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摘 要 比亚迪的宋DM是一款混合动力车,其低压部分电源由四个单体磷酸铁锂电池串联成12V,并利用低压BMS(电池管理系统)进行管理,其组成相对于一般采用铅酸电池用为低压电源的其它新能源汽车而言,结构原理比较复杂,技术也较为先进。笔者曾遇到多个朋友询问关于这种电源系统的结构原理或检修方法,看来有相当多的人对此不大了解。而这种低压电源系统,比亚迪不单止用在宋DM上,也用在了秦EV、E5等纯电动汽车上,因此具有一定的代表性。近日,刚好本人就处理了这样的一个故障,现在结合此故障在这里简单地进行介绍。
关键词 比亚迪;新能源汽车;低压电源;故障检修
近日,一台比亚迪宋DM在一次检修后无法启动,在验证其故障时,发现其故障现象如下:选择车辆的纯电动模式EV和混合模式HEV开关按下都无法启动,后全车室内灯、大灯、喇叭等电器都没有任何反应。由此,初步判断应该是总电源部分问题。根据由易到难的原则,笔者先检查了发动机舱和行李箱保险盒,发现这两个地方根本都没有电,由此可知故障原因应该就是在车辆的低压电源系统。该车的低压电源系统安装在副驾坐椅下面,因此紧接着把坐椅拆下进行检查。
比亚迪的宋DM的低压部分电源由四个单体磷酸铁锂电池串联组成12V电源,并利用低压BMS(电池管理系统)进行管理,其组成相对于一般采用铅酸电池用为低压电源的其它新能源汽车而言,结构原理比较复杂,技术也较为先进。而这种低压电源系统,比亚迪不单止用在宋DM上,也用在了秦EV、E5等纯电动汽车上。其电路原理图如下图1所示。
该BMS系统的两个电源“+”输出,一个为图中右侧经F6300A保险输出,专门供发动机的起动机启动用;另一个即为供全车低压电气系统电源。这两个电源共用一个搭铁线。低压BMS系统还有一个八针脚的插头K15,这个插头只用了其中的五个针脚,这些针脚的作用如下:
(1) K15-6针脚。低功耗唤醒功能,当低压电池BMS处于休眠状态时,可通过按压左前门微动开关拉低电位来唤醒。
(2)K15-8針脚。OFF挡充电控制;低压电池电压较低,启动智能充电,低压BMS拉低8号针脚电压,控制双路电,同时通过CAN线发送低压充电请求命令,DC-DC工作输出低压电,用动力电池为低压电池充电,如果动力电池电量过低,则会启动发动机30分钟,为低压电池充电,确保低压电池不会处于亏电状态。
(3)K15-5针脚。低压BMS电源,由后保险盒供电。
(4)K15-1和K15-3针脚。分别为低压BMS通信线的CAN-H和CAN-L,负责与该车的动力网其它控制系统交换信息。
两个输出的电源中,其中供给发动机启动用的电源为电池组未经控制直接输出,另一个则为同一组电池组输出,但需经低压BMS控制后才输出的供给全车低压电气系统的电源。当时经测量后发现,供给发动机启动用的电源电压值为12.87V,为正常值,另一个供给全车低压电气系统的电源电压值则为0V。由此可知,故障原因应该在低压BMS系统部分,由于该系统存在故障未能正常工作,导致供给全车的低压电源无法输出,车上的低压电气不能工作,车辆当然就不能起动了。
为了对故障进行诊断,笔者采用了短接启动电源和低压电气电源的方法强制给低压系统供电。短接后,汽车果然能起动了,但仪表上显示“请检查低压电池管理系统”提示,而且每次一断开跨接线,倒车就又会断电。这时再连接充电枪,车辆也能正常充电,而且充电过程中只要不拔下充电枪,倒车低压电源就不会断开,测量全车低压电源时,电压值达到14V,可见此时DC/DC转换器也能正常工作。为了稳妥起见,我们决定采用在充电状态下对该车的低压BMS系统进行检查,这样不用总要通过短接方式来供电。首先用故障诊断仪读取故障码,当时读到的故障码如下图2所示。
