比亚迪E6纯电动汽车动力系统的结构及检修（实战篇）
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二、比亚迪E6纯电动汽车动力系统的检修
笔者在修理厂涉及到一辆比亚迪E6纯电动汽车HV电池组电量充足，为用电设备提供12V电源的电量也充足的情况下，在原地起步时踩下制动踏板无法挂前进挡。观察仪表板，其中OK指示灯亮表示启动正常，但是踩下制动踏板，拨动自动变速操纵杆，仪表板上的D挡位显示灯不亮。
使用比亚迪汽车专用ED400型电脑检测仪检测故障码和读取挡位控制器的数据流。所检测结果是系统无故障码，如图2所示。挂上D挡时，挡位传感器数据流无变化，如图3所示。由此看来该故障点比较隐蔽，技术人员无法从电脑检测仪获取准确的故障信息。
我们首先排除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图如图4所示。电机控制器为制动深度传感器提供2条5V的电源线，即连接制动深度传感器的连接器B05的2号和7号端子均为5V。制动深度传感器的2条负极线通过电机控制器内部搭铁，即连接器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0。2条位置信号线分别输出与制动踏板深度变化成正、反比的电压，而两者电压之和近似是5V。制动深度传感器的电路分析如表1所示，经过 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，不存在故障。
从中获知挡位控制器或挡位传感器出现问题。挡位传感器安装在挡位执行器上，挡位执行器上还装有换挡手柄，是人机对话的窗口。查阅维修手册电路如图5所示，挡位控制器分别与挡位传感器A和挡位传感器B连接，其中挡位传感器A在人工操纵换挡手柄N挡或P挡时产生信号，并传递给挡位控制器。挡位传感器B在人工操纵换挡手柄R挡或D挡时产生信号，并传递给挡位控制器。
首先分析挡位传感器A与挡位控制器之间的电路，如表2所示。其中与挡位传感器A相连的连接器G54的1号端子作用是挡位控制器为挡位传感器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。操纵换挡手柄打到P挡位置时，G54的2号端子正常情况下相对于车身应输出电压约5V。操纵换挡手柄打到N挡位置时，G54的4号端子正常情况下相对于车身应输出电压约5V。
使用万用表检测挡位传感器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。使用欧姆档测量连接器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。拨动换挡手柄到P挡位置，同时检测连接器G54的2号端子输出电压显示4.87V，再检测与挡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挡信息的该线路不存在故障。同理检测传递N挡信息的线路，即拨动换挡手柄到N挡位置，同时检测连接器G54的4号端子输出电压与连接挡位控制器的连接器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挡信息的线路也不存在故障。
再来分析挡位传感器B与挡位控制器之间的电路，如表3所示。其中与挡位传感器B相连的连接器G55的4号端子作用是挡位控制器为挡位传感器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。操纵换挡手柄打到R挡位置时，G55的1号端子正常情况下相对于车身应输出电压约5V。操纵换挡手柄打到D挡位置时，G55的2号端子正常情况下相对于车身应输出电压约5V。
使用万用表检测挡位传感器B，按下启动按钮，仪表板上O K 指示灯亮，测量G 55的4号端子与车身之间的电压，其显示4.88V，该线路正常。使用欧姆档测量连接器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。拨动换挡手柄到R挡位置，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挡信息的该线路正常。但是检测传递D挡信息的线路发现异常，即拨动换挡手柄到D挡位置，同时检测连接器G55的2号端子相对于车身输出电压是4.88V，再检测与挡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挡信息的线路存在故障。
维修人员拆下中控饰板，检查挡位传感器到挡位控制器之间的D挡线路，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，挂D挡时，D挡信号没有传递给挡位控制器，车辆无法前进。使用电工胶布包扎破损地方，恢复电路原本的功能，启动车辆，挂上D挡，车辆可以行使，故障完全排除。
