丰田普锐斯动力电池系统故障排查与维修

（一）电路分析与测量

（1）电路插接器端子接口定义

动力电池管理器插口如图5-16所示，其定义见表5-4。

图5-16　动力电池管理器插口

表5-4　动力电池管理器插口定义

（2）动力电池控制电路（图5-17）

图5-17　动力电池控制电路

图5-17　动力电池控制电路（续）

（二）故障排查

（1）故障排查流程

（2）故障码（表5-5）

表5-5　故障码

续表

（3）故障案例分析

1）故障现象：一辆2009年生产的丰田普锐斯，行驶里程为117 203km。根据车主的描述，该车在地下车库停放20余天未正常使用。进入车厢后按下一键起动开关，READY灯不点亮，混合动力系统故障灯点亮，挡位指示灯连续闪烁，车辆无法起动。(www.xing528.com)

2）故障诊断：根据车主反映的情况，先尝试起动车辆。发现无法起动。又尝试利用故障诊断仪连接诊断接口，发现故障诊断仪无法进入系统读取故障信息。

3）故障分析与排查：

①排查诊断仪无法进入系统的原因。用汽车专用数字万用表的正极表笔测量DLC3诊断口的+B端电压为12.64.V，正常。测量TC端的电压为11.84V，正常。SIL端电压为12.23V，正常。CAN H端电压为1.8V，不正常（正常值为2.5～2.6V）。CAN_L端电压为1.7V，不正常（正常值为2.3～2.4V）。从以上检测结果分析，车载网络信号存在故障，排除由诊断口引起的故障原因。

②根据车载网络信号不正常这一情况，结合挡位指示灯连续闪烁的故障现象，分析可能是自动变速器控制单元（ECU）存在故障，发送错误信号致使车载网络电压不正常，引起混动系统控制单元（HV ECU）无法正常工作，导致车辆无法起动.为验证这一假设，遵循由简到繁的排故原则，先断开自动变速器控制单元的线束插头，分别对其针脚进行电压测量，以判断故障点在ECU的硬件还是线路中。测量自动变速器控制单元的+B端线时，电压为0.83V（正常值为12V左右），由此可以断定自动变速器控制单元没有电源电压输入，导致换挡控制执行器不工作。查阅普锐斯维修手册，自动变速器控制单元的+B端是由1个20A的HV熔丝供电。断开蓄电池负极，从发动机舱的熔丝盒取下HV熔丝，用万用表检测其电阻值为∞。由此断定HV熔丝已熔断，更换一个同等规格的熔丝，接上蓄电池负极。重新按下一键起动开关，READY灯不点亮，混合动力系统故障灯仍然点亮，车辆还是无法起动，但挡位指示灯不再闪烁。再次检测DLC3诊断口的CAN H端电压为2.5V，正常，CAN_L端电压为2.4V，正常，与上述假设吻合。

③将故障诊断仪接诊断接口，诊断仪能正常进入系统读取车辆信息。分别读取车辆各系统故障码：

a.发动机控制系统（Engine and ECT），无故障码，正常。

b.蓄电池控制系统（HV Battery），无故障码，正常。

c.混合动力控制系统（Hybrid Contr01），有POAAl和POAA4两个故障码，读取故障码的定格数据流，如图5-18所示。

图5-18　混合动力控制系统数据流

结合定格数据INF查阅维修手册，故障码的含义见表5-6。

表5-6　故障码含义

断开高压蓄电池维修开关和辅助蓄电池的负极，等待10min后，戴上安全绝缘手套，穿上绝缘保护靴，从高压蓄电池包体内拆下故障继电器，发现继电器的铜片触点有烧蚀熔块（图5-19），发生卡滞后接触不良。

图5-19　继电器损坏

更换同型号继电器后，安装好高压线束，装上维修开关，接上辅助蓄电池的负极，利用故障诊断仪清除故障码后，重新起动诊断仪和车辆，并将点火开关置于IG－ON挡读取车辆各系统的信息，系统没有故障码。

再次起动车辆，仍旧无法起动，但混合动力系统故障灯不亮，READY灯闪一下即熄灭且SMRP继电器断开。查阅普锐斯维修电路图手册，SMR（系统主继电器）根据来自动力管理控制单元（HV ECU）的指令闭合或断开高压动力系统的继电器（包括3个SMR和1个预充电电阻器），如图5-20所示。车辆起动是由动力管理系统控制单元（HV ECU）接收起动信号后首先闭合SMRP和SMRG，通过系统主电阻器对车辆变频器总成充电，以连接高压动力系统，然后闭合SMRB后断开SMRP。

根据起动电路控制原理，车辆在没有故障码的情况下无法起动，结合继电器触点有烧蚀现象的情况，分析可能原因是高压电路发生断路故障无法供给高压电。运用万用表DC750V的电压挡，负极表笔搭在5号端子。正极表笔分别测量SMRG的12号端子和6号端子、SMRB的9号端子和1号端子、SMRP的9号端子和10号端子，测得的电压对应为14.6V和0.16V、204.9V和0.15V、204.9V和0.16V。正极表笔分别测量HV ECU的2号、3号及4号端子，测得的电压对应为0.2V、0.3V及0.3V。

参考维修手册对HV蓄电池接线盒电压值的规定，以上测量数据均符合技术要求，不存在电压不足故障。再次起动车辆，发现SMRP继电器闭合后断开，SMRB继电器不闭合，由此可判断出故障点应该在10号端子至1号端子（预充电电阻器）之间。

图5-20　普锐斯高压蓄电池控制电路

4）故障排除：测量SMRP预充电电阻器10号端子和11号端子之间的阻值为∞，而正常值为28.5～36.5Ω，判断可能发生接触不良故障。仔细检查预充电电阻两端，发现11号端子接线处表面堆积一团白色固体，发生严重盐化（高压电池包采用镍氢材料，电解液为强碱性氢氧化钾溶液，长期充放电会挥发出腐蚀性的气体）导致接触不良。除净白色固体后重新焊接11号端接头，重新测量10号端子和11号端子的阻值为32.3Ω，符合技术要求。

踩下制动踏板，重新按下一键起动开关，READY灯点亮，车辆能正常起动，测量1号端子和6号端子之间的工作电压为218.2V，符合正常电压范围。利用诊断仪重新读取故障码，没有任何故障码显示，故障彻底排除。