此故障码为车载网络故障,显示低压BMS与整车控制器(VCU)无法通讯。导致该故障的原因有:低压BMS未唤醒,低压BMS的电源有故障,其网络有故障,或其本身有故障。于是在充电时先检查K15-5电压值,为13.7V,供电正常;K15-1和K15-3的电压值,分别为2.3V和2.7V,此电压值正常,断电后再检查这两针脚间的电阻值,为63Ω,正常,由此可见该系统的网络应该没有问题;此时就只剩下低压BMS本身故障和未唤醒这两个原因了。考虑到该车比较新,而且故障是检修过后才出现,有可能是在检修过程中操作不规范导致低压BMS系统休眠。于是就先对其进行唤醒操作。该低压BMS系统的唤醒方式如下:一是通过短接电池输出的两个”+”接头,使BMS工作,再就是通过按压左侧车门把手上的微动开关唤醒。第一个方法在前面就已经试过了,没用,于是直接用第二个方法,结果还是没有用。难道是BMS本身故障?考虑到BMS坏的可能性比较小,而且一下也比较难检查,于是决定检查微动开关线路。于是先短接BMS的两“+”输出脚,再在BMS的K15-6针脚连接电压表,发现电压值为11.99V,正常。按压微动开关,正常电压应该会被拉低为0,但当时发现电压值不变。至此,故障范围基本确定为微动开关线路或微动开关本身,拆下门内饰板和微动开关进一步检查,发现微动开关线路在左前门处果然存在断路,至此,故障原因找到。连接好连线后,再次通过按压微动开关,全车低压电源正常供电,故障解决。
本故障相对简单,原因是维修人员在工作过程中不慎弄断线路所至,之所以当时不能解决,主要是因为对比亚迪的低压BMS系统的电路和工作原理不熟悉所至。本次故障的检查基本上都包含了对比亚迪在电动汽车上常用低压BMS系统的检修内容,在此作一个简单介绍,希望对相关人员有一定的帮助。
参考文献
[1]《2017款比亚迪宋DM PHEV电动汽车电路图册》.
[2]《2017款比亚迪宋DM PHEV维修手册》.
关键词 比亚迪;新能源汽车;低压电源;故障检修
近日,一台比亚迪宋DM在一次检修后无法启动,在验证其故障时,发现其故障现象如下:选择车辆的纯电动模式EV和混合模式HEV开关按下都无法启动,后全车室内灯、大灯、喇叭等电器都没有任何反应。由此,初步判断应该是总电源部分问题。根据由易到难的原则,笔者先检查了发动机舱和行李箱保险盒,发现这两个地方根本都没有电,由此可知故障原因应该就是在车辆的低压电源系统。该车的低压电源系统安装在副驾坐椅下面,因此紧接着把坐椅拆下进行检查。
比亚迪的宋DM的低压部分电源由四个单体磷酸铁锂电池串联组成12V电源,并利用低压BMS(电池管理系统)进行管理,其组成相对于一般采用铅酸电池用为低压电源的其它新能源汽车而言,结构原理比较复杂,技术也较为先进。而这种低压电源系统,比亚迪不单止用在宋DM上,也用在了秦EV、E5等纯电动汽车上。其电路原理图如下图1所示。
该BMS系统的两个电源“+”输出,一个为图中右侧经F6300A保险输出,专门供发动机的起动机启动用;另一个即为供全车低压电气系统电源。这两个电源共用一个搭铁线。低压BMS系统还有一个八针脚的插头K15,这个插头只用了其中的五个针脚,这些针脚的作用如下:
(1) K15-6针脚。低功耗唤醒功能,当低压电池BMS处于休眠状态时,可通过按压左前门微动开关拉低电位来唤醒。
