新能源汽车维修案例

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1、比亚迪14款秦无法使用纯电故障分析故障现象:一台混动秦上OK电后,发动机启动,无法转换到EV模式,动力系统 故障灯点亮,仪表提示“请检查动力系统”。故障分析:秦作为一台混动车,无纯电模式,一定是高压系统出现了故障导致切 换到发动机模式;既然仪表点亮了故障灯,我们可以借助诊断仪读取相关 故障码来缩小故障范围。排查步骤:1、连接诊断仪,读取电池管理器中报出故障码为P1A3400 :预充失败故障。那么我们先了解一下高压上电的预充过程。因驱动电机控制器中直流侧装配有大电容,为缓解对高压系统的冲击, 电池包电压不会直接加载在预充电容上,而是先通过高压预充回路(串有 预充电阻,起限流作用)给大电容充电,待

2、驱动电机控制器检测到其直流 侧的电压(即电容电压)与电池包电压相差很小时,才会接通(电池包到 驱动电机控制器)高压主回路、断开预充回路。预充失败,则表示上电过程中驱动电机控制器没有检测到直流侧有接 近电池包的高压电。那么电池包电压无法整体输出,高压配电箱中预充接触器、预充电阻 等失效,驱动电机控制器直流侧电压采样异常,与驱动电机控制器并联的 高压负载拉低预充电压,等等,都可能引起预充失败。2、在上OK电瞬间(预充过程),读取驱动电机控制器数据流,发现母线电压最高为13V,一直无高压输入(如下左图);正常车辆的数据流(如 下右图)。3、在预充过程中,电池管理器会控制将各相关接触器(即继电器)吸

3、合,使得动力电池包正负极和驱动电机控制器正负极连接起来形成回路。 这些相关的接触器有:电池包内部 4个分压接触器、高压配电箱中预充接 触器和负极接触器。在上OK电瞬间读取电池管理器数据流,确认 4个分压接触器、预充接 触器、负极接触器均会被控制吸合,故分析为某个接触器或电池包故障导 致高压电并未输入至驱动电机控制器。4、根据高压电的走向,依次进行测量,如下:动力电池旬动机制 驱电K器驱动电机3电 冋配箱-一二W1正负极;预充接触器控制戡路Itr分压接 触器控 制器线咼压BMS高压线路 ; I低压控制线路iI*-1競瘟鬲屢希術i整车退电后再上ON档电(注:不要直接上OK电),整车策略会控制 电池

4、包内部4个接触器吸合,此时应该测量到电池包正负极之间有总电压 输出(如下图);结果测量到实际电压为 0V,故分析是某分压接触器未正 常吸合或电池模组故障导致;淮修幵关0十了号+十10&+高压配电fe5、无电压,4-高压配t箱分别对10个电池模组电压进行测量,发现 2号模组正负极柱之间 确认2号电池模组故障或2号模组的分压接触器线路故障;电,0V-异帶无电压6、断开2号模组分压接触器插接件,测量线束端两根线之间有12V2号模组,故障排除。说明电池管理器及控制线路正常,更换15款秦行驶中无能量回馈故障分析现象描述:一辆比亚迪15款秦,仪表显示当前电量为60%,行驶中松开油门踏板 (即D档滑行),仪

5、表显示不能行驶回馈充电,踩下制动踏板也不能回馈, 并且与车速快慢也无关,仪表不亮故障灯。诊断与分析:01读取故障码:P1A96因电压高导致无法回馈(注:此故障码只有在 故障出现时能读到,熄火再启动,无故障码);02读取BMS数据流发现,故障出现时电池包数据流中最高电压为 3.536V、最低电压为3.469V,且每次出现最高电压的电池编码都是变化的, 并不是单一的某一节电池;从数据分析:故障时最高电压电池编号每次都不一样,且电池包最低 单节电池的电压也达到了 3.469V,说明电池包本身处于快要满电状态,但 此时BMS显示的S0C值只有60%;电池包实际SOC与BMS估算SOC出现偏差,有三个可

