淺析純電動汽車高壓組件的檢查維護

金傳琦

摘 要：節(jié)能與新能源汽車作為中國制造2025重點發(fā)展領(lǐng)域目前已大規(guī)模投放市場，尤其是純電動汽車目前作為大多數(shù)汽車生產(chǎn)廠家必備生產(chǎn)車型。純電動汽車的研發(fā)基于傳統(tǒng)汽車平臺，區(qū)別在于動力驅(qū)動系統(tǒng)，這就對傳統(tǒng)汽車維修企業(yè)及從業(yè)人員提出新的要求。本文簡要介紹純電動汽車動力電池、驅(qū)動電機以及高壓控制系統(tǒng)的日常檢查及定期維護的項目。

關(guān)鍵詞：純電動汽車;高壓組件;檢查維護

目前，各類維修企業(yè)對純電動汽車的維護保養(yǎng)主要依據(jù)廠家維護手冊及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。純電動汽車作為新能源汽車主力車型，在維護作業(yè)過程中主要分為兩大部分：一是類似于傳統(tǒng)汽車維護保養(yǎng)的懸架系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、車身電器系統(tǒng)以及舒適系統(tǒng)等作業(yè)內(nèi)容;二是區(qū)別于傳統(tǒng)汽車的高壓驅(qū)動系統(tǒng)。高壓驅(qū)動系統(tǒng)對維修企業(yè)在維護技術(shù)、設(shè)備場地以及從業(yè)人員技術(shù)提出更高要求。

1 純電動汽車高壓組件的構(gòu)成及作用

純電動汽車的高壓組件主要包含動力電池、驅(qū)動電機、高壓控制系統(tǒng)、PTC暖風(fēng)加熱器、電動空調(diào)壓縮機以及高壓線束等組件構(gòu)成。高壓控制組件主要包括高壓配電箱、電機控制器、DC-DC轉(zhuǎn)換器、車載充電機等構(gòu)成。

1.1 動力電池

動力電池是純電動汽車能量供應(yīng)源，目前純電系統(tǒng)主要采用三元鋰和磷酸鐵鋰電池，因三元鋰材料容易熱解，我國規(guī)定三元鋰材料禁止在電動客車使用。還有少部分混合動力汽車采用鎳氫電池，如豐田普銳斯。

1.2 驅(qū)動電機

驅(qū)動電機主要作用是將動力電池的電能轉(zhuǎn)換為機械能驅(qū)動車輛行駛，目前純電動汽車主要采用永磁同步電動機和交流異步電動機。

1.3 PTC暖風(fēng)加熱器

大部分純電動汽車暖風(fēng)采用PTC熱敏電阻元件為發(fā)熱源的加熱系統(tǒng)，工作過程中采用的是高壓直流電，冷卻液通過其加熱后送到室內(nèi)暖風(fēng)芯體。部分電動汽車的PTC加熱液體還可以送到動力電池包，確保動力電池低溫環(huán)境下的工作穩(wěn)定性。

1.4 電動空調(diào)壓縮機

純電動汽車的空調(diào)壓縮機類似于傳統(tǒng)燃油汽車，只是動力源由燃油汽車的發(fā)動機換成高壓直流電動機，制冷劑的循環(huán)過程與傳統(tǒng)燃油汽車相似。

1.5 高壓配電箱

高壓配電箱主要是對高壓電進行流向管控，相當(dāng)于一個電閘，內(nèi)部關(guān)鍵零部件是接觸器，通過接觸器來控制電流通斷。

1.6 電機控制器

電機控制器根據(jù)車輛運行工況為驅(qū)動電機提供電流、電壓，讓驅(qū)動電機獲得合適的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，確保車輛正常行駛，其內(nèi)部核心部件是逆變器總成。

1.7 DC-DC轉(zhuǎn)換器

DC-DC轉(zhuǎn)換器主要作用是將動力電池的高壓直流電轉(zhuǎn)換成低壓直流電，為車輛低壓蓄電池、車身電器等低壓設(shè)備供電。工作原理主要通過直流、交流電壓的逆變和整流來實現(xiàn)。