比亚迪E6纯电动汽车动力系统的结构及检修
比亚迪E6纯电动汽车使用磷酸锂钴铁电池，200Ah的超大电池容量使车辆在综合工况下续驶里程超过300km，每100km的能耗在21度(1度=1kWh)以内，每100km的加速时间为10s，最高车速可达160km/h以上。车辆充电比较方便，快充可以使用充电站的380V充电桩充电，慢充可需220V民用交流电源，慢充6～8小时可充满电池。
一、比亚迪E6纯电动汽车动力系统的结构
比亚迪E6纯电动汽车动力系统比亚迪E6纯电动汽车动力系统结构及原理如图1所示，其主要由三大模块组成。
(1)电动车的控制模块可分为：电机控制器、DC-DC、动力配电箱、主控ECU、挡位控制器、加速踏板、电池管理单元。
(2)电动车的动力模块有：电动机总成、电池包体总成。
(3)电动车高压辅助模块有：车载慢充、漏电保护器、车载充电口、应急开关。
2.动力控制系统的工作原理
(1)充电过程
充电站的380V高压充电桩通过车辆上的充电口，或者220V市用电源通过车载充电器升压后输电给车上的配电箱，配电箱直接途径应急开关后对HV电池组充电。在充电过程当中，电源管理器一直监控着HV电池组的温度和电压，如果发现HV电池组内部某单体温度或电压过高，就会切断配电箱给HV电池组的供电。
(2)放电过程
HV电池组在电源管理器和漏电保护器的监控下，通过应急开关输电给配电箱，配电箱根据车辆的实际用电情况分配电量。一部分电量流向电机控制器，另一部分电量流向DC-DC交换器。主控ECU根据驾驶员操作信息(接收加速踏板角度传感器和挡位控制器的信号)控制着电机控制器的工作，电机控制器主要控制流向电机的电量大小，以及控制电机正反转来驱动车辆前进或后退。另一部分从配电箱流向DC-DC交换器的电量，经过DC-DC交换器将高压直流电转化为低压直流电，为车辆电动液压助力转向系统提供42V的电源，同时还为整车用电设备提供12V的电源。
3.动力系统各部件的作用
(1)电机控制器：负责控制电机的前进、倒退、维持电动车的正常运转，关键零部件为IGBT。IGBT实际为大电容，目的是为了控制电流的工作，保证能够按照我们的意愿输出合适的电流参数。
(2)DC- DC：负责将330V高压直流转低压提供给车载低压用电设备，如蓄电池、EPS等。
(3)动力配电箱：通过配电箱对电池包体中巨大的能量进行控制，相当于一个大型的电闸，通过继电器的吸合来控制电流通断，将电流进行分流等。关键零部件为继电器，为了控制如此大的电流通过整车，需要通过几个继电器的并联工作，这也为继电器工作一致性和可靠性提出了苛刻的要求。
( 4 ) 电池管理单元：也称为电源管理器系统( B a t t e r yManagement System，简称BMS)是电动汽车电池系统的参数测试及控制装置，具有安全预警与控制、剩余电量估算与指示、充放电能量管理与过程控制、信息处理与通讯等主要功能。
(5)动力电机：动力电机根据冷却形式分风冷和水冷，根据结构分为直流有刷电机和直流无刷电机以及交流电机。该车使用的电机为交流无刷电机，通过采集电机旋变信号进行工作。
(6)动力总成(电池包)：动力总成作为提供整车动力能源的设备；根据电池种类的不同可分为锂电池、镍氢电池和铅酸类电池。
(7)车载慢充：车载慢充系统需要提升低压转高压的转化效率。需要注意的是使用家用插座为电动车充电时，也需要考虑插座及线路的承受能力，需要额定电流10A的单项220V插座，如果采用一些伪劣产品的插座，也可能导致充电插座烧毁、线路烧熔等安全隐患。
(8)漏电保护器：通过将一端和负极相连，一端对车身连接，检测电流和电压值，一旦发现有超出限制的电流和电压，则发出报警，并切断控制模块，保证用电安全动力蓄电池系统泄露电流量不超过2mA(E6车型)；整车绝缘电阻值应大于100Ω/V(E6车型)。
(9)挡位控制器：用来控制电动车前进、后退、停车等动作的部件，由于电动车与传统燃油车的控制方式不同，故挡位控制类似自动挡。
(10)主控ECU：接受各高压监控系统发出的信号，并加以判断，控制冷却系统、制动系统、车速里程等。
(11)加速踏板：通过控制电流大小，从而控制电机转速。
(12)车载充电口：车载充电可分为快充和慢充，为了保证充电迅速高效，使用特定的充电口进行充电，充电时需要保证整车防水密封性要求，并且能够保证车载充电口能够承受瞬时大电流的充电过程。
(13)应急开关：通常设计为人工操作的安全开关，一般设计在电池的正负极近端，保证通过人工操作应急开关能够在紧急情况下将电池电压封闭。
比亚迪E6纯电动汽车动力系统的结构及检修
