高压电池充电，直到电池有足够的电量在电动模式下驾驶车辆一小段距离。因此，我们可以推测电池可以接受充电并提供足够的电流来为电驱动电机供电。

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诊断

在客户确认投诉后，我们确认了车辆的ID和规格。在诊断方面，确认车辆规格是至关重要的，因为客户常常会诱使他们的车辆加装流行的配件，这些配件缺乏为车辆设计的基本质量控制和工程。车辆的简要评估没有揭示任何关于售后配件的问题。然而，我们发现该车辆是从拍卖处购买的，因此无法找到并询问原始车主。

接下来是客户采访，通过提出针对以下四个问题的开放性问题，以建立事实和虚构之间的区别：

1. 问题何时出现？

  该车辆是最近从拍卖中购买的，问题已经存在。

2. 何时首次注意到问题？

  在购买后。

3. 车辆最近进行了任何维修吗？

  购车时没有提供历史记录，我们也无法接触到前任车主。新车主已经更换了一个新的充电进气插座，包括电缆和锁销自购买以来。

4. 何时遇到这个问题？

  尝试通过充电模式2或3充电HV电池时。

对所有车载控制单元的车辆扫描显示以下多个故障代码：

根据上述每个故障代码的描述，我突出显示了与高压充电相关的故障代码：“充电插座 A;充电插头锁 P33E8 00 [008] - 机械故障”。您可以在下面看到有关此故障代码的其他数据。

总结上述数据：

“AX4”是车载充电器（OBC）的VAG代码。它报告了用于将 Type 2 充电器插头锁入充电插座的锁销存在机械故障。此外，在故障代码检测时，已存储了几个参数。那么这些参数揭示了什么呢？

1. 故障状态 00000001。

    故障已存在。

2. 故障频率 4。

    检测到了四次故障事件。

3. 高压充电连接器的锁定未锁定。

    OBC可以检测到充电插头未锁定。应该是“锁定”的状态。

4. 连接识别的状态存在。

    OBC可以通过近场电路（PP）检测到充电插头的存在。

5. 充电连接器的最大电流为 0 A。

    由于没有电流流动，充电未进行。

6. 充电传感器温度传感器DC记录为 -55.0 °C。

    由于不适用于DC充电，所以默认的充电插座温度值为DC充电时不适用。

7. 电流：15.7 A。

    来自连接充电器的充电电流（传递给OBC）。

8. 频率：1000 Hz。

    控制导引信号（CP）PWM信号的频率。

9. 控制电压：9006 mV。

    CP线电压在峰值+9V处，这表明OBC已与主充电器配对，但未进行充电（通常在充电时为峰值+6 V）。

10. 占空比：26.2％。

    控制导引信号（CP）PWM信号的正占空比（约26.2％，可提供约16 A的充电电流）。

11. 信号识别：00000001。

    OBC可以检测到充电器插头的连接，并解释从充电器传递的充电信息（通过CP）。

根据上述冻结帧数据，我们可以得出结论，OBC正在检测充电插头的存在。PP / CP线电压似乎被正确解释，然而充电插销的位置仍然是“未锁定”。充电插销的故障是否可能导致无法充电？

