文：岳昇

新能源汽車技術(shù)原理與維修（8）
——動力電池成組問題（2）

文：岳昇

2.動力電池充電過程

車輛停止后，起動鑰匙在OFF擋位，12 V蓄電池ON擋供電斷開，車輛高壓系統(tǒng)包括整車控制器處于休眠狀態(tài)。車輛充電時(shí)，起動鑰匙要求在OFF擋位，充電槍連接正常后，首先充電機(jī)（慢充和快充）送出自有的12 V低壓電，喚醒整車控制器VCU，儀表盤出現(xiàn)充電插頭信號，表示充電槍連接正常。整車控制器VCU以12 V低壓喚醒動力電池管理系統(tǒng)和DC/DC，并控制閉合動力電池的負(fù)極母線繼電器。動力電池控制器對電池電芯電壓以及總的荷電情況進(jìn)行檢測，對電池內(nèi)部絕緣進(jìn)行檢測。動力電池內(nèi)部自檢合格后，通過CAN先向充電機(jī)發(fā)出充電請求信號，閉合正負(fù)母電繼電器，開始充電。

充電過程中主控盒與從控盒采集的電池電壓溫度信息，隨時(shí)通過內(nèi)部CAN線通訊。主控盒把信息通過對外CAN總線與整車控制器VCU和充電機(jī)通訊，把動力電池的充電要求信息傳給充電機(jī)。充電機(jī)隨時(shí)調(diào)節(jié)充電電流和電壓，保證充電安全合理。當(dāng)充電結(jié)束拔出充電槍后，整車控制器停止高壓系統(tǒng)供電。

（1）區(qū)分是動力電池的絕緣故障還是負(fù)載側(cè)絕緣故障

鑰匙置OFF擋，斷開12 V蓄電池負(fù)極，舉升車輛，拔下動力電池低壓控制航插，拔下動力母線接插件，對動力電池輸出端以及負(fù)載端進(jìn)行驗(yàn)電、放電、驗(yàn)電。然后，用絕緣檢測儀檢測負(fù)載端絕緣狀況。

（2）電池內(nèi)部絕緣監(jiān)測

負(fù)載端斷開狀況下，插上動力電池低壓控制航插，蓄電池負(fù)極接通12 V供電，起動鑰匙置于ON擋，整車控制器VCU控制接通動力電池負(fù)極。動力電池內(nèi)部動力母線進(jìn)行絕緣檢測，如有故障，會上報(bào)整車控制器VCU并在儀表板顯示出來。這時(shí)儀表板上顯示的是排除負(fù)載端之后，動力電池內(nèi)部的絕緣情況。如報(bào)絕緣故障，就需要進(jìn)一步檢查電池內(nèi)部高壓路徑了。由于負(fù)載端斷開，動力電池主控盒不會閉合正極母線繼電器，對外不能供電。這時(shí)用絕緣檢測儀檢測負(fù)極母線絕緣狀況，檢測正極輸出口到母線繼電器的絕緣狀況。

3．動力電池母線絕緣故障檢測方法

當(dāng)儀表報(bào)高壓絕緣故障后，要做高壓系統(tǒng)絕緣檢測。

4.故障報(bào)警閥值

表1是某款車動力電池系統(tǒng)故障報(bào)警閾值及處理措施。

三級故障：表明動力電池性能下降，電池管理系統(tǒng)降低最大允許充/放電電流。

二級故障：表明動力電池在此狀態(tài)下功能已經(jīng)喪失，請求其他控制器停止充電或者放電；其他控制器應(yīng)在一定的延時(shí)時(shí)間內(nèi)響應(yīng)動力電池停止充電或放電請求。

一級故障：表明動力電池在此狀態(tài)下功能已經(jīng)喪失，請求其他控制器立即（1 s內(nèi)）停止充電或放電。如果其他控制器在指定時(shí)間內(nèi)未作出響應(yīng)，電池管理系統(tǒng)將在2 s后主動停止充電或放電（即斷開高壓繼電器）。

備注：其他控制器響應(yīng)動力電池二級故障的延時(shí)時(shí)間少于60 s，否則會引發(fā)動力電池上報(bào)一級故障。

5.通過OBD接口檢測動力電池故障

診斷接口的定義如表2所示。

說明：

（1）當(dāng)排查動力電池問題時(shí)，一般用“2”和“10”采集電池信息進(jìn)行分析。

（2）當(dāng)排查整車故障時(shí)，一般用“1”和“9”采集整車信息進(jìn)行分析。

（3）當(dāng)排查快充問題時(shí)，一般用“3”和“11”采集快充CAN的信息進(jìn)行比對分析。

（4）當(dāng)排查傳統(tǒng)低壓各控制系統(tǒng)時(shí)，采用“6”和“14”采集原車CAN的信息進(jìn)行分析，診斷。

6. 動力電池的CAN通訊

電池管理系統(tǒng)（主控模塊）通過CAN總線將實(shí)時(shí)的電池狀態(tài)告知整車控制器以及電機(jī)控制器等設(shè)備，使整車采用更加合理的控制策略，將電池組的詳細(xì)信息告知車載監(jiān)控系統(tǒng)，完成電池狀態(tài)數(shù)據(jù)的顯示和故障報(bào)警等功能，為電池的維護(hù)和更換提供依據(jù)。

系統(tǒng)自檢：BMS設(shè)置了強(qiáng)大的系統(tǒng)自檢功能，系統(tǒng)上電后對電壓、溫度、通訊、時(shí)鐘及存儲器等部件進(jìn)行檢測，保證系統(tǒng)自身的工作正常。

系統(tǒng)監(jiān)測：BMS對整車電池的離散性進(jìn)行分析并根據(jù)不同故障類型進(jìn)行報(bào)警，同時(shí)對電池充放電次數(shù)以及歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，以便進(jìn)行系統(tǒng)診斷及性能優(yōu)化。 （待續(xù)）

表1 動力電池系統(tǒng)故障報(bào)警閾值理措施

表2 診斷接口的定義

岳昇，北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院技術(shù)總監(jiān)，高級工程師，高級培訓(xùn)師，清華大學(xué)精密儀器系機(jī)械制造專業(yè)畢業(yè)。北京市汽車工業(yè)高級技工學(xué)校（原北京油泵油嘴廠技校）專業(yè)課教師，1988年赴聯(lián)邦德國進(jìn)修，回國后長期陪同協(xié)調(diào)德國專家開展汽車維修檢測技術(shù)推廣支持工作，參與負(fù)責(zé)德國柏林機(jī)械與制造技術(shù)高級培訓(xùn)中心和戴姆勒-克萊斯勒柏林廠培訓(xùn)中心與北汽集團(tuán)的合作項(xiàng)目工作。1995年再赴新加坡南洋理工學(xué)院進(jìn)修學(xué)習(xí)，回國后長期從事汽車專業(yè)技術(shù)課的教學(xué)與培訓(xùn)工作。