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。