C30DB充电系统故障诊断与维修

充电系统的故障诊断与维修2014年8月BMWVIN目录二、充电系统高低压设计三、充电系统的控制策略一、零部件原理及功能四、充电系统的故障诊断BMWVIN★车载充电机：1、定义电动汽车车载充电机是采用高频开关电源技术，主要功能是将交流220V市电转换为高压直流电给动力电池进行充电，保证车辆正常行驶。同时车载充电机提供相应的保护功能，包括过压、欠压、过流、欠流等多种保护措施，当充电系统出现异常会及时切断供电。2、内部构造车载充电机内部可分为3部分，主电路、控制电路、线束及标准件。主电路：前端将交流电转换为恒定电压的直流电，主要是全桥电路+PFC电路。后端为DC/DC变换器，将前端转出的直流高压电变换为合适的电压及电流供给动力电池。控制电路作用：控制MOS管的开关，与BMS之间通讯，监测充电机状态，与充电桩握手等功能。线束及标准件：用于主电路及控制电路的连接，固定元器件及电路板。一、零部件原理及功能BMWVIN3、特点根据电池特性设计充电的曲线，可以延长电池的寿命；使用方便，维护简单，单独对BMS进行供电，由BMS控制智能充电，无需人工职守；保护功能齐全，适用范围广，具有过压，欠压，过流，过热，输出短路、反接等保护功能；整机温度保护为75℃，当机内温度高于75℃时，充电机输出电流变小，高于85℃时，充电机停止输出。一、零部件原理及功能BMWVIN一、零部件原理及功能4、主要技术指标：项目参数输入参数输入相数单相输入电压（Vac）220±20%输入电流（A）≤16（在额定输入条件下）频率（Hz）45~65启动冲击电流（A）≤10软启动时间（S）3~5输出参数输出功率（额定）（W）3360输出电压（额定）（VDC）440输出电流（A）0~7.5稳压精度≤±0.6%负载调整率≤±0.6%输出电压纹波（峰值）＜1%BMWVIN一、零部件原理及功能5、充电机指示灯：交流电源指示灯，当接通交流电后，电源指示灯亮起。工作当充电机接通电池进入充电状态后，充电指示灯亮起。警告报警指示灯，当充电机内部有故障或者错误的操作亮起。故障描述解决方法不充电，电源交流灯不亮检查高压充电母线是否与充电机直流输出连接完好。确认电池的接触器已经闭合。。不充电，警告灯闪确认输入电压在170VAC~263VAC之间。输入电缆的截面积在2.5mm²以上。不充电，警告灯闪，且风扇不转过热告警，请清理风扇的灰尘。BMWVIN一、零部件原理及功能★高压控制盒主要功能是进行高压控制及保护功能，包括整车主继电器、高压各分系统保险。内部架构如下：BMWVIN二、充电系统高低压控制具体设计架构：充电桩充电线车载充电机充电线束高压控制盒DC/DC变换器蓄电池动力电池纯电动汽车内部BMWVIN二、充电系统高低压设计纯电动汽车充电系统的低压部分主要是用于低压供电及控制信号。车载充电机相关低压部分：12V模块供电：供充电过程中BMS、VCU、仪表等用电。CAN通讯：BMS通过CAN通讯控制车载充电机工作状态。◆充电接口相关低压部分：CC：检测充电线可耐受的电流；CP：受电网控制充电机最大功率。◆DC/DC变换器低压部分：使能：通过使能控制DC/DC变换器开关机,12V+及-提供整车低压系统用电。BMWVIN二、充电系统高低压控制具体设计架构如下：CAN网络：数据采集终端RMS电机控制器MCU车载充电机CHG空调压缩机EAS电池管理系统BMS整车控制器VCU诊断接口DLC快充设备DC‐CHMEV BUS500k bpsFC BUS250k bpsBMWVIN二、充电系统高低压控制慢充系统低压与控制方式：车载充电机CAN：EVBUSBMS蓄电池12V+12V常电ICMRMSVCUCAN：VBUS充电唤醒BMWVIN二、充电系统高低压控制低压充电系统控制方式：动力电池VCU蓄电池高压控制盒DC/DC变换器低压电气系统供电使能故障BMWVIN三、充电系统控制策略慢充系统：作为纯电动汽车的核心，动力电池的充电过程由BMS进行控制及保护。