電動攪拌車無法啟動故障診斷與分析

【摘 要】文章重點介紹電動攪拌車無法啟動的故障現象、故障原因，以及故障診斷與排除的方法。通過分析電動攪拌車無法啟動故障的原因，并結合實訓操作，詳述診斷故障的基本檢測流程。

【關鍵詞】電動攪拌車；電源系統故障；診斷流程

中圖分類號：U469.65 文獻標識碼：B 文章編號：1003-8639（ 2024 ）10-0080-04

Electric Mixer Can not Start Fault Diagnosis and Analysis

HE Zhifeng，LU Zirang，LU Hongyi

（Hunan Sany Polytechnic，Changsha 410000，China）

【Abstract】This paper mainly introduces the fault phenomena，fault causes，fault diagnosis and troubleshooting methods of electric mixer. By analyzing the cause of failure of electric mixer and combining with practical operation，the basic detection process of fault diagnosis is described in detail.

【Key words】electric mixer；power system failure；diagnostic process

作者簡介

賀志峰，副教授，工程師，主要從事車輛工程方面的教學工作；盧自讓，高級技師，主要從事智能網聯汽車技術方面的工作。

1 電動攪拌車技術介紹

電動攪拌車的核心體系分為車載充電系統、電驅動系統、動力電池系統、集成控制系統、低壓輔助系統等，如圖1所示。

1.1 車載充電系統

車載充電系統主要涵蓋充電座、高壓配電盒、維修開關、動力電池等，其首要環節是電源接入與識別。當車輛與外部電源相連接時，充電系統會率先檢測外部電源的類型、電壓以及電流參數，以保證其與車輛充電要求相契合。在此過程中，充電接口的設計極為關鍵，需能夠兼容各類不同的電源插頭，并具備防誤插、防電擊等安全功能。依據電源接入與識別的結果，車載充電系統會選取恰當的充電模式。常見的充電模式包含恒流充電、恒壓充電、脈沖充電等。具體選擇哪種模式，主要取決于電池的狀態、充電需求以及電源條件。在充電進程中，充電系統需要展開精確的控制與管理。這涵蓋了調整充電電流和電壓，以保障電池能夠安全且高效地充電。同時，系統還需要監測充電過程中電池的溫度、電壓以及電流等參數，并依據這些參數對充電策略進行調整。

為了確保充電的安全性和有效性，車載充電系統需實時監測電池的狀態。這包含電池的荷電狀態SOC、健康狀況SOH以及溫度等參數。通過對這些參數的監測，系統能夠及時調整充電策略，避免電池出現過充、過放或者過熱等問題。車載充電系統必須配備完善的安全防護舉措，以保障在充電過程中人員和車輛的安全，這包含過流保護、過壓保護、欠壓保護、過溫保護等。

1）當系統檢測到異常狀況時，會即刻切斷充電，并發出報警。為了提升充電效率，車載充電系統會采用一系列的優化策略。例如，通過調整充電電流和電壓的波形，降低充電過程中的能量損耗；通過智能算法預測電池的充電需求，提前調整充電策略；利用車輛行駛過程中的動能回收系統進行充電等p0t3kecxrgMVnuv6CiUIQOnW30siRu7bvsrWjeWWGCo=。

2）當車載充電系統發生故障時，系統需要進行故障診斷，以便及時修復問題。故障診斷通常涵蓋硬件診斷和軟件診斷。硬件診斷主要檢測充電接口（圖2）、充電線路、電源模塊等硬件部件是否正常；軟件診斷則主要檢測系統的控制邏輯和算法是否正確。

3）當電池充滿電或達到預定的充電目標時，車載充電系統會發出充電完成的指示。這通常在車輛儀表盤上顯示充電完成的信息，或者通過手機APP等方式通知用戶。同時，系統還會自動斷開與外部電源的連接，以確保安全。

1.2 電驅動系統

電驅動系統主要包含驅動電機、驅動電機控制器、整車控制器等，如圖3所示。電能轉換是電驅動系統的核心所在，主要涵蓋將電池組提供的直流電DC轉化為交流電AC的過程。這通常借助一個被稱作逆變器的裝置來實現，逆變器能夠把電池組提供的直流電轉換為交流電，從而滿足電機的需求。

