技能大赛中新能源汽车故障诊断与检修

谢家宜　吉世岳

摘 要：新能源汽车日益以蓬勃之势发展，这对汽车职业教育培养学生职业岗位能力提出了更高的要求。但目前大部分中职学校存在教学设备短缺、师资培养不足、课程建设不全等问题。针对此种情况，本文基于2019年广东省职业院校技能大赛中新能源汽车运用与维修项目，专门对比赛用车2017款比亚迪E5进行故障诊断项目讲解和排故思路整理，希望能够达到“以赛促教，以赛促学”的目的，为更多的专业教师或带赛老师提供有益借鉴。

关键词：技能大赛 比亚迪 新能源汽车 故障诊断

New Energy Vehicle Fault Diagnosis and Maintenance in the Skills Competition

——Practice and Thinking on the Fault Diagnosis Project of the Power System of New Energy Vehicles

Xie Jiayi Ji Shiyue

Abstract：New energy vehicles are developing vigorously， which puts forward higher requirements for automobile vocational education to cultivate students' vocational ability. However， most secondary vocational schools have problems such as shortage of teaching equipment， insufficient teacher training， and incomplete curriculum construction. In response to this situation， based on the new energy vehicle application and maintenance project in the 2019 Guangdong Vocational College Skills Competition， this article specifically explains the fault diagnosis project and the troubleshooting ideas for the 2017 BYD E5 racing car， hoping to achieve the purpose of "promoting teaching by competition and promoting learning by competition"， and provides useful reference for more professional teachers or teachers leading the competition.

Key words：skills competition， BYD， new energy vehicles， fault diagnosis

1 比亚迪E5故障诊断实践

在2019年新能源省赛备赛期间，笔者对比亚迪E5进行了故障诊断实践。新能源汽车的故障主要分为两种，一种是电控故障，一种是机械故障。比如，动力电池包内部某个电池单体出现故障需要更换，则需要拆卸更换动力电池包，这种就属于機械故障。在新能源省赛故障诊断子项目中一般不会涉及到更换高压部件的内容，一方面是因为电池、电机等部件都比较稳定，二是更换高压部件的过程中除了高压下电外与传统汽车的维修基本接近。

电控故障也可分为BMS故障、高压配电箱故障、VTOG故障、DC-DC故障、仪表指示故障、网络系统故障、动力电池包内部线路故障、充电系统故障。

1.1 BMS故障

电池管理系统（BATTERY MANAGEMENT  SYSTEM）BMS具有强大的功能：

●保护电芯和动力电池组不受到损害;

●使电池工作在合适的电压和温度范围内;

●在保持电池在合适的条件运行后，满足整车的需求;

●电池参数检测，包括电压、总电流、单体电压检测、温度检测、绝缘检测、碰撞检测、阻抗检测、烟雾检测等等;

●电池状态建立：包括SOC、SOH、SOF;

●在线诊断、电池安全保护和告警、充电控制、电池一致性控制、热管理功能、网络功能、信息存储。

电池管理系统出现故障或者不工作会导致整车无法正常上电、无法挂档行驶。

仪表的提示内容都与动力电池包有关，基本确定是因为BMS没有正常工作，可用道通908E诊断仪进行读码进一步确认。

电池管理系统的常见故障还有BMS高压互锁输出（输入）断路、BMS动力网CAN H断路、电池信息采集器（BIC）电源断路等。

1.2 高压配电箱故障

高压配电箱的作用是完成动力电池电源的输出及分配，其上游是动力电池组，下游包括VTOG、DC/DC变换器、PTC水加热器、电动压缩机、漏电传感器。同时将VTOG和车载充电机的高压直流电分配给动力电池组，实现对支路充电器的保护及切断。高压配电箱内部主要由铜排连接片、接触器、霍尔电流传感器、预充电组、动力电池组正/负级输入组成。其中，接触器由动力电池管理器控制，控制充放电。

高压配电箱内部的接触器如不能正常工作，可以导致动力电池的高压电无法输出，不能正常上电。高压配电箱的常见故障还有：预充接触器控制断路、交流充电正接触器控制线断路、负极接触器控制线断路、负极接触器电源线断路等。

1.3 VTOG故障

2019年省技能大赛新能源汽车故障诊断项目中出现“F2-2”保险丝熔断的故障。保险丝“F2-2”即VTOG 的常电供电保险丝。VTOG的全称为双向交流逆变式电机控制器，主要功能有：

●控制高压交/直流电双向逆变，驱动电机运转，实现充、放电功能;

●接收加速踏板、制动踏板信号，通过输出电流控制电机转速;

