第三节 比亚迪纯电动汽车维修技能与技巧

一、2017款比亚迪E5纯电动汽车无法充电

故障现象 一辆2017款比亚迪E5纯电动汽车,断开电源开关(OFF档),打开前充电舱并连接便携式220V交流充电枪,组合仪表动力电池充电连接指示灯点亮,显示充电连接中,但无充电连接成功显示,交流充电无法完成,车辆无其他故障。

故障诊断 接车后首先验证故障现象,车辆可以正常起动并完成高压上电,仪表OK灯点亮,并未见其他故障灯点亮。根据故障现象可以初步排除动力电池故障(电池处于可充电状态,SOC为46%)、高压互锁线路故障、高压系统漏电故障等。然后连接MS908解码器,扫描控制单元,无故障码存储;读取车载充电机模块相关数据流,也未见异常,这说明控制单元工作正常。分析认为故障应该出在交流充电系统上。

查询相关技术资料,比亚迪E5纯电动汽车充电系统工作原理如图1-35所示。

根据工作原理分析,当高压总成内充电枪触发单元通过与充电枪连接端子CC与端子PE检测到充电连接装置内的电阻RC后(确定充电连接装置额定容量),拉低充电连接信号,BMS模块控制车辆低压供电线路IG3继电器吸合给相关部件提供电源,当BMS得电后执行充电程序并拉低仪表充电指示灯信号,仪表充电连接指示灯点亮。因此,测量充电枪端子CC与端子PE之间的电阻,为681Ω,正常,因为仪表充电连接指示灯可正常点亮,据此分析端子CC与端子PE的连接信号正常。由于比亚迪E5纯电动汽车带有预约充电功能,预约充电服务器集成在仪表控制单元内,在充电连接过程中,车载充电机需要通过CAN总线接收到仪表控制单元发来的确认充电报文信息,在确认当前无预约充电设置后,才能执行实时充电动作,充电成功后组合仪表才会显示正在充电的信息。分析认为,预约充电功能误触发可能对充电造成影响。对仪表控制单元进行恢复默认设置操作,并查看预约充电功能状态,为关闭状态,然后对车辆进行重新充电,故障现象依旧。

图1-35 比亚迪E5纯电动汽车充电系统工作原理

根据充电系统工作原理分析,认为故障很可能为交流充电控制导引电路存在连接线路故障、供电控制装置故障或车辆充电控制装置故障。查阅《电动汽车传导充电系统》(GB/T 18487.1—2015),交流充电控制导引电路原理如图1-36所示,当充电接口已完全连接时,开关从+12V连接状态切换至PWM信号(脉冲宽度调制信号),供电控制装置通过测量检测点1的电压值变化来判断充电连接装置是否完全连接,车辆控制装置通过测量检测点2位置的PWM信号来判断供电设备的供电能力,确认充电连接装置已完全连接。

用万用表测量充电枪端子PE与端子CP之间的电压,为12V,端子L与端子N之间的电压为0V,初步判断供电设备正常;查阅维修手册,找到交流充电电路(图1-37),用万用表测量交流充电口线束端导线连接器B53(B)端子1与高压电控总成导线连接器B28(A)端子47之间的导通情况,发现CP连接线束断路;在前舱位置找到导线连接器BJB01(A),发现端子12退缩,从而导致CP信号在充电连接过程发生中断,出现无法充电的故障。

图1-36 交流充电控制导引电路原理

图1-37 交流充电电路

故障排除 处理导线连接器BJB01(A)端子12,测量导线连接器B53(B)端子1与B28(A)端子47之间的电阻,为0.2Ω,正常。对车辆进行充电,仪表显示充电信息,有充电功率和预计充电时间显示,说明充电正常,故障排除。

技巧点拨 车辆连接充电枪后,仪表充电连接指示灯点亮,但并未听见前舱高压总成内部车载充电机散热风扇运行的声音(正常工作时应伴有车载充电机散热风扇转动的声音),仪表板一直显示充电连接中,未显示“充电成功”信息,这表明车辆并没有充电。

二、比亚迪F3 DM双模电动汽车红色电池灯报警

故障现象 一辆2010款比亚迪F3DM双模电动汽车,行驶里程10万km,在一次高速公路行驶途中,突然发现该车仪表板显示屏红色警告灯点亮(图1-38)。

故障诊断 该车出现电池警告灯报警后,立即到4S店报修。一般使用5~6年、行驶里程达10万km的车辆,电流互感器出现故障的概率较高,因此首先怀疑是霍尔式电流互感器出现了故障。同样采取对比法来判断,即用性能良好的电流互感器取代怀疑已出现故障的电流互感器。

