开思维修案例 | 比亚迪 F3DM 电池包严重漏电故障排除

故障现象

一辆 2011 年的比亚迪F3DM 混合动力汽车，行驶里程 73541 公里。车辆不能正常使用，车主拖车到店后，经过沟通得知，之前都正常使用，但因为长时间停放，没有使用，也没有充电。对车辆进行补充充电后， 发现车辆不能使用，打开钥匙车辆仪表有红灯点亮，不能进入OK 显示模式。

根据车主描述的内容，对车辆的故障进行了检查和确认，测量普通 12V 铅酸电池电压只有 8.5V，明显偏低，对电池进行搭电以后，电池电压恢复到了12.4V，接着打开点火开关，仪表上的发动机和电机亮红灯，车辆还是不能工作。如图 1 所示，故障码如图 2 所示。

按照正常的汽车维修和诊断流程，用汽车电脑诊断仪读取了故障码，开始有很多的故障码，例如预充失败、通信故障、绝缘故障等等，还有几个未定义的故障码，担心这款诊断仪读取的故障码不一定准确，因为之前也发生过类似的情况，因为诊断仪对故障码的解释存在偏差，导致后面开展的维修工作方向发生错误。所以换了一款诊断仪之后，最后只有一个故障码当前存在，且无法清除，如图 3 所示，B1234，电池包严重漏电。

从这个故障码的内容，大致可以判断此车的故障原因很有可能与高压电池包有关系，因为此车的年代比较久了，而更换高压电池包的费用是车主不愿意接受的。

车主提出来一个设想：能不能把车辆的系统改一下，干脆不要高压系统了，就把这台 F3DM 的混合动力车，当做一台普通的燃油车来用，占用一个车牌指标也好，三缸的发动机，动力不是很足， 但对车辆的性能也没有什么高的要求，我给的答复当然是不行的，至于为什么不行？我们一起来了解一下这台车的系统结构和工作原理。

比亚迪 F3DM 系统结构原理

如图 4、图 5 系统结构图所示，比亚迪 F3DM 将一个 1.0L 排量的 3 缸汽油发动机和和两个电机结合在一起，配合上高压动力电池，组合成了由电机和电机配合发动机输出动力的两种驱动模式。在此车上市的时候，厂家宣称F3DM 这款这有两个比较突出的特点（当然现在看起来，就明显的 LOW 了很多）。

1、与普通的汽油车比较而言，该车有了更好的动力性能，使用了混合动力状态时提高了燃油经济性能，在纯电动 EV 模式下，噪音偏小、排放为零， 同时电机还负责制动能量回收，意思是指在车辆刹车的过程，将制动能回收转换成电能，并将电能储存在动力电池内，供车辆使用；

2、与其他混合动力车型比价，该款车拥有了大容量的动力电池，极大程度上增加了纯电动状态的行驶里程数，并且具有外接电源充电功能（现在这种充电行驶已经司空见惯了，但在当时，也可以算作是一种创新设计），使用市电 220V 交流电源对车辆进行充电，方便了客户使用，在一定里程内，可以不依赖燃油而继续行驶。

比亚迪 F3DM 车型系统的工作模式

1、“EV”纯电动工作模式；在纯电动工作模式下，电池组的高压直流电经过逆变器以后，转换成交流电，从而由电机二驱动车辆行驶。如图 6.

2、“HEV”混合动力工作模式：

（1）混合动力模式 A，发动机此时工作在最佳状态，发动机的动力经过变速箱驱动车辆，并且电机一随着发动机的转动，作为发电机产生电能进行发电，为车辆供电和为高压动力电池充电，只是因为此款发动机排量较小，所以动力输出和充电都显得有点力不从心，在车辆巡航的时候还过得去，稍微负荷重一点，就明显的工作不足，如图 7

（2）HEV 混合动力工作模式 B，如果需要较高的动力输出时，在发动机继续保持工作的状态下，电机二介入动力输出，和发动机一起工作驱动车辆，从而可以提供更高的动力输出功率。如图 8

（3）混合动力工作模式 C，在车辆高压电池组电量比较低而整车需要动力的输出，也比较低的情况模式下，三缸发动机带动电机一进行发电，电机二则可以利用电机一发的电能驱动车辆，多余的电能将存储在动力高压电池组内。如图 9.

