唐杰

常州市高級(jí)職業(yè)技術(shù)學(xué)校 江蘇省常州市 213100

比亞迪E5 需要通過(guò)充電才能提供動(dòng)力，充電系統(tǒng)正常工作與否影響車(chē)輛正常運(yùn)行，直流充電是車(chē)主常用充電方式，直流充電系統(tǒng)故障發(fā)生率高。在維修過(guò)程中，理清直流充電工作過(guò)程及故障診斷程序，對(duì)安全、規(guī)范、有效維修很重要。

1 比亞迪E5 直流充電系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

直流充電系統(tǒng)主要通過(guò)充電站的充電柜將直流高壓電直接通過(guò)直流充電口給動(dòng)力電池充電。比亞迪E5 直流充電系統(tǒng)主要包括：直流充電口、充配電總成、BMS電池管理系統(tǒng)、動(dòng)力電池包等。

1.1 充電系統(tǒng)示意圖如圖1 所示

圖1 充電系統(tǒng)示意圖

1.2 直流充電系統(tǒng)整車(chē)分布圖如圖2 所示

圖2 直流充電系統(tǒng)整車(chē)分布圖

1.3 直流充電系統(tǒng)基本組成如圖3 所示

圖3 直流充電系統(tǒng)基本組成

1.3.1 直流充電口結(jié)構(gòu)

通過(guò)直流充電樁和直流充電柜接入直流充電口，通過(guò)高壓配電總成中的接觸器直接給動(dòng)力電池充電。該設(shè)備直流充電口上CC1與PE 之間的電阻值為1kΩ，直流充電柜由此確認(rèn)是否已經(jīng)插槍。直流充電槍上CC2 與PE 之間電阻值為1kΩ，BMS 由此確認(rèn)是否已經(jīng)插槍。

直流充電口結(jié)構(gòu)如圖4 所示，各端子含義如表1 所示。

圖4 直流充電口結(jié)構(gòu)

表1 直流充電口各端子含義

直流充電樁通過(guò)直流充電口連接后，實(shí)現(xiàn)與電池管理器交互，通過(guò)高壓電控總成（升降壓模塊升壓后再經(jīng)過(guò)高壓配電箱或直接經(jīng)過(guò)高壓配電箱）給動(dòng)力電池充電。

直流充電口上裝有溫度傳感器，用于檢測(cè)直流充電過(guò)程中充電口的溫度情況，當(dāng)監(jiān)測(cè)到溫度較高時(shí)，BMS 會(huì)根據(jù)具體溫度限制充電功率甚至禁止充電，防止出現(xiàn)充電嚴(yán)重發(fā)熱現(xiàn)象。

1.3.2 動(dòng)力電池包

動(dòng)力電池包（Propulsion Battery Packs），由2 個(gè)或2 個(gè)以上單體電池所組成。本車(chē)型動(dòng)力電池包中，共計(jì)100 個(gè)單體電池，串聯(lián)成330V 標(biāo)準(zhǔn)電壓的電池包，電池包中有溫度傳感器、電壓傳感器、電流傳感器以及水冷卻系統(tǒng)等。

1.3.3 電池管理系統(tǒng)BMS

電池管理系統(tǒng)（BMS，Battery Manage-ment System）能對(duì)電池物理參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，估算電池狀態(tài)，在線(xiàn)診斷與預(yù)警，充、放電與預(yù)充控制，均衡管理和熱管理等。

1.3.4 高壓電控總成（HVECA）

高壓電控總成（High Voltage Electric Control Assem-bly），其內(nèi)部集成了高壓配電 箱（PDU，Power Distribution Unit）、電機(jī)控制器、DC-DC 和車(chē)載充電機(jī)等，能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)控制、高壓電源分配、高壓直流轉(zhuǎn)變低壓直流以及車(chē)載充電等功能。

1.3.5 直流充電繼電器（K3-1）

受直流充電口充電槍控制，用于接通直流充電電源。

2 直流充電系統(tǒng)工作原理

車(chē)輛接口連接確認(rèn)通過(guò)檢測(cè)CC1 電壓判斷確認(rèn)連接后，充電柜啟動(dòng)并提供12V 輔助電源，通過(guò)充電口給BMS，BMS 被喚醒工作。

