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新能源汽车高压系统漏电检测原理与故障检修

发布时间:2023-06-29 13:47:19 作者:深圳市君达时代仪器有限公司 阅读: 2572 次
新能源汽车高压系统漏电检测原理与故障检修新能源汽车高压系统漏电会导致车辆无法上电不能正常运行,同时对整车的安全防护也至关重要。本文以典型故障为例,结合比亚迪秦混合动力高压系统的漏电检测原理,分析故障产生机理,并制定了可行的故障诊断流程。

新能源汽车高压系统漏电检测原理与故障检修
 

新能源汽车高压系统漏电会导致车辆无法上电不能正常运行,同时对整车的安全防护也至关重要。本文以典型故障为例,结合比亚迪秦混合动力高压系统的漏电检测原理,分析故障产生机理,并制定了可行的故障诊断流程。

1.高压漏电故障现象

一辆比亚迪秦混合动力新能源汽车,驾驶员在上OK电操作时,发现仪表板显示电量为83%,车辆自动切换到HEV,发动机启动,无法使用EV模式;同时动力系统故障灯亮,仪表板提示请检查动力系统。

2.高压漏电检测原理

新能源汽车高压系统设置有漏电传感器,其主要用于对电动汽车直流动力电源主线与其外壳及车身底盘之间的绝缘阻抗进行检测。通过检测与动力电池输出相连接的负极导线与车身底盘之间的绝缘电阻大小,来判断高压部件的漏电程度,不同车型漏电传感器安装位置不同,比亚迪秦车型的漏电传感器安装于车身后包围搁物板前加强横梁上。当动力电池包或高压部件有漏电时,传感器会发出一个信号给电池管理控制器。电池管理控制器接收到漏电信号后,会采取禁止充、放电等相关保护操作并报警,从而防止动力电池包及高压部件的高压电外泄,造成人或物品的伤害和损失。

如图1所示,漏电传感器主要是检测动力电池包负极相连接的导线与车身底盘之间的绝缘电阻,通过阻值来判断动力电池包及系统高压部件的漏电程度。当负极到车身之间的绝缘阻值小于等于100~120 kΩ时,为一般漏电;小于等于20 kΩ时,为严重漏电。


3.高压漏电故障原因分析

当高压电池管理器(BMS )系统报漏电故障时,故障原因可能是整车上所有的高压控制单元(动力电池包、维修开关、高压配电箱、电机控制器及DC总成、电动空调压缩机、PTC加热器及车载充电器等)、橙色高压线束、漏电传感器及连接线束。这些部件漏电均有可能产生高压漏电故障,并报漏电故障码。而在实际生产中,漏电部位通常有动力电池包的2号、4号、6号及8号电池模组漏电、电动压缩机本体漏电、PTC水加热器漏电、高压配电箱漏电、驱动电机控制器及DC总成漏电等。

4.高压漏电故障诊断流程

新能源汽车在进行高压漏电诊断时,应先初步排除漏电传感器线路问题,再确认漏电故障是处于ON挡时还是处于OK挡。如果在ON挡时漏电,则可初步判断是动力电池包漏电;如果在OK挡时漏电,则初步可判定是系统高压部件漏电。检测中应充分利用诊断仪的自诊断功能,通过查阅故障码及数据流可快速确定漏电与否,然后再分别检查动力电池包、高压部件及线束等可能出现漏电的具体高压部件。

4.1高压漏电故障确认

首先连接诊断仪,让车辆处于OK挡位,仪表OK灯点亮,但启动发动机后无法使用EV模式,用诊断仪读取BMS,有漏电的故障码存在。

4.2漏电传感器检查

(1)清除整车故障码后,对车辆重新上电,用诊断仪读取BMS数据流,显示电池组漏电状态为严重漏电。

(2)在ON挡状态下,用诊断仪读取电池管理器数据,显示分压接触器状态为断开。

(3)在OFF挡状态下,将漏电传感器低压接插件拔下,诊断仪检测漏电故障消除,插上后漏电故障出现。

(4)断开漏电传感器的引导线引出端子,依旧报“严重漏电”故障。

(5)判定漏电传感器故障,更换漏电传感器后,车辆恢复正常。

4.3在ON挡状态下的漏电检查

清除故障码后让车辆处于ON挡状态,用诊断仪查询BMS电池管理器有无漏电故障码,然后读取数据流。如显示4个分压接触器吸合,说明动力电池不漏电;如显示4个分压接触器断开,且BMS也报漏电故障码P1A0000或P1A0100,则可初步判断为动力电池包漏电,需进行动力电池包的高压漏电检查。操作中应该反复让车辆处于ON挡状态,从而确认是否每次在ON挡状态时,是否均会报漏电故障。

4.4在OK挡状态下的漏电检查

踩下制动踏板并按启动按钮,使车辆处于OK挡状态,然后进行漏电检测,仪表显示请检查动力系统。此时连接诊断仪,查阅BMS系统,如报故障码P1A0000则为严重漏电故障;如报P1A0100则为一般漏电故障。清除故障码后重新让车辆处于OK挡状态,如故障码再现,则查阅BMS中的数据流,一旦4个分压接触器断开,则可确认该车是因为漏电故障导致无法使用EV模式。且因为车辆处于OK挡状态时报漏电故障,所以可判定为动力电池包以外的高压部件存在漏电风险,具体是哪个高压控制单元漏电,则可以按照4.6中的高压部件漏电流程进行检查。

