新能源汽车动力电池检测
2020年12月18日,由“元真车检”组织关于《新能源车动力电池检测方法》研讨会,在北京市“计量检测科学研究院二手车检测中心”(以下简称二手车检测中心)举办。参加本次会的是“清华大学”国家电池实验室的专家、北京“祥龙集团”魏工养车和荣威4S店的两位技术总监、二手车“出口委员会”的委员和北京“汽贸公司”的相关人员来到二手车检测中心参加新能源汽车电池检测专题研讨会。
会上先由“元真车检”和“清华大学”的专家,分别对新能源动力电池知识、标准和检测方法等有关内容进行了分享。随后大家就分享的内容进行了激烈的讨论。
通过交流大家对新能源快速检测有了初步的概念,下午我们就将对现有的新能源汽车进行实操检测。
这次我们准备检测的车辆是即将要出口到乌克兰的。该车于2016年3月出厂是比亚迪的E5,车龄已经将近5年、行驶了20万多公里以上,另外这些车辆都是营运车辆,且经常使用快速充电桩充电。那对于这些车辆它的电池状态到底如何呢?(让我们一起来验证一下)。
在检测过程中大家不时还对检测方法、依据、标准进行相关的交流,使刚刚学到的内容更好的吸收。
此次专题研讨会不仅促进了新能源领域的的交流,也使大家对于检测标准有了一个明显的认知。
历时两个小时最终完成了检测,此次检测过程中不仅可及时,了解到充电时的电流、电压和温度等关键指标,而且还能对电池正式电池电量进行计算。通过这些相关数据我们最终可以对动力电池的健康程度进行评估。
最终此车各项指标都在电池安全范围呢,虽然电池健康度有所下降,但还在正常范围呢。
经过此次研讨会,参会人员均对电池检测方法、依据、标准等相关知识,有了初步了解与认识,为以后更好的学习其他相关知识打下了基础。至此本次研讨会结束。
比亚迪e5无法慢充的故障诊断与排除
一辆行驶里程约4.2万km 的2018年比亚迪5纯电动汽车。用户反映:该车无法交流充电,更换充电桩后依旧如此,但可以正常上电行驶。维修人员根据故障现象,初步判断为交流充电故障。尝试给车充电,发现充电桩显示屏提示“请连接充电线缆”,此时车辆仪表充电指示灯点亮,显示屏显示“充电连接中,请稍后”。
充电系统的组成和基本原理:
比亚迪e5的充电方式有交流充电、直流充电两种,前者为慢充,后者为快充。交流充电有2.2 kW, 3.3 kW和7.0 kW等不同规格,主要通过便携式充电器、交流电充电桩和壁挂式充电盒等接入汽车的交流电充电口,即利用高压电控总成将220V,380V等不同电压的交流电转化为直流电,来给电动汽车的动力电池充电。直流充电则是指通过直流充电接口直接给动力电池充电的充电方式,它能够在1h内将车辆的SOC值提高至80%.充电原理如图1所示。
比亚迪e5的充电系统由动力电池管理系统BMS、动力电池、高压电控总成、交流充电口及直流充电口等构成,充电接口隐藏在散热格栅后面。交流充电口与直流充电口分别采用国标7芯接口、9芯接口,各端子定义见表1。
故障诊断分析:
比亚迪e5无法慢充故障类型及原因较多,常见故障原因包括交流充电枪故障、充电通讯协议故障、双电路故障、动力网故障、充电机故障、各模块之间连接线线束故障、高压互锁故障、接触器故障以及电池内部故障等。
根据比亚迪e5的充电逻辑,充电枪连接以后,双向交流逆变式电机控制器VTOG能够接收到充电口传输而来的CC信号,完成自检,并控制仪表的充电指示灯点亮。然后VTOG把CC信号传递给BCM并激活车身控制单元BCM,BCM控制双路电继电器(IG1、IG3)吸合。双路电继电器吸合后,就会给BMS、直流一直流转换器(DC-DC),VTOG及网关等相关模块供电,唤醒相应的模块。
接下来VTOG把CC信号传输给到BMS,激活BMS自检,主要检测BMS的绝缘情况、SOC、单体电池的电压、均衡情况和温度等。如果BMS检测到动力电池组正常,则控制预充接触器与交流充电接触器闭合。 CP信号代表的是VTOG能够接收到有效的交流电信号,VTOG和BMS就进入持续充电状态。如果此时检测VTOG的交流充电设备如果接收到CP信号,则无故障。
该故障车可以上电正常行驶,说明该车的互锁、BMS和动力电池组等工作正常,没有出现故障。仪表充电连接指示灯点亮,说明CC信号正常。连接故障诊断仪检测,诊断仪与各控制单元的通讯均正常,且未发现故障码。进入VTOG读取数据流,发现插上充电枪后,CP占空比信号为0(图2),显然不正常。
充电环路互锁的作用是检测整个充电高压回路的完整性,为了保证充电的每个高压插件是否插好,每个高压插件都带有互锁信号插针。充电枪产生一个12V的高电平,通过缆线控制盒、充电机和低压线束进入VTOG,VTOG通过CP检测整个高压回路是否插接良好。如果信号正常,则进入下一个流程,请求BMS充电,由BMS执行充电模式,闭合交流充电接触器等。
结合故障现象和读取的数据流分析,怀疑是充电连接线相关线路或者车载充电机故障引起的不能充电。查看充电电路图得知(图3),充电口的“C P”端子最终连接高压电控总成的B28(A)-47号端子。
断开电源的负极等待10 min,做好安全防护,然后用万用表测量充电口CP端子到插接器B28(A)-47间的电阻,电阻为无穷大(图4)。排查充电低压线路,找到充电口端子,发现CP线连接端子损坏(图5)。
结束语:
新能源汽车作为一种使用清洁能源燃料为动力来源的环保车型,在未来具有良好的发展前景。但相对于传统的燃油车型,新能源汽车驱动系统的检修具有更高的危险性。以比亚迪e5为例,车主发现汽车存在无法慢充的故障时,应先做好自我的绝缘安全防护措施。一般对于这类车型,此类故障的诊断顺序依次为低压电源、CAN通信、双路电、各控制模块及模块间连接线路。再借助故障诊断仪器逐一排除,确定故障类型及定位故障位置。