该车使用的是霍尔式直流电流互感器,利用霍尔片状晶体制成,是一种可直接检测动力电池工作电流的器件。检测电流对高压电池是极其重要的,电动汽车上多采取“磁平衡补偿”霍尔式电流传感器(图1-39)。通过对比法和具体检测分析后,证实此传感器的运算放大器已损坏。这种传感器采用非接触式检测主电流,检测时不会影响被测电流的大小,也不消耗被测电源的功率,只需将被测的主电流导线空心穿过传感器磁环即可进行测量。

图1-38 比亚迪电池警告灯

磁平衡补偿霍尔式电流传感器的工作原理如图1-40所示。传感器有一个带缺口的圆形磁心,被测的主电流穿过圆形磁心时会在磁环上产生磁场。当主电流磁场与补偿线圈磁场这两个磁场大小相等方向相反时,在铁心的缺口处形成的合成磁场将相互抵消,结果合成磁场为零,可见次级的补偿电流安匝数在任何时间都与初级被测电流的安匝数相等。这时补偿线圈中的电流Is正比于被测主电流Ip,即可利用Is检测Ip的大小。图1-40中的运算放大器用于自动调节Is大小。当补偿电流通过电阻R时,则会产生信号电压,这个信号电压能检测出主电流Ip的大小。

图1-39 磁平衡补偿霍尔式电流传感器

图1-40 磁平衡补偿霍尔式电流传感器原理图

霍尔式电流传感器能快速、精准地检测主电流的变化。电动汽车在起步或运行时,是依靠动力电池提供电能,向驱动电机输出电流以使汽车产生动力。当电动汽车工况不同时,行驶阻力会发生变化,车辆行驶时的电流常为100~200A,起步瞬间高达1000A。与此同时,动力电池输出的主电流Ip也会快速变化,一旦磁场平衡受到破坏,霍尔式传感器立即有信号输出,会重新进行自动调节补偿以达到新的平衡。这个平衡过程是极快的,从磁场失衡到再次平衡,所需的时间只需1μs,完全可满足车辆行驶的快速变化对精准检测的要求。

故障排除 将电动汽车上电后,动力电池就可给驱动电机正常供电,再没有出现电池警告灯点亮的情况,故障得以排除,车辆恢复正常。这表示此故障确实是电流互感器损坏造成的。

技巧点拨 霍尔式电流互感器与普通的传感器不同,需要输入一定的工作电压才能输出所检测的工作电流值。所以霍尔式电流互感器上共有四条线:+UC-UC分别为+15V及-15V,另有信号输出线和搭铁线。

三、比亚迪E6原地起步时踩下制动踏板无法换入前进档

故障现象 一辆比亚迪E6纯电动汽车HV电池组电量充足,为用电设备提供12V电源的电量也充足,但在原地起步时踩下制动踏板无法换前进档。观察仪表板,其中OK指示灯亮表示起动正常,但是踩下制动踏板,拨动变速杆,仪表板上的D位显示灯不亮。

故障诊断 使用比亚迪汽车专用ED400故障检测仪检测故障码,读取档位控制器的数据流。检测结果是系统无故障码,如图1-41所示。换上D位时,档位传感器数据流无变化,如图1-42所示。由此看来,该故障点比较隐蔽,技术人员无法从故障检测仪获取准确的故障信息。

图1-41 用ED400故障检测仪检测故障码

图1-42 用ED400故障检测仪读取数据流

首先确认制动深度传感器是否存在故障。制动深度传感器安装在制动踏板上,其连接电机控制器电路如图1-43所示。电机控制器为制动深度传感器提供2根5V的电源线,连接制动深度传感器的连接器B05的2号和7号端子电压均为5V。制动深度传感器的2根负极线通过电机控制器内部搭铁,连接器B05的9号和10号端子与车身之间电阻应小于1Ω,与车身之间电压接近0V。2条位置信号线分别输出与制动踏板深度变化成正比、反比的电压,而两者电压之和约为5V。制动深度传感器的电路分析见表1-1,用万用表检测,制动深度传感器电路检测值与正常理论值非常接近,没有故障。