在我们继续之前：您可以在 PS7 软件的引导测试中找到有关 Type 7 控制先导 （CP） /接近先导 （PP） 线路及其在电源充电中发挥重要作用的更多信息。

在继续深入之前，我想先退后一步，检查是否有技术公告（召回和活动等）。但没有相关的，因此基于车辆历史和症状，我们可以继续考虑可能的原因。

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可能的原因

Type 2充电插座和OBC之间的电线束错误。

l. 充电插座和OBC之间传递的信号/数值不正确。

2. 充电受到其他车载系统的限制（可能通过CAN消息传递）。

3. 故障的OBC（AX4）。

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行动计划

行动计划主要受到可访问性、可能性和成本的影响。基于获取的故障代码和故障描述，我们聚焦于充电插座中与Type 2锁销相关的电路。

l. 摇晃测试和对OBC布线及其连接器的视觉检查。

2. 测量锁销驱动器和位置传感器。

3. 对OBC上的所有低电压输入/输出进行“引脚布线”测试。

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回顾

车辆无法从2和3模式充电点进行充电。

1. 故障代码：“充电插座A；充电插头锁P33E8 00 [008] - 机械故障”。

2. 新的充电进气插座已安装，包括布线和锁销驱动器。

3. 当充电插头连接到充电进气插座时，充电插销驱动器会循环三次。

4. 运行发动机会充电HV电池。

5. HV电池充足时，车辆可以以纯电模式行驶。

为了访问充电进气插座、OBC和相关布线的后部，我们移除了各种饰板和底盘护板。

鉴于我们试图确定Type 2充电插销和相关电路的功能，需要一定程度的逆向工程，这就是PicoScope 4823的八个通道的用武之地。优势在于，我们可以看到我们选择的每个电路是如何相互作用的，以评估在试图为车辆充电时发生的事件顺序。缺点在于，我们在HV环境中应用了8通道示波器，因此必须遵守适当的预防措施。

注：在进行诊断之前和诊断过程中，必须优先考虑必要和相关的风险评估、培训、个人防护装备、标识、测量硬件和最佳实践，以确保所有涉及人员的安全。

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Type 2充电插座线路的评估：第1天

在下面的屏幕截图中，您可以看到我们连接到充电进气插座后部的连接器B（THRL），以远程获得CP、PP、锁销动作和位置之间的交互概述。请注意，在整个捕获过程中，锁销“循环”了三次，然后回到脱离位置。

让我们将上面的捕获拆分为有用的数据，并参考下面的捕获：

1. 通道A显示PP电压，并在充电插头插入点的状态变化处捕获状态变化。

2. 通道B捕获了来自主充电器单元到OBC的CP线电压和PWM信号。注意：CP线的峰值正电压、频率和占空比与我们的DTC P33E8 00 [008]提供的冻结帧数据相匹配。

3. 通道C和F分别测量锁销驱动器的两侧电压，与车身地接地。注意，这些通道之间的任何差异都会导致电流流动（锁销动作），并在通道G上捕获。

4. 通道D是锁销位置传感器的地线返回。

5. 通道E捕获锁销位置电压。请注意，电压在未锁定状态下保持在约3 V左右，而在锁定状态下为约6.5 V。有趣的是，锁销然后循环了三次（请参阅上面的初始视频），然后停在未锁定的位置。此时，充电进气口旁边的红色警示LED会亮起，通知车主充电错误。

从上面的捕获数据来看，所有内容都正常。

1. 我们的PP线电压变化以指示充电插头插入（这也在冻结帧数据中得到了确认）。

2. 我们的CP线电压在充电插头插入时变化（峰值+9 V），并且主充电器/OBC之间的通信从1 kHz的25％正占空比的PWM信号开始（这也在冻结帧数据中得到了确认）。

但是，要启动充电，我们的CP线电压必须从+9 V... -12 V变为+6 V... -12 V，这种事件没有发生！有关充电过程中CP线电压的详细解释，请参阅我们的电动车引导测试 > 充电器-车辆测试 > 充电器-车辆通信（Type 2） > “进一步指导”。

我们的锁销位置开关通知OBC已锁定和解锁。

注：我们的锁定销与充电器插头在物理上啮合，因为当针脚暂时接合时，我无法取下插头。

因此，问题是为什么车辆不充电？现阶段，我不知道！

在下面的屏幕截图中，我们有一个与上述相同的测试，但时间范围更长，以证明症状如何没有改变。即，每次将充电器插头插入车辆入口后，锁定销循环三次。

基于故障代码描述“充电插座A;充电插头锁 P33E8 00 [008] - 机械故障“，我看不出这样的描述如何适用于正常工作并与锁塞物理接合的锁销。为什么 OBC 会报告锁定销正常工作的机械错误，更重要的是，它如何知道锁定销出现故障？答案必须与锁销位置传感器及其相关电路有关。

在搜索了各种SSP和技术数据站点后，我无法找到相关文献来进一步诊断。事后看来，我应该寻找一个测试计划来伴随故障代码P33E8 00 [008]。然而，使用来自 Mk7 e-Golf 的背靠背数据似乎是建立实时锁销值的快速途径。

