比亞迪E6純電動汽車動力系統的結構及檢修

◆文/廣東 王朝帥

比亞迪E6純電動汽車動力系統的結構及檢修

◆文/廣東 王朝帥

比亞迪E6是比亞迪股份有限公司自主研發的一款環保、無污染、無廢氣排放、行駛噪音低的純電動汽車，它兼容了SUV和MPV的設計理念，是一款性能良好的跨界車。

比亞迪E6純電動汽車使用磷酸鋰鈷鐵電池，200Ah的超大電池容量使車輛在綜合工況下續駛里程超過300km，每100km的能耗在21度(1度=1kWh)以內，每100km的加速時間為10s，最高車速可達160km/h以上。車輛充電比較方便，快充可以使用充電站的380V充電樁充電，慢充可需220V民用交流電源，慢充6～8小時可充滿電池。

一、比亞迪E6純電動汽車動力系統的結構

1.比亞迪E6純電動汽車動力系統

比亞迪E6純電動汽車動力系統結構及原理如圖1所示，其主要由三大模塊組成。

(1)電動車的控制模塊可分為：電機控制器、DC-DC、動力配電箱、主控ECU、擋位控制器、加速踏板、電池管理單元。

(2)電動車的動力模塊有：電動機總成、電池包體總成。

(3)電動車高壓輔助模塊有：車載慢充、漏電保護器、車載充電口、應急開關。

2.動力控制系統的工作原理

(1)充電過程

充電站的380V高壓充電樁通過車輛上的充電口，或者220V市用電源通過車載充電器升壓后輸電給車上的配電箱，配電箱直接途徑應急開關后對HV電池組充電。在充電過程當中，電源管理器一直監控著HV電池組的溫度和電壓，如果發現HV電池組內部某單體溫度或電壓過高，就會切斷配電箱給HV電池組的供電。

(2)放電過程

HV電池組在電源管理器和漏電保護器的監控下，通過應急開關輸電給配電箱，配電箱根據車輛的實際用電情況分配電量。一部分電量流向電機控制器，另一部分電量流向DC-DC交換器。主控ECU根據駕駛員操作信息(接收加速踏板角度傳感器和擋位控制器的信號)控制著電機控制器的工作，電機控制器主要控制流向電機的電量大小，以及控制電機正反轉來驅動車輛前進或后退。另一部分從配電箱流向DC-DC交換器的電量，經過DC-DC交換器將高壓直流電轉化為低壓直流電，為車輛電動液壓助力轉向系統提供42V的電源，同時還為整車用電設備提供12V的電源。

3.動力系統各部件的作用

(1)電機控制器：負責控制電機的前進、倒退、維持電動車的正常運轉，關鍵零部件為IGBT。IGBT實際為大電容，目的是為了控制電流的工作，保證能夠按照我們的意愿輸出合適的電流參數。

(2)DC-DC：負責將330V高壓直流轉低壓提供給車載低壓用電設備，如蓄電池、EPS等。

(3)動力配電箱：通過配電箱對電池包體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。關鍵零部件為繼電器，為了控制如此大的電流通過整車，需要通過幾個繼電器的并聯工作，這也為繼電器工作一致性和可靠性提出了苛刻的要求。

(4)電池管理單元：也稱為電源管理器系統(Bat ter y Management System，簡稱BMS)是電動汽車電池系統的參數測試及控制裝置，具有安全預警與控制、剩余電量估算與指示、充放電能量管理與過程控制、信息處理與通訊等主要功能。

(5)動力電機：動力電機根據冷卻形式分風冷和水冷，根據結構分為直流有刷電機和直流無刷電機以及交流電機。該車使用的電機為交流無刷電機，通過采集電機旋變信號進行工作。

(6)動力總成(電池包)：動力總成做為提供整車動力能源的設備；根據電池種類的不同可分為鋰電池、鎳氫電池和鉛酸類電池。

(7)車載慢充：車載慢充系統需要提升低壓轉高壓的轉化效率。需要注意的是使用家用插座為電動車充電時，也需要考慮插座及線路的承受能力，需要額定電流10A的單項220V插座，如果采用一些偽劣產品的插座，也可能導致充電插座燒毀、線路燒熔等安全隱患。

(8)漏電保護器：通過將一端和負極相連，一端對車身連接，檢測電流和電壓值，一旦發現有超出限制的電流和電壓，則發出報警，并切斷控制模塊，保證用電安全動力蓄電池系統泄露電流量不超過2mA(E6車型)；整車絕緣電阻值應大于100Ω/V(E6車型)。

(9)擋位控制器：用來控制電動車前進、后退、停車等動作的部件，由于電動車與傳統燃油車的控制方式不同，故擋位控制類似自動擋。

(10)主控ECU：接受各高壓監控系統發出的信號，并加以判斷，控制冷卻系統、制動系統、車速里程等。

(11)加速踏板：通過控制電流大小，從而控制電機轉速。

(12)車載充電口：車載充電可分為快充和慢充，為了保證充電迅速高效，使用特定的充電口進行充電，充電時需要保證整車防水密封性要求，并且能夠保證車載充電口能夠承受瞬時大電流的充電過程。

