廣州市交通技師學院 鄧東文
比亞迪E6車無法充電
廣州市交通技師學院 鄧東文
故障現象 一輛2012年產比亞迪E6純電動汽車,累計行駛里程約為5.2萬km。車主反映該車使用便攜式220 V交流充電器正常連接成功后,儀表的充電指示燈點亮,但充電一段時間后剩余電量沒變化,無法充電,未見其他明顯故障。
故障診斷 根據車主的描述,確認預約充電功能處于關閉狀態,分別對車輛進行快、慢充充電,以判斷故障是在電控線路還是機械設備故障。
進行直流快充充電,確認充電槍與直流充電口連接完好,儀表的充電連接指示燈亮,儀表有相應的充電時間、電流和電量等信息顯示,表明快充系統完好,沒有故障存在。進行慢充充電,確認交流充電槍與交流充電口連接完好,儀表的充電連接指示燈點亮,但儀表沒有任何信息顯示,且未聽到車載充電器正常工作的響聲(正常充電工作時伴有風扇旋轉散熱的響聲),更換便攜式220 V交流充電器后,故障依舊,據此可判斷慢充系統發生故障。

圖1 比亞迪E6車慢充電系統結構
查閱比亞迪E6車的維修手冊,慢充系統的結構如圖1所示。比亞迪E6車慢充電流程為:正確連接充電槍→提供充電感應信號(CC)→車載提供DC 12 V→BMS和車載報文交互→BMS吸合車載充電接觸器→充電成功。根據以上的慢充充電流程,可以排除車載充電器存在故障的可能,認為故障點發生在交流充電口至動力電池組之間。
使用比亞迪汽車專用ED400故障檢測儀讀取故障代碼和車載充電器的數據流,無故障代碼存儲,相關數據流也正常,由此可得出車載充電器未發生故障。檢測配電箱內部的慢充繼電器(電阻為49.2 Ω,正常值為48.0 Ω~52.0 Ω,符合技術要求)及相關熔絲,外加12 V電壓后能閉合導通,未見異常。據此可得出故障點是發生在電控線路系統中。查閱比亞迪E6車維修手冊關于車載慢充系統的控制電路(圖2),在比亞迪E6車的車載交流充電系統中,電控部分主要由車載充電感應信號(CC)、充電控制確認信號(CP)及CAN網絡構成。因充電感應信號(CC)是電池管理器(BMS)和車載充電器信息交互的控制線,而充電控制確認信號(CP)串聯了車載充電器(相關控制線路如圖3所示),故需對其進行分別檢測。
首先在未充電的情況下,斷開高壓維修開關,等待5 min后對交流充電口的充電控制確認信號(CP)進行檢測,測量CP-PE間的電阻為0.58 MΩ(正常值為0.5 MΩ~0.6 MΩ),與理論值較接近,符合技術要求,說明車載充電器內部連接CP信號端的二極管并未損壞,不存在故障;根據圖3測量端子K50-4與車身搭鐵間電壓,為11.66 V,正常;測量端子M33-4與車身搭鐵間電壓,為11.69 V,正常;測量端子K50-4與端子M33-4之間的電阻,為0.3 Ω,正常;結合充電指示燈點亮,認為充電控制確認信號線(CP)無故障。
接通至ON位,對充電感應信號(CC)控制線進行檢測。使用萬用表的歐姆擋測量端子K50-1與端子M33-10間的電阻,為0.6Ω,正常;使用萬用表的電壓擋測量端子M33-10與車身搭鐵間的電壓,為0.2 V,而正常值約為12 V;測量端子K50-1與車身搭鐵間的電壓,為0.32 V,正常;由此可判斷端子K50-1與端子M33-10之間的線路存在故障;為了進一步確定故障點,縮小故障范圍,筆者通過對車載充電器進行充電測試,車載充電器與電池管理器之間的電壓、電阻關系如表1所列。在確認交流充電口連接成功且儀表充電指示燈點亮后(此時車載充電器還處于不工作狀態),用萬用表的電壓擋測量端子M33-10與車身搭鐵間的電壓,為0.77 V;測量端子M33-10與端子KJ07-19之間的電壓,也為0.77 V。由此可判斷充電感應信號(CC)控制線發生搭鐵故障。