1）驅動電機是電驅動系統的動力源，電機接收經過轉換的交流電，并將其轉換為機械能，驅動車輛前進或后退。電機類型多樣，如永磁同步電機、感應電機等，不同類型的電機具有不同的特性和優勢。

2）控制系統是電驅動系統的“大腦”，負責監控和管理整個系統的運行。它接收來自車輛各種傳感器的輸入信號，如車速、加速度、電池狀態等，并據此做出決策，控制電機的運行，以實現車輛的動力需求、能量管理以及安全性。

3）傳動機構是連接電機和車輛車輪的部件，它的作用是將電機的旋轉運動傳遞給車輪，以驅動車輛行駛。傳動機構可以包括減速器、差速器等部件，用于調整電機的輸出速度和扭矩，以適應車輛行駛的不同需求。

4）電驅動系統在運行過程中會產生熱量，需要通過散熱管理系統來防止過熱。散熱管理系統包括散熱器、風扇、冷卻劑等部件，它們協同工作，將系統產生的熱量散發出去，保持系統溫度在一個合適的范圍內。為了保護電驅動系統免受損壞，系統中會設置多種保護機制。例如，當電池組電量過低或溫度過高時，系統會限制電機的輸出，以防止電池過度放電或過熱；當電機或控制器出現故障時，系統會啟動故障保護模式，以防止進一步損壞。為了提高電驅動系統的效率，需要進行一系列的優化工作。例如，優化電機的控制算法，使其在不同工況下都能保持較高的運行效率；優化傳動機構的設計，減少能量在傳遞過程中的損失；優化散熱管理系統的性能，提高系統的散熱效率等。通過這些優化措施，可以提高整個電驅動系統的能量利用率，延長車輛的續航里程。

1.3 動力電池系統

動力電池系統主要包含電池箱、高壓盒、熱管理附件、高低壓線束等，如圖4所示。其核心功能是存儲和釋放電能。在充電狀態下，電能被存儲在電池內部，而在放電狀態下，電能從電池中釋放出來，為車輛提供動力。這種能量的存儲與釋放是通過電池內部的化學反應來實現的。

動力電池（如鋰離子電池）通過正極、負極和電解液之間的化學反應來存儲和釋放能量。充電時，正極材料釋放鋰離子到電解液中，這些離子隨后通過隔膜移動到負極并被吸收，形成電荷存儲狀態。放電過程中，鋰離子從負極釋放回電解液，再次通過隔膜移動到正極，同時釋放電能。充電過程是將外部電能轉換為化學能并存儲在電池內部的過程，而放電過程則是將存儲在電池內部的化學能轉換為電能供車輛使用的過程。電池的充放電效率、速度和安全性是評價動力電池性能的重要指標。

電池管理系統BMS負責監控和管理電池的工作狀態。它通過對電池電壓、電流、溫度等關鍵參數的實時測量和分析，確保電池在充放電過程中的安全性和穩定性。同時，BMS還負責電池的均衡管理，確保各單體電池之間的性能一致。在車輛制動或減速過程中，動力電池系統可以通過能量回收系統將部分動能轉換為電能并存儲在電池中，從而提高能量利用效率。這種能量回收技術不僅可以延長續航里程，還可以減少對制動系統的磨損。

電池熱管理系統負責監控和控制電池的工作溫度，以防止電池出現熱失控。它通過對電池內部溫度的實時監測和調整散熱策略，確保電池在不同工作條件下都能保持穩定的性能。同時，電池系統還配備了多重安全保護措施，如過充保護、過放保護、過溫保護等，以確保電池的安全使用。

動力電池系統通常由多個電池模塊組成，這些模塊之間需要協同工作以確保整個系統的穩定運行。模塊間的協同包括電量平衡、溫度控制、故障診斷等多個方面。通過模塊間的協同工作，可以實現電池系統的高效、安全和可靠運行。

1.4 集成控制系統

集成控制系統主要有油泵AC/DC模塊、氣泵AC/DC模塊、DC/DC、高壓配電等，如圖5所示。AC/DC模塊是一種將交流電轉換為直流電的設備。在油泵和氣泵的應用中，AC/DC模塊主要用于將交流電源轉換為穩定的直流電源，以驅動油泵和氣泵的運行。DC/DC模塊是一種將直流電轉換為另一種直流電的設備，通常用于調整電壓或電流以滿足不同設備或系統的需求。

