《動力蓄電池及管理系統(tǒng)檢修》 課件 任務(wù)十二 高壓上電故障檢測與維修

任務(wù)十二

高壓上電故障檢測與維修《動力蓄電池及管理系統(tǒng)檢修》比亞迪新能源汽車售后維修車間李先生的車輛無法啟動被拖到了維修車間，小王檢查后發(fā)現(xiàn)，在啟動車輛后，組合儀表無READY字樣顯示，張師傅判斷車輛沒有完成高壓上電流程，導(dǎo)致車輛無法啟動。本任務(wù)將對高壓上電故障進(jìn)行排除。高壓上電的控制原理是什么？維修技師張師傅、學(xué)徒小王、車主李先生高壓上電故障檢修方法是什么？能根據(jù)高壓上電實驗步驟，使用LN高壓上電實驗卡，正確進(jìn)行高壓上電實驗。能根據(jù)高壓上電故障分析與診斷思路，使用診斷儀、萬用表等工具、設(shè)備，規(guī)范完成高壓上電故障檢測與維修作業(yè)。高壓上電的定義電動汽車高壓上電指接通電動汽車高壓電路，使動力蓄電池輸出高壓電，供給車輛高壓用電設(shè)備，如驅(qū)動電機(jī)、DC/DC變換器等。高壓上電過程涉及到的主要部件有動力蓄電池、VCU、BMS、總正繼電器、預(yù)充繼電器、預(yù)充電阻、總負(fù)繼電器以及車輛高壓用電設(shè)備。高壓上電實驗動力蓄電池系統(tǒng)用電流傳感器高壓上電的定義右圖為比亞迪秦EV高壓工作原理圖，高壓上電后，動力電池的高壓電輸出，通過總正接觸、總負(fù)接觸器到達(dá)充配電總成，經(jīng)過充配電總成后，為全車高壓用電設(shè)備提供高壓電。高壓上電實驗比亞迪秦EV高壓部分電路圖（此處加動畫）高壓上電控制原理高壓上電電路示意圖如右圖所示。圖中V1監(jiān)測高壓維修開關(guān)的連接和動力蓄電池串聯(lián)回路連接，V2監(jiān)測預(yù)充電阻后的電壓，V3監(jiān)測對負(fù)載的預(yù)充電壓，通過比較V1、V2、V3的電壓值來判斷高壓繼電器的連接狀態(tài)。高壓上電實驗高壓上電電路示意圖高壓上電控制原理高壓上電時，首先VCU控制總負(fù)繼電器閉合，再由BMS控制預(yù)充繼電器閉合，在檢測到預(yù)充電壓達(dá)到目標(biāo)電壓值后（V2=V3≥90%V1），判斷預(yù)充電成功，BMS控制總正繼電器閉合，預(yù)充繼電器斷開，完成高壓上電過程。高壓上電實驗高壓上電控制原理高壓上電過程中V1、V2、V3的電壓值變化如右圖所示，由圖可知：（1）t1時刻，動力蓄電池系統(tǒng)高壓維修開關(guān)連接正常，電池模塊之間串聯(lián)連接良好，V1電壓值為動力蓄電池系統(tǒng)的額定電壓。（2）t2時刻，總負(fù)繼電器閉合，此時V2與預(yù)充電阻串聯(lián)，V2電壓值低于V1。（3）t3時刻，預(yù)充繼電器閉合，開始預(yù)充電過程，V2與V3并聯(lián)，V2的電壓值被拉低，之后V2與V3同時升高。（4）t4時刻，預(yù)充電完成，V2=V3≥90%V1，總正繼電器閉合。（5）t5時刻，預(yù)充繼電器斷開，高壓上電完成。高壓上電實驗高壓上電過程電壓變化曲線自愿法課前測試成績排名最前的為各組組長，由組長挑選組員。高壓上電實驗高壓上電實驗資料員負(fù)責(zé)查閱LN高壓上電實驗卡使用說明書。小組討論高壓上電實驗方法。記錄員正確記錄實驗步驟和結(jié)果。完成高壓上電實驗高壓上電實驗高壓上電實驗匯報時闡述實驗方法報告小組分工情況報告小組工作目標(biāo)具有LN高壓上電實驗卡的場地絕緣手套、護(hù)目鏡、安全帽、耐磨手套絕緣工具、萬用表、鉛筆LN高壓上電實驗卡使用說明書高壓上電實驗小心高壓觸電。小心重物砸腳。小心頭部磕碰。正確設(shè)置實驗條件。合理制定實驗方案。準(zhǔn)確記錄實驗數(shù)據(jù)。高壓上電實驗高壓上電實驗（1）實驗步驟：1）啟動高壓上電實驗，觀察高壓繼電器的閉合順序，檢測預(yù)充電路與供電電路的系統(tǒng)電壓，并分別描繪出預(yù)充電路與供電電路的電流通路。高壓上電實驗2）打開LABSOFTX軟件，打開汽車技術(shù)→新能源汽車高壓電池斷電系統(tǒng)→電池斷電系統(tǒng)→測量系統(tǒng)電壓。3）按照動畫所示連接實驗卡，如下圖所示，將啟動開關(guān)S1及故障開關(guān)S2撥至關(guān)閉位置。高壓電池斷電實驗卡連接高壓上電實驗4）打開儀器→測量設(shè)備→虛擬電壓表A，并按下表進(jìn)行設(shè)定。高壓電池斷電實驗卡連接儀器交流/直流RANGEMODE圖示虛擬電壓表ADC50VRMS高壓上電實驗（2）高壓上電實驗記錄。