6、能原因:1)电池包实际容量与BMS标定容量不符;2)BMS估算SOC长时间未得到修正;3)电流信号不正确。03 对电池包进行容量测试,车辆放电至5%,后再充电至100%,电表 显示充电量为12度,查看BMS标定容量为25Ah,说明容量数据是相符的;04怀疑BMS估算SOC值未及时得到修正,与电池包实际 SOC值出现 偏差引起:放电至57%后试车行车发电、制动回馈均恢复正常,故确认为:SOC估算值与SOC实际值不符引起。经与顾客沟通得知,外接充电比较困难,基 本没有满充电过,导致BMS估算SOC值(也是仪表显示SOC值)长时间得 不到修正,偏差累积越来越大。注:比亚迪15款秦动力电池为磷酸铁锂电

7、池,一般来讲单体电压达到 3.53.8V已经是满电了。而三元锂电池单体电压满电时一般都在4V以上。另外,安时积分估算SOC的算法本身就误差累积,所以在使用车辆时 提示需要经常满充电或放空电量来消除累积的误差;当然行业现在针对SOC 的算法也愈来愈高级,包括卡尔曼滤波、网络神经法等,实现更高精准估新能源汽车高压预充简析一、何谓高压预充?为什么需要设置高压预充回路?如果对电动汽车结构有一定了解的话,就应该知道,一般在大功率高 压负载内部(如电机控制器)的直流侧并联有大电容。整车在高压上电时,动力电池包输出电压加载到高压负载的同时,也 将加载到该大电容上。大家都知道,电容在没有电荷时相当于导体,如果

8、 直接接通高压供电回路使得电池包电压不经过任何电流限制而加载到大电 容上,理论上瞬时电流无限大,整个高压供电回路是承受不了的,这样将 会导致高压接触器烧结、高压保险熔断等。为了避免这种情况,在高压主回路接通之前,先对大电容进行限流充 电(即预充),待大电容充满电荷后,再接通高压主回路。而对大电容进 行限流充电的回路,我们称之为“预充回路”。注:在上图中,如果主回路接触器发生粘结(即始终处于导通状态), 此时如果整车策略执行高压预充过程,将会不可避免发上大电流冲击,造 成器件损坏。后续我们会讲到接触器烧结的判断,模块判断出相关接触器发生烧结 后,BMS将不再进行高压上电,避免风险。二、预充成功的

9、判定方法?对于现有技术的预充控制策略研究可以确定,预充完成的判断基本分 为三种情况:1、采集电机控制器或等效高压负载的直流母线电流,当直流母线电流 接近0A时,判断预充完成;2、采集动力电池和电机控制器或等效高压负载的母线电压,对电压值 进行比较,当电机控制器电压与动力电池电压接近时(各品牌车型限值定 义不一样),判断预充完成;3、采集电机控制器或等效高压负载的直流母线电压,当电压值达到 设定的欠压保护点,且维持了一定时间后,判断预充完成。总结1、高压预充就是对大电容进行限流充电;如果不限制电流,将会发生 大电流冲击;2、预充成功与否,就是判断电容是否充满电,怎么判断电容是否充满: 一种是监测

10、电容两端电压是否足够(与电池包电压相近),另一种是监测 预充回路电流,但电流足够小,也可以说明电容与电池包压差很小,不会 造成冲击。预充失败的案例分析现象描述:一辆比亚迪14款混动秦,SOC为65%,启动车辆后发动机直接启动,无法使用纯 电模式行驶;动力系统故障灯亮起。诊断与分析:混动车型无法使用高压纯电驱动的原因多(后续会单独探讨这个问题),需要借 助解码仪来查找故障点。01连接解码仪扫描整车控制单元,读取到高压电池管理控制模块中存储的故障 码为:P1A3400 预充失败。02查看整车高压预充过程中的关键数据项:电机控制器数据流中的母线电压和DC-DC模块数据流中的高压侧电压均为0V (判断

