北汽新能源EC200無法充電和行駛故障的診斷與維修

謝敬武

（玉溪工業(yè)財貿(mào)學(xué)校 653100)

目前，在各國傳統(tǒng)燃油車停售計劃相繼公布以及國家政策的大力推動下，新能源汽車尤其是純電動汽車近幾年在國內(nèi)得到快速發(fā)展。但無論是純電動、插電混合動力還是氫燃料車型，最終都需要裝備動力電池，而且動力電池的維護(hù)與維修是極其重要的工作，也是未來汽車維修行業(yè)從業(yè)人員需要提升的核心技能之一。本文以一輛北汽新能源EC200因長期停放后，車輛無法行駛且無法充電的故障，來對新能源汽車動力電池維護(hù)與修理進(jìn)行探討與分享。

1 故障現(xiàn)象

一輛北汽新能源EC200轎車，因無法充電也無法行駛，在4S店維修多次無果后，4S店技術(shù)人員聲稱需要更換動力電池總成，而且需要由車主進(jìn)行自費(fèi)修理。出于信任，車主找到筆者所在學(xué)校進(jìn)行相應(yīng)的檢查與維修，筆者通過查閱車主維修信息并與車主溝通后，對車輛進(jìn)行初步診斷。結(jié)果顯示，該車輛動力電池嚴(yán)重虧電，起動車輛存在動力電池斷開、系統(tǒng)故障等，根據(jù)診斷結(jié)果似乎是需要更換動力蓄電池。但考慮到該車使用年限不足1年，行駛里數(shù)不足1萬km，于是筆者決定對該車進(jìn)行全面檢查。

2 故障排查

2.1 試車

將車輛起動開關(guān)置于ON擋，儀表顯示動力蓄電池斷開故障，同時電量顯示為“0”。踩制動踏板起動車輛，車輛無法上電，不能進(jìn)行“Ready”狀態(tài)，同時系統(tǒng)故障指示燈中的紅燈持續(xù)點(diǎn)亮（圖1）。

圖1 故障車的儀表顯示

查閱維修手冊得知，該系統(tǒng)故障指示燈顏色有紅色和黃色之分。紅色故障指示燈點(diǎn)亮?xí)r有2種含義：一是表示儀表與整車失去通訊，此時指示燈持續(xù)閃爍；二是表示車輛出現(xiàn)一級故障，指示燈持續(xù)點(diǎn)亮[2]。黃色故障指示燈點(diǎn)亮則表示車輛出現(xiàn)二級故障，指示燈是持續(xù)點(diǎn)亮。因此根據(jù)儀表顯示，表示該車輛此時出現(xiàn)一級故障，系統(tǒng)會進(jìn)行相應(yīng)記錄。

2.2 讀取故障信息

當(dāng)準(zhǔn)備使用診斷儀進(jìn)行故障診斷時，儀表板背景燈發(fā)生閃爍。此時測量低壓蓄電池電壓，ON擋電壓為10.200 V，電量偏低。給低壓蓄電池充電，之后用北汽新能源專用故障診斷儀進(jìn)行檢測，并進(jìn)入整車控制器VCU和電池管理系統(tǒng)BMS等界面讀取相關(guān)數(shù)據(jù)流。

根據(jù)“U011187——與BMS失去通訊”分析，可能是由于電池管理系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)線束故障或電池管理系統(tǒng)故障引起，所以決定先對通訊系統(tǒng)進(jìn)行檢測。

(1)檢查VCU連接插接器T81和T40，以及前艙電器盒熔絲FB12（10 A）和FB05（10 A），均正常。

圖2 檢測到的故障信息

圖3 測量電池管理系統(tǒng)插頭T19與VCU連接情況

(2)ON狀態(tài)時，分別檢測VCU插接器的T81/37、T81/1和T81/4端子與車身接地之間的電壓，均為蓄電池電壓，正常；檢測VCU插接器T81/2、T81/5、T81/51和T81/63端子與車身地導(dǎo)通正常。

(3)舉升車輛準(zhǔn)備斷開電池管理系統(tǒng)連接插接器T19時，發(fā)現(xiàn)車輛負(fù)載和動力蓄電池之間的高低壓線束均已被斷開，T19插接器處于斷開狀態(tài)。測量T19/D、T19/E端子與VCU的T40/30、T40/23端子之間導(dǎo)通正常（圖3），由此判定T19插接器斷開引發(fā)通迅故障，并在系統(tǒng)中產(chǎn)生故障碼U011187（與BMS失去通訊）[3]。

