电牛2号三电系统培训电控部20170210(1)（PPT52页).pptx

,三电系统培训,汽车工程研究院电控部2017年2月10日,主讲人：刘永军,2,目录,3,本次培训主要针对三电系统典型故障及排查方法的理论和实操培训，意在帮助华道公司区域人员开展售后服务网络的培训工作。,一、概述,二、系统架构,电机控制器、仪表、车载充电设备通过整车CAN与电池管理系统通信。车辆运行过程中，BMS通过整车CAN将车辆运行必须的数据送达电机控制器，电机控制器根据油门、制动踏板、档位信号分析驾驶员意图，控制电机驱动车辆行驶。,三、主要零部件3.1动力电池系统3.2驱动电机及控制器3.3DC-DC3.4充电机3.5高压盒3.6仪表,3.1动力电池系统,电池包是新能源汽车核心能量源，为整车提供驱动电能，它主要通过金属材质的箱体包络构成电池包主体。模块化的结构设计实现了电芯的集成，通过热管理设计与仿真优化电池包热管理性能，电器部件及线束实现了控制系统对电池的安全保护及连接路径；通过BMS实现对电芯的管理，以及与整车的通讯及信息交换。,3.1.1电池系统构成,3.1.2电池系统电气原理,3.2电机及其控制器,MCU是新能源汽车特有的核心功率电子单元，通过接收BMS发送的电池放电参数，控制电动机输出指定的扭矩和转速，驱动车辆行驶。实现把动力电池的直流电能转换为所需的高压交流电、并驱动电机本体输出机械能。同时，MCU具有电机系统故障诊断保护和存储功能。,3.3DC-DC,DC-DC是将一种直流电变换为一种直流电的技术设备，主要对电压，电流实现变换。电牛二号搭载的DC-DC是将额定312V直流电转换为13.80.1V直流电，给12V铅酸蓄电池充电。,3.3.1DC-DC控制流程,当钥匙旋到ON档时，BMS自检并唤醒、继电器吸合，同时BMS使能DC-DC启动，继而DC-DC高压输入，动力电池通过总正接触器，DC-DC接触器，将312V直流电转换成13.80.1V直流电，给12V铅酸电池充电。,3.3.2DC-DC基本参数,3.4充电机,车载充电机是新能源车实现从电网把交流电转化成动力电池直流电的电力电子功率单元，通过接收BMS发送的电池充电请求参数，输出请求电流及电压，实现给动力电池充电功能，同时充电机系统具有故障诊断保护和存储功能。,充电机基本参数,3.5高压盒,高压配电盒是电动汽车上实现整车高压电气分配与保护的电气元件，简称PDU（电源分配单元）由铜排，熔断器与继电器，低压控制线组成，具有电流，电压采集，高压连接状态，绝缘状态进行实时监控，增进电气系统安全性能。,高压盒原理,3.6仪表,仪表的功能是获取需要的数据并采用合适的方式显示出来，不同的信息是由不同的获取方式和显示方式。目前，电牛二号的仪表是采用车身总线方式传输数据。,3.6.1仪表构成,电池SOC,车辆时速,档位、电池电压、电流，续航、故障码等,状态显示,当仅有常电的情况下，此时仪表处于休眠状态模式，仪表不工作；点火点IG接通后仪表进入正常工作模式：当输入高电位时，仪表从休眠模式下唤醒；显示屏正常工作，此时应该显示档位和SOC、电流和电压、转速和温度、续航、故障代码等信息；低压电瓶报警灯的亮灭：监控常电电压当其低于11V时指示灯亮；当大于等于12V时指示灯灭；仪表根据CAN总线相关信息，控制车速指针指示到相应刻度;检测CAN总线电量SOC指示位，控制SOC指针指示到相应刻度;受硬线控制的报警灯由仪表自控；受软件控制的根据接收到的Can报文控制;蜂鸣器频率受MCU控制。,3.6.2仪表控制原理,四、电牛二号介绍,电牛二号现整车三电系统为：电池包（含BMS），电机电控，暂无整车控制器。下表为电牛二号基本参数列表：,4.1整车基本参数,4.2整车布置,五、BMS故障排查,5.1BMS故障阈值,5.2.1车辆正常行驶条件BMS正常工作：BMS工作时，仪表上会上传电池总压与SOC以及工作电流，此时伴随着继电器吸和声（预充继电器、总正继电器、电控继电器）。电机控制器正常工作：当BMS正常工作时，电控正及电控负会输出高压到电机控制器。