新能源汽车故障诊断技术 课件 项目六 高压不能上电故障诊断与排除

项目六高压不能上电故障诊断与排除任务一高压供电不正常故障诊断与排除任务导入Tasktointroduce一辆秦EV纯电动汽车，踩制动踏板数次后并保持，打开启停开关后，仪表点亮正常，ready灯无法正常点亮，蓄电池指示灯、整车系统故障指示灯点亮，此时右侧故障提醒警告灯、EPB故障警告灯、ESC故障警告灯也点亮。经诊断发现为驱动系统故障，高压不能上电。

任务目标TaskGoal了解纯电动车高压系统主要部件；掌握秦EV的高压配电原理；掌握秦EV充配电总成功能；掌握秦EV高压能量流动；具备分析高压预充、主电路工作状态的能力；能正确完成高压供电不正常的故障检测；能正确测量高压系统各电路的信号及电源检测；与小组成员、同学之间能合作交流，协调工作；获得分析问题和解决问题的基本方法；积极主动与小组成员交流、讨论学习成果，取长补短，完成自我提升。目录CONTENTS高压系统概述01高压配电部件原理01预充电工作原理01新授PARTONE01高压系统概述纯电动车高压系统纯电动车高压系统包含动力电池，电机控制器、驱动电机、电动压缩机、PTC加热器等高压部件提供能量。此外还包括一套直流快充充电系统和一套交流慢充充电系统（有的混动车型只有交流充电系统，如比亚迪秦DM、宋DM、帕萨特PHEV等)。所有的高压部件都由动力电池提供电能，通过高压配电系统连接输送电能。概述01高压系统概述概述V动力电池高压配电箱电机控制器驱动电机空调压缩机PTC加热器低压蓄电池全车低压电路车载充电机V~高压高压高压高压高压高压电机三相线低压充电交流高压直流充电接口交流充电接口图1纯电动车高压系统结构01高压系统概述概述图2秦EV高压系统原理图01高压系统概述秦EV充配电总成三合一不同车型，高压部件集成度有所差异，秦EV充配电总成三合一由高压系统DC-DC转换器，OBC车载充电机，PDU配电箱高度集成，可以将动力电池的高压直流电供给整车高压电器，也能接受来自车载充电机和其他供给的直流电给动力电池充电。同时还有其他的辅助检测功能，烧结检测，电压检测等功能。概述01高压系统概述概述图3秦EV主要高压部件及线束02高压配电部件原理秦EV充配电总成图4充配电总成充配电总成充配电总成是指指将车载充电系统OBC、DC-DC和直流充电配电三者合在一起。体积小、重量轻、功率密度大于2kW/L，电池电压范围宽，适用于各种电池电压平台，而且直流充电配电设计可以是选择性的和可定制的。02高压配电部件原理原理动力电池输出的高压直流电通过充配电总成分配给前电驱动总成控制器逆变成三相可调电压，可变频率的交流电给驱动电机供电，驱动车辆前进。车辆在减速或滑行的时候，电机的反电动势通过电机控制器内的IGBT整流成直流电通过充配电总成给动力电池充电。原理高压的直流电到了充配电总成时同时分开两路，一路供给DC-DC电源转换器，输出13.8V的低压直流电供给低压供电系统。另一路给空调压缩机或PTC供电。接收交流充电口输送过来的交流电，通过内部的升压、整流后给动力电池充电。接收直流充电口输送过来的高压直流电给动力电池充电。秦EV充配电总成02高压配电部件原理能量消耗