1）高壓繼電器閉合順序觀察高壓上電過程中高壓繼電器的閉合與斷開順序，并將結(jié)果記錄在下表中。高壓繼電器狀態(tài)記錄序號高壓繼電器狀態(tài)1總負(fù)繼電器閉合□

斷開□2

閉合□

斷開□3

閉合□

斷開□4

閉合□

斷開□高壓上電實驗（2）高壓上電實驗記錄。2）檢測系統(tǒng)電壓

總負(fù)繼電器和預(yù)充繼電器閉合時，系統(tǒng)電壓為

V。

總正繼電器閉合，預(yù)充繼電器斷開后，系統(tǒng)電壓為

V。3）描繪電流通路

在下圖（a）及圖（b）中分別描繪出預(yù)充電路與供電電路的電流通路。（a）（b）繪制電路圖根據(jù)圖（a）的控制單元針腳定義以及實驗箱面板，討論控制單元供電電路、高壓繼電器控制電路的線路連接，并繪制在圖（b）中。高壓上電電路搭建（a）（b）高壓上電電路搭建資料員查閱高壓上電實驗箱說明，并告知組員。記錄員要正確記錄實驗數(shù)據(jù)。操作員要注意實驗方法的正確。完成高壓上電電路的搭建高壓上電電路搭建高壓上電電路搭建報告電路搭建方法步驟。報告小組分工情況。報告任務(wù)目標(biāo)高壓上電實驗箱絕緣手套、護(hù)目鏡、安全帽、耐磨手套絕緣工具、萬用表、示波器、鉛筆高壓上電實驗箱說明書高壓上電電路搭建注意安全防護(hù)。小心工具落地。注意作業(yè)時拉隔離欄。注意仔細(xì)查閱說明手冊。正確搭建線路。注意線路連接順序。高壓上電電路搭建高壓上電電路搭建搭建高壓上電電路記錄表（1）在實驗箱搭建高壓上電電路，并將相關(guān)內(nèi)容記錄在下表中。序號步驟工作內(nèi)容注意事項1搭建ON擋繼電器電路連接ON擋繼電器86端子和電源負(fù)極

2搭建控制單元復(fù)位開關(guān)電路

3搭建總負(fù)繼電器電路

4搭建預(yù)充繼電器電路

5搭建總正繼電器電路

6搭建電機(jī)電路

7連接電容充電指示燈

8連接高壓上電實驗箱電源

高壓上電電路搭建高壓上電電路驗證記錄（2）驗證電路驗證搭建的高壓上電電路是否可以正常工作，并將相關(guān)內(nèi)容記錄在下表中。序號內(nèi)容記錄處理方式1高壓繼電器閉合順序是否正確是□

