奔驰S400无法启动、红色蓄电池故障有提示

    一辆行驶里程约1.3万km的奔驰S400 HYBRID轿车。用户反映：该车发动机无法启动，仪表多功能显示器中出现红色蓄电池故障提示，如图1所示。

    故障诊断：此车配备了结合混合动力模块的汽油机。为此，采用均质直喷技术的M276六缸汽油机与紧凑型混合动力模块结合使用，因此名称为5400 HYBRID，整车布局如图2所示。

    1．效率优化的6缸汽油发动机，排量3.5L。
    2．结构紧凑的混合动力模块，位于汽油发动机和自动变速器之间。
    3．高性能锉离子蓄电池，突出特能量密度高、结构紧凑且重量轻。
    4．功率电子装置，协调汽油发动机与电动驱动系统之间智能而高效的配合运行。
      5.7速自动变速器增强版（7G-TRONIC PLUS），保证动力源之间的过渡不易觉察，同时保证加速时不会出现牵引力中断。
    6．再生制动系统：制动时，电动机变成发电机，产生的电流供锉离子蓄电池使用。
    7．低滚动阻力轮胎，在确保行驶舒适性的同时降低油耗。
    8．在混合动力显示屏上随时显示驱动系统内的能量流和蓄电池充电状态。
    新款S400 HYBRID采用了并联式P2混合动力系统，P2系统的基本特征是电动PL位于启动装置（变矩器或离合器）与变速器之间。通过这种布置，可以对电动机的速度与发动机的速度分别进行控制。这是与上一代221车型5400 HYBRID采用的P1系统相比在设计上的一个主要区别，P1系统的电动机位于发动机与启动装置之间。因此除了传统的行驶模式外，新款S400 HYBRID还可以实现以下功能和工作模式：
    ·发动启启停
    ·再生制动
    ·增压（为发动机提供电力支持）
    ·纯电动行驶模式
    新型混合动力系统的另一个大的技术改进是将DC/DC变换器（N83/1）集成到电源电子装置（N129/1 ）中，重量得到了优化，减轻了10%，高压和12V蓄电池全都布置到了车辆后方，从而改善了桥荷分配，提高了车辆的牵引力。
    混合动力驱动系统包括发动机控制模块，带永磁式电机的电力电子控制模块和带蓄电池管理系统控制模块的高压车载电气系统。电控多端顺序燃料喷注／点火系统（ME-SFI ）控制模块是主控单元，其包括主总成协调器以及混合动力驱动系统中的所有扭矩，以尽可能减少系统损失，从而最大限度地降低燃油消耗。负责协调能量传输和执行操作策略的能源管理功能集成在传动系统控制模块中。在控制器区域网络（CAN）中的电控多端顺序燃料喷注／点火系统（MESFI）控制模块与以下部件：传动系统控制模块、电力电子控制模块、蓄电池管理系统控制模块、全集成化变速器控制模块、电控车辆稳定行驶系统（ESP ）控制模块共同构成混合动力驱动系统。
    电控多端顺序燃料喷注／点火系统（ME-SFI ）控制模块负责控制发动机，通过确定外部扭矩请求及其执行的优先级计算规定的轴扭矩。为了产生驱动扭矩，可以仅使用发动机（传统驱动操作），仅使用电机（电驱动操作）或结合使用电机和发动机（混合动力驱动操作）。电机产生发动机请求的扭矩用于增压或在再生制动时充当发电机。传动系统控制模块包括负责协调能量传输和执行操作策略的能源管理功能，电力电子控制模块监测和调节电机。其将电机产生的三相交流电压转换为直流高电压，反之亦然。直流／直流（DC/DC）转换器集成在电力电子模块中，其设计为一个双向直流变压器，可以产生高压和低压直流电，并在高压系统和12V车载电气系统之间进行传输。蓄电池管理系统控制模块监测集成在高压蓄电池模块中的高压蓄电池（A100g1 ），高压蓄电池模块用于存储直流高电压的能量。为了给高压蓄电池充电，发动机驱动电机，然后后者作为发电机产生交流电压。此电压由电力电子控制模块转换为直流高电压。为了回收动能或产生请求的制动扭矩，电机作为发电机被促动，将动能转换为被储存的电能，全集成化变速器控制模块负责监测和控制自动变速器。此外，电控车辆稳定行驶系统（ESP）还包括电控车辆稳定行驶系统功能和恢复制动功能。再生制动是可以通过软件分配的制动扭矩。电控车辆稳定行驶系统（ESP）控制模块根据驾驶状况将驾驶员请求的整个制动扭矩划分为再生部分（由传动系统执行）和液压制动扭矩部分（由车轮制动器执行），并由电控多端顺序燃料喷注／点火系统（ME-SFI ）控制模块请求再生部分。对于再生制动扭矩部分，其为制动能量的能量回收。
    为防止人员意外接触高压部件导致人身伤害，系统设计了保护装置—互锁电路（如图3所示），互锁电路（HVIL）相当于一个预接触开关，它通过整个高压车载电气系统中所有高电压部件的高压插头连接和12V控制模块低压插头连接，形成一个闭环；每个插头连接都有一个触点横杆，可在拆下插头连接时断开互锁电路；蓄电池管理系统控制模块N82/2中的相应模块发出12V/88Hz的互锁信号，经过整个互锁回路后，又回到此模块，该模块还负责实时检测此互锁信号，当通过互锁回路传递的信号中断时，高压蓄电池内的接触器断开，整个高压车载电气系统被切断，高压部件的控制模块可以对高压中间电路适时放电。此外在高压蓄电池内还专门设计有实时监测两条高压线绝缘电阻的模块。

