◆文/浙江 駱佳豪
一輛2021年生產(chǎn)的梅賽德斯奔馳EQC400純電動汽車,VIN碼為LE48P9AB4ML******,行駛里程為546km,車主反映,該車在充電后無法啟動,儀表臺上的紅色高壓蓄電池報警燈點亮。
該車被拖車拖至店內(nèi)進(jìn)行檢修,接車時發(fā)現(xiàn)該車高壓蓄電池電量為99%,踩制動踏板同時按壓啟動開關(guān),啟動開關(guān)可以按下,但卻無法上電,同時儀表臺上紅色高壓蓄電池報警燈持續(xù)點亮。
嘗試使用Wall box對車輛進(jìn)行充電,充電口指示燈顯示為黃色,無法充電,正常情況下充電時指示燈應(yīng)為綠色常亮。確認(rèn)故障現(xiàn)象后,使用Xentry診斷儀對車輛進(jìn)行快速測試。在N82/4高壓蓄電池管理模塊中存有多個當(dāng)前狀態(tài)的故障碼(圖1):P0DE600-混合動力/高壓蓄電池模塊的單格電池電壓過低;P0DE700-混合動力/高壓蓄電池模塊的單格電池電壓過高;P0B4000-混合動力/高壓蓄電池的電壓傳感器B存在電氣故障; P2C8B00-混合動力/高壓蓄電池模塊的傳感器模塊B存在功能故障; P0B4200-混合動力/高壓蓄電池的蓄電池電壓傳感器B對地短路等。為了排除電腦程序問題,嘗試對車輛進(jìn)行休眠斷電、軟件升級,升級成功后,車輛依舊無法啟動,且故障碼無法刪除。
排除軟件因素后,回顧高壓蓄電池管理模塊中的故障碼,均指向單體電池電壓過高或過低,以及蓄電池電壓傳感器。該車高壓蓄電池由3個模塊組成,其中有兩個控制蓄電池管理模塊分別是N82/3和N82/4,第三個及網(wǎng)關(guān)N82/2確保前兩個模塊之間的通信。蓄電池管理系統(tǒng)控制單元用來檢測互鎖電路、電壓、電流、溫度接觸器狀態(tài)和絕緣檢測狀態(tài)。
分別進(jìn)入N82/3和N82/4兩個蓄電池管理模塊,查看蓄電池的實際值。N82/3蓄電池管理系統(tǒng)控制單元中,1-50號蓄電池單體電池的實際值如圖2所示;51-96號單體電池電壓實際值也相同,均超過標(biāo)準(zhǔn)實際值4.2V。查看N82/4蓄電池管理系統(tǒng)控制單元中,1-50號的蓄電池單體電池的實際值如圖3所示,顯示為“sna”,無法測量單體電池的電壓;第51-96號單體電池也無法顯示電壓值。
對故障碼P2C8B00進(jìn)行引導(dǎo)測試,如圖4所示,可能的故障原因有:電池管理系統(tǒng)控制單元N82/4有缺陷;組件A100(高壓電池模塊)內(nèi)部組件存在缺陷。進(jìn)一步的維修建議是:查看實際值的合理性。前面已經(jīng)檢查過實際值,電池的單體電池不在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),且部分單體電池的電壓無法讀取,結(jié)合故障碼引導(dǎo)測試,可能是A100內(nèi)部的蓄電池管理模塊損壞或者內(nèi)部電池組損壞,需要更換A100高壓蓄電池總成。更換高壓蓄電池后對高壓蓄電池進(jìn)行試運行,車輛可以正常啟動,單體電池電壓正常,該車故障被徹底排除。
本案例中,故障車內(nèi)存儲的故障碼指向性比較明確,只要了解EQC高壓蓄電池的組成部分,并結(jié)合實際值和引導(dǎo)測試,很快就可以將故障范圍鎖定到高壓蓄電池上。遺憾的是沒有得到奔馳廠家授權(quán),不允許拆解A100高壓蓄電池,無法判斷具體是高壓蓄電池中的電壓傳感器損壞,還是電源管理模塊損壞。
另外,需要注意的是,由于EQC高壓蓄電池質(zhì)量較大,在更換高壓蓄電池的過程中,建議使用專用工具(W000 588 16 31 00),并配合舉升機舉升高壓蓄電池(圖5)。在更換高壓蓄電池后,存放高壓蓄電池的區(qū)域應(yīng)該為防曬、防雨的獨立空間,存放空間面積不得小于15㎡,并且與其他存放物品的距離應(yīng)超過2.50m,電池存放距離地面不得超過1.60m,并配備E類(帶電物質(zhì)火)的推車式水基滅火器,以防意外火災(zāi)。
目前對于電動汽車故障診斷,不管是4S店還是職業(yè)院校都作為一個新的課題,加大了技能訓(xùn)練。由于純電動汽車控制機構(gòu)不同于傳統(tǒng)汽油汽車控制機理,純電動車控制以全電控為主,電控分為高壓電控和低壓電控,在診斷維修時需要對所有電控系統(tǒng)有非常清晰的了解和認(rèn)知,尤其是各個控制系統(tǒng)間的控制邏輯與關(guān)系,在排故的過程中應(yīng)該將故障現(xiàn)象與故障診斷儀顯示的信息相結(jié)合判斷可能得故障范圍,并按照簡單到復(fù)雜的流程進(jìn)行檢查,最終排除故障。本案例是一個很好的典范。案例中以奔馳EQC400不能上電,車輛無法行駛為例,通過故障碼讀取,數(shù)據(jù)流分析和故障的排除都體現(xiàn)了維修技師對該車動力高壓供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理的熟知,才能有藥到病除的結(jié)果。在此列出了電動汽車故障診斷總體流程圖(圖6)和動力電池系統(tǒng)故障排除方法(圖7),供參考。
奔馳EQC400純電動汽車動力電池系統(tǒng)采用了寧德時代的高性能軟包電芯模塊化設(shè)計。電池組包含6個電池模塊,由4個72顆電芯構(gòu)成的大模塊和另2個由48顆電芯構(gòu)成的小模塊。共計384顆電芯,其中4個72電芯模塊安裝于地板前部和后部,2個48電芯模塊安裝于中間,整個電池重量為652kg。電池連接方式為,2個電芯并聯(lián)成192個單元,再按2P96S方式連接成整體電池組,最高電壓高達(dá)408V,容量80kW/h。很有意思的是,奔馳考慮到如果在需要大規(guī)模應(yīng)用高電壓的合適工程時機,改變電池模塊的連接方式,可以將現(xiàn)有的400V電池系統(tǒng)改變成800V系統(tǒng)。為了保證車輛碰撞時候電池依然安全,電池組的周圍有堅固的框架,并設(shè)立了兩層的緩沖區(qū)。電池組還采用了較為復(fù)雜的液冷管路,將電池組的溫度控制在最佳工作溫度區(qū)間。奔馳EQC400純電動汽車電池組結(jié)構(gòu)如圖8所示。