11、标准:母线电压由0V上升到电池包 电压为正常)。由于比亚迪秦的电机控制器和DC-DC模块是集成在一起的,这两个模块的高压直 流输入是共线输入的。两个不同的模块数据流中均未显示有高压电,可以判定高压电 缆无电压输入。03该高压电缆与高压配电箱连接,检查高压电缆插接良好未发现异常(退一步 说,高压接插件没有插接到位,应报出高压互锁故障:后续会有相关文章介绍),可排除高压电缆异常;04按照高压回路,下来就需要判定高压配电箱是否存在故障;其实直接判定高 压配电箱好坏并不方便,我们可以先确认动力电池包是否有电压输出:整车上ON档电(非启动状态),用万用表直流电压档测量电池包正、负极之间 电压,结果为49

12、7V,排除动力电池包问题;05根据以上所有步骤检测结果,可确定为高压配电箱没有将电池包输出给驱动 电机控制器及DC-DC模块,可能有两方面原因:一是配电箱内的相关接触器的低压供 电及控制电路故障,一是高压配电箱内部器件故障(如接触器、预充电阻、主回路保 险等)。根据低压电路原理图,检测相关接触器(预充接触器和负极接触器)的低压电源 及控制线路正常,说明就是高压配电箱内部故障。挑战一下,不打开配电箱盖子的情况下来判定高压配电箱内部具体故障点(接触 器、预充电阻、主回路保险),可通过人为吸合相关接触器后,测量对应高压接插口 的导通性来判定:H-控制主接触器吸合,测量“电池输入正”与“电机控制器正”

13、不导通; 控制预充接触器吸合,再次测量“电池输入正”与“电机控制器正”依旧不导 通。通过分析以下配电箱内部连接图,应该是 200A主回路保险不导通引起的。注:高压主保险熔断,接下来也应该要排查高压负载是否存在短路的情况,避免 再次熔断。电动汽车中的高压互锁(HVIL)一、定义高压互锁(High Voltage Inter-lock , 简称HVIL ),用低压信号监 视高压回路完整性的一种安全设计方法。是指通过使用低压信号来检查电动汽车上所有与高压母线相连的各分路,包括整个电池系统、导 线、连接器、DCDC、电机控制器、高压盒及保护盖等系统回路的电气连接 完整性(连续性)。当整个动力系统高圧回

14、路连接断开或者完整性收到破 坏的时候,就需要启动安全措施,如报警或断开高压回路等。由于电动车 动力系统是由多个子系统组成的,他们两两之间都是靠高压连接器相互连 接,同时运行的环境十分恶劣,大多数工况处在振动与冲击条件下,因此 高压互锁设计是确保人员安全和车辆设备安全运行的关键。商1E兀锁 临 器发电机/电动机尅减讪-呂电 池总滋带转挽器的电劝空调压 痢总成动力代理押制瞅元二、作用电动汽车高压系统的风险点之一,是突然断电,汽车失去动力。可能 造成汽车失去动力的原因有几种,其中之一就是高压回路自动松脱。高压 互锁可以监测到这种迹象,并在高压断电之前给整车控制器提供报警信息, 预留整车系统采取应对措

15、施的时间。电动汽车的另外一个风险点,是人为误操作,在系统工作过程中,手 动断开高压连接点。如果没有高压互锁设计存在,在断开的瞬间,整个回 路电压加在断点两端,对于高压连接器这类本身不具备分断能力的器件来 说,是非常危险的。电压击穿空气在两个器件之间拉弧,时间虽短,但能 很高,可能对断点周围的人员和设备造成伤害。关于高压互锁的具体目的,还有几个不同的说法。有的观点认为,高 压互锁主要在车辆上电行车之前发挥作用,检测到电路不完整,则系统无 法上电,避免因为虚接等问题造成事故;也有人认为,高压互锁主要在碰 撞断电过程中发挥作用,碰撞信号通过触发高压互锁信号,执行系统下电。只是,处于碰撞后比较危急的情况中,执行断电的步骤应该是越少越好, 碰撞信号直接传递给VCU,逻辑上比较合理一些。三、设计原则理论上,低压监测回路比高压先接通,后断开,中间保持必要的提前 量,时间长短可以根据项目具体情形确定,当然也是毫秒级别。具体的高压互锁实现形式,不同项目可能有不同设计。监测目标是高 压连接器这类要求人力操作实现电路接通还是断开的电气接口元件。在电 动汽车高压回路中,要求

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