作者：Steve Smith
未來可能趨向電動化且科技不斷地進步，以下的案例研究凸顯我們多年來在眾多車輛看到的典型故障。它仍然相當地重要。
客戶描述：
客戶回報，當他試圖駕駛車輛並將車輛通電到就緒模式時，儀表板顯示“傳動系統錯誤警告”，車輛無法行駛。
技術說明：
驗證客戶問題是診斷過程中不可缺少的步驟，但這通常是一項耗時的任務且沒有成功。在這種情況下，客戶抱怨在儀表板和 iDrive 畫面都顯示傳動系統故障並伴隨“無法繼續駕駛”的資訊下進行。
注意：無法使用變速箱排檔桿將車輛從“停車”檔換檔，雖然可以打開點火開關來點亮儀表板和相關的警告燈，但高壓 (HV) 接觸器未通電（即高壓系統出現故障）。除了上述症狀外，車輛在連接到 EVSE 點（電動汽車供電設備）時不允許充電。
以下影片描述了上述症狀：https://www.youtube.com/watch?v=uaRyhf_ud3Y&t=22s
診斷過程（第一天）：
在驗證客戶抱怨的故障後，我們確認了車輛的車身號碼與規格。
在診斷方面，確認規格是重要的，因為客戶會改裝一些時尚配件來更動車輛，但這些配件可能缺乏為該車設計的質量控制和設計。確認沒有安裝此類部件。客戶訪談過程照著以下４個針對性的開放式問題，來建立故障描述。
- 問題出現多久了? Ans：故障是在沒有任何警告的情況下突然發生(車輛隨後被送到維修廠)
- 第一次注意到這個問題是甚麼時候? Ans：當問題一產生時，車輛就無法動彈需要修復。
- 最近有沒有對車輛實施甚麼工作? Ans：沒有
- 什麼時候遇到這個問題? Ans：尚未駕駛就遇到了。第一天車輛還正常，第二天車輛就無法駕駛了。
通常客戶訪談能引導可能的故障但我想你也同意當閱讀完上述資訊，實際上沒有什麼可以做的!
- 執行基本的檢查，確認無流體洩漏，管路、接頭、線束無明顯破損，可能這是最喜歡的探索：意外故障維修。
對車輛所有控制單元進行故障掃描並且發現了17個故障代碼，我們把他記錄下來並刪除這些故障碼。我們重複循環將點火開關從開到關，嘗試將車輛供電進入到就緒模式。
傳動系統錯誤訊息再次的顯示出來。使用此技術可確保故障代碼與故障條件相關，而不是任何先前診斷工作造成的故障代碼。再一次掃描車輛控制單元並留下了6個故障代碼：
引擎控制：
- 21E96F 啟動訊號就緒：訊號丟失
高壓電池、充電控制4.0：
- CE5402 高壓電池2資料：訊息丟失
- 21E687 電壓端子30C：檢測到崩潰
- CE5406高壓電池1資料：訊息丟失
- CE5403 高壓電池控制單元溝通：訊息丟失
電子訊息 4.2：
- B7F805 L波段天線：線路開路
為了解釋我們在掃描車輛過程獲得的故障碼，我們必須對術語進行解讀，因為通用診斷工具通常對製造商組件使用不同的描述！
這是一個典型需要克服的障礙，我們對此進行演示和討論，可參閱此文章。
範例：
“引擎控制”代表 Electric Digital Motor Electronics -EDME(BMW術語)
“高壓電池、充電控制4.0”代表 Battery ECU – SME(BMW術語)
雖然在這個診斷階段看起來似乎無關緊要，但我們需要根據組件描述來了解BMW線路圖中使用的縮寫，幫助理解從診斷工具獲取的故障代碼與資訊。我想你可以把它當作語言翻譯，就是診斷工具使用的語言和 BMW 技術文檔中使用的語言。
在我繼續之前，對於不熟悉電動車診斷和維修的人，請查看以下論壇文章，瞭解HEVRA(混和動力和電動汽車維修聯盟有限公司)如何幫助解決以上的問題。
那我們應該遵循哪個故障代碼，如何判斷?