此时用万用表，从电池两端量取电控正与电控负、总正与总负之间应该有高压输出，并且两值应该相等。车辆其它总成满足行驶要求（与电池包、电机控制器无关项），如传动正常，制动正常等。,5.2BMS故障处理措施,5.2.2仪表无显示数据若钥匙打到ON档仪表屏幕亮起，但仪表上没有电压、SOC等数据，先请检查整车通讯（CAN1）连接是否正常：首先要确保19Pin航插插好，并且安装时确保航插无退针现象。查看白色19Pin接插件（驾驶舱座椅下方）的插针是否偏斜，接插件接插是否可靠。,5.2.3如果上电及钥匙打到on档，没有听到继电器吸和声需要检查线束端19Pin航插的1、12针脚是否有12V供给，11、12之间是否有12V电压。1针脚为ACC信号即12V+、11针脚为ON档+12V信号、12针脚为地即12V-。1、12与11、12之间都存在12V电压并且针位正常，则是电池包内部问题或者整车电源干扰问题。1、12之间有12V电压，11、12之间无12V电压。检查ON档信号，测量信号转接线整车插件端VP03针位对地是否有12V，如果无则是整车线束有问题。,1、12之间无12V电压，11、12之间有12V电压。需量取信号转接线整车端501针位对地是否有12V，若无需检查整车线束，若有需检查19Pin通讯线束。5.2.4如果打到ON档，听到继电器吸和声。但是仪表屏幕不亮，则需检查整车线束。5.2.5如果打到ON档，听到继电器吸和声并且仪表也亮，但是无任何数据，则需要检查整车通讯（CAN1），必要时也需要查看CAN1的CAN1H与CAN1L是否接反、测量CAN1H和CAN1L电阻值或者对地电压，一般电压为2.4V左右。,5.3车辆关于BMS的告警处理5.3.1车辆绝缘报警的判断与处理当车辆出现绝缘报警时，会出现如下现象：车辆钥匙打到ON档，继电器吸合。几秒后，继电器会断开并且仪表会出现绝缘报警标示。确定出现绝缘故障位置需要做以下几个工作：把钥匙打到OFF档，拔下电池包的后端的电控正与电控负、前端的总正与总负，只保留19Pin航插；把钥匙打到ON档，等待一段时间。如果没有出现绝缘报警描述的现象，则证明电池包没有问题，关闭钥匙。,把电池包后端通往电机控制器的电控正、电控负正确连接。然后把钥匙再次打到ON档。如果出现绝缘报警则说明电机控制器处有绝缘问题。如果无绝缘报警出现则说明电机控制器也无绝缘问题。当电机控制器出现绝缘问题时，一般原因是涉水实验或刚从淋雨房做防水实验后造成的。如果确定电池包与电机控制器绝缘无问题，则问题出在车辆前端。需要检查充电动力线、DC/DC、车载充电机、高压盒以及其它高压用电器：,先拔掉DC/DC，车载充电机上的总正与总负。再次上电，如果再次出现绝缘报警，就需要检查充电动力线是否有破损，车载充电机绝缘是否有问题。如果拔掉DC/DC,车载充电机总正、总负。钥匙打到ON档，绝缘报警没有出现。则需要在上电的情况，逐个把插头接到车载充电机上。接上一个，等待一会儿时间。如果不出现绝缘报警，则继续插上总正或总负，直到绝缘报警出现。确定是哪一模块的问题，然后更换。如果检查动力线、DC/DC、电机控制器、车载充电机、高压盒都不是造成漏电的原因。则需要检查压缩机等其它高压用电器等，方法同上。,5.3.2电池故障报警通常在行驶中由于电池单体电压、电池总压、温度等出现问题时，根据协议BMS将会告警信息通过整车通讯上报到仪表。根据等级不同，当出现最严重报警时BMS会切断继电器。保护电池模块防止电池过充、过放、过温、过流等现象对其造成损伤，衰减电池模块的使用寿命与性能。通常SOC小于20%时，仪表报警灯会亮（硬线连接）。电机控制器在SOC为20%会开始根据SOC过低而逐步降功率。如果发现仪表显示SOC在23%左右时电机控制器开始限功率并降速，可能是由于仪表是机械指针，指示有偏差。可以通过上位机去查看是否存在这种现象，当然也不排除电机控制器的出问题。,有时SOC在5%甚至10%以上，车辆在加速时会切断继电器保护电池。这是因为此时单体电压过低造成，当过弯急加速时，由于放电流最大可达到200A+。