问:一辆2017款比亚迪E5 300纯电动车,最近出现不能“OK”上电的故障,车辆无法行驶,仪表盘上出现‘`EV功能受限”的提示。检查动力电池及其对外供电情况,动力电池电压为610V,但却不能对外输出电能。上电瞬间动力电池电压急降到20V左右,并发现预充继电器频繁跳动,不能正常向负载供电。请问为什么预充继电器会频繁跳动呢?
答:预充继电器的作用,是通过“预充”电阻让动力电池试着向外输出高电压。如果动力电池不能向负载安全输电,则表示负载端可能存在故障。这时预充继电器则停止吸合,切断动力电池与负载间的连接,以此保护整车的安全。
如出现预充继电器上下跳动的情况,表示预充出现了故障,即动力电池向外供电失败。检测动力电池的电压有610V,此款E5 300车型动力电池的高电压可在400~750V之间,说明此动力电池的电压是符合要求的。造成预充失败的原因,应从高压负载端来检查。高压负载包括有驱动电机控制器、高压配电箱、DC-DC低压充电变换器、空调压缩机、制热用的PTC和高压线束等。
在图1高压供电的电路中,包括有交流慢充口和直流快充口,以及检测漏电的直流漏电传感器。由于预充失败发生在动力电池向外部初供电时,并不是充电状况,故可不考虑充电口的因素。而漏电传感器是用于检测高压系统漏电的,当高压系统漏电时,漏电传感器会发信号给电池管理器,马上报警并断开高压系统,防止高压漏电对人或物件造成损害。漏电传感器装于车辆前舱的高压电控总成内部,电池管理器则装在电控总成的后方,外部损伤极少,可暂时排除其故障的可能性。
为找出预充失败的原因,可逐一断开负载端的各高压部件,通过与读者沟通得知,当拔下制热用的PTC电路时,预充继电器不再跳动吸合,高电压不再下降,并能顺利吸合正极的主继电器。这表示PTC电路可能出现了故障,实测PTC正负端子间的电阻为零,而且联接PTC与空调压缩机间的熔丝也已熔断。
PTC属于正温度系数的陶瓷热敏元件,随着温度的上升PTC元件的电阻会增大。当温度上升到某温度点,即称为“居里”温度时,电阻会急剧增高,这使得PTC的功率消耗大幅下降,但又可保持 “居里”温度,此时PTC元件的热转换效率很高,也极节省能耗。PTC电阻还具有快速恒温发热、无明火、受电源电压影响小、工作寿命长等一系列优点。其外形有多种形状,如长条形、圆片形、圆环形及蜂窝多孔状等(图2)。
电动车空调的PTC用于冬季车内空气快速升温,图3所示为空调PTC暖气系统图。比亚迪E5车型的PTC元件,消耗动力电池的电压,最大加热功率达5kW,可迅速将车内空气加温到舒适的温度。PTC可分数段来调节发热功率和升温速度,整个PTC发热装置的重量不足4kg,装于车辆前舱的左下方位置。
空调储水壶的冷却液经电子水泵加压,输送到PTC元件被610V左右的动力电池通电,快速加热升温,热水输送到空调风道的暖风芯体中,热空气被吹出,可在严寒的车内营造一个温暖的环境。
注意陶瓷PTC通电后有一定的热缩现象,在安装时应在加热体周围留有5mm以上的间隙,否则易挤坏PTC的陶瓷体,造成永久性损坏。同时还应注意PTC的绝缘,应选用外表绝缘良好的陶瓷较为安全。由于检测到该车的PTC发热装置已出现了短路故障,更换此发热装置后,故障得以排除。