由於我們使用的是通用型診斷工具，無法得知故障代碼的發生順序。您可以在 此處找到一些發生順序的示例。
根據故障代碼描述，以下是我的解讀：
SME 故障碼21E687 電壓端子30C: 檢測到碰撞將會是主要的故障碼，因為碰撞優先於任何一切。檢測到碰撞故障碼時，EDME返回產生21E96F啟動訊號的故障代碼也就不在預料以外了，當檢測到碰撞時，高壓系統也會立即關閉。
同樣的，SME也報出故障:
- CE5402 高壓電池2資料：訊息丟失
- 21E687 電壓端子30C：檢測到崩潰
- CE5406高壓電池1資料：訊息丟失
電子訊息 4.2：
- B7F805 L波段天線：線路開路
讓我們據實討論，追蹤丟失的訊息相比於SME端子30C電壓有多難?
基於這個原因，我們暫時不探討這些CE5402、CE5403 和 CE54006故障代碼。
在這個階段，儘管基本的檢查顯示沒有事故維修的工作，但我認為這可能是一輛經過事故後維修的車!
在深入研究之前，最重要的是退一步並檢查技術公告(召回和活動等等)。使用製造商的技術網站與車輛底盤編號來確定是否存在已知的問題和修復的最佳方式。
雖然這看起來很明顯，有許多途徑可以獲得免費的技術公告和”修復”。依我之前的經驗，雖然對這些獲得的數據完整描述且與您的症狀和故障碼吻合，該公告可能也只適用其他市場，並不適用於英國。
希望不要像我過去對其他車輛的經驗一樣陷入這個困境。在這種情況下，沒有相關的公告談論到這樣的案例。
可能故障：
- 事故修復車輛帶有固定碰撞資訊
- 碰撞感應電路元件故障
- 碰撞感應線路錯誤
行動計畫：
與往常相同，行動計畫主要受到可及性、概率和成本的影響。根據獲取的數據，故障碼21E687能描述SME端子30C的電壓水平。因此，行動計劃的重點就是30C端子和相關電路的完整性。
回顧一下:
- 車輛無法驅動到就緒模式
- 車輛無法從EVSE充電
- 儀錶板顯示傳動系統故障訊息
- SME儲存多個關於”碰撞感知”故障代碼
線路30C可以從下圖線路圖中看到(由ALLDATA提供)。我添加了一些註解來幫助解釋BMW的術語。
例如：
我將便利充電電子設備理解為車載充電器(OBC)，X45*1V是汽車左後的下方線束內的密封接頭。
注意：上圖中的高壓安全連接器負責關閉高壓電氣系統以進行維修工作。
請參閱維修手冊並確保由具備相應資格的人員執行相關程序。 如果高壓安全連接器打開，12V供應到SME與OBC的30C端子將被移除，(30C現在是0V)，並且高壓系統被切斷直到30C的電源供應被重新建立。
高壓安全連接器通過安全電池端子連接到 12V 電池正極樁頭，該端子包括一個被設計來切斷12V與高壓安全連接器的煙火裝置（由安全氣囊碰撞模塊觸發），以防事故發生。
你可以在下方看到由診斷工具回報的SME端子30C上的電壓。
然而，以下的畫面顯示了SME的端子30C電壓使用Pico示波器連接A191*B 第1腳位(紅/黃線)的情況。
當我們嘗試將車輛供電切到就緒模式來施加電力負載時，可以立即看到SME端子30C的電壓存在一個令人擔憂的問題。
施加的負載將以高壓電池接觸器嘗試將高壓電池連接到車輛高壓系統。而當SME上的端子30C電壓降到預定閥值，接觸器就會斷電。
讓我分享一個使用示波器監控且紀錄電壓降的技巧：
選擇一個緩慢的時基(2s/div)，其中，波形是“當前”繪製的，在點火開/關或擺動測試等事件期間，人眼可以對其進行解釋。
雖然示波器也能通過觸發器來捕獲這些事件。在這種情況下，很難解釋波型並與事件連結，例如僅在螢幕上顯示一瞬間的擺動測試。用戶必須向後滾動波型來找可能與點火開/關或擺動測試相關或不相關的事件。PicoScope 提供足夠的證據進一步測試碰撞感應電路 (30 C) 的完整性，這與掃描工具顯示的值不同，可能會讓您相信 SME 的終端 30 C 正常。（診斷工具的刷新率太慢，無法捕捉到電壓降。)
