作者：Steve Smith

科技正在快速變化，給全世界得技術人員帶來了挑戰。對於那些沒有特定品牌的技術人員診斷各式各樣的故障，這些挑戰會耗費許多精神。以下的故障研究就是一個案例範本。我想分享當我藉著沒有任何產品知識的背景下來試圖突破診斷這台Renault Zoe所遇到的阻礙。把”全電力傳動系統”混在一起你就會知道你在診斷期間問自己為甚麼會到達那個點。

客戶描述:

客戶反映以下這些故障訊息顯示在儀表台: “停車:電力故障危險”，之後這個警告訊息自行消除並且未阻止車輛駕駛。

技術說明:

驗證客戶抱怨的內容是診斷中必經的步驟但它經常也是一項耗時的工作且不定會驗證成功。在這種情況下，有人指出，在車輛停放相當長的時間後，會顯示不同的警告訊息。在駕駛門被打開之前使用鑰匙解鎖時，儀表板顯示警告訊息”檢查電力系統”。

備註: 現代車輛可以透過鑰匙/無鑰匙進入系統解鎖，並同時啟動車輛。請注意，電動車的”啟動”是車輛轉變到甦醒並激活的狀態。再次與客戶交談後，我們了解到警告消息會自動從儀表板上清除，不需要任何掃瞄儀器來執行。

診斷流程:

我們驗證客戶的抱怨，並確認車輛的車身號碼與規格。

進行診斷時，確認車輛規格是很重要的，因為客戶通常會改裝一些時尚配件來更動他們的車，但這些配件可能缺乏為該車設計的質量控制和工程設計。我在這邊指的是類似停車攝影機、行車紀錄器、追蹤器、超速感知器等配件。這些部件都有可能會消耗寶貴的12V電力儲存，或者更糟糕的是，會中斷配件整合到車輛網路中的通訊線路。客戶確認沒有安裝這類配件。

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。

1. 問題出現多久了? Ans：定期約6個月會出現
2. 第一次注意到這個問題是甚麼時候? Ans：在冬季月時(寒冷的天氣)
3. 最近有沒有對車輛實施甚麼工作? Ans：除了安裝新的12V電池的正常保養以外，沒有執行其他工作。(例行測試失敗而更換)
4. 什麼時候遇到這個問題? Ans：當車輛停放過夜或是過了一個周末。

根據這些訪談，我已經認為是關於寄生漏電流的關係，但我不想做任何假設。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，也沒有事故維修。除了安裝新的12V電池，這輛車看起來是全原廠設定。

對所有車載控制單元進行掃描，顯示八個故障代碼，如下圖所示：

這是一個曲折過程，我使用了Bosch診斷工具顯示了八個故障碼。使用LAUNCH診斷工具進行第二次掃描，顯示了以下三個故障碼：

總結一下車輛掃描，通訊故障碼似乎是首要處理的故障：

1. Bosch顯示三個關於電機控制單元(MCU)的CAN故障碼。
2. LAUNCH 顯示三個電力模塊(PEB)的CAN故障碼。

兩種診斷工具對於機蓋下的同一單元(組合電機、充電器/逆變器組件)使用不同的描述，雷諾將這個單元稱為電力模塊(PEB)。這是使用不同掃描工具時對該車輛代碼的組件解釋需要克服的典型問題。在深入探討之前，重要的是暫緩一步先檢查技術公告(召回、活動等)。在我們的案例中，沒有相關的技術公告。根據車輛的歷史和症狀，我們可以繼續診斷可能的原因。

可能的故障原因：

1. CAN 網路線路故障
2. CAN 網路組件故障(ECUs)

行動計畫：

行動計畫主要受到可及性、概率和成本的影響。根據獲取的Bosch診斷數據，我們有五個故障代碼是關於”CAN 通訊錯誤”或是”總線故障” (分別為 MCU 4.0 和 EV ECU 4.0)。因此行動計畫專注在CAN部分的診斷：

