故障诊断:故障车比亚迪唐DM是一款插电双模式油电稠浊、四驱的运动型SUV多功能车。该车动力输出有EV纯电模式和HEV混动模式,当动力电池的高压电不敷或有故障时,还会有发动机单独驱动模式。正常情形下,当动力电池电量SOC在10%以上、车辆上电OK灯变绿时,无需启动发动机即可起步,以大幅提高车辆的经济性。在HEV混动经济模式ECO时,车速在40km/h以下行驶,优先采取纯电驱动;车速超过40km/h时,发动机才会参与。
该车的维修手册指出,从高压上电的事理可知,上电的OK指示灯变绿,需经由一系列的信息通报和判断过程(图2):车辆启动时,多路掌握器MICU将启动旗子暗记送给动力电池管理器BMS扣先驱动电机的掌握器;BMS收到信息后,在命令电池包负极打仗器吸合的同时,即进行自检,若没有检测到有泄电、欠卑压、高压互锁及继电器烧结等非常情形时,则发出指令让电池包的预充打仗器吸合;如果预充打仗器吸合成功,符合对外输出高压电的各项条件,则电池管理器BMS再掌握主打仗器事情,并断开预充打仗器。对外输出动力电池的电源,电路正式供高压电,同时让OK灯变绿上电成功,表示车辆可纯电EV模式行驶;若预充条件不符合,如高压电路涌现严重泄电旗子暗记,或先驱动掌握器无高压或电压过低,则会自动关照车辆的掌握系统,断开电池包的主打仗器,停滞纯电模式来驱动行驶。而只能启动发动机运转,这时OK灯也变绿,但表示只可用HEV模式来驱动车辆。
故障车SOC储电指标为90%,解释动力电池的电量充足,但上电OK指示灯变绿时,车辆即自动启动发动机,同时仪表还涌现“EV功能受限”的提示。经试车考验,发动机运转和行驶均正常,只是不能用EV模式,解释可能只是车上的高压电部分涌现了故障。
从上述的故障征象剖析,故障车涌现“EV功能受限”的故障,应全面理解车上的高压电系统。故障车高压系统包括:动力电池包、高压配电箱、BMS管理器、先驱电机掌握器与DC-DC转换器总成、后驱电机掌握器、前和后驱动电机、空调配电盒、PTC暖水加热器、电动空调压缩机、充电口总成、高压连接线束等。
利用比亚迪汽车VDS2000专用诊断仪进行扫描创造,故障车内存储有三个故障码:P1 A0000一高压电有严重泄电、P1 CA1一严重泄电、P1 CA2-一样平常泄电。
检测泄电传感器的数据流创造其电阻为0(图3),明显非常。考试测验打消故障码,重新调取故障和数据流,没有任何变革,车辆仍不能利用纯电驱动模式。这解释故障车“EV功能受限”的缘故原由是“严重泄电”造成的。
电动车上有低压电路和高压电路,低压采取12V直流电,与传统燃油汽车无异,紧张供给低电压的用电用具,如灯光、仪表及掌握设备等。其特点是:单线制、用铁质车身作为负极回路,各用电器相互并联。而高压电为动力电池包的输出电压,本车型的动力电池事情电压最低为640V,是在动力电池储电量低于5%时涌现的,而最高电压达720V,高压电供应给用电设备,如车辆驱动电机、DC-DC低压转换器、电动空调压缩机和PTC元件等等。
从电工安全知识知道,凡25V以上的互换电或60V以上的直流电,都会对人体构成危害,具有一定的危险性。为防止这种高电压产生对人体的危害,其正、负极均不能用车身搭铁来做回路,以是高压线束的连接,对车身均是独立绝缘的。一旦高压部件有对车身的绝缘阻值过小,也便是存在泄电时,轻则破坏车上的用电设备,重则可能引发人身安全的危险事件,故泄电保护是电动车的一种基本的安全保护方法。