(2)K15-8針脚。OFF挡充电控制;低压电池电压较低,启动智能充电,低压BMS拉低8号针脚电压,控制双路电,同时通过CAN线发送低压充电请求命令,DC-DC工作输出低压电,用动力电池为低压电池充电,如果动力电池电量过低,则会启动发动机30分钟,为低压电池充电,确保低压电池不会处于亏电状态。
(3)K15-5针脚。低压BMS电源,由后保险盒供电。
(4)K15-1和K15-3针脚。分别为低压BMS通信线的CAN-H和CAN-L,负责与该车的动力网其它控制系统交换信息。
两个输出的电源中,其中供给发动机启动用的电源为电池组未经控制直接输出,另一个则为同一组电池组输出,但需经低压BMS控制后才输出的供给全车低压电气系统的电源。当时经测量后发现,供给发动机启动用的电源电压值为12.87V,为正常值,另一个供给全车低压电气系统的电源电压值则为0V。由此可知,故障原因应该在低压BMS系统部分,由于该系统存在故障未能正常工作,导致供给全车的低压电源无法输出,车上的低压电气不能工作,车辆当然就不能起动了。
为了对故障进行诊断,笔者采用了短接启动电源和低压电气电源的方法强制给低压系统供电。短接后,汽车果然能起动了,但仪表上显示“请检查低压电池管理系统”提示,而且每次一断开跨接线,倒车就又会断电。这时再连接充电枪,车辆也能正常充电,而且充电过程中只要不拔下充电枪,倒车低压电源就不会断开,测量全车低压电源时,电压值达到14V,可见此时DC/DC转换器也能正常工作。为了稳妥起见,我们决定采用在充电状态下对该车的低压BMS系统进行检查,这样不用总要通过短接方式来供电。首先用故障诊断仪读取故障码,当时读到的故障码如下图2所示。
此故障码为车载网络故障,显示低压BMS与整车控制器(VCU)无法通讯。导致该故障的原因有:低压BMS未唤醒,低压BMS的电源有故障,其网络有故障,或其本身有故障。于是在充电时先检查K15-5电压值,为13.7V,供电正常;K15-1和K15-3的电压值,分别为2.3V和2.7V,此电压值正常,断电后再检查这两针脚间的电阻值,为63Ω,正常,由此可见该系统的网络应该没有问题;此时就只剩下低压BMS本身故障和未唤醒这两个原因了。考虑到该车比较新,而且故障是检修过后才出现,有可能是在检修过程中操作不规范导致低压BMS系统休眠。于是就先对其进行唤醒操作。该低压BMS系统的唤醒方式如下:一是通过短接电池输出的两个”+”接头,使BMS工作,再就是通过按压左侧车门把手上的微动开关唤醒。第一个方法在前面就已经试过了,没用,于是直接用第二个方法,结果还是没有用。难道是BMS本身故障?考虑到BMS坏的可能性比较小,而且一下也比较难检查,于是决定检查微动开关线路。于是先短接BMS的两“+”输出脚,再在BMS的K15-6针脚连接电压表,发现电压值为11.99V,正常。按压微动开关,正常电压应该会被拉低为0,但当时发现电压值不变。至此,故障范围基本确定为微动开关线路或微动开关本身,拆下门内饰板和微动开关进一步检查,发现微动开关线路在左前门处果然存在断路,至此,故障原因找到。连接好连线后,再次通过按压微动开关,全车低压电源正常供电,故障解决。
本故障相对简单,原因是维修人员在工作过程中不慎弄断线路所至,之所以当时不能解决,主要是因为对比亚迪的低压BMS系统的电路和工作原理不熟悉所至。本次故障的检查基本上都包含了对比亚迪在电动汽车上常用低压BMS系统的检修内容,在此作一个简单介绍,希望对相关人员有一定的帮助。
参考文献
[1]《2017款比亚迪宋DM PHEV电动汽车电路图册》.
[2]《2017款比亚迪宋DM PHEV维修手册》.