    此外为了防止在车辆发生碰撞事故时高压线路破损外露，导致驾乘人员或营救人员意外触电，专门设置了一条由辅助系统控制模块N2/10控制的电路30C。电路30C始于后部预熔保险丝盒F33上的保险丝f43（7.5A），经过高电压关闭设备S7，之后经过节点Z241z1，一分为二，分别通向N129/1和N82/2，其上游是受SRS控制模块N2/10控制的30电高电压热敏保险丝F33f51，当N2/10收到碰撞信号后就会断开保险丝F33f51，从而切断电路30C，N129/1和N82/2内的30C检测电路没有收到蓄电池电压，高压蓄电池内的接触器断开，整个高压车载电气系统也会切断。
    两条高压保护电路相互独立，是一种冗余设计，起到双保险的效果；它们都经过位于仪表台左端的消防员施救断电标记和位于后备箱的高电压关闭设备S7，断开任何一个，都会同时断开两条保护电路，从而切断高压车载电气系统。
    试车发现，启动时没有任何反应；连接诊断仪进行快速检测，功率电子装置控制模块N129/1设置了1个当前状态的故障码：P0A0E00高压电载电网的互锁回路存在偶发的功能故障。
    查看维修手册，启动混合动力系统的功能要求包括：
    （1）电路15接通；
    （2）该点火顺序中没有碰撞信号；
    （3）所有高压部件的控制器区域网络（CAN）主动连接且无故障；
    （4）高压安全装置检查和解锁（无碰撞，无互锁电路故障，无绝缘故障）。
    综合分析认为，功率电子装置控制模块N129/1设置当前状态的互锁回路的故障码P0A0EOO，不满足上述第4条启动条件，所以导致混合动力系统无法启动。于是决定按照故障诊断仪STAR-D对于P0A0EOO的故障引导进行故障检测。
    根据故障引导要求，关闭点火开关，断开功率电子装置控制模块N129/1连接器，用万用表检查连接器A的19脚电压，结果为0V，而正常值应为蓄电池电压（8.5～16.5V），不正常。查看高压导线和互锁回路电路图，如图4所示。

    根据电路图分析发动机无法启动的原因是30C断路，可能的原因有：
    （1）后部预熔保险丝盒F33上的30C保险丝f43（7.5A）熔断；
    （2 ） F33连接器17的3号脚到高电压关闭设备S7的1号脚线路断路；
    （3）从S7的2号脚到功率电子装置控制模块N129/1连接器A的第19号脚断路；
    （4）电气元件内部故障。
    检查后部预熔保险丝盒F33上的30C保险丝f43 （ 7.5A）没有熔断；F33连接器17的3号脚到高电压关闭设备S7的1号脚线路正常，无断路现象；但是从S7的2号脚到功率电子装置控制模块N129/1连接器A的第19号脚线路断路。按照电路图检查发现，位于右侧B柱附近的线束中的30C节点Z241z1已断升（如图5所示），在检查过程中发现一个异常的情况，就是地毯下面有积水，许多连接器比如CAN分配器都有不同程度的氧化腐蚀现象，节点Z241z1很可能是因为长时间泡在水中氧化腐蚀，最终断开的。尝度连接节点Z241z1，结果可以顺利启动发动机。

    那么地毯下面的水是从哪里来的呢？可能的原因有：
    （1）空调冷凝水排水异常，没有排出车外，而是流到了车内；
    （2）外界的雨水或洗车时水流入车内。
    检查空调冷凝水排水系统正常，没有排水管弯折或松脱、空调壳体泄漏等问题；检查前挡风玻璃前面的流水槽排水孔未堵塞；经过反复进行试验发现是流水槽右侧的车身密封胶处密封不良渗水，因为前一段时一间连续下了7天小雨，所以导致地毯下面出现积水。
    故障排除：在流水槽右侧焊缝处重新打密封胶（白色）（如图6所示），堵漏；修复线束，重新焊接30C节，认Z241z1，删除故障码，故障排除。

      故障总结：W222 S400 HYBRID互锁电路（HVIL）包括两条，互锁回路和30C电路，用于防止人员意外接触高电压，只要有一条线路故障，就会出现无法启动的故障现象。
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来源:网络