对付电动车,泄电检测是利用泄电传感器,检测“当量绝缘值”来打算高压部件及电路的绝缘阻值。通过检测动力电池的正负母线与车身底盘的绝缘阻值来进行判断泄电情形。BMS动力电池管理器根据所采集的绝缘阻值,以及动力电池的电压值,按常日规定的公式,就可打算出一个当量绝缘值。当绝缘阻值过小时,BMS会进行干系保护性掌握,断开打仗器禁止高压输出放电,此时无法用EV纯电模式来驱动车辆行驶,并点亮仪表上的泄电故障灯,提醒驾驶员把稳此泄电故障。
“当量绝缘值”是用1V电压的绝缘电阻不得低于500Ω(即500 Ω/V)来打算的。当绝缘阻值大于或即是500Ω/V时,表示高压电路系统绝缘良好;若绝缘阻值在100~500 Ω/V范围内,则表示一样平常泄电;若绝缘阻值小于或即是100Ω/V时,表示系统严重泄电。
在图4所示公式中,先丈量动力电池的正、负母线分别对车身机壳的电压v+及V-,在V+及V-中取大者作为V1。假设在正极度丈量对车身的电压更高,则取V+为V1,而舍去V-;反之则取V-作为V1(图5)。然后在电压表两端并联一个100KΩ的电阻,再检测V1处的电压作为V2,再按公式打算出绝缘电阻值,并按规定对动力电池进行判断绝缘是否符合哀求。
导致泄电的可能缘故原由有:泄电传感器或BMS动力电池管理器故障;动力电池包本身泄电或高压配电箱泄电;高压配电箱下贱高压模块泄电,或各高压模块的下贱用电设备的泄电,如先驱动电机、后驱动电机、PTC暖加热器及电动空调压缩机等涌现的泄电;高压线束泄电。
一旦发生泄电故障,先由泄电传感器自动发出泄电的故障信息,BMS收到泄电传感器发送来旗子暗记并进行处理,按故障码的因果关系首先检讨BMS本身,若动力电池管理器无端障,则可推断泄电可能来自车上的泄电传感器,或是在电池包内部。由于一样平常维修不会拆开电池包来检讨,故无法查看电池包内部,只有先从电池包外部的高压部件进行排查。
车辆无端障情形下,上电OK指示灯变绿,BMS自检无非常,则会自动吸合动力电池包内部的分压打仗器和负极打仗器,同时吸合高压配电箱内的预充打仗器。先驱动电机掌握器及DC-DC转换器集成在一体,称为“二合一”总成,当监测到高压在正惯例模内,即达到标称电压的2/3以上时,则预充电的任务顺利完成。当预充完成后BMS再掌握高压配电箱内的主打仗器吸合,同时断开预充打仗器。高压配电箱把高压电按需并联分配,供电给先驱动电机掌握器与DC-DC转换器总成、后驱动电机掌握器、空调配电盒、车载充电器等。再由各掌握模块,将高压电分配到下贱的用电设备,如先驱动电机、后驱动电机、电动空调压缩机、PTC暖水加热器等等。
图6为故障车动力电池包一高压配电箱一各高压模块的总配电图,从中可以看出高压母线的走向。图中“双路电”是蓄电池的低压电,掌握给各继电器的电源,也便是用低压电来掌握高压电。只有双路电的电源正常,才可供给高压电给各高压负载的电源。图中橙色线为动力高压电的正、负母线。
比亚迪唐DM动力电池包内部含有负极打仗器及分压打仗器,在车辆没有上电时,内部打仗器是无法吸合的,需用专用用具才能人为操作使之吸合,操作比较麻烦。从电路图可以看出:先驱动电机掌握器、后驱动电机掌握器、空调配电盒、车载充电器四者之间是并联关系,只需拔出个中一个高压母线,丈量线束的对车壳绝缘阻值,就可判断别的三个是否存在问题泄电问题。如果测出绝缘阻值过小时,再挨个拔掉别的模块的高压插头,当拔掉某一个模块的高压插件时,绝缘阻值变大至不泄电时,就解释该模块或它的下贱用电器有问题。反之,测出的绝缘阻值正常,则证明其它的模块没有问题。
按先简后难的故障排查逻辑,列出排查顺序为:先驱动电机掌握器、后驱动电机掌握器、空调配电盒、车载充电器、PTC、压缩机、前电机、后电机、高压配电箱、动力电池包。
因检测此车泄电发生时并没有在充电,由于车载充电器没有事情,充电口总成是断开的,以是车载充电器及充电口不在疑惑之列,无需检测其泄电故障。