否□

2電機(jī)是否可以正常工作是□

否□

高壓上電流程（1）啟動開關(guān)置于ON擋后，VCU被喚醒后自檢。（2）VCU發(fā)出BMS喚醒信號，BMS被喚醒后自檢，并確認(rèn)整車不處于充電狀態(tài)。（3）BMS檢測高壓維修開關(guān)是否連接良好，電池模塊之間是否連接良好，并反饋至VCU。若V1＜10V，判斷為高壓維修開關(guān)或電池模塊間未正確連接，高壓上電中斷并上報故障。（4）BMS總負(fù)繼電器、總正繼電器、預(yù)充繼電器是否粘連，并反饋至VCU。若V2＞50%V1，判斷為總負(fù)繼電器粘連；V2＞95%V1，判斷為總負(fù)繼電器、總正繼電器、預(yù)充繼電器同時粘連，高壓上電中斷并上報故障。高壓上電故障檢測與維修高壓上電流程（5）VCU控制總負(fù)繼電器閉合，BMS檢測總負(fù)繼電器狀態(tài)。若V2＜10V，判斷為總負(fù)繼電器未正常閉合，高壓上電中斷并上報故障。（6）BMS控制預(yù)充繼電器閉合，開始預(yù)充電過程。（7）V2=V3≥90%V1時，判斷預(yù)充電完成。若預(yù)充電時間大于1s,仍未達(dá)到預(yù)充完成條件，則判斷為預(yù)充電失敗，高壓上電中斷并上報故障。（8）BMS控制總正繼電器閉合，延時10ms后斷開預(yù)充繼電器。（9）BMS向VCU發(fā)送預(yù)充完成指令，VCU向組合儀表發(fā)送READY指令，組合儀表顯示READY字樣，整車高壓上電完成。高壓上電故障檢測與維修高壓上電流程高壓上電故障檢測與維修高壓上電流程圖如右圖所示。高壓上電流程高壓互鎖過程分析高壓上電故障檢測與維修高壓互鎖（HVIL），是高壓互鎖回路（HazardousVoltageInterlockLoop）的簡稱。也叫危險電壓互鎖回路（US7586722HighVoltageInterlockSystemandControlStrategy），高壓互鎖是指通過使用低壓信號來檢查電動汽車上所有與高壓母線相連的各分路，包括整個電池系統(tǒng)、導(dǎo)線、連接器、DC/DC、電機(jī)控制器、高壓盒及保護(hù)蓋等系統(tǒng)回路的電氣連接完整性（連續(xù)性）。高壓系統(tǒng)連接框圖如右圖所示。高壓系統(tǒng)連接框圖高壓互鎖過程分析高壓上電故障檢測與維修高壓互鎖電氣原理圖如右圖所示。其中，BMS、PDU、DC/DC、ACCM、PTC等連成了一個互鎖回路。高壓互鎖電氣原理圖高壓互鎖過程分析高壓上電故障檢測與維修高壓互鎖線路通過高壓互鎖插頭將高壓部件連接起來，一旦出現(xiàn)某一設(shè)備的高壓端不正常，整個高壓系統(tǒng)就回鎖死，以確保用戶及車輛的安全。高壓互鎖插頭如右圖所示。高壓互鎖目的：（1）整車在高壓上電前確保整個高壓系統(tǒng)的完整性；（2）當(dāng)整車在運行過程中高壓系統(tǒng)回路斷開或者完整性受到破壞的時候，需啟動安全防護(hù)；（3）防止帶電插拔高壓連接器給高壓端子造成的拉弧損壞。高壓互鎖插頭高壓上電故障分析高壓上電故障檢測與維修從高壓上電流程分析，高壓上電失敗主要有以下幾種原因。（1）初始化階段，各控制器未被喚醒或未完成自檢；電池模塊之間未正確連接或是高壓維修開關(guān)斷開；動力蓄電池自身故障，如SOC過低、電池單體壓差過大、溫度過高或過低等。（2）絕緣故障、高低壓互鎖故障也會導(dǎo)致不能正常高壓上電，這類原因會另外上報相應(yīng)故障。（3）執(zhí)行高壓上電階段，高壓繼電器的非正常通斷、預(yù)充電失敗或超時導(dǎo)致高壓上電失敗。高壓上電故障診斷思路高壓上電故障檢測與維修當(dāng)出現(xiàn)高壓上電故障的時候，首先可以通過故障碼縮小故障范圍，看能否進(jìn)入BMS系統(tǒng)，如果不可以，則檢查無法進(jìn)入BMS的原因，若可以，查看相應(yīng)故障碼，結(jié)合故障碼判斷故障原因。高壓上電故障診斷思路高壓互鎖故障案例高壓上電故障檢測與維修以某款電動汽車為例，其高壓互鎖判定方法如下（不同車輛引腳不同可參考設(shè)計）：（1）通過儀表和CAN報文判定高壓互鎖故障a）組合儀表中，動力電池故障指示燈常亮b）CAN線上BMS發(fā)出的報報文為：$1D8:BMS_General_Status_1::HVInterLoStat=False若滿足這兩個條件，則可判定高壓互鎖故障，但是在部分場景下，很難獲取CAN上報文，所以通常采用排除法來排查高壓故障狀況高壓互鎖故障案例高壓上電故障檢測與維修以某款電動汽車為例，其高壓互鎖判定方法如下（不同車輛引腳不同可參考設(shè)計）：（2）排除法可以分為如下步驟：a）下圖中，整車斷開12V低壓供電。再斷開BMS與動力電池連接的低壓插件，用萬用表測量BMS正極輸出X2-10與負(fù)極輸入X2-11針腳之間的電阻值。若電阻值大于5Ω以上，則需要檢查整個高壓回路通斷。b）依次檢查所有高壓插件是否存在漏接、虛接現(xiàn)象；檢查高壓插接件互鎖回形針是否存在彎曲、斷裂現(xiàn)象；檢查低壓4個模塊（PDU-DC/DC-ACCM-PTC）接插件是否存在漏接、虛接現(xiàn)象；若回路確認(rèn)有以上故障，可直接解決。若回路檢查沒有以上故障，則可定位為線束通斷或用電器模塊內(nèi)部問題。高壓互鎖電氣原理圖高壓互鎖故障案例高壓上電故障檢測與維修以某款電動汽車為例，其高壓互鎖判定方法如下（不同車輛引腳不同可參考設(shè)計）：（2）排除法可以分為如下步驟：c）檢查K到X2-10，J到X2-11是否導(dǎo)通。若哪一段沒有導(dǎo)通，則可鎖定為故障模塊。若電阻值小于等于5Ω，則需要檢查整個高壓回路是否存在短路。若電阻值小于5Ω，則說明回路導(dǎo)通。需檢測X2-10對地是否短路。檢測X2-10對電源是否短路。若確認(rèn)有以上故障，可直接解決。若檢查沒有以上故障，則可定位為PACK內(nèi)部問題，需繼續(xù)排查。副駕座位下方的MSD是否存在漏裝、互鎖針彎曲、斷裂。BMS的高壓插接件互鎖回形針是否存在彎曲、斷裂現(xiàn)象。若確認(rèn)有以上故障，可直接解決。若檢查沒有以上故障，則可定位為BMS內(nèi)部問題。高壓互鎖電氣原理圖高壓上電故障檢測與維修資料員查閱動力蓄電池檢測教學(xué)平臺使用說明，并告知組員。記錄員要正確記錄排故過程數(shù)據(jù)。操作員要注意實驗方法的正確。完成高壓上電故障檢測與維修高壓上電故障檢測與維修高壓上電故障檢測與維修報告故障檢修方案。報告小組分工情況。報告任務(wù)目標(biāo)動力蓄電池檢測教學(xué)實訓(xùn)平臺絕緣手套、護(hù)目鏡、安全帽、耐磨手套維修手冊、高壓安全防護(hù)用品、萬用表、絕緣工具套裝、絕緣扭力扳手、診斷儀平臺使用說明書高壓上電故障檢測與維修注意高壓安全防護(hù)。小心工具落地。注意作業(yè)時拉隔離欄。注意仔細(xì)查閱說明手冊。檢修前繪制排故思路圖。注意檢修方法。高壓上電故障檢測與維修高壓上電故障檢測與維修故障碼信息（1）讀取故障碼使用診斷儀讀取故障碼，將相關(guān)內(nèi)容記錄在下表中。序號故障碼故障碼描述1