1.8 車載充電機

車載充電機主要作用是實現(xiàn)車輛交流充電。交流充電按電壓可分為220V和380V，充電電流可分為8A、16A、32A和63A，充電功率可分為2KW、3.3 KW、7 KW和40KW。

2 純電動汽車高壓組件的檢查維護

隨著電動汽車大量投放市場，這對售后服務(wù)和傳統(tǒng)汽車各類維修企業(yè)提出新的要求，純電動汽車高壓組件的維護是區(qū)別于傳統(tǒng)燃油汽車的重要部分。

2.1 維護周期

高壓組件的維護基本可分為日常檢查，定期維護，日常檢查可由駕駛員來完成，定期維護需要到維修店由專業(yè)技術(shù)人員完成。大部分純電動汽車一般在行駛3000Km或者3個月時進行首保作業(yè)，日后行駛里程每隔7500Km或行駛時間每隔6個月進行一次檢查保養(yǎng)。

2.2 高壓組件的維護項目

2.2.1 日常檢查項目

日常檢查主要由駕駛員每日在行駛前、行駛中和行駛后對車輛整體運行狀況的信息反饋。主要檢查車輛高壓組件外觀目視檢查，同時更應(yīng)留意車輛儀表指示燈，以比亞迪E5純電動汽車為例，主要故障指示燈含義如表1所示。

2.2.1 定期維護項目

車輛維護作業(yè)前需檢查車輛儀表指示信息，用診斷儀連接車輛讀取高壓組件模塊故障碼、數(shù)據(jù)流等相關(guān)信息，重點檢查異常參數(shù)。高壓組件檢查前需按維修手冊規(guī)定流程進行高壓斷電，多數(shù)純電動汽車高壓斷電流程如下圖1所示：

（1）動力電池檢查及維護

①動力電池外觀檢查

檢查車輛維修開關(guān)，無異物，無燒蝕，安裝牢固可靠;檢查動力電池組外觀、固定支架有無變形磕碰;檢查動力電池固定螺栓有無松動，并按規(guī)定力矩擰緊。

②動力電池高壓線束檢查

檢查動力電池直流母線及充電線束外觀無老化、破損，線束端口無異物、無燒蝕等異?，F(xiàn)象，線束連接緊固可靠，鎖止裝置齊全有效;用絕緣測試儀（測試電壓調(diào)至1000V）測量高壓線束導(dǎo)電層與殼體絕緣電阻、測量動力電池端高壓輸出端口，直流充電端口DC+、DC-與殼體絕緣電阻，測量值應(yīng)≥20MΩ;用萬用表測量高壓線束及動力電池輸出端口屏蔽層對殼體電阻，用接地電阻表測量動力電池接地線電阻，測得值應(yīng)小于0.1Ω;檢查緊固接地線螺栓。

注意：因高壓線束屏蔽層是通過所連接的高壓組件接地。測量絕緣電阻時，如果線束兩端組件同時斷開將無法測的正確參數(shù)，以下高壓組件線束測試相同。

③動力電池狀態(tài)檢查

用專用動力電池維護設(shè)備或外接充電設(shè)備對單體電池一致性進行維護檢查，確保單體電池的性能符合廠家技術(shù)要求;用專用設(shè)備對動力電池SOC系統(tǒng)進行校準(zhǔn)，一般誤差值應(yīng)小于8%。

（2）驅(qū)動電機檢查

①冷卻系統(tǒng)檢查

檢查高壓動力總成冷卻液位、濃度符合廠家規(guī)定要求，必要時需補充冷卻液或進行濃度校準(zhǔn);檢查冷卻系統(tǒng)管路無破損、泄露，管路連接卡箍牢固可靠。

②驅(qū)動電機外觀檢查

檢查驅(qū)動電機外觀無磕碰、劃痕、裂紋等異常情況;檢查驅(qū)動電機支架安裝牢固可靠，按規(guī)定力矩緊固驅(qū)動電機支架固定螺栓。

③驅(qū)動電機線束檢查

檢查驅(qū)動電機三相高壓線束無老化、破損等異?，F(xiàn)象;線束端口連接緊固可靠，鎖止裝置齊全有效;用絕緣測試儀（測試電壓調(diào)至1000V）測量驅(qū)動電機三相高壓線束與車身殼體絕緣電阻，測量驅(qū)動電機U/V/W端與電機殼體絕緣電阻，應(yīng)≥20MΩ;用萬用表測量驅(qū)動電機三相線束電阻、接地線電阻，測量值應(yīng)小于0.1Ω;用接地電阻表測量驅(qū)動電機三相繞組電阻應(yīng)符合廠家規(guī)定要求;緊固接地線固定螺栓。

