2018年廣汽祺智PHEV行駛中熄火

◆文/湖南 盧鴻義 胡鵬

故障現(xiàn)象

一輛2018 年出廠的廣汽祺智P H E V，搭載4 A 15 K 2型發(fā)動(dòng)機(jī)和T Z 220 XYA51T 型驅(qū)動(dòng)電機(jī)，VIN 碼為L(zhǎng)L66HCS02JB40＊＊＊＊，行駛里程為73365km。據(jù)車主反映：該車正常行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)突然熄火，滑行至路邊后無(wú)法重新啟動(dòng)，同時(shí)儀表臺(tái)上的動(dòng)力電池報(bào)警燈點(diǎn)亮，但過(guò)了一段時(shí)間后，該車又能重新啟動(dòng)。

故障診斷與排除

接車后啟動(dòng)車輛，發(fā)現(xiàn)儀表臺(tái)上的動(dòng)力電池故障等點(diǎn)亮，SOC值為86%，車輛無(wú)法行駛，儀表信息如圖1所示。

連接專用診斷儀進(jìn)行診斷，發(fā)現(xiàn)故障車內(nèi)存有故障碼(圖2)：P166A00-電池系統(tǒng)內(nèi)部絕緣故障；P16A692-絕緣電阻低。

用專用檢測(cè)儀診斷讀取相關(guān)數(shù)據(jù)流(圖3)，動(dòng)力電池包的電壓為318V，動(dòng)力電池包的溫度30.8℃，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速650r/min。

從動(dòng)力電池包的相關(guān)數(shù)據(jù)流和儀表SOC值來(lái)看，該車動(dòng)力電池包標(biāo)稱電壓321V，數(shù)據(jù)流為318V，動(dòng)力電池包的電量正常，說(shuō)明動(dòng)力電池包無(wú)異常故障。從故障碼來(lái)看，這兩個(gè)故障碼都與高壓部件絕緣有關(guān)，初步分析應(yīng)該是該車高壓部件或高壓線束絕緣異常導(dǎo)致車輛無(wú)法行駛。在正式排查之前，先了解一下該車高壓部件及相關(guān)壓線束的連接關(guān)系。

祺智PHEV高壓線束由動(dòng)力電池高壓線束、集成電機(jī)控制器IPU、加熱控制器PTC高壓線束、電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)ECP高壓線束、高壓液體加熱器HVH高壓線束、充電機(jī)OBC高壓線束等組成，線束原理圖如圖4所示。高壓線束電流從動(dòng)力電池到高壓液體加熱器、集成電機(jī)控制器、PTC加熱器、車載充電機(jī)總成和電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)為高壓直流電；從集成電機(jī)控制器到驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)為高壓交流電。

祺智PHEV高壓線束從位于后排座椅下面的動(dòng)力電池開(kāi)始，穿過(guò)地板下方連接高壓液體加熱器，沿著地板加強(qiáng)件側(cè)延伸到發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)，連接集成電機(jī)控制器、PTC加熱器、車載充電機(jī)、電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)，如圖5所示。

對(duì)于該車故障，我們按照下述步驟進(jìn)行排查和診斷：

1.做好場(chǎng)地防護(hù)與個(gè)人高壓安全防護(hù)，確認(rèn)故障車輛已經(jīng)成功下電，將車鑰匙鎖在專用的存放柜。

2.拆下后排坐墊，斷開(kāi)手動(dòng)維修開(kāi)關(guān)MSD，按維修手冊(cè)標(biāo)準(zhǔn)，等待10min。

3.斷開(kāi)電動(dòng)機(jī)(TM)、發(fā)電機(jī)(ISG)高壓插頭，使用絕緣電阻表檢測(cè)電機(jī)(TM)U相、V相、W相與車身的絕緣電阻均為550MΩ，如圖6所示，結(jié)果正常；使用絕緣電阻表檢測(cè)發(fā)電機(jī)(ISG)U相、V相、W相與車身的絕緣電阻均為550MΩ，如圖7所示，結(jié)果正常。

4.斷開(kāi)高壓液體加熱器(HVH)高壓線束，使用絕緣電阻表檢測(cè)高壓液體加熱器(HVH)高壓線束空載時(shí)正極與負(fù)極對(duì)車身的絕緣電阻，均為550MΩ，結(jié)果正常，如圖8所示。

5.高壓液體加熱器(HVH)本體絕緣檢測(cè)，使用絕緣電阻表檢測(cè)高壓液體加熱器加熱器(HVH)本體正極與負(fù)極對(duì)車身的絕緣電阻，重復(fù)檢測(cè)三次均為4.02MΩ，正常值應(yīng)大于5MΩ，結(jié)果異常，如圖9所示。

