故障现象
2011年的一款比亚迪F3DM混动车,续航里程73541公里。车辆不能正常使用。车主拖车到店后,通过沟通了解到,之前使用正常,但由于长期停放,没有使用或收费。给车辆充电后,发现车辆无法使用。钥匙打开时,车辆仪表亮起红灯,无法进入OK显示模式。
根据车主描述,检查确认车辆故障,普通12V铅酸电池电压仅为8.5V,明显偏低。电池通电后,电池电压恢复到12.4V随后,点火开关打开,仪表上的发动机和电机亮起红色,但车辆仍然无法工作。如图1所示,故障代码如图2所示。
根据汽车维修诊断的正常流程,利用汽车计算机诊断仪读取故障代码。起初有很多故障代码,如预充电故障、通信故障、绝缘故障等。,并且有几个未定义的故障代码。我担心这个诊断仪器读取的故障码可能不准确,因为以前也发生过类似的情况,因为诊断仪器对故障码的解读有偏差,导致维修工作方向错误。因此更换诊断仪器后,目前只存在一个故障码,无法清除,如图3,B1234,电池组严重漏电。
从这个故障码的内容可以大致判断出,这款车的故障原因很可能与高压电池组有关,因为这款车年代久远,更换高压电池组的费用也不愿意被车主接受。
车主提出了一个想法:能不能换一下车辆的系统,简单的说就是不需要高压系统,用这款F3DM混动车作为普通燃油车,占用一个车牌指标,三缸发动机不是很给力,但是对车辆的性能没有很高的要求。我给出的答案当然是没有,至于为什么没有?先来看看这款车的系统结构和工作原理。
比亚迪F3DM系统结构原理
如图4、图5所示,比亚迪F3DM将排量为1.0L的三缸汽油发动机与两台电机组合,配合高压动力电池,形成两种驱动模式。这款车上市时,厂家声称F3DM有两个突出的特点。
1.与普通汽油车相比,该车具有更好的动力性能,提高了使用混合动力时的燃油经济性。纯电动EV模式下,噪音低,排放为零。同时,电机还负责制动能量回收,这意味着在车辆制动过程中,制动能量被回收并转化为电能,储存在动力电池中供车辆使用;
2.与其他混合动力汽车相比,这款车的动力电池容量大,在纯电状态下大大增加了续航里程,并具有外接电源充电的功能。为车辆充电220伏交流电源,方便客户使用,在一定里程内无需依赖燃油即可继续行驶。
比亚迪F3DM车辆系统工作模式
1.“EV”纯电动运行模式;纯电运行模式下,电池组的高压直流电经过逆变器后转化为交流电,由第二电机驱动车辆行驶。参见图6。
2.“HEV”混合动力运行模式:
在混动模式A下,此时发动机工作在最佳状态,发动机动力通过变速箱驱动车辆,电机一转动,就充当发电机发电,给车辆供电,给高压动力电池充电。只是因为这台发动机排量小,动力输出和充电似乎有点不足,车辆巡航时还能过得去。如果负载稍重,显然是不够的,如图7所示。
在HEV混动运行模式B下,如果需要更高的动力输出,在发动机继续工作的同时,第二电机介入动力输出,与发动机共同工作驱动车辆,从而提供更高的动力输出。如图8所示
在混合动力运行模式C下,当车辆高压电池组功率相对较低,整车需要动力输出时,三缸发动机驱动第一电机发电,而第二电机可以用第一电机产生的动力驱动车辆,多余的动力将储存在动力高压电池组中。参见图9。
这款车的高压电池组额定电压为330V,可以通过国产慢充给全车充电,直到全车充满电。建议每周至少给全车充满电一次。在纯电动模式下,这辆车可以行驶大约80公里,但是这辆车已经停了几个月没有使用和充电了。另外,车龄比较老,自然更容易出现故障。
这款车采用3缸自然吸气汽油发动机,最大功率50KW;第一台电机在启动发动机时作为起动机,在发动机运转时转换为发电机,最大功率25KW。第二电机可以在车辆行驶时参与动力输出。当车辆滑行或刹车时,第二个电机将电机转换为发电机,用于能量回收。第二个电机的最大功率为50KW。
故障检测和维护
根据该车辆的故障现象和从上述车辆检测中读取的故障信息,基本可以确定导致车辆无法通电的故障原因与高压系统有关。由于系统报告绝缘故障,所以需要对高压系统进行测试,首先要区分是动力电池绝缘故障还是负载绝缘故障。关闭点火开关,断开低压普通12V电池负极,取下动力电池低压控制端子,对动力电池输出端子负载端子进行绝缘测试:用绝缘表测试控制器上高压连接器正负极对控制器外壳的绝缘电阻。正常值大于20ω,测试结果为86.5ω和214ω。如图10和图11所示,由于测量结构都大于标准值,可以确定负载侧正常。
1.电池与控制箱之间的线路有绝缘故障;2.电池内部有故障。本着由易到难、由外到内的原则,先测试连接线,断开高压系统维修开关和低压电池负极。停车10分钟后,用万用表测试高压电池输出正负极与高压控制箱之间无电压。电池输出线绝缘电阻在正常范围内,基本可以确定是电池内部故障。
该车由100节磷酸铁锂电池串联而成,串联电压为330V V,通过以上判断,分析故障出在高压电池内部故障,只拆解高压电池进行检查。在这里,必须遵循以下步骤来解释拆卸和组装动力高压电池的注意事项:将人身安全放在第一位,确保不允许带电操作:
1.关闭点火开关后,拔出点火钥匙放入口袋,防止他人无意中启动车辆。
2.打开车辆后后备箱,戴上防护绝缘手套,按照车辆保养手册的说明拔出车辆动力电池保养开关手柄。
3.拆下车辆低压12V电池负极端子,确保车辆低压电断开。这时会听到动力电池控制器内部继电器的释放声。
4.拆卸电池并停放约10分钟后,用万用表检查动力电池组高压线输出端,确保无电压。
5.再次检查动力电池的正极和负极。只有当没有电压或对地电压低于3V时,才能对动力电池进行测试和修理。
按照上述步骤,将车辆动力电池从车辆上拆下。发现由于车辆年代久远,高压电池外壳和车体锈蚀密封严重,电池内部积水,进一步检查发现两组电池损坏严重。如图,与车主沟通后,认为有必要降低维修成本,于是购买了两组旧电池进行更换。这里解释一下,只需要更换电池模块,电池组要均衡充放电。更换后确保单体电池的电压差不能大于0.03伏,电池模块在加载前应进行测试。经过测试,可以正常加载。加载后,故障被消除。读取时无故障码,仪表OK指示灯亮起。试运行后,确认车辆故障已排除。