1. 量測CAN網路的活動狀況
2. 對於CAN網路與接頭進行搖擺測試

回顧一下：

儀錶板上會定期性的出現警告訊息顯示：

1. “檢查電力系統”或”停車:電力失效危險”
2. 兩者故障資訊皆不需使用診斷工具會自行消除。
3. 車輛將恢復正常駕駛與性能不論故障消息有沒有顯示。

為了能看到那些ECU與連接ECU的CAN線，拆除了大量的飾板和防護蓋板。我們選定高壓電壓電池上的EV CAN連接器來當作評估CAN線路的測量點。為什麼選擇這麼遠的連接器來捕獲EV CAN? 這裡我的思路是考慮他在車輛的下方，可能有進水狀況。然而，我們沒有發現任何進水狀況。

執行電動車工作時要注意的一點是: 安全是最重要的，此外還有必備的培訓、PPE及電路活線工作認證。

以下，我們經由電動汽車服務設備(EVSV或充電站)已經捕獲高壓電池端的EV CAN活動。

注意高壓電池通電時CAN電路上的雜訊。這是造成我們溝通錯誤的原因嗎?

當使用數學通道計算A-B，我們可以看到雜訊被清除且再次證明CAN在這種電雜訊環境中的容錯能力。

藉由使用下面的PicoScope CAN串型解碼，我們可以更進一步確定數據在雜訊奇觀的正確解碼，並且由於採樣率設置導致錯誤極小。因此，CAN的雜訊訊號並不是我們故障的原因。

接著進行CAN接線和連接的擺動測試，這裡我們結合使用數學通道A+B與遮罩功能。

有關於捕獲到間歇性的CAN錯誤的更多資訊，可以查看此論壇貼文，其中包含影片教學。下面我們可以看到雜訊為什麼只在斷開高壓電池CAN插頭時會進入遮罩，這是可以被預期的。在斷開接頭的前後，數學通道A+B保持在允許的”白色”圖形區塊內，不論接線和連接器的操作如何。

因此我們得出結論，我們的CAN通訊代碼與現階段的接線或插頭故障無關。在檢查整個車輛的線束時，我們在儀表板後面發現一個類似追蹤器或遠程通訊的設備，其中他包含連接到EV CAN以外的CAN網路。

當沒有直接連接到這個網路時，是不是有可能追蹤器會影響或中斷EV CAN上的消息傳遞。這個問題我無法直接回答，但面對這樣的變量，最簡單的選擇就是移除設備並繼續測試。我們也通知了不知道已經安裝這個配件的客戶。

在進一步測試之前，我們清除了所有故障碼且這裡我發現通用型診斷工具的另一個問題。Bosch的診斷工具掃描到的故障碼(U1000, U1001 & U1002)無法清除，這表示故障仍當前存在!然而，他使用LAUNCH診斷工具就可以清除故障碼，因此在關係到與所有車輛在各個層面進行通信的能力時，突顯了對診斷工具意識的需求(這種情況可能會讓人瞎忙很久)。這幾個禮拜內對車輛進一步測試和使用車輛證明了不可避免的情況，警告訊息再次出現，並使用Bosch診斷工具得到以下故障碼：

我在第二次掃描的故障碼增添了顏色，來辨識從一開始掃描以來發生的變化:

• 黃色: CAN BUS故障
• 紅色: 特定描述性故障碼
• 綠色: 系統故障碼
• 白色: 無關聯故障

同時使用LAUNCH診斷工具確認故障碼:

EVC: 五個故障碼

• Df018: CC/SL 的多路復用信號一致，提供給巡航控制或限速器的數據不正確
• Df126: 電池健康狀態，內部電子錯誤
• Df125: 電池健康狀態OK
• Df125: 電池狀態確認
• Df113: 脈衝盒訊號不正確
• BMS: 一個故障碼
• Df010: CAN通訊無進一步描述

注意: 已經沒有初始掃描中在Bosch診斷工具看到的通訊故障(U1000, U1001 and U1002)，以及在LAUNCH診斷工具的PEB (Df020, Df021 and Df022)。