BMS 通過(guò)檢測(cè)CC2 確認(rèn)充電連接并完成自檢（包括電池包故障檢測(cè)）；通過(guò)CAN通訊與充電柜握手，之后給命令BCM，由BCM 吸合IG3 繼電器。

BMS 巡檢電池組狀態(tài)（電池狀態(tài)等），若正常則進(jìn)行DC 預(yù)充，并吸合主接觸器，發(fā)充電允許信號(hào)。

BMS 與充電柜交互各自參數(shù)（電池最大允許充電電壓參數(shù)、充電柜最大輸出能力等），BMS 發(fā)命令吸合直流充電正、負(fù)極接觸器并開(kāi)始漏電檢測(cè)。

BMS 發(fā)充電電流、電壓等需求，發(fā)電池電壓、電流、SOC 狀態(tài)報(bào)文，充電開(kāi)始。

充電充滿(mǎn)后結(jié)束充電（充電過(guò)程中檢測(cè)到故障也會(huì)結(jié)束充電）。

3 E5 車(chē)型直流充電故障診斷流程

3.1 直流快充常見(jiàn)故障

3.1.1 快充樁與車(chē)輛無(wú)法通訊

主要原因有：?jiǎn)拘丫€(xiàn)路保險(xiǎn)絲損壞，搭鐵點(diǎn)搭鐵不良，快充槍、快充口、快充線(xiàn)束低壓電器盒、整車(chē)控制器、動(dòng)力電池低壓，控制插件等都件的低壓輔助電源針腳、連接確認(rèn)針腳、快充CAN 針腳等損壞、退針、燒蝕、銹蝕，動(dòng)力電池和數(shù)據(jù)采集終端快充CAN 總線(xiàn)間的電阻不符合。

3.1.2 快充樁與車(chē)輛通訊正常，但無(wú)充電電流

主要原困有：高壓控制盒快充繼電器線(xiàn)路保險(xiǎn)絲損壞，主保險(xiǎn)絲損壞，低壓電器盒損壞，高壓控制盒損壞，快充線(xiàn)束損壞，動(dòng)力電池BMS 快充喚醒失常。

圖5 比亞迪E5充電控制邏輯

3.2 故障排除思路

4 E5 車(chē)型直流充電故障案例分析

4.1 情境再現(xiàn)

比亞迪E5 客戶(hù)到店維修，與維修人員交流：該車(chē)在國(guó)家電網(wǎng)直流充電樁充滿(mǎn)需要4小時(shí)，交流充電時(shí)功率正常。

4.2 可能原因

（1）線(xiàn)束搭鐵不良或相應(yīng)線(xiàn)路故障；

（2）冷卻循環(huán)系統(tǒng)故障；

（3）BMS 或四合一故障；

（4）電池溫度異常。

4.3 檢修過(guò)程

（1）故障現(xiàn)象確認(rèn)。測(cè)試交流充電情況：正常；測(cè)試直流充電情況：直流功率從小到大，到達(dá)40KW 后緩慢下降至20KW 上下，并能穩(wěn)定充電，但充電功率較小，充電時(shí)間長(zhǎng)。

（2）VDS 掃描故障碼及更新情況。相關(guān)系統(tǒng)無(wú)故障碼，顯示空調(diào)和電子駐車(chē)系統(tǒng)程序更新，更新后直流充電故障依舊。

（3）檢查電池組溫度情況。數(shù)據(jù)顯示電池組平均溫度12°C，正常。

（4）測(cè)試四合一及BMS 工作情況，正常。

（5）路試對(duì)比IGBT 溫度和電機(jī)溫度。行駛一段路程后IGBT 溫度70°C，電機(jī)溫度40°C，故障范圍可能是散熱不良或冷卻循環(huán)系統(tǒng)故障。

（4）檢查散熱情況或冷卻循環(huán)系統(tǒng)。冷卻液正常，電動(dòng)水泵不工作，經(jīng)進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)，電動(dòng)水泵針腳腐蝕。

（5）故障排除及驗(yàn)證。處理電動(dòng)水泵腐蝕針腳，電動(dòng)水泵工作正常，IGBT 溫度和電機(jī)溫度在38° C-42° C 之間，IGBT 溫度恢復(fù)正常；電量7%時(shí)進(jìn)行直流充電測(cè)試，功率40KW，時(shí)間1.5 小時(shí)，直流充電恢復(fù)正常。