表1-1 制动深度传感器的电路分析表

(续)

从中获知档位控制器或档位传感器出现问题。档位传感器安装在档位执行器上,档位执行器上还装有变速杆,是人机对话的窗口。查阅维修手册,电路如图1-44所示,档位控制器分别与档位传感器A和档位传感器B连接,其中档位传感器A在人工操纵变速杆到N位或P位时产生信号,并传递给档位控制器。档位传感器B在人工操纵变速杆到R位或D位时产生信号,并传递给档位控制器。

图1-43 制动深度传感器与电机控制器之间电路

图1-44 档位控制器或档位传感器接线图

首先分析档位传感器A与档位控制器之间的电路,见表1-2。其中与档位传感器A相连的连接器G54的1号端子作用是档位控制器为档位传感器A提供5V电源。G54的3号端子与车身接地,两者之间电阻应小于1Ω。操纵变速杆打到P位时,G54的2号端子正常情况下相对于车身应输出约5V电压。操纵变速杆打到N位时,G54的4号端子正常情况下相对于车身应输出约5V电压。

表1-2 档位传感器A各端子与车身之间的电压/电阻关系表

使用万用表检测档位传感器A,在仪表板上OK指示灯亮情况下,测量G54的1号端子与车身之间的电压,正常显示4.88V。使用电阻档测量连接器3号端子电阻值,显示0.2Ω,再检测该端子的电压只有0.02V,表示该3号端子接地良好。拨动变速杆到P位,同时检测连接器G54的2号端子输出电压,显示4.87V,再检测与档位控制器相连接的连接器G56的3号端子的电压,也显示为4.87V,说明传递P位信息的该线路不存在故障。同理检测传递N位信息的线路,即拨动变速杆到N位,同时检测连接器G54的4号端子输出电压与连接档位控制器的连接器G56的5号端子的电压是否一致,实际测量均为4.86V,说明传递N位信息的线路也不存在故障。

再来分析档位传感器B与档位控制器之间的电路,见表1-3。其中与档位传感器B相连的连接器G55的4号端子作用是档位控制器为档位传感器B提供5V电源。G55的3号端子与车身接地,两者之间电阻应小于1Ω。操纵变速杆到R位时,G55的1号端子正常情况下相对于车身应输出约5V电压。操纵变速杆到D位时,G55的2号端子正常情况下相对于车身应输出约5V电压。

表1-3 档位传感器B各端子与车身之间的电压/电阻关系表

使用万用表检测档位传感器B,按下起动按钮,仪表板上OK指示灯亮,测量G55的4号端子与车身之间的电压,其显示4.88V,该线路正常。使用电阻档测量连接器G55的3号端子电阻值,显示0.14Ω,再检测该端子与车身之间的电压只有0.02V,表示该3号端子与车身接地良好。拨动变速杆到R位,同时检测连接器G55的1号端子输出电压,显示4.86V,再检测导线另一端的连接器G56的4号端子的电压,也显示为4.86V,说明传递R位信息的该线路正常。但是检测传递D位信息的线路发现异常,即拨动变速杆到D位,同时检测连接器G55的2号端子相对于车身输出电压,显示4.88V,再检测与档位控制器相连的连接器G56的6号端子输出电压却是0.9V,一条导线的两端电压不一样,怀疑传递D位信息的线路存在故障。

故障排除 维修人员拆下中控饰板,检查档位传感器到档位控制器之间的D位线路,发现该导线某一处被中控饰板夹住,已破损,造成该导线搭铁,换D位时,D位信号没有传递给档位控制器,车辆无法前进。使用电工胶布包扎破损处,恢复电路原本的功能,起动车辆,挂上D位,车辆可以行驶,故障完全排除。

技巧点拨 比亚迪电动汽车上的制动深度传感器、档位传感器有别于传统燃油汽车的传感器,对于这两种传感器要了解其控制机理,明确其在系统中的作用,这是进行正确诊断故障的关键。

四、比亚迪E6纯电动汽车无法充电

故障现象 一辆2012款比亚迪E6纯电动汽车,行驶里程5.2万km。驾驶人反映,该车使用便携式220V交流充电器正常连接成功后,充电指示灯点亮,但充电一段时间后剩余电量没变化,无法充电,未见其他明显故障。

