电牛2号三电系统培训-电控部2017-02-10(1)（PPT52页)

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目录一概述二系统架构三主要零部件四电牛二号简介五BMS故障排查六电机电控故障排查七充电机故障排查八关键指标影响因素九电安全知识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-DCDC-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13.8±0.1V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13.8±0.1V直流电，给12V铅酸电池充电。3.3.2DC-DC基本参数项目参数型号TDC-320-12JG输入额定电压320V额定输出电压13.8V最大输出功率1KW最低输出电压13.5V最低输出电流70A满载效率95%防护等级IP67（除风扇以外）通讯接口ON档使能开机，CAN信息ON档开机上报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。充电机基本参数项目参数型号HK-J-H440-20输入电压AC90-265V输出电压范围110-440V最大输出功率6.6KW最大输出电流20A满载效率93%防护等级IP67通讯接口CAN2.0工作环境温度-35℃～+85℃外形尺寸(一体机)353×230×160（mm）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：1.当输入高电位时，仪表从休眠模式下唤醒；2.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；3.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；4.仪表根据CAN总线相关信息，控制车速指针指示到相应刻度;5.检测CAN总线电量SOC指示位，控制SOC指针指示到相应刻度;6.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;7.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：1车型类别箱式货车N12外形尺寸（长×宽×高，mm)4030×1620×19003额定座位数2/2+24整备质量（kg）1400±205满载总质量（kg）20506轴距(mm)27007前后轮距（mm）1386/14084.1整车基本参数8驱动形式后驱9前悬/后悬(mm)541/78910最小离地间隙(mm)14011最大爬坡度（%）2512最高车速(km/h)8513接近角/离去角(度)35/2514行李箱容积（L）350015稳定车速(km/h)60160-50km/h加速时间(S)＜1517速比9.8718电压平台31219电机类型交流异步电机电机动力电池DC-DC电机控制器电动后桥充电机空调压缩机蓄电池高压配电盒4.2整车布置五、BMS故障排查序号项目设定说明处理方式备注1总电压过高（V）364.8二级故障报警，关断充电机，断总正继电器仪表显示2总电压过低（V）288一级故障BMS自行监测，不报警仪表不显示3总电压过低（V）268.8二级故障报警，持续60秒断总正继电器仪表显示4SOC过低（%）20一级报警报警仪表显示5SOC过低（%）10二级故障报警仪表显示6放电电流过大（30s)240报警限功率仪表显示7充电电流过大慢充30报警报警，关断充电机仪表显示8充电电流过大快充70报警报警，关断充电机仪表显示9单体电压过高（V）3.8二级故障关断充电机，断充电继电器仪表显示10单体电压过低（V）3.0一级故障报警仪表显示5.1BMS故障阈值序号项目设定说明处理方式备注11单体电压过低（V）2.8二级故障持续60s或任一单体电压低于2.5V，断总正继电器仪表显示12整组电压不均衡（V）0.2一级故障电机控制器禁止输出仪表显示13温度过高1（℃）55一级故障报警，降功率仪表显示14温度过高2（℃）60二级故障电机控制器禁止输出持续60s，断总正继电器仪表显示15温度过低1（℃）-10℃一级故障报警仪表显示16温度过低2（℃）-20℃二级故障电机控制器禁止输出，持续60s，断总正继电器仪表显示17绝缘电阻过低1（Ω/V）500一级故障自检，不上报仪表不显示18绝缘电阻过低2（Ω/V）100二级故障报警,持续3S后，上报CAN线，2S后断总正继电器仪表显示19通信故障（丢失）≥8S报警仪表显示20电池管理系统硬件故障一级故障报警仪表显示5.2.1车辆正常行驶条件1.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）。2.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。3.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：1.首先要确保19Pin航插插好，并且安装时确保航插无退针现象。2.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-。1.1、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。2.1、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。③1、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：1.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；2.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。3.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。4.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：a.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。b.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。c.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。1.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。2.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。3.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：a.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；b.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；c.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