一辆行驶里程超21万km、搭载排量1.5L的1NZ型发动机和最大净功率57kW的直流电机的2008年款丰田普锐斯混合电动汽车。该车行驶途中动力突然消。之前该车车况一直比较稳定,很少出现故障,四个多月前,在行驶途中车辆突然失去了动力。这时,即使立即踩油门,发动机也没有丝毫反映,车辆被迫停在路边。当时仪表盘上闪现“高压绝缘不良”的提示信息。由于是遇到高压电故障,当时车主十分紧张不知所措。停驶一段时间后,车主试着再次启动,这时仪表盘上又恢复了正常,车辆又可起步并正常行驶。车主当时以为是车辆偶发故障,也就没有在意。
两个多月前,该车在行驶中又出现动力突然中断的故障,熄火后又能启动和行驶。前天这种情况又再次发生,车主只得将车送修。
在检修和试车时这种突然失去动力的故障,却没有再出现,这是个琢磨不定的“软故障”。根据车主描述的失去动力时会出现“高压绝缘不良”的提示,显然应查找与“高压电”相关的部件。此款混合电动汽车,“高压电”应是指动力电池及其相关电路(图1)。
与比亚迪电动汽车的电池不同,普锐斯的动力电池为NiMH镍氢电池(图2),正极板材料为NiOOH,负极板为“吸氢合金”,隔膜为多孔维尼纶无纺布。镍氢电池实质是储氢合金的一种应用,储氢合金相当于“吸氢海绵”,在释放氢离子的过程中,能控制化学反应并输出电能。它是一种绿色电池,具有高能量、长寿命、无污染等特点。在丰田多款电动车型,如雷克萨斯、皇冠及凯美瑞等混合电动汽车上使用,在我国,特别是南方地区有比较高的保有量。
依据“高压绝缘不良”的提示,应重点检查普锐斯动力电池的供电系统,包括的部件较多,涉及的电路也较复杂。有驱动行驶的MG2电机与发电机MG1等用的变频器、带动空调的三相逆变器、电动转向的控制器、给低压蓄电池充电的DC-DC转换器,还有动力电池本身及控制器等等,均会涉及到高压电池系统。
为查找出绝缘不良的故障,在检修时使用了专门用于测量电路绝缘的兆欧表。有两种不同的兆欧表可供使用,一种是传统手摇的兆欧表,即靠手摇发电机产生1000V的电压,利用高电压来检测电路的绝缘情况。另一种是VC60B型数字式兆欧表,利用电感储能的变换原理,来产生1000V的电压。能将9V直流电池的电压转换成多种高压电,如产生250V、500V 、1 000V等较高的直流电压,能直接显示绝缘电阻数值,使用较方便又直观。对电动汽车及动力电池的绝缘进行检测,这里建议采用数字兆欧表测量绝缘,宜用500V电压这档进行。