雖然CAN/Bus的故障仍存在(使用Bosch)，但之前的擺動測試和EV CAN解碼已經確認網路的完整性，我們將重點轉移到特定描述性的故障碼上。使用多個掃描工具(如上)肯定以製造商開發此類工程師給出的DTC和組件名稱的”翻譯”與”解釋”來介紹變量。例如，MCU電機控制單元(Bosch)和PEB 電力模組(LAUNCH)是同一個組件! 這些描述可能讓你找不到那些組件。

總結一下：

Bosch提供對DTC的修改描述，但將他們分配到可能被誤解為通用OBD-II中的”P”代碼(動力系統)。例如，P0510被描述為高壓電池充電”內部控制單元故障”，但P0510 OBD-II代碼是含氧感知器故障。LAUNCH提供獨特的DTCs，但描述很少。

那我們應該使用哪個工具以及哪些代碼是相關的? 不得不說，現階段，我也不知道。建立故障代碼的發生順序很難被提供並且可能會像我們在本案例中所做的那樣使用車輛製造商診斷工具。建立故障發生順序通常是找到原始故障根本的關鍵，可以讓你拋棄大量不相關出現的DTC。再一次的，產品知識和對汽車的熟悉度是有幫助的，但我沒有，所以我需要執行逆向工程。

我使用Bosch的診斷工具並開始依序地拔除數個EV ECUs來確定他們列在汽車診斷報告的標題。雖然耗時，但發現了三個關鍵資訊：

1. 我們知道列在車輛診斷報告中的ECU位置
2. 我們藉由診斷工具製造商得知ECU相關的標題
3. 我們發現負責向診斷工具報告故障碼的ECU

例如，從高壓電池斷開低壓多個插頭會顯示“HV Batt. 4.0 Master” ，這是一個位於高壓電池組件內的ECU(因為它不再顯示在車輛掃描列表中)，從診斷的角度來看，“System Name: HV Batt. 4.0 Master (Bus Fault)”這樣感覺會更清楚。

有了這些關於ECU標題、位置和故障碼的新知識，我們的下一步就是研究。

當你對診斷過程毫無頭緒時，可別忘了還有google診斷。經過數小時的研究，Bosch列出這些OBD-II代碼與車輛製造商的代碼似乎存在些微的關聯性。這個連結帶領我挖掘以下發現。

P0510轉換成雷諾故障代碼0510/接著是一個測試編號

例如：雷諾代碼0510/F1 = 12V電池： 測試計畫F1

Bosch代表的P0510 = EV ECU 4.0 內部控制單位故障，總線故障和未知故障。

P0512轉變為雷諾代碼 0512/67 12V電池充電控制: 測試計畫67

Bosch代表的P0512 = 高壓系統訊號無效

上述這些資訊被證明為診斷重點且強化了製造商培訓（產品知識）的需求，同時通過 VM 門戶訪問技術信息。

由於雷諾允許以具有成本效益的方式訪問他們的技術資訊網站，我發現在處理多個DTC時，你必須優先考慮DTC 0512。這與其說是發生順序，不如說他是”優先順序”。

回顧一下：

1. P0512是被Bosch診斷工具捕獲
2. DTC 0512: “脈衝盒測試67” 在上面的SPEAK EV論壇連結中進行描述
3. 脈衝盒從LAUNCH診斷工具中被回報“Df113 脈衝盒信號不正確”
4. 雷諾技術網站請求優先考慮DTC 0512，並表示脈衝盒在2013年9月30日後的生產車輛已改進。

所以，什麼是脈衝盒且我們該怎麼診斷它?