2

3

高壓上電故障檢測與維修數(shù)據(jù)流記錄（2）讀取數(shù)據(jù)流使用診斷儀讀取相關(guān)數(shù)據(jù)流，分析判斷異常數(shù)據(jù)，并將相關(guān)內(nèi)容記錄在下表中。序號系統(tǒng)名稱當(dāng)前值正常值是否正常1BMS

是□

否□2

是□

否□3

是□

否□4VCU

是□

否□5

是□

否□高壓上電故障檢測與維修高壓上電電路圖（3）制定維修方案

1）拆畫電路圖參考維修手冊，將高壓上電電路圖拆畫至下圖中。

高壓上電故障檢測與維修故障分析及維修方案（3）制定維修方案

2）制定維修方案根據(jù)讀取的故障信息，參考電路圖，分析可能的故障點及故障原因，并制定維修方案，并完成下表填寫。故障分析：可能的故障原因或故障點1

2

3

維修方案/檢測流程1

2

3

4

5

高壓上電故障檢測與維修BMS線束檢測記錄（4）故障檢測與維修

1）BMS線束檢測根據(jù)維修方案，結(jié)合電路圖，對BMS電源、喚醒、CAN線進(jìn)行檢測，并完成下表填寫。序號檢測項目檢測點檢測條件檢測類型標(biāo)準(zhǔn)值檢測值處理方式示例電源T121/89搭鐵-電壓輔助蓄電池電壓0V維修線束/更換保險電源T121/89T21/H斷電電阻＜1Ω∞1BMS主板電源

2BMS喚醒

高壓上電故障檢測與維修（4）故障檢測與維修

1）BMS線束檢測根據(jù)維修方案，結(jié)合電路圖，對BMS電源、喚醒、CAN線進(jìn)行檢測，并完成下表填寫。序號檢測項目檢測點檢測條件檢測類型標(biāo)準(zhǔn)值檢測值處理方式示例電源T121/89搭鐵-電壓輔助蓄電池電壓0V維修線束/更換保險電源T121/89T21/H斷電電阻＜1Ω∞3BMS從板電源

4CAN線

BMS線束檢測記錄高壓上電故障檢測與維修壓繼電器及其線束檢測記錄（4