车辆行驶时，动力电池输出高压直流电经过充配电总成。由充配电总成分配高压电源给电机控制器、DC-DC电源转换器、电动压缩机或PTC。能量回收车辆在减速或滑行时，车轮带动电机旋转，此时电机处于发电模式。电机的反电动势经电机控制器中的IGBT整流后经过充配电总成给动力电池充电。交流充电通过交流充电桩输出的电能，通过充配电总成中的车载充电机，车载充电机将交流电升压整流后经过直流母线将直流电传递到动力电池，为其充电。直流充电通过直流充电桩输出的DC500V电能，通过充配电总成中的直流充电正、负极接触器将电能输送给动力电池总成，为其充电。02高压配电部件原理图5高压能量流动原理图03预充电工作原理预充电工作原理启动车辆或给车辆充电时，为缓解对高压系统的冲击，电池管理器先吸合正极和预充接触器，电池包的高压电经过预充接触器串联的限流电阻后加载到电机控制器高压母线上，电机控制器检测到母线上的电压是电池包电压90%以内时，电机控制器通过动力CAN通道向电池管理器反馈一个预充满信号，电池管理器收到预充满信号后控制负极接触器吸合，断开预充接触器。03预充电工作原理图6秦EV高压系统框图01秦EV低压系统十合一模块介绍e平台的技术十合一控制器解析集成式车身控制器驻车辅助系统模块信息站（蓝牙钥匙）网关控制器总成智能钥匙系统控制器高频接收模块车身控制模块空调及电池热管理控制器引擎音发生器组合仪表显示屏组合仪表组合仪表控制器01秦EV低压系统十合一模块介绍网关是一种实现不同通讯网络间模块进行通讯的信息转换单元（类似路由器）。网关控制器总成网关是一种实现不同通讯网络间模块进行通讯的信息转换单元（类似路由器）。智能钥匙系统控制器接收钥匙发射的高频信号，并能将其携带的信息解调出来并发送给智能钥匙系统控制器的装置。高频接收模块01秦EV低压系统十合一模块介绍车身控制模块空调及电池热管理控制器引擎音发生器车身控制模块是具有控制门锁，灯光，启动配电等功能的控制模块。乘员仓空调采暖、制冷、驻车通风等功能。电池热管理动力电池有需求时，给电池加热和制冷。根据法规要求，在车速小于30KM/H时引擎音喇叭需要发声用于提示。01秦EV低压系统十合一模块介绍组合仪表+组合仪表控制器属于集成式车身控制器，用于显示车速、功率、里程、档位、时间、指示灯、行车信息、报警等提示信息。实训PARTTWO01任务实施安全要求及注意事项实训开始前，提前准备好需要使用的个人防护用品，并检查是否符合使用标准。实训开始前，提前做好场地防护，设置警告标识，操作位置布置好绝缘防护措施。记录车辆铭牌信息，做好检测结果记录。检查实训场地和设备设施是否清洁及存在安全隐患，配电箱、排查是否符合用电需求，如不正常请汇报老师并进行处理。实训结束后，必须清理场地和设备，撤除警示标识。任务实施01高压供电不正常的故障诊断故障现象一辆秦EV纯电动汽车，踩制动踏板数，打开启停开关后，仪表点亮正常，OK灯无法正常点亮，仪表提示“EV功能受限”。经诊断发现为充配电三合一高压回路故障，如图7所示。图7仪表显示任务实施01高压供电不正常的故障诊断故障分析1（1）ok灯未点亮说明车辆预充不成功。（2）整车动力系统故障指示灯点亮说明：动力电池包、车辆的双路电、动力CAN、VCU、前电驱动总成、高压互锁、高压绝缘等可能存在故障。故障分析2（1）控制方面，电池管理系统是否允许电池包放电，即有无限制放电功率；（2）执行方面，如相关接触器的控制回路故障、电机控制器未检测到母线预充电压。任务实施01高压供电不正常的故障诊断图8高压不能上电故障原因任务实施01高压供电不正常的故障诊断故障诊断步骤1步骤（1）读取故障码，BMS报“预充失败”故障码，继续进入BMS模块读取数据流，重点关注接触器（负极接触器、正极接触器、预充接触器）的数据。如图8所示。图8读取故障码任务实施01高压供电不正常的故障诊断故障诊断步骤2步骤（2）车辆下电，再重新启动，观察数据流的变化，预充接触器吸合，负极接触器吸合，持续时间较短，立刻断开。预充状态显示“预充失败”。如图9所示。图9显示“预充失败”任务实施01高压供电不正常的故障诊断故障诊断步骤3步骤（3）单独进入电机控制器模块，读取数据流，关注直流母线电压变化。车辆下电，再重新启动，数据流显示7-8V，异常，正常的电压应是电池包总压的90%。如图10所示。图10读取电机控制器模块数据任务实施01高压供电不正常的故障诊断故障诊断步骤4步骤（4）打开前舱盖，并揭开前舱保险盒盖，测量F1-4与F1-34这两个保险丝的电压。F1-4两端的电压正常应为12V左右，F1-34也是12V左右。如图11、图12、图13所示。图11揭开前舱保险盒盖图12测量F1-4保险丝电压图13测量F1-34保险丝电压任务实施01高压供电不正常的故障诊断故障诊断步骤5步骤（5）汽车下电，打开前舱盖，断开蓄电池负极，如图14所示。背插BK45（A）-21和BK45（A）-29的对地电压变化。在上电的过程中，测量BK45（A）-21和BK45（A）-29的对地电压变化。BK45（A）-21正常应是从0V变化为12V，再迅速的变化为小于1V的数值，又在短时间内变化为12V。BK45（A）-29正常应是从0V变化为12V，再迅速的变化为小于1V的数值。如图15所示。（微课视频中：BK45（A）-29的电压是从0V变化为12V，再迅速的变化为小于1V的数值，又在短时间内变化为12V，所以BMS数据流显示的“预充失败”为真实数据且接触器的控制回路无故障，有其他的故障因素影响BMS继续上电。）任务实施01高压供电不正常的故障诊断图14断开蓄电池负极图15正常背插BK45（A）-21和BK45（A）-29的对地电压变化任务实施01高压供电不正常的故障诊断故障诊断步骤6步骤（6）车辆下电，打开前舱盖，断开蓄电池负极，等待3分钟，等待高压电泄放。然后验电，测量电池包与充配电三合一的高压母线插头的电压，低于10V为泄放完成。如图16和17所示。图16拔下高压母线插头图17测量高压母线插头的电压任务实施01高压供电不正常的故障诊断故障诊断步骤7步骤（7）带上绝缘手套，使用绝缘工具拆卸充配电三合一的盖板，打开盖板，检查高压回路。（发现电机负极母线因维修后，并未连接好就合上盖板，导致电机负极回路不正常，所以上电时，电机控制器没有检测到预充电压，预充失败不允许继续高压上电。）如图18所示。图18高压回路未接通故障任务实施01高压供电不正常的故障诊断故障排除步骤（8）连接电机负极高压母线，合上盖板，连接低压蓄电池负极，盖好前舱盖。如图19所示。步骤（9）车辆上电，ok灯正常点亮。故障排除。如图20所示。图19连接电机负极高压母线图20仪表显示任务实施01高压供电不正常的故障诊断故障总结充配电三合一高压铜排与电机负极母线接触绝缘。预充失败的关键原因：从预充成功的标志（正极接触器吸合）分析。正极接触器吸合的条件：电机控制器检测到预充电压达到电池包总压的百分之90，即预充完成。BMS才会去吸合正极接触器。从解码仪可以看电机控制器的数据流显示检测到预充电压的数值异常，所以预充失败。从这个关键点分析，可能造成的原因。如:接触器控制线路异常、接触器本体异常、高压回路异常、电机控制器监测异常、电机控制器本体异常。THANKYOU项目六高压不能上电故障诊断与排除任务二高压互锁故障诊断与排除任务导入Tasktointroduce一辆秦EV纯电动汽车高压不能上电，运用解码器检测后发现报高压互锁故障，你知道本车的高压互锁连接图吗？如何快速诊断出故障部位呢？