此车的高压电池组额定电压是 330V，可以通过家用的慢充给整车充电， 直到整车充满以后自动断慢充，建议整车每周至少进行一次完整慢充，在纯电的模式下，车辆大约可以行驶 80 公里左右，而这台车已经停放了好几个月没有使用和充电，再加上车辆年限比较老，自然就更容易产生故障了。

此车采用的是 3 缸自然吸气汽油发动机，最大功率为 50KW；电机一（MG1）既是作为启动发动机时候的起动机，在发动机运转时转换为发电机， 最大功率是 25KW。电机二（MG2）在车辆行驶的时候可以介入动力输出，在车辆滑行或者刹车的时候，电机二有电动机转换为发电机，进行能量回收，电机二的最大功率为 50KW。

故障检测与维修

根据这台车辆的故障现象，以及上面对车辆检测所读取到的故障信息，基本可以确定导致该车不能上电的故障原因和高压系统有关。既然系统报绝缘故障，那就要对高压系统进行检测，先要区分是动力电池的绝缘故障还是负载绝缘故障。关闭点火开关，断开低压普通 12V 蓄电池的负极，拆下动力电池低压控制端，对动力电池输出端的负载端进行绝缘测试：用绝缘表对负载端进行检测，检测控制器上高压测接插件正极、负极对控制器外壳的绝缘电阻，正常值要大于 20MΩ，检测结果为 86.5MΩ和 214MΩ,如图 10、图 11 所示,既然测量结构都大于标准值，便可以确定负载侧正常，故障在动力电池内部，主要原因为：

1、电池到控制盒之间的线路有绝缘故障；2、电池内部存在故障。本着先易到难、由外到内的原则，先对连接线路进行检测，断开高压系统的维修开关、低压电池负极，停放 10min 后，用万用表检测确定高压电池输出端正、负极对地没有电压，然后将电池输出的正负线与高压力控制盒断开，用绝缘表检测电池输出线路绝缘电阻在正常范围，所以基本可以确定是电池内部故障。

该车由 100 块串联的磷酸铁锂电池组成的电池组，串联电压为 330V。通过以上判断，分析故障在高压电池内部故障，只有拆卸高压电池进行检查。在这里说明下拆装动力高压电池的注意事项：要把人身安全放在首位，确保不能带电作业，必须遵循下列步骤：

1、关闭点火开关后拔出点火钥匙放在口袋，以防止别人无意启动车辆。

2、打开车辆后尾箱，戴好防护绝缘手套，按照车辆维修手册指导拔出车辆动力电池维修开关手柄，（要将拆下的维修手柄保管好，防止其它维修人员装上，原则上一台车辆一个主修人员，上电通电都要有主修人员来确定）。

3、拆下车辆低压 12V 电池负极端子，保证车辆低压电断开，这时会听到动力电池控制器内部继电器的释放响声。

4、拆电池停放大约 10min 后，（让变频器内的高压电容的电量释放）在用万用表对动力电池组高压线输出端进行检验以确定没有电压存在。

5、再次分别检查动力电池的正、负极，对地没有电压或小于 3V，这时才可以对动力电池进行检测和维修处理。

遵循以上步骤将车辆动力电池从车上拆下，发现由于车辆比较老旧致使高压电池外壳与车体锈蚀密封不好，电池内部进水，进一步检查发现有两组电池严重损坏，如图所示，和车主沟通以后，考虑需要降低维修成本，所以外购两组旧电池进行更换，在这里说明下只要更换电池模组，并且对电池组进行均衡和充、放电处理，确保单格电池的电压差不能大于 0.03V，更换后在装车前都要对电池模组进行检测，检测确定后正常才装车，装车后故障排除， 读取没有故障码，仪表的 OK 指示灯点亮。经过试车确定车辆的故障已排除。

比亚迪集团远比你想象中强大......