●保证电机在适宜温度下运行;

●直流充电升压功能;

●CAN通信、故障处理记录、在线CAN烧写以及自检。

当VTOG不能正常工作，将会导致整车控制器无法采集电机运转情况，无法获知制动踏板情况，也无法采集档位信号，此时，整车出于保护，会报警并禁上OK电，电子风扇也会高速运转。比如VTOG动力网CAN H断路，仪表现象出现异常：无ECO;无档位信号;请检查动力系统;无OK灯;驻车制动故障警告灯;请检查电子驻车系统，同时电子风扇高速运转。使用解码仪读取故障码：与电机控制器通讯故障，与MG2失去通讯。读取数据流过程中发现VTOG多个模块无法进入，根据故障码显示，怀疑VTOG故障，测VTOG双路电和CAN通讯，测常电：B28（A）/2-GND 电压13V，正常;双路电：B28（A）/5和B28（A）/4-GND电压13V，正常;测CAN H B28（A）/49-GND 2.5V，CAN L B28（A）/50-GND 1.9V，测CAN H与CAN L终端电阻B28（A）/49-B28（A）/50电阻120欧异常（正常情况下为60欧左右，判断VTOG动力网CAN H断路。

VTOG的常见故障还有：F2-2保险丝熔断、高压电控总成高压互锁输出断路、VTOG双路电断路、F2-4保险丝熔断、励磁（正弦、余弦）断路等。

2 关于故障诊断技术的思考

在诊断未知故障时，我们一般按以下步骤进行：

1、上电，观察仪表现象。如果动力系统有故障，一般仪表不会上OK灯，并且会显示“请检查动力系统”，大部分故障还会显示相关警告灯。如果上电后仪表能上OK灯，并且显示“可挂挡行驶”，基本可以判断动力系统没有故障。把目标转向充电系统，下电—插枪—观察仪表现象。正常充电时仪表能够显示出充电功率，还有多长时间可以充满，如果不能，说明充电系统有故障。

2、使用诊断仪读故障码、数据流。比亚迪E5 的专用诊断仪是VDS2000，但是由于这款诊断仪仅限于比亚迪及其直营4S店使用，所以我们一般会使用通用型诊断仪，在本文中使用的是道通M908E诊断仪。部分故障会有指向性非常明显的故障码，比如高压互锁故障、分压接触器故障等。部分故障不能读取出故障码，这个时候我们需要分析数据流，基本数据流有：当前电池组总电压、当前电池组总电流、预充状态、绝缘阻值、预充接触器状态、主接触器状态、充电接触器状态、充电感应信号、充电是否允许、放电是否允许、上电指令等。

3、根据仪表现象、故障码、数据流进行相关测量。比亚迪E5的仪表功能非常强大，仪表能提供很多的信息，但有时候我们进行故障诊断的时候往往会遗忘这一点。比如当动力网的CAN H、CAN L对地断路时，仪表会显示“请检查网络系统”。对于高压互锁、分压接触器、BIC CAN通讯超时故障等，故障码能直接读出来，根据故障码就可以直接进行相关测量。如果仪表没有提示，故障码也读不出来，这个时候就需要依靠数据流和一定的经验了。

4、对故障进行修复并验证。修复故障的过程中一定要注意规范操作，一般修复高压故障的标准流程是下电→断负极（缠绝缘胶）→等待三分钟→拔出维修开关→验电（缠绝缘胶）→修复故障→连接所有高压线束→装维修开关→装负极→上电验证（或者充电验证）。修复好故障之后一定要进行验证，并进行试车，确保正常之后才可以交车。

3 新能源汽车动力系统故障诊断的总结

新能源汽车动力系统电控故障可以分为两大类：故障诊断仪可以正常连接、故障诊断仪无法正常连接。如果车辆能与故障诊断仪通信，可按下图所示的程序对新能源汽车进行故障诊断。

如果故障诊断仪无法正常连接车辆，可按以下顺序排查：

2019年省技能大赛新能源汽车故障诊断项目中使用的是2017款的比亚迪E5，不同年款的比亚迪E5线束布局、控制原理略有不同，不可一概而论。笔者经验不足，恳请专家、朋友批评指正。

参考文献：

[1]刘成，王元，曾凡柏.新能源汽车的维修及故障诊断技术[J].技术与市场同，2019（05）：163.

[2]陈明华.新能源汽车的维修与故障诊断技术研究[J].汽车实用技术，2018（24）：7-8+24.

[3]彭錦振.比亚迪16款e5 SOC从30%跳变为0%并无法行驶的故障诊断技术总结[J].时代汽车，2019（03）：174-175.