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。
比亚迪e平台究为何物?带着密码解开这道门
“平台”概念的产生可以说是汽车发展历史上的重要节点,有了平台,汽车便开始了大规模快速标准化生产,随着时间推移模块化架构崭露头角,汽车依旧是那个复杂程度极高的机械,但工程师们不必再一个个零部件的去连接,模块化的好处就在于工程师造车子变得如同拼乐高一般,根据市场需求迅速作出反应。
同时我们也能够察觉到,新能源汽车已经走上舞台,并大有往舞台中央靠的趋势,作为国内深耕电动车领域最早的车企之一,比亚迪不仅拥有整车生产资质,同时还有着充足的技术储备。2018年北京车展上比亚迪提出e平台概念,并且比亚迪还很大方的提出:将与全球汽车同行,共享“e 平台”的所有技术,加速推动电动车的普及。
“一百年前的 T 型车,一百年后的 e 平台!”是比亚迪汽车销售有限公司副总经理 李云飞对e平台作出的评价,他还补充道:在新能源汽车的造车新时代,e 平台技术的诞生,可以让纯电动车的开发速度更快、性能更强、质量更好、成本更低,最终带给消费者更长续航、更低能耗、安全可靠、选择丰富的纯电动汽车。这就像一百年前福特通过流水线生产方式推动燃油汽车普及一样,比亚迪通过 e 平台将大大推动纯电动汽车的普及。
那么e平台的功底有多深呢?有这么几个关键词:高度集成、模块化;还有这么几个数字可以对它展开解读:33111。
第一个3:驱动 3 合 1,将驱动电机、电机控制器和减速器高度集成
三合一电驱动力总成包括电机、控制器、减速器,三者高度集成,减少了复杂的 机械结构和连接关系,实现轻量化设计、结构紧凑、成本低、总成传动效率高, 有利于整车能耗降低。
目前比亚迪三合一动力总成分为 4 个平台,基于 e 平台诞生的第一款纯电动 SUV 元 EV360 应用于 B 平台下。未来还会在 e 平台下面的C平台、B平台、A平台、A+平台诞生更多纯电动车型。
这样做的优势是:对于比亚迪而言,集成化可以降低整车成本,降低零部件体积,提高相应参数。对于消费者而言,购车成本会降低,车内空间会提高,整车能耗更低。相比于分体式总成,成本降低 33%,体积降低 30%,重量降低 25%,扭矩密度提升 17%,功率密度提升 20%,NEDC 效率指标增加 1% ,这些数据化的表现都是比亚迪e平台下的体现。
第二个3: 高压系统 3 合 1 ,高压系统的 DC-DC、充电器和配电箱高度集成
充配电三合一总成包括 DC、OBC 以及 PDU,DC+OBC 采用数字化深度集成, 体积小、重量轻、功率密度大于2KW/L,电池电压范围宽,能够适应于各种电池电压平台;PDU设计可选择性强、可灵活定制不同方案。
这样做的优势是:相比于分体式总成,高压三合一成本降低40%,效率提升1-2%,功率密度增幅25%。采用系统集成后的产品,体积较分体式产品降幅为40%;重量较分体式产品降幅为25%。
第一个1:低压系统集成,1 块将仪表、空调、音响、智能钥匙等十多项控制模块高度集成的 PCB 板
一块PCB 板可集成的低压控制功能包括:网关功能、传统 BCM 功能,如灯光控制、 电机驱动、解闭锁、整车电源档位、整车防盗、寻车功能、动力电池充电、电动 车智能充电、远程更新软件、车窗/天窗控制及防夹等;PEPS 遥控锁车、无钥匙 进入、无钥匙启动、钥匙防忘、钥匙离车提醒、远程开空调、遥控启动车辆功能; 驻车辅助系统模块、仪表;空调控制器、蓝牙钥匙、胎压监测、引擎音模拟器;、丰富的诊断功能等等。
这样做的优势:轻量化、节约成本(包括减少零部件、减 少装配工序、减少整车线束等)、减少空间。
第二个1: DiLink 智能网联系统,1 块搭载了“DiLink 系统”的智能自动旋转大屏
比亚迪上那块可旋转的大屏让人印象深刻,据说这样能够满足所有横屏、竖屏的APP。这块搭载 DiLink 系统的智能自动旋转大屏,将传统汽车的音响控制 面板、空调控制面板、多媒体人机交互系统整合于一身。
这样做的优势是:不仅减少了零部件数量,减轻了整车重量,还减少了控制面板占用的空间,彻底改变了内饰中控台的布局方式。
第三个1:高性能动力电池,1 块能量密度高、长续航、性能稳定的三元锂电池模组
这个不用多说,众所周知的是比亚迪除了造车外还有另一大产业就是电池生产,多年行业积累下来的经验让其在新能源电动车的核心部件——动力电池上有着先天优势,比亚迪e平台的解密密码中最后一位数字直接指向其看家法宝。目前比亚迪 EV 车型全面换装了高能效三元锂电池组,即为正极材料使用镍钴锰 酸锂三元正极材料的锂电池。
比亚迪高性能动力电池拥有的优势是:采用轻量化模组设计,重量比常规化设计模组重量降低 44%,电池包采用轻量 化材料,使得动力电池组能量密度高,可以大幅增加汽车的续航里程,有效缓解用户在续航里程方面的忧虑。并且得益于电池组的高能量密度,可有效降低汽车的电池装载量,从而减轻汽车的自重。
从e平台密码解析中能够看出,多数功能是为了降低车身自重、减少零部件体积、降低能耗、降低成本,对于消费者而言目前最为关心的是电动车续航里程问题,从比亚迪工程师那了解到目前能够有效解决这个问题的两种办法是增加电池能量密度和减少车身重量,比亚迪e平台技术也就围绕着这两个解决办法而来。