任务目标TaskGoal掌握高压互锁的作用；掌握高压互锁控制策略；掌握秦EV高压互锁原理；具备使用示波器和万用表进行互锁电路信号完整性检测与分析；能正确阅读厂家技术手册进行互锁电路区间测量；具备使用诊断仪读取并分析互锁电路工作状态的能力；认真严谨、积极主动，安全生产，文明施工；与小组成员、同学之间能合作交流，协调工作；获得分析问题和解决问题的基本方法；积极主动与小组成员交流、讨论学习成果，取长补短，完成自我提升。目录CONTENTS高压互锁的概述01高压互锁标准和端子02高压互锁控制策略03秦EV高压互锁原理04新授PARTONE01高压互锁的概述高压根据国家标准直流电压超过60V，交流电压超过25V定义为高压。因此依据《ISO6469》国际标准中的规定，电动汽车（包括BEV、PHEV等车型）的高压部件的接插件都应具有高压互锁装置。概述图1高压标准01高压互锁的概述作用高压互锁作用是使用12V低压系统中的小电流来确认整个高压电气系统的完整性，整车所有的高压部件的接插件都必须安装到位，无短路或断路的情况。当电池管理器检测到HVIL回路断开或是完整性受到破坏时，BMC启动故障报警，仪表“OK”指示灯不亮，提醒“EV功能受限”同时伴随故障的蜂鸣声。BMC控制电池包内的正负极接触器断开，使车辆无法启动，最大限度保障乘客的安全。若车辆在行驶过程中，BMC检测到HVIL断路的状态下，除了进行必要的警告灯和警告音提醒驾驶员外，BMC会控制电池包限制输出功率，强制降低电机的输出功率，强制降低车速，使车辆始终处于一个降低速的运行状态下，给驾驶员足够的时间和机会寻找合适的地点停车。01高压互锁的概述分类结构互锁各高压部件的高压接插件之间通过高压互锁线束串联起来，当接插件安装到位方可保证高压系统的完整性。功能互锁以充电优先原则，即当插上充电枪后车辆不能上电行驶，但可以使用空调系统。如：压缩机制冷、PTC加热。软件互锁比亚迪特有的技术，通过判断高压接插件后端母线电压低于电池总电压的1/2则互锁故障。参与软件互锁的高压部件有：动力电池、PTC和电动压缩机。量产车型有：e2、汉EV等车型。02高压互锁标准和端子概述01在ISO国际标准《ISO6469-3:2001电动汽车安全技术规范第3部分：人员电气伤害防护》中，规定车上的高压部件应具有高压互锁装置，但并没有详细地定义高压互锁系统。国际标准03大多是集成于高压线束接插件。即在高压线束接插件上，额外多一组低压回路用于检测HVIL的回路完整性。高压互锁设计02危险电压互锁回路，通过使用电气小信号，来检查整个高压产品、导线、连接器及护盖的电气完整性（连续性），识别整个高压系统的完整性，当高压直流系统回路断开或者完整性受到破坏的时候，断开高压系统。高压互锁02高压互锁标准和端子高压接插件图2高压接插件的构造结构组成具备高压互锁功能的高压接插件由壳体、高压导电件、低压信号导电件和监测器及监测线路共同组成。一般高压接插件的构造是对插的一对公头、母头上，分别固定着一对高压接插件和一对低压接插件。02高压互锁标准和端子高压互锁端子图3高压和互锁端子链接过程示意图图4高压和互锁端子断开过程示意图高压互锁结构和端子的作用高压互锁结构包含在接插件内部，通过互锁端子和主回路（高压）端子的长度和位置差异，实现连接时，先连接高压端子，再连接低压端子；断开时，先断开低压端子，再断开高压端子。高压及互锁端子连接顺序可见图3，高压及互锁端子断开顺序可见图4。03高压互锁控制策略常通过仪表警告灯亮起或发出警告鸣声等形式提醒驾驶员注意车辆情况，尽早将车辆送至专业维修点检测，避免发生安全事故。故障报警当车辆处于停止状态，BMS检测到HVIL断开，除了进行必要的警告外，还会直接切断高压电输出，使车辆无法启动，最大限度地保障乘客安全。切断高压电输出除前两步操作之外，高压控制系统将强制降低电机的输出功率，强制降低车速，使车辆始终处于一个降低速的运行状态下，给驾驶员足够的时间和机会寻找合适的地点停车。降低高压输出功率