圖2 車載慢充系統的控制電路

圖3 電池管理器控制線路圖
拆開行李箱保護側蓋,檢查連接車載充電器和電池管理器(BMS)的線束連接器KJ07(MJ06),發現離連接器KJ07不足7 cm的線束被改裝音響箱體擠壓(已壓扁),線束保護層已裂開。拆下音響箱體,撥開線束,裸露的充電感應信號(CC)控制線已搭在車架上,造成搭鐵現象。當進行慢充充電時,由電池管理器(BMS)發送的充電感應信號無法傳遞給車載充電器,從而造成車載充電器無法輸出高壓電,即無法充電。
故障排除 用絕緣膠布把充電感應信號控制線破損搭鐵處包扎好,使其恢復傳遞信號功能,接著對該車進行慢充充電,儀表有相應的充電時間、電流和電量等信息顯示,無法充電故障徹底排除。

表1 車載充電器與電池管理器之間的電壓、電阻關系
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比亞迪E6車系統結構
比亞迪E6電動車主要由動力模塊、控制模塊和高壓輔助模塊組成,其結構如圖4所示,主要組成部分介紹如下。
(1)高壓電池組總成為整車提供動力能源,比亞迪E6電動車采用的是比亞迪自主研發的220 Ah磷酸鐵鈷鋰電池,由96個電池單體串聯組成,一次充滿需要65 kW·h。兼容快充和慢充兩種充電模式。
(2)動力配電箱主要對電池組中巨大的能量進行控制,相當于一個大型的電閘,通過繼電器的吸合來控制電流通斷,將電流進行分流等,實現充放電過程的控制。由預充電阻、熔絲和繼電器等組成。整車高壓用電都是由高壓配電箱進行分配的。
(3)電動機控制器。電動機控制器采集接收擋位開關信號、加速踏板深度(加減速)信號、制動踏板深度信號、驅動電動機轉速信號、驅動電動機旋變信號等,經過一系列邏輯分析處理和判斷,輸出相應的信號指令精確控制電動機的前進、倒退,維持電動車的正常運轉,并將信號的數值通過顯示屏呈現供駕駛人隨時掌握車輛狀況。關鍵零部件為絕緣柵雙極晶體管(IGBT),主要應用在新能源汽車的逆變器上;汽車正常行駛時將電池組的直流電逆變成三相交流電驅動電動機,減速時把發電機的交流電逆變成直流電儲存在電池組中,保證能夠按照駕駛人的駕駛意愿輸出合適的電流參數。
(4)比亞迪E6車的驅動電動機采用額定功率為75 kW的永磁同步電動機,由外圈的定子和內圈的轉子組成,是整車唯一向外輸出扭矩的動力源,驅動汽車前進和后退;同時也可在能量回收系統啟動后作為發電機發電(如在高坡下行、高速滑行以及制動過程中通過電動機轉化為電能)后給電池組充電(能量回收)。
(5)DC-DC變換器是一個逆變器總成,主要功能是在車輛起動后將動力電池輸入的316.8 V高壓直流電轉變成低壓提供給車載用電設備,以保證行車時低壓用電設備正常工作,如向車身電氣設備供電,在蓄電池虧電時補充電;同時接收空調控制器信號來驅動空調壓縮機(DC 320 V)的正常工作。
(6)比亞迪E6車有兩種充電方式:直流充電(快充)和交流充電(慢充)。充電系統主要由車載充電器、交流充電口、直流充電口、高壓配電箱、高壓電纜、動力電池組和電池管理器(BMS)等組成。交流充電主要是通過家用插頭和交流充電槍接入交流充電口,通過車載充電器將家用220 V交流電轉為330 V直流高壓電給動力電池進行充電。

圖4 比亞迪E6電動車系統組成
2017-01-08)