北汽新能源EC200無(wú)法充電和行駛故障的診斷與維修

謝敬武

（玉溪工業(yè)財(cái)貿(mào)學(xué)校 653100)

目前，在各國(guó)傳統(tǒng)燃油車停售計(jì)劃相繼公布以及國(guó)家政策的大力推動(dòng)下，新能源汽車尤其是純電動(dòng)汽車近幾年在國(guó)內(nèi)得到快速發(fā)展。但無(wú)論是純電動(dòng)、插電混合動(dòng)力還是氫燃料車型，最終都需要裝備動(dòng)力電池，而且動(dòng)力電池的維護(hù)與維修是極其重要的工作，也是未來(lái)汽車維修行業(yè)從業(yè)人員需要提升的核心技能之一。本文以一輛北汽新能源EC200因長(zhǎng)期停放后，車輛無(wú)法行駛且無(wú)法充電的故障，來(lái)對(duì)新能源汽車動(dòng)力電池維護(hù)與修理進(jìn)行探討與分享。

1 故障現(xiàn)象

一輛北汽新能源EC200轎車，因無(wú)法充電也無(wú)法行駛，在4S店維修多次無(wú)果后，4S店技術(shù)人員聲稱需要更換動(dòng)力電池總成，而且需要由車主進(jìn)行自費(fèi)修理。出于信任，車主找到筆者所在學(xué)校進(jìn)行相應(yīng)的檢查與維修，筆者通過(guò)查閱車主維修信息并與車主溝通后，對(duì)車輛進(jìn)行初步診斷。結(jié)果顯示，該車輛動(dòng)力電池嚴(yán)重虧電，起動(dòng)車輛存在動(dòng)力電池?cái)嚅_(kāi)、系統(tǒng)故障等，根據(jù)診斷結(jié)果似乎是需要更換動(dòng)力蓄電池。但考慮到該車使用年限不足1年，行駛里數(shù)不足1萬(wàn)km，于是筆者決定對(duì)該車進(jìn)行全面檢查。

2 故障排查

2.1 試車

將車輛起動(dòng)開(kāi)關(guān)置于ON擋，儀表顯示動(dòng)力蓄電池?cái)嚅_(kāi)故障，同時(shí)電量顯示為“0”。踩制動(dòng)踏板起動(dòng)車輛，車輛無(wú)法上電，不能進(jìn)行“Ready”狀態(tài)，同時(shí)系統(tǒng)故障指示燈中的紅燈持續(xù)點(diǎn)亮（圖1）。

圖1 故障車的儀表顯示

查閱維修手冊(cè)得知，該系統(tǒng)故障指示燈顏色有紅色和黃色之分。紅色故障指示燈點(diǎn)亮?xí)r有2種含義：一是表示儀表與整車失去通訊，此時(shí)指示燈持續(xù)閃爍；二是表示車輛出現(xiàn)一級(jí)故障，指示燈持續(xù)點(diǎn)亮[2]。黃色故障指示燈點(diǎn)亮則表示車輛出現(xiàn)二級(jí)故障，指示燈是持續(xù)點(diǎn)亮。因此根據(jù)儀表顯示，表示該車輛此時(shí)出現(xiàn)一級(jí)故障，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行相應(yīng)記錄。

2.2 讀取故障信息

當(dāng)準(zhǔn)備使用診斷儀進(jìn)行故障診斷時(shí)，儀表板背景燈發(fā)生閃爍。此時(shí)測(cè)量低壓蓄電池電壓，ON擋電壓為10.200 V，電量偏低。給低壓蓄電池充電，之后用北汽新能源專用故障診斷儀進(jìn)行檢測(cè)，并進(jìn)入整車控制器VCU和電池管理系統(tǒng)BMS等界面讀取相關(guān)數(shù)據(jù)流。

根據(jù)“U011187——與BMS失去通訊”分析，可能是由于電池管理系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)線束故障或電池管理系統(tǒng)故障引起，所以決定先對(duì)通訊系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)。

(1)檢查VCU連接插接器T81和T40，以及前艙電器盒熔絲FB12（10 A）和FB05（10 A），均正常。

圖2 檢測(cè)到的故障信息

圖3 測(cè)量電池管理系統(tǒng)插頭T19與VCU連接情況

(2)ON狀態(tài)時(shí)，分別檢測(cè)VCU插接器的T81/37、T81/1和T81/4端子與車身接地之間的電壓，均為蓄電池電壓，正常；檢測(cè)VCU插接器T81/2、T81/5、T81/51和T81/63端子與車身地導(dǎo)通正常。

(3)舉升車輛準(zhǔn)備斷開(kāi)電池管理系統(tǒng)連接插接器T19時(shí)，發(fā)現(xiàn)車輛負(fù)載和動(dòng)力蓄電池之間的高低壓線束均已被斷開(kāi)，T19插接器處于斷開(kāi)狀態(tài)。測(cè)量T19/D、T19/E端子與VCU的T40/30、T40/23端子之間導(dǎo)通正常（圖3），由此判定T19插接器斷開(kāi)引發(fā)通迅故障，并在系統(tǒng)中產(chǎn)生故障碼U011187（與BMS失去通訊）[3]。