詢問車主車輛來此之前的情況，車主表示去4S店檢測過，但是對插件斷開的情況表示不知情。由于該車故障為虧電嚴(yán)重，且動力電池有被拆卸的痕跡，隨后為了安全起見，拆下動力電池進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)檢查。

2.3 檢查動力電池

由于該車故障主要為嚴(yán)重虧電，所以對電池電量情況及虧電原因進(jìn)行進(jìn)一步檢查分析。

首先進(jìn)行目視檢查。舉升車輛，拆下動力電池后發(fā)現(xiàn)，動力電池被打開過。將此情況告知車主后，繼續(xù)打開動力電池上層保護(hù)盒蓋，發(fā)現(xiàn)動力電池內(nèi)部連接線路均被斷開，且熔絲也已經(jīng)被斷開，上面纏著絕緣膠帶。檢查動力電池BMS插件外觀、接觸器控制盒以及動力電池外觀等，未發(fā)現(xiàn)問題。

之后對動力電池的電量進(jìn)行檢測。北汽EC200動力電池標(biāo)稱電壓共307.000 V，由7個模組組成（圖4）。模組與模組之間采用串聯(lián)方式連接，每個模組電壓約為43.850 V。每個模組內(nèi)部共有12個單體電芯，電芯與電芯之間采用串聯(lián)方式連接，每個單體電芯標(biāo)稱電壓約為3.660 V（圖5）。

圖4 EC200動力電池由7個模組組成

圖5 EC200動力電池模組組成情況

使用萬用表對動力電池每個模組的電壓進(jìn)行測量，發(fā)現(xiàn)最低的一組只有14.000 V，與額定參數(shù)比對，動力電池每個模組電壓均過低。隨后測量所有單體電芯的電壓，單體電芯電壓最低只有0.991 V，電壓過低。測量結(jié)果如表1所示。

表1 動力電池單體電池電壓測量記錄值（單位/V）

根據(jù)表1分析得知，動力電池嚴(yán)重過放電導(dǎo)致電壓過低，且單體電芯之間電壓差值過大，需要對該電池做均衡處理。

2.4 故障排除

對動力蓄電池做均衡處理，即用0.2 A電流分別對動力電池每個單體電芯進(jìn)行補(bǔ)電，將電芯電壓補(bǔ)到3.200 V。

2.5 驗證

裝上動力電池盒蓋后，首先進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)無漏電，且絕緣狀況正常。然后查閱維修手冊后，用低壓蓄電池給正負(fù)直流接觸器供電，測量高壓插件正負(fù)極端有電壓輸出（270.000 V）。

把動力電池裝到車上后，進(jìn)行等電位檢測，正常。隨后插好插件降車，對車輛進(jìn)行慢充測試，發(fā)現(xiàn)能夠正常進(jìn)行充電。充電過程中用診斷儀讀取數(shù)據(jù)流分析充電狀態(tài)，確認(rèn)車輛正常[4]。

2.6 試車

充滿電后重新起動車輛，車輛快速進(jìn)入“READY”狀態(tài)（圖6）。用故障診斷儀檢測，無故障碼存儲；讀取相關(guān)數(shù)據(jù)流，一切正常。隨后試車，車輛能夠正常行駛。為了確保故障徹底排除，后經(jīng)多次測試，該車?yán)碚摾m(xù)航里程為199 km，根據(jù)不同的行駛環(huán)境和車速，其真實的測試?yán)m(xù)航里程為150～180 km，說明該車動力電池性能已經(jīng)恢復(fù)正常。

3 回顧總結(jié)

從接車到故障排除，我們遵循汽車故障診斷排除基本流程：最初癥狀確認(rèn)——問診試車——分析研究——推理假設(shè)——測試確認(rèn)——修復(fù)驗證——最終原因，采用了一些專用設(shè)備進(jìn)行檢測和維修[5]。經(jīng)過此次維修，我們掌握了許多關(guān)于新能源汽車的知識和技能，同時發(fā)現(xiàn)純電動汽車動力電池其實并不容易損壞。動力電池的單體電池電壓低了，即單體電池欠壓，更多的原因是維護(hù)保養(yǎng)不到位。這可以根據(jù)具體情況采取相應(yīng)的維護(hù)措施，必要時可以維修。

圖6 車輛儀表顯示“READY”