温馨提示：当电池管理器检测到高压互锁回路信号断开，为确保整个高压系统的安全，电池管理器将会采取一系列的控制策略。04秦EV高压互锁原理秦EV的高压部件图5秦EV主要高压部件高压部件构成和作用秦EV的主要高压部件包括：电池包、电池管理器（BMC）、电动压缩机、PTC等，如图5所示。高压接插件如交流充电接插件、直流充电高压接插件、电池组与电池组高压接插件总成均带有互锁回路，当其中某个接插件断开时，BMC便会检测到高压互锁回路存在断路，为保护人员安全，将立即进行报警并断开主高压回路电气连接，同时激活主动泄放高压电。04秦EV高压互锁原理秦EV的高压互锁回路1的回路由电池管理器BK45（B）-4端输出高压互锁信号至动力电池包BK51-30输入；1的回路从动力电池包BK51-29输出至PTC端的BG34-3输入，BG34-6端输出至充配电总成中的BK46-12输入；1的回路从BK46-13输出至电池管理器BK45（B）-5输入形成高压互锁1的回路。由电池管理器BK45（B）-10端输出高压互锁信号至充配电总成BK46-15端输入，从BK46-14端输出到电池管理器BK45（B）-11端输入形成整个高压互锁2的回路。高压互锁2的回路04秦EV高压互锁原理秦EV的高压互锁回路

图6秦EV高压互锁电气原理图（高压互锁1的回路）

图6秦EV高压互锁电气原理图（高压互锁2的回路）04秦EV高压互锁原理高压互锁检测在实车中的常见类型图7互锁装置检测

图8互锁装置，开盖检测2.控制器端盖布置了开盖检测装置，同样可以检测整车高压回路。1.通过控制器中的低压互锁线束来检测整车高压回路。实训PARTTWO01任务实施安全要求及注意事项实训开始前，提前准备好需要使用的个人防护用品，并检查是否符合使用标准。实训开始前，提前做好场地防护，设置警告标识，操作位置布置好绝缘防护措施。记录车辆铭牌信息，做好检测结果记录。检查实训场地和设备设施是否清洁及存在安全隐患，配电箱、排查是否符合用电需求，如不正常请汇报老师并进行处理。实训结束后，必须清理场地和设备，撤除警示标识。任务实施01秦EV高压互锁的故障诊断故障现象一辆秦EV纯电动汽车，上车启动车辆，仪表“OK”灯不亮，仪表提示“EV功能受限”，如图9所示。图9仪表显示任务实施01秦EV高压互锁的故障诊断故障分析启动车辆发现仪表“OK”灯不亮，仪表提示“EV功能受限”。首先使用解码器进行诊断，发现解码仪会显示P1A6000高压互锁故障，如图10所示。图9解码仪显示高压互锁故障任务实施01秦EV高压互锁的故障诊断图11导致高压互锁故障导致高压互锁故障的主要原因有高、低压线束插头松脱、高压元器件损坏等。如图11