詢問(wèn)車主車輛來(lái)此之前的情況，車主表示去4S店檢測(cè)過(guò)，但是對(duì)插件斷開(kāi)的情況表示不知情。由于該車故障為虧電嚴(yán)重，且動(dòng)力電池有被拆卸的痕跡，隨后為了安全起見(jiàn)，拆下動(dòng)力電池進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)檢查。

2.3 檢查動(dòng)力電池

由于該車故障主要為嚴(yán)重虧電，所以對(duì)電池電量情況及虧電原因進(jìn)行進(jìn)一步檢查分析。

首先進(jìn)行目視檢查。舉升車輛，拆下動(dòng)力電池后發(fā)現(xiàn)，動(dòng)力電池被打開(kāi)過(guò)。將此情況告知車主后，繼續(xù)打開(kāi)動(dòng)力電池上層保護(hù)盒蓋，發(fā)現(xiàn)動(dòng)力電池內(nèi)部連接線路均被斷開(kāi)，且熔絲也已經(jīng)被斷開(kāi)，上面纏著絕緣膠帶。檢查動(dòng)力電池BMS插件外觀、接觸器控制盒以及動(dòng)力電池外觀等，未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

之后對(duì)動(dòng)力電池的電量進(jìn)行檢測(cè)。北汽EC200動(dòng)力電池標(biāo)稱電壓共307.000 V，由7個(gè)模組組成（圖4）。模組與模組之間采用串聯(lián)方式連接，每個(gè)模組電壓約為43.850 V。每個(gè)模組內(nèi)部共有12個(gè)單體電芯，電芯與電芯之間采用串聯(lián)方式連接，每個(gè)單體電芯標(biāo)稱電壓約為3.660 V（圖5）。

圖4 EC200動(dòng)力電池由7個(gè)模組組成

圖5 EC200動(dòng)力電池模組組成情況

使用萬(wàn)用表對(duì)動(dòng)力電池每個(gè)模組的電壓進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)最低的一組只有14.000 V，與額定參數(shù)比對(duì)，動(dòng)力電池每個(gè)模組電壓均過(guò)低。隨后測(cè)量所有單體電芯的電壓，單體電芯電壓最低只有0.991 V，電壓過(guò)低。測(cè)量結(jié)果如表1所示。

表1 動(dòng)力電池單體電池電壓測(cè)量記錄值（單位/V）

根據(jù)表1分析得知，動(dòng)力電池嚴(yán)重過(guò)放電導(dǎo)致電壓過(guò)低，且單體電芯之間電壓差值過(guò)大，需要對(duì)該電池做均衡處理。

2.4 故障排除

對(duì)動(dòng)力蓄電池做均衡處理，即用0.2 A電流分別對(duì)動(dòng)力電池每個(gè)單體電芯進(jìn)行補(bǔ)電，將電芯電壓補(bǔ)到3.200 V。

2.5 驗(yàn)證

裝上動(dòng)力電池盒蓋后，首先進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)無(wú)漏電，且絕緣狀況正常。然后查閱維修手冊(cè)后，用低壓蓄電池給正負(fù)直流接觸器供電，測(cè)量高壓插件正負(fù)極端有電壓輸出（270.000 V）。

把動(dòng)力電池裝到車上后，進(jìn)行等電位檢測(cè)，正常。隨后插好插件降車，對(duì)車輛進(jìn)行慢充測(cè)試，發(fā)現(xiàn)能夠正常進(jìn)行充電。充電過(guò)程中用診斷儀讀取數(shù)據(jù)流分析充電狀態(tài)，確認(rèn)車輛正常[4]。

2.6 試車

充滿電后重新起動(dòng)車輛，車輛快速進(jìn)入“READY”狀態(tài)（圖6）。用故障診斷儀檢測(cè)，無(wú)故障碼存儲(chǔ)；讀取相關(guān)數(shù)據(jù)流，一切正常。隨后試車，車輛能夠正常行駛。為了確保故障徹底排除，后經(jīng)多次測(cè)試，該車?yán)碚摾m(xù)航里程為199 km，根據(jù)不同的行駛環(huán)境和車速，其真實(shí)的測(cè)試?yán)m(xù)航里程為150～180 km，說(shuō)明該車動(dòng)力電池性能已經(jīng)恢復(fù)正常。

3 回顧總結(jié)

從接車到故障排除，我們遵循汽車故障診斷排除基本流程：最初癥狀確認(rèn)——問(wèn)診試車——分析研究——推理假設(shè)——測(cè)試確認(rèn)——修復(fù)驗(yàn)證——最終原因，采用了一些專用設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)和維修[5]。經(jīng)過(guò)此次維修，我們掌握了許多關(guān)于新能源汽車的知識(shí)和技能，同時(shí)發(fā)現(xiàn)純電動(dòng)汽車動(dòng)力電池其實(shí)并不容易損壞。動(dòng)力電池的單體電池電壓低了，即單體電池欠壓，更多的原因是維護(hù)保養(yǎng)不到位。這可以根據(jù)具體情況采取相應(yīng)的維護(hù)措施，必要時(shí)可以維修。

圖6 車輛儀表顯示“READY”