故障现象 一辆2011款江淮同悦纯电动汽车,行驶里程2052km。行驶途中该车仪表板上的动力电池警告灯亮(图1-48),同时动力电池组突然掉电,汽车动力消失,无法行驶。
图1-48 仪表板上显示动力电池警告灯亮
该车动力电池组为磷酸铁锂动力电池,额定电压320V,电池组容量为50A·h,总能量为15.2kW·h。动力电池组由95个电池模块串联而成,分为2个电池包,上电池包和下电池包,上电池包安装在汽车的行李舱内,下电池包安装在传统汽车燃油箱安装的位置。上电池包由40个电池模块组成,下电池包由55个电池模块组成。电池模块由5个单体电池并联组成。电池模块技术指标如图1-49所示。
故障诊断 根据故障现象判断,在行驶途中突然掉电的故障原因可能有:①低压电池故障;②高压电池组故障;③动力电池高压继电器损坏;④驱动电机故障;⑤驱动电机控制器故障;⑥档位故障;⑦线路故障。液晶屏上显示的故障码如图1-50所示。
图1-49 江淮电动汽车电池模块技术指标
液晶显示屏显示的故障码为210005,查询故障表得知为“电机母线欠压”。起动车辆,换前进档,准备行驶时,动力电池突然掉电。由此判断可能是低压电源的故障(电动汽车上低压电源的主要作用是:即使当主能源如主电池完全放完电或设备不能正常工作时,仍能为电动汽车的动力电池管理系统、中央控制器、显示仪表和基本辅助子系统提供稳定的能量)。低压电源工作电压的范围为9~16V,超出此范围低压系统就不能正常工作,会处于欠电压或过电压状态。检测低压电源的电压低于9V。更换低压电源,起动车辆,车辆行驶了10min后,又突然掉电。排除低压电源的故障,电机、电机驱动器故障和线路故障。车辆能正常行驶,排除档位的故障,同时动力电池高压继电器能正常闭合和开启,其故障也已排除。现在只可能是动力电池故障。
动力电池是否亏电?将车拖回厂里,首先给动力电池充电,在充满电以后,将车辆开到举升机上,支起车辆的2个驱动轮,然后加速运行。行驶一会后,用仪器读取动力电池组的数据流。在95个电池模块中有1个电池模块,即35号电池模块电压过低,为2.45V(图1-51),标准电压应为2.5~3.6V。每当35号电池模块电压降到2.45V时,动力电池组就突然掉电,动力消失。
图1-50 液晶屏上显示的故障码
图1-51 动力电池数据流
故障排除 更换35号电池模块,同时对整车的电池系统进行均衡性充电。充电完成后,装车试车,故障排除。
技巧点拨 为什么一个电池模块电压过低会使动力电池组整个系统输出能量也变低呢?江淮纯电动汽车的动力电池组由95个电池模块串联组成。由于电池组存在“木桶效应”,即电池组特性由最差的电池决定,而电池模块放电下限电压为2.5V,当电池管理系统采样到某一个电池模块电压过低,为了保护整个动力电池组,延长其使用寿命,故电池管理系统会切断整个动力电池组的能量输出即欠电压保护。