1.5 低壓輔助系統

低壓輔助系統主要包含低壓蓄電池等，如圖6所示。整車電源擋位為ON和Ready擋時，IBS會實時監測24V蓄電池的充放電電流及電壓、SOC值、溫度，VCU需要根據此信息使能并控制DC/DC的輸出，保證整車低壓系統用電平衡。VCU控制DC/DC電壓保持在正常工作狀態。整車電源擋位為OFF擋時，由于整車部分控制器仍會有靜態功耗及電池本身的自耗，IBS監測到24V蓄電池電量SOC低于80%時，BMS會喚醒整車控制器VCU，并請求DC/DC工作為24V蓄電池充電。

2 電動攪拌車的檢修

2.1 故障現象

一輛電動攪拌車，啟動車輛時，發現儀表顯示蓄電池饋電指示燈，無法上電。主要原因有：蓄電池本身故障；DC/DC轉換器內部故障；DC/DC轉換器與蓄電池線束故障；熔斷絲故障。

2.2 故障診斷與檢測

1）檢查蓄電池電壓值是否為27V左右，否則表明蓄電池并未充電，如圖7所示。

2）檢查DC/DC的輸出電壓是否正常，如圖8所示。

3）檢查DC/DC轉換器電源正負極供電電路是否正常，如圖9所示。

2.3 解決方法

1）蓄電池本身故障：檢查蓄電池是否正常，異常時，應充電或更換。

2）DC/DC轉換器內部故障：檢查DC/DC轉換器是否工作，異常時，應檢查線路或更換。

3）DC/DC轉換器與蓄電池線束故障：檢查DC/DC轉換器與蓄電池線束是否正常，異常時，應更換或者修復線束。

2.4 案例分析

2.4.1 故障現象與原因分析

1）某學院的一輛電動攪拌車在啟動時，發現儀表顯示蓄電池饋電指示燈，攪拌車無法啟動。故障現象如圖10所示。根據之前的檢修經驗，導致車輛無法啟動_{gU7ePVu2UC0UCnzeqdIZqQ==}的原因主要有：蓄電池本身故障；四合一熔斷絲故障；DC/DC轉換器故障；線束故障。

2）電動攪拌車的電路原理如圖11、圖12所示。高壓未上電時，整車低壓用電的能量來源為24V聚合物鋰電池，高壓上電后，整車低壓用電的能量來源為24V聚合物鋰電池和DC/DC。

2.4.2 故障診斷與排除流程

1）使用萬用表電壓擋，紅表筆接蓄電池正極，黑表筆接蓄電池負極，測量蓄電池電壓值為26.6V，異常，說明DC/DC并未給蓄電池充電。如圖13所示。

2）使用萬用表電壓擋，紅表筆接電源總開關輸入端，黑表筆接負極，測量電壓為26.5V說明蓄電池正負線束正常。如圖14所示。

3）使用萬用表電壓擋，紅表筆接電源總開關輸出端，黑表筆接負極，測量電壓為26.5V，說明電源總開關正常。測量電源開關輸出電壓，如圖15所示。

4）通過以上測量，說明DC/DC轉換器異常造成蓄電池未充電故障。查閱電路圖，發現可能的故障為F3熔斷絲。F3熔斷絲位置如圖16所示。

5）使用萬用表電壓擋（圖17），紅表筆接F3熔斷絲輸出端，黑表筆接負極，測量F3熔斷絲電壓為0V，異常。

6）使用萬用表電阻擋（圖18），紅表筆接F3熔斷絲輸入端，黑表筆接F3熔斷絲輸出端，測量F3熔斷絲電阻為無窮大，異常。

7）更換熔斷絲后，重新啟動車輛，觀察儀表顯示正常，電動攪拌車正常上高壓，故障排除。

3 結論

首先對蓄電池進行檢查，確保蓄電池自身不存在故障，接著展開線束的檢查，查看線束的導通狀況，最后檢查高壓部件的情況。結果發現DC/DC轉換器無法工作，檢查電路時發現F3熔斷絲斷路，將熔斷絲予以更換，更換完畢后再進行啟動操作。

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（編輯 凌 波）