6.斷開(kāi)動(dòng)力電池側(cè)高壓線束，使用絕緣電阻表檢測(cè)動(dòng)力電池側(cè)高壓液體加熱器(HVH)正極與負(fù)極對(duì)車身的絕緣電阻，均為4.02MΩ，正常值應(yīng)大于5MΩ，結(jié)果異常，如圖10所示。根據(jù)該車高壓電線束的走向用同樣的方法，分別檢測(cè)充電機(jī)(OBC)正負(fù)極對(duì)車身絕緣電阻、電動(dòng)壓縮機(jī)(ECP)與水加熱器(PTC)正負(fù)極對(duì)車身絕緣電阻、集成電機(jī)控制器(IPU)正負(fù)極對(duì)車身絕緣電阻均為550MΩ，正常值應(yīng)大于20MΩ，結(jié)果均正常。由此可以判斷高壓液體加熱器HVH內(nèi)部絕緣故障。

7.更換高壓液體加熱器HVH，并清除故障碼后，該車可以正常上高壓電，試車一切正常，該車故障被徹底排除。

維修小結(jié)

本案例中，故障車是由于高壓液體加熱器HVH本體絕緣損壞引起高壓不上電，導(dǎo)致車輛無(wú)法行駛。對(duì)于帶有高壓電的混動(dòng)車型或純電動(dòng)車型，需要特別注意：在高壓部件與高壓線束絕緣測(cè)試時(shí)不能帶電測(cè)試；不能用紅色絕緣表筆連接到車身負(fù)極，黑色表筆連接到正極；不能隨意變換絕緣測(cè)試電壓；測(cè)試完成后, 不能立刻將探頭從測(cè)試電路移開(kāi)；不能在未完全斷開(kāi)與其他部件的連接時(shí)，測(cè)試單個(gè)部件；不能在潮濕的環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試或直接測(cè)試潮濕的零部件；測(cè)試時(shí)間不能太短或只測(cè)一次。另外，在診斷過(guò)程中充分利用診斷設(shè)備與維修手冊(cè)，安全規(guī)范操作，從而快速高效安全解決問(wèn)題。

很高興拜讀完這篇故障案例，感覺(jué)很有技術(shù)指導(dǎo)性。文章圖文并茂，從故障描述、故障碼含義、數(shù)據(jù)流說(shuō)明到故障原因分析、線路和元件檢測(cè)以及安全操作注意事項(xiàng)等，寫(xiě)得一氣呵成，這彰顯了作者扎實(shí)的新能源汽車維修技術(shù)功底，值得一讀。

下面我想借此機(jī)會(huì)，談一下溫度對(duì)動(dòng)力電池的影響，可能會(huì)對(duì)電動(dòng)汽車車主有所幫助。如圖11所示，動(dòng)力電池在不同溫度下(-10℃、0℃、25℃、40℃)最大可用容量的測(cè)試曲線。從圖11可見(jiàn)，在一定的溫度范圍內(nèi)，動(dòng)力電池的容量隨溫度的升高而上升，-10℃與40℃時(shí)最大可用容量相差高達(dá)5A·h，約占額定容量的18.5%。溫度會(huì)影響電池材料的活性和充放電性能，直觀表現(xiàn)在動(dòng)力電池模型中的內(nèi)阻和開(kāi)路電壓，高溫時(shí)放電過(guò)程端電壓比低溫時(shí)高。因此，在相同的放電截止電壓和放電電流的條件下，溫度較高時(shí)，動(dòng)力電池放電持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、放電容量大；低溫時(shí)，動(dòng)力電池提前達(dá)到截止條件，放出電量少。故需將動(dòng)力電池的工作溫度調(diào)控在合適的區(qū)間。

目前，主流電池加熱系統(tǒng)主要依靠外部設(shè)備提供熱量，常見(jiàn)的是通過(guò)PTC(全稱 Positive Temperature Coefficient)陶瓷發(fā)熱元件為流通的冷卻液加熱，經(jīng)過(guò)電子水泵送至動(dòng)力電池包內(nèi)的散熱水道，將熱量均勻地散發(fā)到電池包內(nèi)部，使電池的溫度均勻上升。由于液體比空氣擁有更高的比熱容，因此加熱速度和效率也更高，另外，PTC的電阻值具有正溫度系數(shù)特性，隨著溫度的升高，PTC的電阻也在變大，可以實(shí)現(xiàn)恒溫發(fā)熱，安全性和節(jié)能性更優(yōu)。PTC車載加熱器的功率一般在 3~7kW之間，可通過(guò)PWM調(diào)節(jié)器控制功率輸。但PTC是通過(guò)動(dòng)力電池高壓供電，所以一旦出現(xiàn)加熱器絕緣故障，車輛控制單元就會(huì)立即切斷全車高壓供電，且動(dòng)力電池報(bào)警燈點(diǎn)亮，存儲(chǔ)相應(yīng)的故障碼。動(dòng)力電池高壓絕緣故障是沒(méi)有故障冗余功能的，所以出現(xiàn)絕緣故障時(shí)，車輛將不能啟動(dòng)。