车载充电机工作状态及指令均由BMS发出的指令进行控制，包括工作模式指令、动力电池允许最大电压、充电允许最大电流、加热状态电流值。BMWVIN加热状态与充电状态的差异：加热状态时，BMS将闭合负极继电器和加热继电器，通过PTC给动力电池包内的电芯进行加热，此时PTC相当于一个电阻负载，充电机对负载直接供电，此时充电机不判断其输出端电压即闭合继电器开始工作。充电状态时，BMS将闭合正极及负极继电器，车载充电机将先判断其输出端电压值，当检测到电压值满足充电后，充电机将闭合其输出端继电器，并开始工作。三、充电系统控制策略BMWVIN动力电池继电器状态：PTC高压母线+高压母线-主正继电器主负继电器加热继电器三、充电系统控制策略BMWVIN车载充电机输出部分状态：高压母线+高压母线-主正继电器预充电电阻三、充电系统控制策略BMWVIN三、充电系统控制策略慢充控制顺序：车载充电机动力电池及BMSVCU、仪表及数据采集终端220V上电待机待机12V低压供电并等待指令唤醒唤醒接收指令并执行加热流程BMS检测电池状态并发送加热指令接收指令并停止工作BMS监控电池温度并发送停止指令接收指令并执行充电流程BMS待充电机反馈后发送充电指令接收指令并停止工作BMS监控电池状态并发送完成指令完成后1分钟控制充电桩结算待机待机BMWVIN三、充电系统控制策略快充采用地面充电机充电，充电温度与充电电流要求(非车载充电机模式下充电要求)见下表：快充和慢充的流程均为：采用恒流-恒压充电方法，在不同温度范围内以恒定电流充电至动力电池组总电压达到或最高单体电压达到此温度条件下的规定电压值，以恒定电压充电至电流小于0.8A后停止充电。温度小于5℃5℃～15℃15℃～45℃大于45℃可充电电流0 A20A50 A0 A备注恒流充电至343V/3.5V以后转为恒压充电方式BMWVIN三、充电系统控制策略车载充电机充电，充电温度与充电电流要求（车载充电机模式下充电要求）见下表：温度小于0℃0℃～55℃大于55℃可充电电流0 A10A0 A备注当电芯最高电压高于3.6V时，降低充电电流到5A，当电芯电压达到3.70V时，充电电流为0A，请求停止充电。BMWVIN三、充电系统控制策略与充电桩相关部分：BMWVIN四、充电系统故障诊断车载充电机故障信号：车载充电机故障信息将通过CAN总线报至总线上，通过CAN总线可以找出发生的故障信息。常见故障：1、12V低压供电异常。当充电机12V模块异常时，BMS、仪表等由于没有唤醒信号唤醒，无法与充电机进行通讯。判断方式：当12V未上电，最简单的判断方式就是交流上电的时候，电池没有发出继电器闭合的声音，一般都是12V异常。需要检查低压保险盒内充电唤醒的保险及继电器，以及充电机端子是否出现退针的情况。2、充电机检测的电池电压不满足要求。此问题是在充电过程中，BMS可以正常工作，但充电机工作开始前需要检测动力电池电压，当动力电池电压在工作范围内，车载充电机可以正常工作，否则充电机认为电池不满足充电的要求。判断方法：此情况常见的为高压插件端子退针或高压保险熔断，或者电池电压超过工作范围。BMWVIN3、充电机检测与充电桩握手不正常。充电机工作过程中会检测与充电桩之间的握手信号，当判断到CC的开关断开，充电机认为此时将要拔掉充电枪，此时会停止工作，防止带电插拔，提升充电枪端子寿命。当充电枪未插到位，可能出现此情况。四、充电系统故障诊断BMWVIN四、充电系统故障诊断4、充电桩输入电压正常，由于施工时电源线不符合标准所引起的无法充电故障，车辆在低温环境下，充电桩开始时与充电机连接正常，由于车辆动力电池低温下需将电芯加热至0℃-5℃时，才能进行正常充电，加热过程时，负载较小，电压下降并不多，进入充电过程时，负载加大，输入电压下降，充电桩为充电机提供的电源电压低于187V时，充电机无法正常工作，充电机停止工作后，负载减小，测量时电压又恢复正常，这种情况一定要在充电机进入充电过程时测量当时准确电压，来找到故障所在。BMWVINThanks!BMWVIN