學(xué)習(xí)情境一：電池及管理系統(tǒng)常見故障與排除學(xué)習(xí)單元1.4母線電壓/電流顯示異常故障診斷與排除課程內(nèi)容12345任務(wù)導(dǎo)入學(xué)習(xí)目標(biāo)故障原因分析故障診斷流程故障診斷與修復(fù)6故障案例分析7單元小結(jié)任務(wù)導(dǎo)入一輛北汽EV160純電動(dòng)汽車，停車時(shí)顯示續(xù)航里程150km，不開空調(diào)，正常行駛43km后，提示續(xù)航里程僅有19km。經(jīng)檢查，動(dòng)力電池有一組電池組老化，更換動(dòng)力電池后，故障現(xiàn)象消失，車輛能夠正常行駛。學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能根據(jù)母線電壓/電流顯示異?，F(xiàn)象分析故障原因。2.能制定母線電壓/電流顯示異?，F(xiàn)象診斷流程。3.能根據(jù)故障流程進(jìn)行母線電壓/電流顯示異常故障診斷。故障原因分析動(dòng)力電池母線電壓/電流顯示異常故障一般情況是由動(dòng)力電池內(nèi)部原因?qū)е碌摹?.4.1動(dòng)力電池母線電壓顯示異常動(dòng)力電池內(nèi)部的電壓檢測(cè)方式分為兩種：一種是對(duì)每一個(gè)電池單體進(jìn)行電壓檢測(cè)，這種檢測(cè)的目的是監(jiān)測(cè)每個(gè)單體電池的電壓，并將信號(hào)匯總到分控盒后通過動(dòng)力電池內(nèi)部總線傳遞給動(dòng)力電池BMS，如圖故障原因分析圖1-4-1電池內(nèi)部電壓檢測(cè)端子這種電壓采集的目的是了解當(dāng)前動(dòng)力電池中任意一個(gè)單體電池的電壓情況來判斷媒體單體電池的充電終止和放電終止條件，防止過充電和過放電，保護(hù)電池使用安全。另一種是對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行電壓監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)動(dòng)力電池的整體電壓是否正常。動(dòng)力電池的電壓監(jiān)測(cè)通過電壓測(cè)量模塊進(jìn)行測(cè)量，一般在動(dòng)力電池輸出母線等位置設(shè)置。北汽EV160的動(dòng)力電池電壓監(jiān)測(cè)采用了三個(gè)測(cè)量模塊，如圖1-4-2所示。故障原因分析故障原因分析對(duì)于電壓的監(jiān)測(cè)，是通過并聯(lián)連接三個(gè)電壓傳感器V1、V2和V3來進(jìn)行測(cè)量的。通過三個(gè)電壓測(cè)量模塊共同測(cè)量，來確定動(dòng)力電池充放電狀態(tài)，并能正確測(cè)量動(dòng)力電池電壓和外部充電線路電壓。動(dòng)力電池的容量遵循木桶定律，因此動(dòng)力電池內(nèi)部不均衡時(shí)，容量取決于電池容量最小的模組，但此時(shí)母線電壓顯示的值為正常值。當(dāng)電池正常向外放電時(shí)，動(dòng)力電池容量會(huì)迅速下降。故障原因分析因此當(dāng)發(fā)生母線電壓顯示異常時(shí)，一般故障點(diǎn)如圖故障原因分析當(dāng)電池內(nèi)部出現(xiàn)線路虛接時(shí)，電池的電壓會(huì)低于正常電壓，此時(shí)相當(dāng)于電池模組在串聯(lián)的同時(shí)串接了電阻，因此動(dòng)力電池的電壓會(huì)下降。當(dāng)電池的電壓傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)動(dòng)力電池電壓顯示異常的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象出現(xiàn)的概率較低，因?yàn)槔碚撋螮V160電動(dòng)汽車有三個(gè)電壓傳感器進(jìn)行電壓的測(cè)量。但是也不能排除出現(xiàn)這類故障出現(xiàn)的可能性。當(dāng)電池內(nèi)部不均衡時(shí)，動(dòng)力電池的電壓顯示的是正常值，但是不能正確反映電池的容量，當(dāng)動(dòng)力電池向外輸出電能時(shí)，電壓會(huì)迅速的下降。電池的電壓顯示異常有時(shí)也可能是由于動(dòng)力電池自身的其他故障，例如動(dòng)力電池內(nèi)部的PTC出現(xiàn)故障時(shí)，電池的溫度會(huì)上升，此時(shí)電池活性上升后，電壓也會(huì)升高。此時(shí)電壓顯示的是實(shí)際的電池電壓，但是此電壓值相比正常電壓偏高，因此也歸屬于電壓顯示異常。故障原因分析1.4.2動(dòng)力電池母線電流顯示異常BMS基本都具備電流測(cè)量功能，BMS對(duì)電流測(cè)量的精度要求很高，因?yàn)樵S多BMS的剩余電量估算基于電流計(jì)算，高精度的電流測(cè)量才能夠保證高精度的SOC計(jì)算。