新能源汽车的低压系统部分与传统汽车区别不大,维修方式也基本相同,而高压系统部分则是新的技术形式,高压系统上电故障是新能源汽车常见的故障之一,本文以比亚迪唐的高压上电故障为例,结合新能源汽车的高压上电原理,进行排查分析,从而研究得到新能源汽车的诊断方法。
一、比亚迪唐的车辆技术特点
比亚迪唐车型是比亚迪542技术的典型代表,0~100km/h加速时间小于5s,车辆采用极速电四驱,百公里油耗值小于2L。唐DM配备2.0TI发动机和6HDT45变速器,车辆前后各安装一个110kW的电机作为动力配置,动力电池的容电量高达18.5度,车辆纯电动续驶里程按照车型可满足80km或100km。
比亚迪唐动力电池管理系统由16个信息采集器组成,信息采集器通过动力电池采样线连接到CAN总线并与电池管理系统进行信息数据的交换,信息采集器主要功能为电压采样、温度采样、电池均衡、故障检测等,电池管理器的主要功能有充放电控制、接触器管理、电池状态监控及报警、动力电池SOC检测及通讯功能。
比亚迪唐DM车型使用家用220V电源进行充电,无快充模式。车载充电机在充电过程中,将220V的交流电转换为620.4V的高压直流电,提供给动力电池进行充电。
比亚迪唐的高压配电箱总成的功能主要是通过控制高压配电箱内部接触器的断开与连接,实现动力电池的高压直流电供给到车辆指定的高压电器部分来使用,以及接受车载充电器输出的直流电传递给动力电池进行充电。同时,高压配电箱内部还可以实现电流检测和漏电监测等辅助功能。
比亚迪唐的前驱电机控制器是控制动力电池与前驱动电机之间的电流性质的转换,以及控制后驱动电机控制器和发动机装置。
比亚迪唐的后驱动电机控制区负责控制后电机的驱动运行,与整车进行CAN通信来交换信息数据,基于交换的数据来控制后电机的正反转、功率、扭矩、转速等的变化。
比亚迪唐空调系统采用电动压缩机制冷,PTC加热器与传统制热方式共存,空调系统实现较大的工作效率提升。
图1所示为比亚迪唐整车能量传递路线。
新能源汽车高压系统常见故障模式包括整车无法上高压电故障以及充电故障。掌握高压系统的维修能力及分析思路是
新能源汽车维修技术的重要部分。针对比亚迪唐的高压上电故障,对诊断及维修过程进行分析说明。
1.故障现象
比亚迪唐车辆高压上电故障,整车无法进入EV模式。
仪表盘显示信息为:EV受限。
VDS2100读取故障码为:“电池管理系统”及“高压互锁”故障。
2.高压互锁故障分析
唐的高压互锁包括结构互锁和功能互锁2种。
结构互锁是唐车辆的主要高压线束回路均同时带有互锁回路,每个高压端子的接插件上都有一根较长的低压端子,这样保障在接插件连接不良的时候,低压线路必早于高压线路断开。通过低压线路的测量,即可确认到高压线束回路是否连接正常,如果在车辆带电的情况下检测到高压线束断开,则立即报警并激活主动泄放将车辆的高压电的电压进行降低。
功能互锁是指车辆在进行充电时,当插上充电枪后,高压系统将锁死驱动系统从而保障车辆不会在充电枪未拔出的情况下起动,造成充电线束拉拽甚至断裂的风险。
分析电路图,发现唐的高压互锁连接为由BMS的K156-1端子发出PWM信号,连接动力电池的K161-T端子,并由动力电池的K161-U端子连接到高压配电箱的K160-K端子,高压配电箱通过K 160-L端子连接前,电机控制器与DC总成的B51-20端子,前电机控制器与DC总成通过B51-4连接后电机控制器的K176-11端子,后电机控制器通过K176-3端子连接到BMS的K157-7端子,BMS从而检测发出的PWM信号是否能够接收到,来判断中间的连接线束是否存在断路。
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