之前我们曾介绍过强悍的丰田集团，它不仅能在造车领域做到近乎全面的自给自足，同时还能通过向其它品牌提供硬件和服务来赚取巨额的收入！很多同学在看完那篇文章后便开始好奇，中国有没有像丰田集团那样涉足多个领域的汽车品牌呢？在经过一番调查之后，我们发还真有，它就是比亚迪！

在研究过比亚迪2019年的财报数据后，我们惊讶地发现，造车竟然只占到了比亚迪集团收入的49%，连一半都没到！而剩下的51%其它产业，则正是比亚迪和其它中国品牌拉开差距的地方。作为一个连股神巴菲特都看好且投资过的品牌，比亚迪到底都在深耕哪些领域呢？今天我们就来剖析一下比亚迪目前都在涉足的那些产业！

说到比亚迪集团，首先最广为人知的当然就是比亚迪汽车了。自2003年收购秦川汽车之后，比亚迪就开始了他们的造车之路，并且逐渐发展成了中国最大的新能源车企。

虽说比亚迪汽车在初期也依靠模仿和采购第三方配件生存，不过相比其它一些不思进取的厂家，比亚迪造车时明显要更用心。当他们凭借F3等车型积累到足够的资本后，就开始了自主研发的道路。以如今的眼光来看，能够在赚到钱后不忘初心，坚持正向研发，并且引进国外知名设计师为自己的产品做设计，同时在新能源领域早早布局，比亚迪汽车能有今天的发展，似乎并不是偶然。

除了常规的民用市场外，比亚迪商用车部门则专注于客车、轻轨等商用车型的生产研发工作。目前比亚迪的电动大巴车已经销往欧洲市场，而他们的轻轨（地铁）也已经进入巴西等国家的市场中。至于国内市场，比亚迪的电动大巴车更是非常常见了，很多城市都能看到它的身影。

此外，比亚迪旗下还有商用电动叉车，主要用作物流中心内的货物搬运，零排放的特性让它更能适应对环境要求很高的物流中心，内部商用车电气化也是未来商用车市场的主流发展方向。

要说到比亚迪电子那可厉害了，按照比亚迪2019年的财报来看，“手机部件及组装业务”在2019年的收入达到了525.22亿元，同比增幅达到了27.05%，总占比也从2018年的34%提升到了43%。也就是说，比亚迪集团收入中的43%都来自手机业务。

很多人不知道的是，比亚迪还是全球第2大手机代工厂，仅次于富士康。我们熟悉的华为、苹果、三星、OPPO、Vivo、魅族等手机品牌，比亚迪都有进行过代工组装。而且比亚迪还是全球唯一能够同时生产塑料、玻璃、金属、陶瓷材质的手机代工厂。

除了扮演组装厂的角色外，比亚迪还能生产手机周边的零配件，包括电路板、手机外壳、手机骨架、充电器等部件。例如华为旗舰机Mate 30 RS的中框和皮质后盖其实就是由比亚迪生产供应的。而三星去年的旗舰机Galaxy S10+、Note10也都是由比亚迪组装生产的。

比亚迪的董事长王传福曾经说过，如果当年比亚迪没有造车的话，那么他们一定去造半导体。虽然比亚迪一直在汽车领域进行着深耕，但王传福心中的半导体梦却始终没有忘记。早在2005年，他们就成立了IGBT团队。2008年又通过收购宁波中纬积体电路开始了IGBT的研发之路。IGBT的全称为Insulated Gate Bipolar Transistor，中文名“绝缘栅双极型晶体管”，主要应用在汽车的空调逆变器、电机控制单元、充电桩控制器等部位，对于当下快速发展的电动车市场是非常重要的一个核心控制单元。

目前，全球范围内的IGBT芯片主要由德国的英飞凌以及日本的富士重工、三菱电机提供，最新的产品已经更新到了第7代。而比亚迪目前的IGBT芯片正处于第4、5代的水平，虽然与世界一流水平尚有差距，但也在一定程度上摆脱了国外芯片商的钳制。不过，随着比亚迪与华为展开合作，二者在芯片领域势必会给我们带来更多的惊喜。

比亚迪旗下具备模具制造能力的子公司众多，主要涉足的领域就是汽车生产中要用到的工具和零配件。例如冲压设备、塑胶模具、机械零部件以及相关的设计、开发、制造、调试、维修等。