戴好绝缘手套,做好高压电的防护方法,在车辆没有上电情形下,先断开低压蓄电池的负极,等待10min以上,检测高压已没有任何电压,再打开拓动机前舱盖,拔出先驱动电机掌握器的高压母线,利用兆欧表选择直流1000V的量程,黑表笔对车身搭铁,红表笔接高压母线电芯,分别对各高压部件进行检测。
1.测得母线正极与负极对车身绝缘阻值均在24.9M Ω(图7)以上,远大于500Ω/V的泄电的标准考验值,证明后驱动电机掌握器、空调配电盒、车载充电器以及母线束的绝缘良好,没有泄电的故障;
2.用兆欧表丈量先驱动电机掌握器高压输入端正极对地绝缘阻值47AMΩ(图8),负极对地绝缘阻值46.6MΩ,也解释先驱动电机掌握器没有泄电故障;
3.前、后驱掌握器、空调配电盒、车载充电器以及线束等的四个模块的绝缘均良好,范围进一步缩小。因各模块下贱还有高压用电设备,需再检测空调配电盒下贱的PTC暖水加热器、空调压缩机等正负母线,绝缘阻值分别测为58.9MΩ和57AMΩ,检测电动空调的绝缘为47.6MΩ,打消压缩机的泄电故障;
4.断开先驱动电机掌握器的高压输出端,用兆欧表分别丈量前电机的A相、B相、C相对地绝缘阻值均为无穷大,打消前电机的泄电;用同样的方法去丈量后电机的A相、B相、C相对地绝缘阻值也是无穷大,打消了后电机绝缘故障;
5.拔出动力电池包正、负极高压母线,兆欧表丈量高压配电箱的正极母线对地绝缘阻值为123.5MΩ(图9),打消高压配电箱的绝缘问题。
由于动力电池包以外的高压部件,以及高压母线未检测到非常,剩下只有动力电池包值得疑惑。动力电池包内部有多个打仗器,车辆要在已上电OK变绿时,才会有高压电输出。根据国际检测泄电公式,再结合该车型的《电器事理图》、《唐车型动力电池泄电检测方法》等技能维修资料,对电池包进行泄电检测。
检测电池包的泄电和打算绝缘电阻的详细方法是:
1.在驾驶座椅下方,找到动力电池包的低压接插头,在副驾驶座椅下方有蓄电池,接12V电源使电池包内部的分压打仗器吸合(图10);
2.因车辆永劫充电,万用表丈量电池包的输出电压已到720V,达上限值是符合哀求的,但应特殊重视安全操作,再分别丈量电池包正极对机壳电压为0,丈量负极对机壳的电压为716V(图11),取两个电压中的大值,参考上述图5取电池包正、负对地电压的大值,为负极的716V作为打算公式中的V1电压;
3.在万用表的两表笔之间并联一个110kΩ的电阻后,再检测电池包的负极对车身机壳的电压,得丈量值为631V(图 12),作为打算绝缘电阻公式中的V2电压;
4.按电动汽车国际规定的绝缘泄电公式进行打算,得出当量绝缘值为20.58Ω/V(图13),电池包内部的绝缘电阻过小,解释动力电池包内部确实存在严重泄电的故障。
从上面判断得知电池包内部有泄电故障,但从维修安全考虑,电动车生产厂家不提倡或不许可修理厂拆解动力电池包,由生产厂统一处理。特殊是该2015款的“唐”车,电池包仍属三包质保期内,向厂家申请改换动力电池包,得到厂家批准免费改换新电池包后,再多次进行试车考验,此故障终被彻底打消。
维修小结:在本案例中,应特殊重视维修的安全把稳事变。处理和改换动力电池包、打仗高电压均会带来一定的危险,应做好防护方法,始终把安全放在第一位。
其余,维修前应先查阅维修手册、技能资料和电器事理图等等,熟习电动车型的构造、高压电的事情事理,精确利用工具设备,闇练节制兆欧表、万用表、示波器等检测工具,严格按照电动车辆维修安全手册哀求进行作业。对故障应根据故障征象进行剖析、理顺思路、从简到难一步一步缩小范围,对每项检测的数据应多检测几次,确保准确无误。