档单体电压会瞬时被拉低到放电截止电压以下并保持5S以上时，由于达到保护阀值以及超过了延时报警时间，所以BMS会切断电控继电器保护电池。当SOC值较大或总压较高时，在车辆行驶中或急加速中出现BMS切断继电器。通常由以下原因造成：电流过大：根据签订的技术协议内容，当放电电流达到二级报警时，且持续时间超过15S，BMS会切断继电器以保护电池；,温度异常：不同的温度对电池特性影响较大。当温度过高或过低BMS都会对电池实施保护。例如电池的温度超过55或温度低于-20时BMS会切断继电器，不允许电池模块放电；整车通讯故障：当整车出现通讯故障时。电机控制器会延时30S切断。通常这种问题会出现在最初调试时，原因：电机控制器的35Pin有时会退针，造成的通讯针之间的接触不良。有时由于整车CANH与整车CANL会接反，也会有整车通讯丢失的现象；单体损坏：当单体损坏时，容量衰减加大。所以充电时，此单体会先充满并被BMS保护。放电时，此单体会先放完并被BMS保护。当SOC值或总压较高时，BMS依然会切断继电器。,5.4国标慢充问题保证车载充电机能正常充电条件：慢充CP信号正常，初始状态慢充CP对地应该是12V。用万用表量取时需要打到直流电压档。CC电阻值正常。CP拉低电阻正常，将慢充枪插在车辆充电插口上以后。CP对地电压将会变成6V左右或6V以下。当检测到CC对地电阻（220欧姆或680欧姆）时开始进入充电状态，当准备就绪以后才开始进入充电阶段；220V电压输入正常，有时220V输入端接插件会退针致使车载充电机不能工作,BMS工作正常，车载充电机工作后会为BMS提供12V工作电源，保证BMS正常运行；通讯正常，慢充时使用的是整车CAN即CAN1，正常充电时会有两帧报文18FD7524与18E54024；BMS闭合慢充电继电器；电磁锁闭合。,5.4车辆不能行驶车辆上电后，首先要确认继电器是否吸和（听继电器吸和声）。若继电器不吸和请按照5.3.1中1、2、3、4进行排查；确认继电器吸和后，车辆依然不能行驶。需要量取电控正与电控负的电压、总正与总负的电压，如果两值相等与仪表显示的一致（应与标称电压接近），则电池包无问题。需要查看档位开关和通讯线（CAN1）是否正常,最好是用CAN盒，采集报文去辅助判断；档位开关的问题，可以在仪表盘看出，如挂D档后，仪表依然显示N；另外可以根据电机控制器的上报的故障码来判断问题（参考第6章）。,六、电机电控故障排查6.1.1驱动电机参数,6.1.2电机电控接插件定义,电机控制器35pin端子定义,驱动电机旋变8pin端子定义,6.2驱动系统故障代码,6.3常见故障排查,7.1插上充电枪后仪表不亮，通常有以下几种情况：仪表盘不亮，但是确实在充电。伴随现象为车载充电机有风扇转动声，插枪时有慢充继电器吸和声。若此时把钥匙打到ON档，仪表盘亮起后电流处应该有负值电流，如-15A，这种情况应该检查仪表线路（慢充12V硬线唤醒）。仪表盘不亮，且车载充电机确实没有充电。应该做以下检查：整车通讯是否正常，此时最好需要使用CAN盒去验证BMS、充电机是否正常工作以及整车CAN1的CANH与CANL是否出现反接；首先用万用表，量取CP对地电压。正常充电时，CP电压在6V左右。若CP电压为8V或12V则说明CP拉低电阻有问题，需要重新在CP信号线是对地接1K电阻；,七、充电机故障排查,确定CP对地电压后，此时从充电插座到充电机的桔红色3Pin接插件应该有220V交流电，来确保车载充电机工作。若没有220V交流电，则需要检查线束导通和充电桩是否有问题。当检测不到CC信号时，也不会进入充电状态，此时需要检测3Pin接插件连接是否正常，通讯线是否良好。保证车载充电机的工作电压（220V）后，车载充电机会在低压信号19Pin航插处输出12V工作电压。如果无12V需要检查车载充电机是否正常，若有12V而仪表不亮且无继电器吸和声则需要检查通讯线与整车通讯线束是否有问题。假如线束正常应该可以在19Pin的充电机转出处量取12V电压，若此时还不能充电则表示BMS内部线束有问题或BMS有问题（可以结合车辆是否能行驶和快充来判断）。,7.2充电机故障指示灯闪烁定义,50,八、关键