比亚迪E6是比亚迪股份有限公司自主研发的一款环保、无污染、无废气排放、行驶噪音低的纯电动汽车，它兼容了SUV和MPV的设计理念，是一款性能良好的跨界车。
比亚迪E6纯电动汽车使用磷酸锂钴铁电池，200Ah的超大电池容量使车辆在综合工况下续驶里程超过300km，每100km的能耗在21度(1度=1kWh)以内，每100km的加速时间为10s，最高车速可达160km/h以上。车辆充电比较方便，快充可以使用充电站的380V充电桩充电，慢充可需220V民用交流电源，慢充6～8小时可充满电池。
一、比亚迪E6纯电动汽车动力系统的结构
1.比亚迪E6纯电动汽车动力系统
比亚迪E6纯电动汽车动力系统结构及原理如图1所示，其主要由三大模块组成。
(1)电动车的控制模块可分为：电机控制器、DC-DC、动力配电箱、主控ECU、挡位控制器、加速踏板、电池管理单元。
(2)电动车的动力模块有：电动机总成、电池包体总成。
(3)电动车高压辅助模块有：车载慢充、漏电保护器、车载充电口、应急开关。
图1 比亚迪E6纯电动汽车动力系统结构及原理
2.动力控制系统的工作原理
(1)充电过程
充电站的380V高压充电桩通过车辆上的充电口，或者220V 市用电源通过车载充电器升压后输电给车上的配电箱，配电箱直 接途径应急开关后对HV电池组充电。在充电过程当中，电源管理 器一直监控着HV电池组的温度和电压，如果发现HV电池组内部 某单体温度或电压过高，就会切断配电箱给HV电池组的供电。
(2)放电过程
HV电池组在电源管理器和漏电保护器的监控下，通过应急开 关输电给配电箱，配电箱根据车辆的实际用电情况分配电量。一 部分电量流向电机控制器，另一部分电量流向DC-DC交换器。主 控ECU根据驾驶员操作信息(接收加速踏板角度传感器和挡位控 制器的信号)控制着电机控制器的工作，电机控制器主要控制流向 电机的电量大小，以及控制电机正反转来驱动车辆前进或后退。 另一部分从配电箱流向DC-DC交换器的电量，经过DC-DC交换 器将高压直流电转化为低压直流电，为车辆电动液压助力转向系 统提供42V的电源，同时还为整车用电设备提供12V的电源。
3.动力系统各部件的作用
(1)电机控制器：负责控制电机的前进、倒退、维持电动车的正 常运转，关键零部件为IGBT。IGBT实际为大电容，目的是为了控 制电流的工作，保证能够按照我们的意愿输出合适的电流参数。
(2)DC-DC：负责将330V高压直流转低压提供给车载低压 用电设备，如蓄电池、EPS等。
(3)动力配电箱：通过配电箱对电池包体中巨大的能量进行控 制，相当于一个大型的电闸，通过继电器的吸合来控制电流通断， 将电流进行分流等。关键零部件为继电器，为了控制如此大的电流 通过整车，需要通过几个继电器的并联工作，这也为继电器工作一 致性和可靠性提出了苛刻的要求。
( 4 ) 电池管理单元：也称为电源管理器系统( B a t t e r y Management System，简称BMS)是电动汽车电池系统的参数 测试及控制装置，具有安全预警与控制、剩余电量估算与指示、充放电能量管理与过程控制、信息处理与通讯等主要功能。
(5)动力电机：动力电机根据冷却形式分风冷和水冷，根据结构分为直流有刷电机和直流无刷电机以及交流电机。该车使用的电机为交流无刷电机，通过采集电机旋变信号进行工作。
(6)动力总成(电池包)：动力总成做为提供整车动力能源的设备；根据电池种类的不同可分为锂电池、镍氢电池和铅酸类电池。
(7)车载慢充：车载慢充系统需要提升低压转高压的转化效率。需要注意的是使用家用插座为电动车充电时，也需要考虑插座及线路的承受能力，需要额定电流10A的单项220V插座，如果采用一些伪劣产品的插座，也可能导致充电插座烧毁、线路烧熔等安全隐患。
(8)漏电保护器：通过将一端和负极相连，一端对车身连接，检测电流和电压值，一旦发现有超出限制的电流和电压，则发出报警，并切断控制模块，保证用电安全动力蓄电池系统泄露电流量不超过2mA(E6车型)；整车绝缘电阻值应大于100Ω/V(E6车型)。
(9)挡位控制器：用来控制电动车前进、后退、停车等动作的部件，由于电动车与传统燃油车的控制方式不同，故挡位控制类似自动挡。
(10)主控ECU：接受各高压监控系统发出的信号，并加以判断，控制冷却系统、制动系统、车速里程等。
(11)加速踏板：通过控制电流大小，从而控制电机转速。
(12)车载充电口：车载充电可分为快充和慢充，为了保证充电迅速高效，使用特定的充电口进行充电，充电时需要保证整车防水密封性要求，并且能够保证车载充电口能够承受瞬时大电流的充电过程。
(13)应急开关：通常设计为人工操作的安全开关，一般设计在电池的正负极近端，保证通过人工操作应急开关能够在紧急情况下将电池电压封闭。
二、比亚迪E6纯电动汽车动力系统的检修