到目前為止，我們已經確認SME的30C端子電壓在負載下不穩定。基於這些知識，我們需要驗證高壓安全連接器上30C電路的完整性。
診斷過程（第二天）：
正如大多數維修廠所知道的那樣，在頂車機上長時間停放故障車不利於營利等等，BMW i3已被拖離頂車機到維修廠。
重新量測SME的30C端子，OBC及高壓安全連接器顯示故障已從間歇性和負載狀態晚變成永久性故障。這是一個好消息，因為永久性故障有利於加快診斷速度。(參閱下面的示波器連接圖)
示波器確認SME和OBC的30C端子電壓為570mV，而診斷工具顯示在SME端的30C端子電壓值為1.4V。
這證明了高壓安全連接器和煙火裝置(在12V正極端)都正常無損，因為12V有退出高壓安全連接器。SME 和 OBC 上出現的 570 mV 很可能是這些組件內部通過各自的點火電源產生的殘餘電壓。(我們在點火開關開啟時的情況量測)
當我們在 12 V 電池正極樁頭和 SME 腳位 1 之間引入一根帶保險絲的跳線時，結果是車輛成功進入就緒模式，並能夠前進後退。
因此，結論是高壓安全連接器和SME/OBC 之間開路(30C線路)，現在問題是開路的地方在哪裡，因為高壓安全連接器在車輛的前面，而SME在後面! 在我繼續之前，讓我們假設沒有開路，而是有一個高電阻，我想探討限定電路30C中的電壓降(連接到SME腳位1的高壓安全連接器)，理論上應該等於通道B減去通道A，是嗎? 因為我們使用的是4823示波器(它利用共地輸入)來量測電壓降，我們創建一個數學通道計算B-A(往下看)。
然而，如果我們有浮地式輸入的示波器(4×25 或 4x25A)，我們可以獲得使用單一通道獲得電壓降，以下培訓文章解釋了共同接地、浮動輸入和傳導電壓降測量之間的區別。
下圖使用4425A示波器的通道A示範了量測30C的電壓降(從高壓安全連接器到SME第一腳位)的連接方式。
下圖的結果顯示了電壓降為10.84V，與使用4823時數學通道顯示的不同!
為何我們使用不同架構的示波器會獲得不同的電壓降數值? 答案是兩者都是正確的，差異原因為歐姆定律!
電壓降只能存在於有電流流動的地方 (V = I x R)，並且對於開路線路，沒有流動的電流。(如果有一個高電阻，這些數值會接近相等) ， 雖然上述額外的電壓降測試與診斷並不真正相關，但其中包含的訊息提供了電路 30 C“開路”的進一步證據，並解釋了為什麼這些測量技術會有不同的值。
尋找開路:
找尋線束中的開路是充滿挑戰性的，且在最壞的情況下將是一場惡夢。非侵入式測量技術是最好的方法，因為它大幅度的減少對車輛部件的干擾，並有望減少勞動時間。由於線束沿外部底盤佈線，我們將車輛開上頂車機提高方便性。 PicoScope 6 Automotive 軟件和警報相互結合，提供了完美的便利工具，可在我們擺動測試線束時捕獲並警告我們“接通和斷開”連接。
有關如何使用遮罩警報的說明，我推薦此文章 與來自Techs培訓的精彩視頻。PicoScope 中的遮罩功能可以比作波形“陷阱”，用戶可以在其中指定圖形的一個區域，如果波形侵入或接觸遮罩，用戶將在該區域中收到通知（帶有警報）。
在以下的畫面截圖中，我在通道A的SME第一腳位創建了一個遮罩，在波形/信號接觸遮罩和 PicoScope 發出警報之前，允許與 0 V (-1 V + 1.8 V) 有大約 2.8 V 的偏差。計畫是從車輛前方到後方擺動測試線束，來嘗試能不能短暫修復電路30C的斷路，如果成功，遮罩將捕獲到SME從0V到12V並觸發警報。
不幸的是，沒有任何線束擺動導致遮罩失效!但當我們在頂車機舉升車輛時，上述紀錄的遮罩失效發生了。我最初的想法是車輛變化導致電路30C瞬間連接。查看上面截圖的放大部分，我們記錄到了舉升車輛時接觸器發出的電磁場干擾!
