故障問題診斷:使用奔馳診斷儀器檢查,在SG-BMS(蓄電池管理系統調節單元)中存儲以下故障問題碼(如圖1所示):
圖1 故障問題碼
0AA61E:高電壓車載電網中有一個絕緣故障問題,電阻值處于允許范圍之外(已存儲的)
0AA61A:高電壓車載電網中有一個絕緣故障問題,低于電阻極限值(當前的和已存儲的)
在SG-DDW(直流/直流轉換器調節單元)和SG-EM調節單元(DC/AC轉換器N129/1)中沒有故障問題碼。
不管在混合動力汽車還是在純電動汽車的高壓電氣系統中,電氣設備(例如高壓電池組、DC/AC轉換器、DC/DC轉換器、高壓空調泵等)正、負極接線端子及其連接線束對外殼、電氣其他的線路,對車身接地線分別有絕緣電阻。倘若這些絕緣電阻過小,則意味著絕緣不良故障問題。車輛在駕駛流程中,BMS高壓蓄電池調節單元一直對絕緣電阻實行檢查,倘若絕緣電阻不正常,車輛將停止高壓電輸出。
關于絕緣電阻的測量,有兩種方法:第一,讀取絕緣電阻的數據流,可以用排除法來判斷絕緣故障問題的具體位置。這樣的方法相比比較簡單,前提條件是診斷儀中必須供給絕緣電阻的數據流,對這一點,奔馳公司做得比較完善;第二,通過絕緣表(又稱搖表)測量高壓線束或高壓部件的絕緣電阻值,這樣的方法的實際操作流程相比煩瑣壹些,需要要注意的是,在測量絕緣電阻以前,必須切斷高壓電池電源。奔馳S400混合動力系統的絕緣故障問題判斷相比比較簡單,由于在BMS系統中可以直接讀取絕緣電阻的數值,正常數值應當大于一千kΩ。倘若絕緣電阻值小于一千kΩ,可以通過切斷高壓蓄電池上的DC/DC轉換器高壓插頭和DC/AC與高壓空調泵的公共高壓插頭實行判斷。
連接奔馳診斷儀,點擊進到SG-BMS調節單元,讀取數據流:BMS數據流中的絕緣電阻值為225kΩ,標準值應當大于一千kΩ。就說明高電壓車載電網中的絕緣電阻值過小,因而BMS系統會發生絕緣故障問題碼。
值得提醒的是,檢修混合動力系統的高壓部件,必須嚴格遵守奔馳高壓安全的有關規則,例如使用診斷儀進到BMS系統,執行高壓系統的斷電操作后,從診斷儀器中讀取DC/AC、DC/DC、BMS系統的高壓車載電網電壓,或從儀表上讀取高壓車載電網電壓的數值降為12V,這些操作是不可或缺的。本文出于敘述的簡潔,省略了高壓系統斷電的有關安全描述,但并不意味著在實際修理流程中高壓系統安全操作的流程可以忽略。
關于絕緣電阻故障問題的檢修方法是:
(1) 執行高壓斷電操作后,可以先拔下BMS上的DC/DC高壓插頭(如圖2所示),這個時候觀察BMS的數據流,倘若絕緣電阻大于一千kΩ,就說明問題出現在DC/DC轉換器及其高壓線束上,這樣子即可縮小檢修的范圍。倘若拔下BMS上的DC/DC轉換器插頭后,絕緣電阻仍然小于一千kΩ,或絕緣電阻值不變,則實行第2步。實際檢查中,拔下DC/DC轉換器高壓插頭,BMS的絕緣電阻數據流仍然為225kΩ(如圖3所示),就說明問題不是出現在DC/DC轉換器及其高壓線束。
圖3 BMS的部分數據流
(2) 切斷BMS上的DC/AC與高壓空調泵的公共高壓插頭。倘若切斷該插頭后,絕緣電阻值到了5000kΩ,就說明問題出現在DC/AC或高壓空調泵及其高壓線束上。這個時候可以連接好BMS上的兩個高壓插頭,接著切斷高壓空調泵上的高壓插頭(如圖4所示),觀察BMS的絕緣電阻數據,倘若絕緣電阻為5000kΩ,就說明絕緣故障問題出現在高壓空調泵上。倘若絕緣電阻仍然小于一千kΩ,就說明問題出現在AC/DC轉換器和高壓線束上。
DC/AC 轉換器(N129/1),又稱電力電子調節單元,或稱能量管理模塊,電源電子裝置,如圖5所示。它位于發動機右側排氣歧管的下方,通過隔熱板保障其免受熱輻射。DC/AC轉換器是高電壓線束的部件,其中包含高電壓保險絲盒 F70和有關的高壓導線,所以說DC/AC轉換器與高壓線束為一體,不可以單獨更換。倘若線束中的其中一個部件發生故障問題,則必須將DC/AC轉換器與相連接的高壓導線一同更換。
圖5 DC/AC轉換器N19/1
實際測試中,切斷空調泵上的高壓連接插頭,BMS的絕緣電阻數值變為5000kΩ,就說明問題出現在高壓空調泵上。切斷空調泵上的高壓插頭后,用短接線跨接連接至高壓空調泵上的低壓線束插頭5號與6號接腳(如圖6所示),即將高壓空調泵上低壓線束插頭的互鎖電路短接(關于互鎖電路,本文因為篇幅的原因不作更多細節的闡述),這個時候BMS上的互鎖電路數據流顯示“無不對”(如圖7所示)。這里BMS調節單元的故障問題碼可以順利刪除,車輛可以正常起動。
圖6 跨接互鎖電路
圖7 BMS數據流
熄火后,在次將高壓空調泵的高壓插頭接上,連接好低壓插頭,在次讀取BMS的絕緣電阻數據流為225kΩ。由此可以判斷高壓空調泵內部的絕緣電阻值過小。如圖8所示,電動制冷壓縮機包含三個主要部件:第一部包括逆變器(調節單元),可將高電壓車載電氣系統的126V直流電壓轉換為交流電壓,并且把其供至三相電動機;第二部包括三相電動機,用于驅動渦旋式壓縮機;第三部包括渦旋式壓縮機,該壓縮機包含兩個嵌套式蝸殼,其中一個是固定的,另外一個可以在前者內部做圓周運動。在此流程中,蝸殼反復地相互接觸,在卷繞中形成數個逐漸變小的腔室。這樣子,制冷劑取得壓縮并進到這些腔室中,直至到了中心處排出。發動機調節單元通過CAN I總線調節電動制冷壓縮機工作。
最后,更換高壓空調泵后,故障問題排除。