笔者在修理厂涉及到一辆比亚迪E6纯电动汽车HV电池组电量充足，为用电设备提供12V电源的电量也充足的情况下，在原地起步时踩下制动踏板无法挂前进挡。观察仪表板，其中OK指示灯亮表示启动正常，但是踩下制动踏板，拨动自动变速操纵杆，仪表板上的D挡位显示灯不亮。
使用比亚迪汽车专用ED400型电脑检测仪检测故障码和读取挡位控制器的数据流。所检测结果是系统无故障码，如图2所示。挂上D挡时，挡位传感器数据流无变化，如图3所示。由此看来该故障点比较隐蔽，技术人员无法从电脑检测仪获取准确的故障信息。
图2 ED400型电脑检测仪 检测故障码
图3 ED400型电脑检测仪 读取数据流
我们首先排除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图如图4所示。电机控制器为制动深度传感器提供2条5V的电源线，即连接制动深度传感器的连接器B05的2号和7号端子均为5V。制动深度传感器的2条负极线通过电机控制器内部搭铁，即连接器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0。2条位置信号线分别输出与制动踏板深度变化成正、反比的电压，而两者电压之和近似是5V。制动深度传感器的电路分析如表1所示，经过万用表检测，制动深度传感器电路检测值与正常理论值非常接近，不存在故障。
图4 制动深度传感器与电机控制器之间电路图
从中获知挡位控制器或挡位传感器出现问题。挡位传感器安装在挡位执行器上，挡位执行器上还装有换挡手柄，是人机对话的窗口。查阅维修手册电路如图5所示，挡位控制器分别与挡位传感器A和挡位传感器B连接，其中挡位传感器A在人工操纵换挡手柄N挡或P挡时产生信号，并传递给挡位控制器。挡位传感器B在人工操纵换挡手柄R挡或D挡时产生信号，并传递给挡位控制器。
图5 挡位控制器或挡位传感器接线图
首先分析挡位传感器A与挡位控制器之间的电路，如表2所示。其中与挡位传感器A相连的连接器G54的1号端子作用是挡位控制器为挡位传感器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。操纵换挡手柄打到P挡位置时，G54的2号端子正常情况下相对于车身应输出电压约5V。操纵换挡手柄打到N挡位置时，G54的4号端子正常情况下相对于车身应输出电压约5V。
使用万用表检测挡位传感器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。使用欧姆档测量连接器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。拨动换挡手柄到P挡位置，同时检测连接器G54的2号端子输出电压显示4.87V，再检测与挡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挡信息的该线路不存在故障。同理检测传递N挡信息的线路，即拨动换挡手柄到N挡位置，同时检测连接器G54的4号端子输出电压与连接挡位控制器的连接器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挡信息的线路也不存在故障。
再来分析挡位传感器B与挡位控制器之间的电路，如表3所示。其中与挡位传感器B相连的连接器G55的4号端子作用是挡位控制器为挡位传感器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。操纵换挡手柄打到R挡位置时，G55的1号端子正常情况下相对于车身应输出电压约5V。操纵换挡手柄打到D挡位置时，G55的2号端子正常情况下相对于车身应输出电压约5V。
使用万用表检测挡位传感器B，按下启动按钮，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。使用欧姆档测量连接器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。拨动换挡手柄到R挡位置，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挡信息的该线路正常。但是检测传递D挡信息的线路发现异常，即拨动换挡手柄到D挡位置，同时检测连接器G55的2号端子相对于车身输出电压是4.88V，再检测与挡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挡信息的线路存在故障。
维修人员拆下中控饰板，检查挡位传感器到挡位控制器之间的D挡线路，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，挂D挡时，D挡信号没有传递给挡位控制器，车辆无法前进。使用电工胶布包扎破损地方，恢复电路原本的功能，启动车辆，挂上D挡，车辆可以行使，故障完全排除。