(13)應急開關：通常設計為人工操作的安全開關，一般設計在電池的正負極近端，保證通過人工操作應急開關能夠在緊急情況下將電池電壓封閉。

二、比亞迪E6純電動汽車動力系統的檢修

筆者在修理廠涉及到一輛比亞迪E6純電動汽車HV電池組電量充足，為用電設備提供12V電源的電量也充足的情況下，在原地起步時踩下制動踏板無法掛前進擋。觀察儀表板，其中OK指示燈亮表示啟動正常，但是踩下制動踏板，撥動自動變速操縱桿，儀表板上的D擋位顯示燈不亮。

使用比亞迪汽車專用ED400型電腦檢測儀檢測故障碼和讀取擋位控制器的數據流。所檢測結果是系統無故障碼，如圖2所示。掛上D擋時，擋位傳感器數據流無變化，如圖3所示。由此看來該故障點比較隱蔽，技術人員無法從電腦檢測儀獲取準確的故障信息。

我們首先排除制動深度傳感器是否存在故障，制動深度傳感器安裝在制動踏板上，其連接電機控制器電路圖如圖4所示。電機控制器為制動深度傳感器提供2條5V的電源線，即連接制動深度傳感器的連接器B05的2號和7號端子均為5V。制動深度傳感器的2條負極線通過電機控制器內部搭鐵，即連接器B05的9號和10號端子與車身之間電阻應小于1Ω，與車身之間電壓接近0。2條位置信號線分別輸出與制動踏板深度變化成正、反比的電壓，而兩者電壓之和近似是5V。制動深度傳感器的電路分析如表1所示，經過萬用表檢測，制動深度傳感器電路檢測值與正常理論值非常接近，不存在故障。

表1 制動深度傳感器的電路分析表

從中獲知擋位控制器或擋位傳感器出現問題。擋位傳感器安裝在擋位執行器上，擋位執行器上還裝有換擋手柄，是人機對話的窗口。查閱維修手冊電路如圖5所示，擋位控制器分別與擋位傳感器A和擋位傳感器B連接，其中擋位傳感器A在人工操縱換擋手柄N擋或P擋時產生信號，并傳遞給擋位控制器。擋位傳感器B在人工操縱換擋手柄R擋或D擋時產生信號，并傳遞給擋位控制器。

首先分析擋位傳感器A與擋位控制器之間的電路，如表2所示。其中與擋位傳感器A相連的連接器G54的1號端子作用是擋位控制器為擋位傳感器A提供5V電源。G54的3號端子與車身接地，兩者之間電阻應小于1Ω。操縱換擋手柄打到P擋位置時，G54的2號端子正常情況下相對于車身應輸出電壓約5V。操縱換擋手柄打到N擋位置時，G54的4號端子正常情況下相對于車身應輸出電壓約5V。

表2 擋位傳感器A各端子與車身之間的電壓/電阻關系表

使用萬用表檢測擋位傳感器A，在儀表板上OK指示燈亮情況下，測量G54的1號端子與車身之間的電壓，正常顯示4.88V。使用歐姆檔測量連接器3號端子電阻值，顯示0.2Ω，再檢測該端子的電壓只有0.02V，表示該3號端子接地良好。撥動換擋手柄到P擋位置，同時檢測連接器G54的2號端子輸出電壓顯示4.87V，再檢測與擋位控制器相連接的連接器G56的3號端子的電壓，也顯示為4.87V，說明傳遞P擋信息的該線路不存在故障。同理檢測傳遞N擋信息的線路，即撥動換擋手柄到N擋位置，同時檢測連接器G54的4號端子輸出電壓與連接擋位控制器的連接器G56的5號端子的電壓是否一致，實際測量均為4.86V，說明傳遞N擋信息的線路也不存在故障。

再來分析擋位傳感器B與擋位控制器之間的電路，如表3所示。其中與擋位傳感器B相連的連接器G55的4號端子作用是擋位控制器為擋位傳感器B提供5V電源。G55的3號端子與車身接地，兩者之間電阻應小于1Ω。操縱換擋手柄打到R擋位置時，G55的1號端子正常情況下相對于車身應輸出電壓約5V。操縱換擋手柄打到D擋位置時，G55的2號端子正常情況下相對于車身應輸出電壓約5V。

表3 擋位傳感器B各端子與車身之間的電壓/電阻關系表

使用萬用表檢測擋位傳感器B，按下啟動按鈕，儀表板上OK指示燈亮，測量G55的4號端子與車身之間的電壓，其顯示4.88V，該線路正常。使用歐姆檔測量連接器G55的3號端子電阻值，顯示0.14Ω，再檢測該端子與車身之間的電壓只有0.02V，表示該3號端子與車身接地良好。撥動換擋手柄到R擋位置，同時檢測連接器G55的1號端子輸出電壓顯示4.86V，再檢測導線另一端的連接器G56的4號端子的電壓，也顯示為4.86V，說明傳遞R擋信息的該線路正常。但是檢測傳遞D擋信息的線路發現異常，即撥動換擋手柄到D擋位置，同時檢測連接器G55的2號端子相對于車身輸出電壓是4.88V，再檢測與擋位控制器相連的連接器G56的6號端子輸出電壓卻是0.9V，一條導線的兩端電壓不一樣，懷疑傳遞D擋信息的線路存在故障。

維修人員拆下中控飾板，檢查擋位傳感器到擋位控制器之間的D擋線路，發現該導線某一處被中控飾板夾住，已破損造成該導線搭鐵，掛D擋時，D擋信號沒有傳遞給擋位控制器，車輛無法前進。使用電工膠布包扎破損地方，恢復電路原本的功能，啟動車輛，掛上D擋，車輛可以行使，故障完全排除。