該事件也被通道 B 的高壓安全連接器處捕獲，但幅度減小。這進一步證明了電路 30 C 是斷路的並且表現得像天線。 它從頂車機接觸器接收到 EMF 的干擾，因為電纜沒有端接而是向大氣開放。 接下來怎麼做?
當我們的非侵入式技術失敗時，我們不得不走原路，執行線束的連續性測試。但我們應該從哪裡開始呢？ 從接線圖看，X45*1 是一個密封接頭，位於底盤左側的後部，是可能的故障點。當我們從這個位置切入線束時，我們確認密封接頭處於完美的狀態，因此我們需要做進一步的切口。
在對線束進行五次切割後，我們定位到開路在距離高壓安全連接器約50釐米的位置，位於12V電池托架的正下方。
以下影片描述我們的查修過程：https://www.youtube.com/watch?v=wfaMBYfrBZo&t=88s
結果/維修確認：
完成線束維修後，消除故障碼並復原飾件，如我們所預期可以通過EVSE為車輛進行充電並駕駛車輛。
下面的截圖顯示了鎖定和解鎖車輛後進入就緒模式的通電階段。通道D紀錄了12V電池的電流進出，通道E、F紀錄了來自高壓電池的相同事件。
從下方的截圖中，我們捕獲了經由7kW的EVSE流入高壓電池的電流。
補充內容:
故障是如何發生的，以及故障是如何隨著入侵而改變的，這總是讓我感到驚訝。客戶在採訪中確認，車輛之前沒有出現過問題“前一天這車還正常，第二天就不能通電了!” 電線如何在一夜之間斷路？ 當碰撞電路(30C)被觸發，車輛就無法啟動到就緒模式，直到重新建立穩定的12V，這讓我想到了診斷第一天與第二天30C的不同故障條件。
第一天30C端子電壓”間歇性在負載下”發生故障，但在第二天，由於車輛被拖出頂車機後放置在維修廠，因此沒有電壓存在，我的推論是車輛/線束的移動和彎曲導致12V電池托架下方的碰撞電路線束完全斷路。
關於斷路的位置，在遮罩測試期間，請注意高壓安全連接器上通道A、C(SME和OBC)與通道B之間的振幅有何不同。這或許可以做為故障為置的線索，因為SME(30C)裸線與車身一樣長，因此與來自高50釐米的裸線相比，有助於改善EMF接收電壓安全連接器?
在閱讀案例並考慮診斷車輛所花費的時間（包括研究在內的 20 小時）時，我開始思考這些勞動內容是如何收費的，以及應該由誰來支付費用。 如果沒有任何製造商保修，成本將由客戶承擔，20 小時每人 100 英鎊（例如）是 2000 英鎊的人工費用！售後延長保修不會支付診斷費用，維修廠肯定不會支付（唯一利益），這將費用留給客戶。
有幸與 Pico 一起探索並了解其他國家/地區如何管理此類診斷情況，車輛保險政策通常包括診斷支持。 諸如上述診斷有可能“失控”的車輛被保險公司徵用，然後保險公司將把挑戰交給“卓越中心”或將車輛註銷，因為無法進行經濟維修。我不確定英國是否有這樣的政策，但如果沒有別的，它值得思考和討論。非常感謝 Steve Winn Autocare Ltd 的 Steve 和 Jane Winn 以及 HEVRA 的 Pete Melville 在這個案例中的幫助。
