西安恒泰汽車服務(wù)有限公司西二環(huán)分公司 楊培兵
一輛2020款奔馳C260車,搭載264 915發(fā)動(dòng)機(jī),累計(jì)行駛里程約為2萬km。車主反映,車輛發(fā)生事故后拖至維修店維修,更換了損壞的部件后試車,發(fā)動(dòng)機(jī)無法起動(dòng)著機(jī)。
接車后試車,接通點(diǎn)火開關(guān),儀表上多個(gè)故障燈點(diǎn)亮,且出現(xiàn)48 V蓄電池報(bào)警提示信息(圖1)。使用故障檢測(cè)儀(元征X-431 PAD V)檢測(cè),發(fā)現(xiàn)“LIB(LIN總線)-鋰離子蓄電池”中存儲(chǔ)有故障代碼“B183349 48 V蓄電池存在功能故障,存在一個(gè)內(nèi)部電氣故障”“B183371 48 V蓄電池存在功能故障,促動(dòng)器已抱死”。需要注意的是,48 V蓄電池與DC/DC轉(zhuǎn)換器間是通過LIN線通信的,因此在使用故障檢測(cè)儀檢測(cè)過程中,當(dāng)選擇測(cè)試版本時(shí),應(yīng)選擇“增強(qiáng)版”,而不是“標(biāo)準(zhǔn)版”,否則只能讀到CAN通信模塊之間的信息,至于采用LIN通信的子一級(jí)系統(tǒng)的故障代碼,將被模糊地解析到上一級(jí)CAN通信模塊中,會(huì)對(duì)維修產(chǎn)生誤導(dǎo),例如本來應(yīng)維修48 V蓄電池中的鋰電池模組管理模塊(BMS)數(shù)據(jù),結(jié)果去維修D(zhuǎn)C/DC轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)。

圖1 儀表上出現(xiàn)48 V蓄電池報(bào)警信息
該車采用“輕混動(dòng)”驅(qū)動(dòng)方案(采用P0混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)方案,起動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)可作為動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)車輛行駛,也可以作為發(fā)電機(jī)為48 V蓄電池充電),搭載的起動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)在起動(dòng)時(shí)需要48 V蓄電池供電,驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。“促動(dòng)器已抱死”便是指48 V蓄電池停止向起動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)供電。查閱資料得知,當(dāng)車輛發(fā)生嚴(yán)重碰撞,輔助防護(hù)系統(tǒng)控制單元檢測(cè)到碰撞后會(huì)斷開碰撞信號(hào)線(電路30c),此時(shí)48 V車載電氣系統(tǒng)會(huì)以不可逆的方式停用。由此懷疑該車48 V蓄電池內(nèi)的BMS數(shù)據(jù)“抱死”,停止向外輸出電壓。
拆下48 V蓄電池(圖2),決定對(duì)其進(jìn)行2個(gè)方面的檢修:一是檢查48 V蓄電池內(nèi)部的鋰電池模組電壓是否正常;二是對(duì)BMS重新刷寫數(shù)據(jù)。

圖2 48 V蓄電池
拆下48 V蓄電池殼體,里面集成有鋰電池模組和BMS(圖3)。拆下BMS,測(cè)量鋰電池模組的電壓,為42.7 V(圖4),低于標(biāo)準(zhǔn)電壓(48 V)。分析認(rèn)為,鋰電池模組電壓偏低,有可能在起動(dòng)時(shí)降到最低電壓閥值(36 V)以下,當(dāng)BMS檢測(cè)到鋰電池模組電壓低于最低閥值電壓,會(huì)進(jìn)入保護(hù)程序,從而“抱死”。

圖3 48 V蓄電池內(nèi)的鋰電池模組和BMS

圖4 測(cè)量鋰電池模組電壓
使用GYS 36 V/48 V充電器對(duì)鋰電池模組進(jìn)行充電(圖5),GYS 36 V/48 V充電器會(huì)自動(dòng)識(shí)別充電電壓和電池類型,進(jìn)行自動(dòng)充電。充電完成后,再次測(cè)量鋰電池模組的電壓,為54.5 V。

圖5 對(duì)鋰電池模組進(jìn)行充電
拆開BMS外殼,找到主板上的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存芯片ST K939(圖6)。使用DATA program數(shù)據(jù)擦寫器讀取時(shí),找不到ST K939型號(hào)的數(shù)據(jù)芯片選項(xiàng),根據(jù)ST K939的屬性查詢,其實(shí)它對(duì)應(yīng)95系列或24系列的128 kB存儲(chǔ)容量的數(shù)據(jù)芯片。將ST K939取下,并選擇95系列128 kB的類型讀取,讀取成功,將新的數(shù)據(jù)寫入,順利寫入。刷寫數(shù)據(jù)完成后對(duì)48 V蓄電池進(jìn)行上電測(cè)試,可以輸出52.3 V電壓(圖7)。

圖6 數(shù)據(jù)儲(chǔ)存芯片ST K939

圖7 對(duì)48 V蓄電池進(jìn)行上電測(cè)試
把48 V蓄電池安裝到車上進(jìn)行試車,發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象依舊。48 V蓄電池通過測(cè)試平臺(tái)激活能夠輸出52.3 V電壓,為什么裝上車就不行了呢?重新用故障檢測(cè)儀檢測(cè),發(fā)現(xiàn)還是存儲(chǔ)故障代碼B183371。
讀取鋰電池模組的數(shù)據(jù)流,發(fā)現(xiàn)鋰電池模組單元格電壓均為4.54 V(圖8),超出標(biāo)準(zhǔn)值4.3 V;鋰電池模組共有12個(gè)單元格,按最高4.3 V來計(jì)算,鋰電池模組輸出的最高電壓應(yīng)該不超過51.6 V,而現(xiàn)在鋰電池模組輸出端的電壓為54.5 V,比標(biāo)準(zhǔn)電壓高出2.9 V,懷疑鋰電池模組電壓過高也會(huì)造成BMS數(shù)據(jù)抱死。

圖8 鋰電池模組單元格電壓數(shù)據(jù)(截屏)
由于車間沒有48 V的用電設(shè)備,決定將4個(gè)12 V /55 W的鹵素?zé)舸?lián),并連接至鋰電池模組對(duì)其放電。在放電的同時(shí),使用萬用表時(shí)刻監(jiān)測(cè)鋰電池模組電壓。當(dāng)鋰電池模組電壓降低至48.5 V時(shí),斷開放電電路,等待大概10 min后測(cè)量鋰電池模組的電壓,為48.9 V。
再次讀取數(shù)據(jù)芯片ST K939的數(shù)據(jù),將當(dāng)前數(shù)據(jù)與之前讀入的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn),當(dāng)前數(shù)據(jù)已產(chǎn)生變化,由此證明鋰電池模組電壓過高會(huì)對(duì)BMS產(chǎn)生影響,使其數(shù)據(jù)抱死。
重新將數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)芯片ST K939,裝復(fù)48 V蓄電池后試車,發(fā)動(dòng)機(jī)順利起動(dòng)著機(jī),儀表上的48 V蓄電池紅色報(bào)警信息消失,至此故障排除。