4.5动力电池包漏电检查

在ON挡状态时报高压漏电故障,可初步判定为动力电池包漏电。具体是哪个电池模组漏电,可根据以下流程进行检查。

(1)在OFF挡状态时,先拔掉8号电池模组接插件,再切换到ON挡状态,用诊断仪读取系统故障码及数据流。如果不漏电,则可判断8号、9号和10号电池模组可能漏电,而在实际生产实践中,8号电池模组出现故障的概率是最高的;如果维修后仍漏电,则排除8号、9号和10号电池模组故障,并检查1~7号电池模组。

(2)同样在OFF挡,拔掉6号电池模组接插件,再切换到ON挡状态,用诊断仪读取故障。如果不漏电,则可判断6号和7号电池模组漏电,在实际生产中,6号电池模组出现故障概率较高;如果仍漏电,则排除6号和7号电池模组故障,并检查1~5号电池模组。

(3)还是在OFF挡,拔掉4号电池模组接插件,再切换到ON挡状态,用诊断仪读取故障。如果不漏电,则可判断4号和5号电池模组漏电,在实际生产中,4号电池模组出现故障概率较高;如果仍漏电,则排除4号和5号电池模组故障,并检查1~3号电池模组。

(4)依旧处在OFF挡,拔掉2号电池模组接插件,再切换到ON挡状态,用诊断仪读取故障。如果不漏电,则可判断2号和3号电池模组漏电,在实际生产中,2号电池模组出现故障概率较高;如果仍漏电,则排除2号和3号电池模组故障,可判定1号电池模组漏电。

(5)铁电池组:1、3、5可以互换;2、4可以互换;6、8可以互换;7、9可以互换。

4.6高压部件漏电检查

(1)处于OFF挡状态,先断开紧急维修开关,再断开电动压缩机高压线束插接器;装上紧急维修开关,并处于OK挡进行检查。用诊断仪读取故障,如果不漏电,则判断为电动压缩机漏电;如果仍漏电,则判断电动压缩机正常,再继续断开其他高压控制单元进行检测。

(2)处于OFF挡状态,先断开紧急维修开关,再断开PTC加热器高压线束插接器;装上紧急维修开关,并处于OK挡进行检查。用诊断仪读取故障,如果不漏电,则可判断为PTC加热器高压漏电;如果仍漏电,则判断PTC正常,再继续断开其他高压控制单元进行检测。

(3)处于OFF挡状态,先断开紧急维修开关,再断开空调配电盒输入端高压线束插接器;装上紧急维修开关,并处于OK挡进行检查。用诊断仪读取故障,如果不漏电,则判断空调配电盒及线束漏电;如果仍漏电,则判断PTC及线束正常。

(4)处于OFF挡状态,先断开紧急维修开关,再断开车载充电器直流侧插接器;装上紧急维修开关,并处于OK挡进行检查。如不漏电则为车载充电器故障,如漏电则继续断开DC直流输入插接器(互锁开关短接)。当处于OK挡瞬间不再报漏电,则可能电机及电机控制器漏电。为排除电机问题,连接DC直流输入并同时断开电机控制器三相输出,如处于OK挡瞬间依旧报漏电,则确定为电机控制器及DC总成漏电;如长时间报漏电,再继续断开其他高压控制单元。

(5)按照以上方法,依次断开剩余高压控制单元,逐个对控制单元或高压线束进行漏电检查。在检查时,尽量重复操作几次,确认故障现象是否再次出现,从而避免误判。

(6)带有高压互锁的车型,在每次断开带高压互锁的高压部件后,需要先短接高压控制单元端互锁开关,再处于OK状态进行检查,最终判断漏电情况。

(7)确定漏电的高压部件后,用万用表检测高压部件的绝缘电阻,从而确认具体的漏电部位。检测绝缘电阻大于等于50 MΩ为正常,小于此数值则为漏电。

4.7高压线束检查

(1)用诊断仪读取整车各控制单元软、硬件版本号及整车故障码并记录。

(2)用诊断仪清除整车故障码后,对车辆重新上电,用诊断仪读取BMS数据流,电池组漏电状态显示为严重漏电,故障码是P 1 A0000。

(3)将车辆处于ON挡位,用诊断仪读取BMS数据流,分压接触器状态显示为吸合。
(4)从高压负载端逐一断开各高压控制单元的高压输入,如依旧报漏电故障,则进行下一步检查。
(5)从高压配电箱立蒜逐一断开各高压部件输入高压线束插接器。
(6)断开两端负载,用万用表测量线束端对线束屏蔽层的电阻值,正常标准应大于50 MΩ,如阻值异常,则可判定为高压线束漏电。
(7)在维修高压线束时,必须采取绝缘保护措施,以确保安全。

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