下面，我们有当 Type 2 充电器插头插入充电插座时来自正常工作的 Mk VII e-Golf 的锁定销位置信号。

终于取得了突破，因为锁定销位置电压在我们的e-Golf和Q7插电式混合动力车之间有所不同。两辆车在脱离时返回相当的锁定销位置电压：

Q7 锁销分离：约 3V （2.93 V） e-Golf 锁销分离：约 3 V （3.4 V）

然而，随着锁销的接合，情况就不同了：

Q7 锁定引脚接合：约6 V （6.23 V） e-Golf 锁定引脚脱离：约 9 V （9.22 V）

如果我们计算两辆车锁定和解锁之间的电压差，我们可以进一步分析差异：

Q7 锁定销位置差分电压 = 6.23 V – 2.93 V = 3.3 V（允许变量我们可以将其四舍五入为 3 V） e-Golf 锁销位置差分电压 = 9.22 V – 3.4 V = 5.82 V（允许变量我们可以将其四舍五入为 6 V）

关于背靠背测试，这里对明智的人说一句话，“当它的全部你拥有它时”，但请记住，我不是在比较同类车辆（即使它们属于VAG的保护伞）。

我找不到任何数据来支持锁销位置电压的预期值，因此，我们唯一的选择是对许多类似车辆进行比较测试（我想您可以将这种方法称为“发现差异”）。

有了上面的信息，我渴望回到车辆并进一步评估锁销电路。但是，客户已决定安装二手 OBC！虽然这是一场赌博和“信仰的飞跃”，但好消息是故障清除，车辆现在充电！这不会每天都发生！

板载充电器单元 -OBC （VAG I.D AX4）。

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结果

第二天

可以说，我渴望重新测量这辆车，并理解我们的值如何改变，这绝不是个夸大之词！我回到了车辆上，并重复了我们最初的测量。这次，我们只关注锁销位置电压。在下面的屏幕截图中，您可以看到锁销位置值现在与e-Golf捐赠车辆更接近，脱离时为3.3 V，接合时为9.4 V（差异为6.1 V）。

上述CP电压已切换到+6V... -12 V，确认我们的OBC响应了正确的锁销位置，并允许充电开始。D通道（锁销位置信号地线参考）的噪声水平增加，这要归功于充电的开始。

另请注意，锁销不再循环。充电插头连接到充电进气插座时，锁销被接合，而此状态不会改变，直到在约31.77秒处按下遥控键的“解锁”按钮，锁销脱离，充电被停止。

正占空比（时间标尺之间）的测量值为28.57%，表明可用充电电流约为16 A。

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维修确认

正如他们所说，证据就在布丁中。更换OBC导致不同的锁销位置电压，删除故障代码P33E8 00 [008]并且车辆最终再次充电，这一事实证实了我们的故障组件确实是OBC的事实。

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列 出所有安装的零件

车载充电器 OBC （VAG I.D. AX4）

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总结

回顾这个案例研究，你会认为范围在OBC的诊断中没有发挥作用是可以原谅的。间接地说，这是正确的，但让我们看一下更大的图景以及我们作为范围应用的直接结果所学到的东西。

示波器揭示了PP，CP和锁销位置相对于“时间”的相互作用。

锁定销不仅是一种理想的安全功能，而且是启动和终止充电过程所需的基本输入。

在 OBC 收到正确的锁定引脚位置电压（确认引脚接合）之前，不会开始充电。在测试的VAG车型中，分离和接合之间的锁定销差分电压被证明约为6 V（请注意，这可能不是所有车辆都相同）。

下面我们揭示了及时发生的事件的顺序，从充电插头插入到远程钥匙激活解锁命令时的充电结束。

充电系统对充电器连接的响应：

1. 激活遥控钥匙解锁按钮

2. 充电器插头插入

3. PP线电压从脉冲信号变为固定值，具体取决于充电插头

4. 额定电流CP线电压从0 V变化至+9 V峰值

5. 锁定销位置指示为完全啮合

6. CP线电压变为+6V峰值，可以开始充电

充电系统对充电器断开的响应：

1. 激活遥控钥匙解锁按钮

2. 锁销执行器被激活

3. CP线电压同时变为+ 9 V峰值（充电停止）

4. 锁定销位置指示为未接合

5. 取下充电器插头

6. CP 线路电压恢复至 0 V

我现在指的是充电器插头锁定销，因为我很想知道锁定机构是如何工作的，更重要的是，锁定销位置是如何从锁销执行器中继到 OBC 的。

由于安装了新的 2 型充电入口插座，因此拆除原始装置（配有锁销执行器）的诱惑太大了，无法抗拒。

在下面，您可以看到锁定销执行器直接安装在 2 型充电入口插座上方。

在锁销执行器内部，我们有一个驱动电机、一个齿轮组件和一个连接到锁销的微动开关。还要注意两个电阻及其与微动开关的关系（旁路）。