故障诊断 根据驾驶人的描述,确认预约充电功能处于关闭状态,分别对车辆进行快/慢充,以判断故障是出在电控线路还是机械设备。进行慢充,确认交流充电枪与交流充电口连接完好,充电连接指示灯点亮,但仪表没有任何信息显示,且未听到车载充电器正常工作时的响声(正常充电工作时,伴有风扇旋转时的响声),更换便携式220V交流充电器后,故障依旧,据此可判断慢充系统发生故障。

查阅比亚迪E6维修手册,慢充系统结构如图1-45所示。比亚迪E6慢充流程为:正确连接充电枪→提供充电感应信号(CC)→车载提供DC12V→BMS和车载报文交互→BMS吸合车载充电接触器→充电成功。根据以上的慢充充电流程,可以排除车载充电器存在故障的可能,认为故障点发生在交流充电口至动力电池组之间。

图1-45 比亚迪E6慢充系统结构

使用比亚迪汽车专用ED400故障检测仪读取故障码和车载充电器的数据流,无故障码,相关数据流也正常,由此可得出车载充电器未发生故障。检测配电箱内部的慢充继电器(电阻为49.2Ω,正常值为48.0~52.0Ω,符合技术要求)及相关熔丝,外加12V电压后能闭合导通,未见异常。据此可得出故障点发生在电控线路系统中。查阅比亚迪E6维修手册关于车载慢充系统的控制电路(图1-46),在比亚迪E6车载交流充电系统中,电控部分主要由车载充电感应信号(CC)、充电控制确认信号(CP)及CAN网络构成。因充电感应信号(CC)是电池管理器(BMS)和车载充电器信息交互的控制线,而充电控制确认信号(CP)串联了车载充电器(相关控制线路如图1-47所示),故需对其分别检测。

首先在未充电的情况下,断开高压维修开关,等待5min后对交流充电口的充电控制确认信号(CP)进行检测。测量CP-PE间的电阻为0.58MΩ(正常值为0.5MΩ~0.6MΩ),与理论值较接近,符合技术要求,说明车载充电器内部连接CP信号端的二极管并未损坏,没有故障;根据图1-47测量端子K50-4与车身搭铁间电压,为11.66V,正常;测量端子M33-4与车身搭铁间电压,为11.69V,正常;测量端子K50-4与端子M33-4之间的电阻,为0.3Ω,正常;结合充电指示灯点亮,认为充电控制确认信号线(CP)无故障。

接通至ON位,对充电感应信号(CC)控制线进行检测。用万用表的电阻档测量端子K50-1与端子M33-10间的电阻,为0.6Ω,正常;使用万用表的电压档测量端子M33-10与车身搭铁间的电压,为0.2V,而正常值约为12V;测量端子K50-1与车身搭铁间的电压,为0.32V,正常;可判断端子K50-1与端子M33-10之间的线路存在故障;为了进一步确定故障点,缩小故障范围,对车载充电器进行充电测试,车载充电器与电池管理器之间的电压、电阻关系见表1-4。在确认交流充电口连接成功且仪表充电指示灯点亮后(此时车载充电器还处于不工作状态),用万用表的电压档测量端子M33-10与车身搭铁间的电压,为0.77V;测量端子M33-10与端子KJ07-19之间的电压,也为0.77V。由此可判断充电感应信号(CC)控制线发生搭铁故障。

图1-46 车载慢充系统的控制电路

图1-47 电池管理器控制线路图

表1-4 车载充电器与电池管理器之间的电压、电阻关系

(续)

拆开行李舱保护侧盖,检查连接车载充电器和电池管理器(BMS)的线束连接器KJ07(MJ06),发现离连接器KJ07不足7cm的线束被改装音响的箱体挤压(已压扁),线束保护层已裂开。拆下音响箱体,拨开线束,裸露的充电感应信号(CC)控制线已搭在车架上,造成搭铁现象。当进行慢充充电时,由电池管理器(BMS)发送的充电感应信号无法传递给车载充电器,从而造成车载充电器无法输出高压电,即无法充电。

故障排除 用绝缘胶布把充电感应信号控制线破损搭铁处包好,使其恢复传递信号功能,接着对该车进行慢充充电,仪表有相应的充电时间、电流和电量等信息显示,无法充电的故障彻底排除。

技巧点拨 进行直流快充充电时,确认充电枪与直流充电口连接完好,仪表的充电连接指示灯亮,仪表有相应的充电时间、电流和电量等信息显示,表明快充系统完好,没有故障。