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。

「比亚迪e6」驱动电机控制器发生故障，如何进行故障诊断与排除？

如果驱动电机控制器发生故障，如何进行故障诊断与排除？

【以比亚迪 e6 为例】驱动电机控制器是驱动系统的核心执行模块。驱动电机控制器接收动力电池管理器和整车控制单元的信息，控制驱动电机的运转，并实现电机转速、方向和转矩的改变。电机控制器通过接收电机角度传感器（电机解角传感器）信号，作为控制命令的输出反馈，实现系统的闭环控制。

1. 驱动电机控制器故障症状与可能原因

（1）故障症状

驱动电机控制器存在故障时，会导致电机不能正常运转，使车辆失去动力。同时位于车辆仪表盘上的动力系统故障指示灯将点亮。

（2）可能原因

驱动电机控制器的常见故障原因如下：

1）控制器模块本身的故障。

2）电机温度传感器故障。

2. 驱动电机控制器故障诊断方法

（1）读取故障码

使用故障诊断仪读取故障码（DTC），驱动电机控制器可能存在的 DTC 见表 3-2-1。

（2）故障检测

1）控制器电源与搭铁的诊断。根据 DTC 提示完成故障检测，其中包括电源和搭铁的线路检测。

电源与搭铁诊断时参考的电路图如图 3-2-1 所示。

① 拔下电机控制器 B32（外围 24 端子棕色）连接器。

② 测量线束端连接器各端子间电阻或电压。

③ 连接器端子与标准参考值如图 3-2-2 所示。

2）电机控制器与电机低压端子线束电阻检测。

① 用故障诊断仪检测电机控制器和电机。

② 对照下面的图进行测量（图 3-2-3），如果不符合正常值则更换相应的组件。

3）主电机控制器检测数据：测量电机控制器高压正负极输入端与控制器向动力电机输出端的电压值，标准参考值见表 3-2-2。

4）角度传感器的诊断。

① 使用故障诊断仪诊断如产生 DTC ：P1B01-00 ：旋变故障。

② 检查低压连接器。退电 OFF 档，拔掉电机控制器低压连接器 B33。

a. 测量 B33-4 和 B33-12 电阻是否 8~10Ω ；测量 B33-5 和 B33-13 电阻是否 14~18Ω ；测量 B33-6 和 B33-14 电阻是否 14~18Ω。

b. 如果所测电阻正常，则检查 B22 接插件是否松动，如果没有松动，则为动力总成故障。

③ 更换驱动电机控制器与 DC 总成。

电机控制器连接器 B33 主要端子定义如图 3-2-4 所示。

5）相关 DTC P1B03 ：欠电压保护故障（或 P1B04 ：过电压保护故障）的诊断。首先检查动力电池电量，动力电池电量是否大于 10%。如果电量正常，则检测高压母线，步骤如下：

① 断开维修开关，等待 5min。

② 拔掉电机控制器高压接插件端子。

③ 插上维修开关，整车上电。

④ 测量母线电压值，正常值见表 3-2-3。

⑤ 如果母线电压值不在正常范围，那么检查高压配电盒及高压线路。否则，更换驱动电机控制器。

3. 驱动电机控制器更换流程

如果确认驱动电机控制器损坏，应进行更换，更换流程如下。

（1）拆卸前需求

① 整车 OFF 档。

② 拔掉紧急维修开关，等待 5min 以上。

③ 拆掉配电盒。

（2）拆卸步骤

① 拆掉电机三相线接插件的 4 个螺栓。

② 拔掉高压母线接插件。

③ 拆掉附在箱体上的配电盒上端螺栓。

④ 拆掉底座 4 个紧固螺栓。

⑤ 将控制器往左移，拔掉低压接插件，拆掉搭铁螺栓，拔掉 DC 低压输出线，拔掉 4 个低压线束卡扣。

⑥ 将控制器往右移，拆掉进水管，拆掉出水管。

注意：拆掉进水管时将流出的冷却液用容器接住。

（3）安装步骤

① 将控制器放进安装位置。

② 将控制器往右边移动，安装进水管、出水管。

③ 安装 4 个底座螺栓（先对准左上方螺栓，将螺栓放进去，拧进 1/3，再对准右下方螺栓，将螺栓拧进 1/3，之后放进其他螺栓，将所有螺栓拧紧。紧固力矩：22N·m）。

④ 卡上 DC12V 输出线卡扣，插上 DC12V 接插件；卡上 ACM 线束卡扣；安装搭铁螺栓（紧固力矩：22N·m）；插上接插件。

⑤ 安装箱体侧面的配电盒螺栓。

⑥ 插上高压母线接插件。

⑦ 安装电机三相线接插件（先装最靠近车头下方的螺栓，拧进 1/3 ；再装其对角螺栓，拧进 1/3 ；之后安装其他螺栓；将所有螺栓拧紧。紧固力矩：9N·m）。

以上内容摘自《新能源汽车维护与故障诊断》

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作者：吴荣辉

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上市时间：2020年1月

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