一辆行驶里程约4.2万km的2019年上汽荣威EI5。客户反映:该车无法正常行驶,车辆被拖车进店。
故障诊断:维修技师接车后将车辆推入工位进行检测,在推车时感觉阻力较大,就像传动负荷没有脱开一样。启动车辆后发现,仪表上的立即维修灯点亮,READY指示灯不亮,高压电无法接通。用VDI调取故障码:P1C7B IGBT上桥臂异常导通故障。根据维修手册的诊断流程进行排查,步骤如下:
(1)检查电力电子箱接插件的安装位置、线束以及连接器是否有磨损或腐蚀的现象。对于目视有问题的可过断于重新调整。
(2)连接诊断仪,点火开关置于ON位置,使用诊断仪读取故障码,并做记录。
(3)清除故障码后,确认未设置故障码P1C7B、P1C7C、
(4)如果再次设置了故障码,则检测/更换电力电子箱。
(5)如需开盖维修,则请寻求专业人员的技术支持。
按照诊断流程的操作步骤,前3步已执行完毕,为了确认电力电子箱(PEB)内部是否存在故障,进行第5步开盖检修。在测量前首先要搞清楚电力电子箱内部的控制原理,先给大家介绍一下IGBT的作用:IGBT将直流电转换成三相交流电并且变频,控制电机转速和转动方向,车辆减速时回收能量,将三相交流电转换成高压直流电,对动力电池充电。
具体功能:逆变器的内部(如图1所示)由6个IGBT(绝缘栅双极型晶体管)组成,每一相输出线和正负直流母线之间各连接一只IGBT功率管,称连接正极母线的IGBT与输出端节点为“上桥臂”,称连接负极母线的IGBT与输出端节点为“下桥臂,,,每一相的上、下桥臂统称为“板桥”、6个IGBT的序号一般为VD1-VD6(或称T1-T6),第一相的上桥臂是VD1(或T1)。
逆变原理:为了能够将动力电池的直流电转变为驱动电机的三相交流电,6个IGBT模块在驱动电路的触发信号驱动下,依次间隔60°顺序导通或关断,三相绕组的相位差120°。三相绕组产生的旋转电磁场,与转子的永久磁场相互作用,转子在电磁力作用下旋转并对外做功。
整流原理:如图2所示,6个整流二极管的序号为D1-D6、D1、D2、D3称作正向二极管,D4、D5、D6称作反向二极管。二极管导通原则,哪相电压最高哪相的正向二极管导通,哪相电压最低哪相的反向二极管导通。当车辆进行能量回收时,电机工作在发电状态,D2、D6因受到正向电压而导通,此时电流由V相流过D2进入正极母线排,流过动力电池对其充电,然后流回到负极母线排,再流过D6回到W相形成回路。整流原理如同燃油汽车交流发电机的三相桥式整流电路。
根据对以上内容的理解,在对车辆进行高压解除程序后,开始对电力电子箱进行检测(如图3所示),打开PEB上盖,断开动力电池正负极母线和电机三相交流电缆。用万用表的二极管挡分别测量EV+与U、V、W三相电缆间和U、V、W三相电缆和EV-间的导通情况,发现EV+与U相间为导通状态,异常。正常情况下根据二极管的单向导通特性应为断路状态。因U相的上桥臂断路;由此可以断定电力电子箱内部的IGBT损坏,之前在推车时为什么感觉阻力较大的原因也被找到了。在售后反馈系统中上报维修案例,厂家技术部门批准索赔电力电子箱总成。
故障总结:当车辆在驱动行驶时,动力电池提供直流电,经高压分配器到电机控制器,电机控制器中的逆变器将直流电转换为电压频率可调的三相交流电,供给驱动电机,驱动电机将电能变为一动能输出转矩驱动车轮运行。当车辆在滑行或制动行驶时,电机会将车子动能转化成电能,然后三相正弦交流电通过电机控制器转化为直流电,存储到电池中。在对元器件测量前,一定要了解被测部件的结构和控制原理,只有掌握这些知识后,才能确定被测部件的功能是否正常。