检修描述:一辆2021年欧拉黑猫(R1)。该车接到后台监控通知,车辆绝缘1级报警,阻值68kΩ,上高压状态阻值异常,需要约车排查整车绝缘。
故障检测:对于新能源车型,长城新能源品牌具有远程监控车辆工况的功能,并对反馈的信息做大数据分析,实现实时监控,从而保证车辆和驾乘人员财产和生命安全。向客户电话了解车辆工况,反馈车辆仪表故障灯有个红色灯点亮(如图1所示)。
行驶没有感觉到异常。让客户把车停放路边,先找备用车。安排救援人员到达现场查看车辆,查看仪表故障指示灯为动力系统故障灯点亮,可以挂挡继续行驶。
向厂家报备后,将车辆拖回我站,使用诊断仪进行全车诊断并读取故障码,清除历史故障码,行车过程中故障灯点亮并读取BMS有故障码P106101电池系统绝缘故障1级(如图2所示),查询维修手册并做处理。
因车辆在行车过程中亮灯,熄火并重新启动,动力电池故障灯熄灭,说明非当前故障。如果测绝缘电阻没有实际意义,为了让故障彻底再现,在确定车辆高压部件没有磕碰外伤、动力电池数据没有异常的情况下,尝试长时间开启所有高压部件大负荷运行车辆,让绝缘故障成为当前故障。
简单了解下车辆高压部件,高压部件组成如图3所示。
图4所示黄色线连接部件都是高压部件,实车是橙色的线束。
简单介绍下测试绝缘工具,当前测试设备有两种:一种是绝缘耐压仪可以测量绝缘电阻和耐压测试,这套设备一般是在动力电池包拆检维修中会用到;另一种属于便携式的,俗称兆欧表(数字式绝缘测试仪),类似普通万用表大小,主要用来测动力电池包以外的高压设备的绝缘性能。绝缘电阻耐压仪和绝缘电阻测试仪器,如图5、图6所示。
动力电池需要做如下测量,分别是绝缘电阻测试和绝缘耐压测试。
绝缘电阻测试:设置仪器的测量参数,500V DC持续20s,绝缘电阻不小于10MΩ。分别测试主正、主负对壳体的绝缘电阻。
绝缘耐压测试:设置仪器的测量参数,2500V DC持续60s,漏电流小于1mA。然后分别测试主正、主负对壳体的耐压电流。
目前耐压测试在实车中因操作或者设备电压等影响测试暂时不用。
根据GB/T 18384.3-2015人员触电防护中定义最大工作电压小于等于60V的电力组件为A级电压等级,最大工作电压大于60V的电力组件为B级电压等级,对于B级电力组件必须满足其有足够的绝缘电阻[Pi≥(Vb×500Ω/V)]。在GB/T18384.1-2015车载可充电储能系统中规定BMS需要对动力电池系统所有部件集成完毕的状态下进行绝缘检测且采用绝缘电阻阻值来衡量绝缘状态。绝缘电阻可分为总正对地Rp和总负对地Rn,衡量系统绝缘状态Ri一般取两者之间的最小值(目前48V系统正是出于避免达到B级电压等级的要求而来的)。绝缘值如表所示。
这些高压部件绝缘值因主机厂车型或者生产商等不同会有不同,经过反复试车,发现车辆出现故障后电机故障灯也会点亮。故障再现,并发现在下电情况下日行灯还在常亮。故障码为当前故障。再次读取故障码,如图7、图8所示。
查询BMS 2级绝缘故障定义(如图9所示)可知BMS测得绝缘电阻比之前更小了。
查询MCU故障码定义如图10,图11所示。
在测试过程中,发现故障在加深过程中,总是动力电池故障灯亮了之后,电机故障灯才会点亮并伴随READY熄灭。根据此现象分析,车辆应该是绝缘故障导致的下高压,也不排除电机驱动总成有故障的可能。根据现象决定还是先对车辆的高压部件做下绝缘性能的检查,再做其他方面的排查。
注意事项:
·操作前应正确佩戴安全防护用品
·本电池包为高压系统产品,因此不正确的操作可能导致电击或漏电
·关闭点火开关,将车辆置于OFF挡,钥匙专人保管
·断开电池安全开关,操作过程中禁止再次接插电池安全开关(挂锁),钥匙由专人保管
·断开12V蓄电池的负、正电缆
·车辆静置5min以上
·拆卸前确认零部件不带电
·操作前应使车辆温度降到室温做好安全防护,对整车做绝缘检查,重点对电池包主正、主负和电机驱动总成做了绝缘检查,测量结果都是550MΩ。排除了两大部件,又继续对其他高压部件进行检查,最终发现电动空调压缩机的绝缘值,高压电源端对车身绝缘值0.20MΩ,接地端0.02MΩ,如图12、图13所示。
测量正常车,绝缘值为550M SL。绝缘电阻受当时的温度、湿度等影响,以实车对比最好。
可以确定,电动压缩机内部绝缘存在问题,导致整车下高压。下高压后,BMS没有向VCU发送下高压指令,导致电机控制器总成突然丢失高压和日行灯点亮。再次向客户了解情况,客户反馈也是因为近期温度高才开始使用空调,使用中发现灯亮,但是不影响车辆使用,所以没太在意。
故障排除:因换压缩机,要充加制冷剂,现场没有回收设备。为了充分验证自己的检查,尝试拔掉压缩机高压插头,在后部互锁回路中用短接器短接后,反复路试,未再出现下高压,遂决定更换处理,更换后充加制冷剂,反复试车正常,交车。
维修小结:新能源车绝缘故障还是比较常见。在客户使用中,可能我们听说过车辆自燃的(不考虑外因和内因),但是几乎没听到过乘客被高压电电到的。主要是车辆在设计中要满足国标,通过零电位等多种方式来解决这个问题,但是在技师维修过程中,是存在被高压电电伤的可能,尤其是对动力电池的维修,一定要做好防护处理。