結論：

遵循雷諾測試程序，必須先測試12V電池然後才能測試或更換脈衝盒(有趣的進一步發現，雷諾DTC 0510 96= 12V”電池健康狀況”)。

以上，我們有了電導測試的結果，對於100%的SOC，顯示了SOH為”低”，此外，很明顯地這個電池沒有符合這台車的規格。

1. 不符合的電池規格 40 Ah EN 330 CCA
2. 建議的電池規格 54 Ah 500 CCA
3. 因此，故障電池比推薦的容量低了26%。

我們無法使用PicoDiagnostics中的電池檢測程序，因為它要求12V電池在啟動馬達的負載下才能確定電池的特性。你可以在這裡找到更多資訊。這是一輛純電動車所以沒有傳統的啟動馬達來當電池的負載。

為了比較新舊12V電池的性能，我們將PicoScope與傳統12V電池負載測試器結合使用。

我們繪製了兩個電池的電壓降和電流(在負載狀態下)，當中顯示容量的差異。請注意新舊的12V電池如何在接近的開路電壓下進行負載測試，舊電池隨著負載加載持續下降然而新電池的電壓穩定並且在加載後恢復到12.62V。

定位脈衝盒(確認是2013年9月30日後生產)的位置在左側大燈後方，負責客戶切換到就緒模式之前對12V電池進行負載測試。可以將此視為你駕駛車輛之前對12V電池進行的負載測試(類似啟動馬達搖轉引擎)。這是通過脈衝盒內的一個大電阻將電池正極接地來實現(經由Maxi保險絲保護)，同時監控電池的電壓和電流(參閱下圖的設置) 。

脈衝盒的作用是在定期的寄生漏電流測試(更換12V之後)期間被發現的，當車輛處於睡眠模式時使用遙控器解鎖車輛(參閱下方的通道D)

回歸到客戶對於故障的技術描述，使用遙控鑰匙解鎖車輛時，儀表板會顯示警告訊息”檢查電力系統”，在駕駛員打開車門之前! 現在知道我們從上面捕獲的資訊所知道的是，在解鎖車輛不久，12V電池進行了約200ms的負載測試，如果確定失敗，儀錶板會僅告駕駛者甚至在進入車輛之前! 與我們發現的症狀完全符合。

維修確認：

鑒於間歇性的故障與上面發現的證據，最好的作法是將車輛修復交還給客戶並恢復正常的服務與職責。在五個月後，上述這些故障沒有再出現，儀表板也沒有警告訊息。客戶確認使用車輛的模式是相同的。

列出所有安裝的零件： 12V 電池

補充資訊：

我們不能低估12V電池系統對於電動車運行的重要作用。有一種觀念認為，因為電動車具有大容量電池，因此可以不需要12V系統，因為他不再需要啟動電流，所以使用”任何舊電池都可以”！ 如同上面的故障可以看出，選定錯誤的劣質12V電池產生的問題。(這一切都是為了一顆12V電池)

轉到通用型診斷工具，正如我們所知道的，沒有一種診動工具可以適用所有的型號，並且在一輛車使用2種掃描工具會產生不同結果。不幸的是，他們都有自己的優點和缺點，對於這輛車，有必要使用LAUNCH工具來清除Bosch工具發現的CAN故障碼。這個案例研究不是對於通用型診斷工具製造商刻意攻擊(絕非如此)，因為沒有他們，許多維修中心就無法提供診斷服務。然而，我希望他能重視診斷中的障礙與變數， 這些障礙跟變數是由於DTC和組件不連貫的翻譯和解釋，以及諸如讀取和清除故障碼等功能的些微差異。一個簡單的例子就是”電池系統故障”在電動車上DTC的描述，如果讀取到”低壓電池系統故障”或是”12V電池系統錯誤”，這將可以朝向正確方向邁出一大步。

後見之明是一件很棒的事，我可以看到我在案例研究中是如何偏離軌道的!在一個完美的世界中，產品知識、產品培訓、進入專用的車輛系統診斷工具，相關技術門戶網站應該是正確的做法，雖然現實世界遠非完美，當然，它可以減少阻礙。非常感謝 Autocare 的 Steve Winn 和 HEVRA 的 Pete Melville 的寶貴支持和技術投入。再次感謝你抽出時間閱讀和查看這項研究，我真誠地希望它有所幫助。