EV160的動(dòng)力電池的電流監(jiān)測(cè)是通過在主線路中串接電流傳感器來進(jìn)行的，如圖1-4-4所示。故障原因分析電流傳感器安裝在外總正接觸器附近，用來測(cè)量總正母線上的電流。同時(shí)在蓄電池模組之間安裝了一個(gè)熔斷器，熔斷電流為250A。如圖1-4-5所示。故障原因分析主電路中電流變大時(shí)，電流表會(huì)給BCU信號(hào)，以提醒BCU動(dòng)力電池或者外部電路可能存在故障，當(dāng)電流繼續(xù)增大，則會(huì)將熔斷器燒斷，保護(hù)整個(gè)電路。電池電流顯示異常的故障點(diǎn)如圖1-4-6所示。故障原因分析由圖1-4-6可以看出，電池電流顯示異常的故障點(diǎn)主要有五個(gè)。電流傳感器是串聯(lián)在動(dòng)力電池內(nèi)部的，因此當(dāng)電流傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，母線電流會(huì)顯示異常。為了保護(hù)電池，在電池內(nèi)部串接了250A的保險(xiǎn)，因此當(dāng)該保險(xiǎn)斷路時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)母線電流顯示異常的故障，同時(shí)也會(huì)報(bào)出動(dòng)力電池?cái)嚅_故障；當(dāng)動(dòng)力電池內(nèi)部不均衡時(shí)，會(huì)出現(xiàn)電池輸出電流下降，車輛進(jìn)入應(yīng)急模式的情況，此時(shí)不是電流監(jiān)測(cè)或顯示系統(tǒng)出現(xiàn)故障，而是動(dòng)力電池性能下降導(dǎo)致的；當(dāng)電池內(nèi)部虛接時(shí)，相當(dāng)于在電池內(nèi)部模組之間串接了電阻，此時(shí)輸出電流減小，因此母線電流也會(huì)顯示異常。故障診斷流程故障診斷流程首先判斷是否發(fā)生了絕緣故障，因?yàn)榘l(fā)生絕緣故障后很容易出現(xiàn)危險(xiǎn)情況，因此需要檢查儀表板絕緣故障指示燈是否點(diǎn)亮。連接故障診斷儀，測(cè)試是否能夠正常讀取車輛參數(shù)，如果不能正常讀取，則進(jìn)行CAN總線的檢查、VCU的測(cè)試等，判斷是否VCU故障或者總線故障。利用故障診斷儀測(cè)試是否能夠進(jìn)入BMS，如果不能則首先檢查動(dòng)力電池接口是否正常連接，如果不正常連接則連接后判斷是否排除故障。動(dòng)力電池接口正常連接，但是不能正常進(jìn)入BMS，則判斷BMS故障。故障診斷流程如果能夠進(jìn)入BMS，觀察動(dòng)力電池參數(shù)，包括動(dòng)力電池總電壓/總電流是否正常，最高電壓和最低電壓之間的差值是否符合要求?？蛇M(jìn)行主動(dòng)測(cè)試，如果不成功，則判斷動(dòng)力電池故障。如無發(fā)現(xiàn)故障，則進(jìn)行試車，檢查是否有電機(jī)缺相的現(xiàn)象。檢查有無空調(diào)壓縮機(jī)缺相的現(xiàn)象。能夠進(jìn)入BMS，且能夠進(jìn)行主動(dòng)測(cè)試，則判斷為動(dòng)力電池故障，需更換動(dòng)力電池。故障診斷與修復(fù)維修作業(yè)前做好車間安全防護(hù)；維修作業(yè)前做好個(gè)人防護(hù)；維修作業(yè)前必須先對(duì)車輛進(jìn)行下電；所有橙色的線均帶高壓，可能危及生命；不準(zhǔn)用水沖洗揩擦電氣設(shè)備；雷雨天氣，禁止室外對(duì)車輛充電和維修維護(hù)；發(fā)現(xiàn)有人觸電，應(yīng)立即切斷電源進(jìn)行搶救，在未脫離電源前不準(zhǔn)直接接觸觸電者；發(fā)生火災(zāi)，正確選擇滅火器進(jìn)氣滅火。安全提示故障診斷與修復(fù)防護(hù)用具、檢測(cè)儀器設(shè)備、工具：故障診斷與修復(fù)下面利用上述診斷流程，完成任務(wù)導(dǎo)入中車輛充電異常的故障檢測(cè)診斷與修復(fù)。首先觀察儀表并無絕緣報(bào)警，因此判斷無絕緣故障。連接故障診斷儀，如圖1-4-8所示。故障診斷與修復(fù)連接后打開點(diǎn)火開關(guān)，利用故障診斷軟件進(jìn)行快速測(cè)試，測(cè)試顯示，沒有故障碼。嘗試進(jìn)入電池管理系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)可以正常進(jìn)入并讀取電池信息。但是電池最高電壓為3.37V，最低電壓為2.58V。判斷動(dòng)力電池內(nèi)部有單體電池?fù)p壞或不均衡。更換動(dòng)力電池后，故障消失。故障案例分析將動(dòng)力電池返廠用軟件讀取動(dòng)力電池參數(shù)，讀取結(jié)果如圖1-4-9所示由圖1-4-9可以看出，動(dòng)力電池內(nèi)部不均衡，第三組電池中有一個(gè)單體電池電壓為2.58V，電池電壓低于平均電壓。因此動(dòng)力電池在使用中會(huì)有“虛電”現(xiàn)象。單元小結(jié)1.動(dòng)力電池母線電壓/電流顯示異常故障一般