相较于其它主机厂在生产过程中要靠采购生产器械的方式不同，比亚迪从生产工具到生产材料方面已经实现了一定程度的自给自足。

顾名思义，比亚迪动力主要涉及的就是车辆动力总成的研发生产工作，相比2005年刚开始造车时靠采购东安三菱发动机起步的日子，如今的比亚迪车型已经全部使用了自家的发动机以及变速箱。此外，在比亚迪新能源车型上使用的电动机，混动变速箱也都是由比亚迪自主研发生产的，告别了对外采购的局面，不会轻易被上游供应商限制。更重要的是，自主研发的动力系统在研发阶段就能针对车辆的特质做匹配和优化，也能在一定程度缩减车辆上市前的测试优化时间。

例如现款比亚迪唐DM的动力系统，由一台2.0T涡轮增压发动机和6速湿式双离合变速箱以及3台电动机组成，这一整套的动力系统全部由比亚迪自主研发和生产，实现了很多国外品牌都没达到的“动力自由”。

恐怕很多人都不知道，比亚迪旗下还有建设工程公司，而且主要承包公路工程、水利工程、市政消防等基建的工作。此外，比亚迪建设工程公司还有房屋建筑的能力，也就是说，只要比亚迪想干，他们甚至可以随时进军房地产行业。

而且得益于自身就有基建能力，这也就意味着比亚迪的生产工厂并不需要外包公司就能完成建设，从工厂到生产设备再到零配件，比亚迪已经形成了一个属于自己的造车生态。

要说是什么帮助比亚迪成了中国最大的新能源品牌，比亚迪自己的电池一定起到了至关重要的作用。而且很多人不知道的是，比亚迪最早就是电池生产商，造车才是后来拾起的“副业”。

早在1995年比亚迪刚刚成立时，它们就是一家电池制造商。当时“大哥大”正在国内风靡，可是一块大哥大备用电池的价格却高达上千元，然而其成本却只有300元左右。比亚迪正是看中了这之间的空档，杀入了移动电池市场，凭借低廉的价格和不错的电池性能迅速受到了诺基亚、摩托罗拉、飞利浦等当时一线手机厂商的青睐，并且依靠在电池领域的成功在2002年于香港上市。

此后，虽然比亚迪在汽车领域获得了更大的名气，但是他们的电池业务始终没有放弃。随着智能移动设备的兴起，比亚迪的电池业务也越来越广，如今就连苹果、三星都用上了由比亚迪提供移动设备的电池。

更重要的是，比亚迪作为一家知名新能源汽车厂家，他们也在汽车电池领域有着非常深厚的积累。其中最具有代表性的当属全新车型比亚迪汉上搭载的刀片磷酸铁锂电池组，这是比亚迪自主研发的专利电池技术。关于刀片电池，如果大家感兴趣的话以后我们可以详细解读一下它的特点，简单来说，比亚迪的磷酸铁锂刀片电池做到了安全性和能量密度两个维度的提升，对于整个汽车电池行业来说，都有着重要的意义。

如何证明比亚迪在汽车电池领域的造诣呢？很简单，这个世界上混动技术最成熟丰田，都在去年和比亚迪成立了合资公司，二者将在混动以及电池技术方面合作，这足以说明一切了。

最后咱们来聊聊比亚迪的医疗器械，这是2020年比亚迪新开拓的业务，起因就是如今依然困扰全球的新冠肺炎。今年1月底，国内的肺炎疫情爆发，当时无论是个人还是医疗机构都急需口罩、消毒液、防护服等医疗物资。

比亚迪董事长王传福当机立断，在1月26日就下达紧急命令，要求集整个集团之力投产口罩。在短短7天内，凭借着强大的生产线管理能力以及3000多名工程师的努力，比亚迪就生产出了自己的口罩制造机，并迅速实现了日产500万只口罩的能力，直接成为了世界最大的口罩生产商。

时至今日，比亚迪依旧在为全球疫情做着自己的贡献，他们的医疗物资也已经卖到了全球各地。

总体来看，比亚迪虽然不像丰田集团涉猎那么广泛，但也在很大程度上实现了自给自足，尤其是在本身擅长的汽车以及电池领域，更是拥有自己的独门技术。不得不说，从当年饱受诟病的“抄袭借鉴”，到如今各个领域的正向研发，比亚迪选了一条非常艰难但正确的道路。

看到这儿，你是不是也觉得自己之前一直低估了比亚迪呢？