④電機控制器檢查

檢查電機控制器輸入及輸出端口無異物、燒蝕等異?，F(xiàn)象;用絕緣測試儀（測試電壓調(diào)至1000V）測量電機控制器輸入端及輸出端與車身殼體絕緣電阻，應(yīng)≥20MΩ;用接地電阻表測量電機控制器接地線電阻應(yīng)小于0.1Ω，檢查緊固接地線固定螺栓。

（3）高壓配電箱

檢查高壓配電箱輸入及輸出端口無異物、燒蝕等異?，F(xiàn)象;檢查高壓連接線束外觀無老化、破損，線束端口連接緊固可靠，鎖止裝置齊全有效;用絕緣測試儀（測試電壓調(diào)至1000V）測量高壓配電箱輸入端、輸出端口以及所連接高壓線束導(dǎo)電層與車身殼體絕緣電阻應(yīng)≥20MΩ;用萬用表測量端口以及所連接的高壓線束屏蔽層與車身殼體間電阻應(yīng)小于0.1Ω;用接地電阻表測量高壓配電箱接地線電阻應(yīng)小于0.1Ω;檢查緊固接地線固定螺栓。

（4）車載充電機

①車載充電機檢查

檢查車載充電機輸入及輸出端口無異物、燒蝕等異?，F(xiàn)象;檢查高壓連接線束外觀無老化、破損，線束端口連接緊固可靠，鎖止裝置齊全有效;用絕緣測試儀（測試電壓調(diào)至1000V）測量輸入、輸出端口以及連接高壓線束導(dǎo)電層與車身殼體絕緣電阻應(yīng)≥20MΩ;用萬用表測量端口以及連接高壓線束屏蔽層與車身殼體間電阻應(yīng)小于0.1Ω;用接地電阻表檢查車載充電機接地線電阻應(yīng)小于0.1Ω;檢查緊固接地線固定螺栓。

②交直流充電口檢查

檢查交直流端口無異物，無燒蝕等異?，F(xiàn)象;用絕緣測試儀（測試電壓調(diào)至1000V）測量交流充電口L、N與PE間絕緣電阻，直流充電口DC+、DC-與PE之間絕緣電阻，應(yīng)≥20MΩ。

（5）高壓附件系統(tǒng)檢查

①PTC檢查。檢查PTC高壓線束無老化、破損，端口無異物、燒蝕等異?，F(xiàn)象;線束端口連接緊固可靠，鎖止裝置齊全有效;用絕緣測試儀（測試電壓調(diào)至1000V）測量PTC高壓線束端口DC+、DC-與車身殼體間絕緣電阻應(yīng)≥20MΩ，用萬用表測量高壓線束屏蔽層與車身殼體間電阻應(yīng)小于0.1Ω;用接地電阻表檢查PTC總成接地線電阻應(yīng)小于0.1Ω，檢查緊固接地線螺栓。

②空調(diào)壓縮機檢查。檢查空調(diào)壓縮機高壓線束無老化、破損，端口無異物、燒蝕等異常現(xiàn)象;線束端口連接緊固可靠，鎖止裝置齊全有效;用絕緣測試儀（測試電壓調(diào)至1000V）測量高壓線束端口DC+、DC-與車身殼體間絕緣電阻應(yīng)≥20MΩ，用萬用表測量高壓線束屏蔽層與車身殼體間電阻應(yīng)小于0.1Ω;用接地電阻表檢查空凋壓縮機接地線電阻應(yīng)小于0.1Ω，檢查緊固接地線螺栓。

結(jié)合目前純電動汽車在市場運行情況來看，車輛安全運行離不開日常檢查和定期維護。因純電動汽車涉及到高壓安全，高壓組件定期檢查維護可有效避免故障和事故的發(fā)生，確保車輛安全運行。

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