车企也是背锅侠,自动驾驶是个啥,ADAS又是个啥
从之前的特斯拉,到近日的蔚来汽车,在自动驾驶过程中出现车祸后,喷子们就会开始一通狂喷。更可笑的是理想汽车创始人李想呼吁统一自动驾驶的中文名词和标准:L2=辅助驾驶;L3=高级辅助驾驶;L4=自动驾驶;L5=无人驾驶(图1)。他难道不知道早在2013年美国交通部下辖的美国国家公路安全交通管理局就率先发布了自动驾驶汽车的分级标准,其对自动化的描述共有四个级别。2014年国际自动机工程学会制订了J3016自动驾驶分级标准,对自动化的描述分为6个等级:L0-L5(图2)。图1图22020年3月9日,我国工信部发布《汽车驾驶自动化分级》国家标准讨论稿,拟定在2021年元旦实施,这意味着自动驾驶分级迎来了中国标准,可是不知道什么原因至今未能发布和实施。但通过这我们可以更清楚的了解自动驾驶及其分级。图32021年7月30日为加强智能网联汽车生产企业及产品准入管理,维护公民生命、财产安全和公共安全,促进智能网联汽车产业健康可持续发展,根据《中华人民共和国道路交通安全法》《中华人民共和国网络安全法》《中华人民共和国数据安全法》《道路机动车辆生产企业及产品准入管理办法》等规定,工信部发布了《关于加强智能网联汽车生产企业及产品准入管理的意见》。其总体要求是:图4图5其中非常明确的在加强产品管理中要求企业应当严格履行告知义务。这即是强调车企的责任,更是正本清源。车辆在前期宣传时ADAS功能被放大,譬如出了交通事故的特斯拉和蔚来,但宣传放大这些功能的,多是一些不懂专业知识的媒体记者和自媒体人!为了吸引眼球,无限制地放大ADAS功能,把其与高级自动驾驶完全混为一谈。车企为什么不反驳?为什么不强调车辆使用手册(用户手册)中,甚至是车辆显示系统中对此系统的相关警示?这其中缘由更多的还是销量所逼!但出了事故,他们就只能背锅。关于ADAS的定义,在2020年11月19日发布的GB/T39263-2020中就对其进行了定义:先进驾驶辅助系统,并且在标准中给出相关术语及定义的标准。图6
比亚迪唐DM仪表提示EV功能受限、请检查低压供电系统故障诊断与维修
一辆无EV模式的比亚迪唐DM组合仪表提示EV功能受限,请检查低压供电系统,SOC值不显示。原因分析1、前驱动电机控制器故障2、高压电池管理器故障3、程序版本低4、相关线路故障维修过程1、仪表屏幕显示动力系统,低压电瓶,动力电池故障,动力电池过温警告灯点亮,SOC值不显示。接车后技术人员尝试熄火重启车辆,断低压电瓶负极线,故障依旧;用VDS扫描没有程序更新,动力网很多模块报与动力电池管理器通讯故障,而且故障码无法清除;2、怀疑动力蓄电池管理系统主控模块故障或者是其供电异常导致,查阅电路图发现,动力蓄电池管理系统主控模块安装在高压配电箱下方,不便拆卸,决定先从简单着手,拆下方向盘下方装饰板,发现仪表板配电盒有个保险接着导线,发现正是高压蓄电池管理系统主控模块供电F2/22保险,拆下发现己经熔断,询问客户得知,之前在外面改装过CD机。随即技术人员从车辆电池管理系统主控模块供电保险处取电,断开所接线路,更换保险,故障排除。维修小结遇到电器方面故障时,要多与客户沟通,搞清故障发生时车辆状态,详细分析电路图,不要忽略改装导致的故障,才能快速将故障排除。
2019款长城欧拉R1续航里程虚故障诊断与维修
一辆2019年长城欧拉R1,该车车载充电机功率是3.3kWh,动力电池能量33kWh,续航里程351km。故障现象客户反映:该车行驶里程短,充满电行驶50km左右,显示电量报警,提示需要充电。慢充充电不到2个小时就可以充满电。正常情况下,车辆匀速行驶40-60km之间,环境温度在5℃以上,是可以达到公告续航里程的。实测正常车辆在亏电至充满电慢充一般是8-12个小时。故障诊断客户从家里充满电开到店里实际里程50km左右,到店仪表提示需要充电,剩余电量11%,可继续续航38km左右,如图1所示。咨询客户平时使用情况,客户反馈近期才出现。结合故障现象,分析可能原因:一是客户驾驶习惯、路况使用环境(因不符合实际情况基本可以排除);二是单体电压压差过大,超过0.3V极限值;三是存在异常放电或者大功率用电器持续工作;四是系统软件版本太低,需要升级优化等。首先观察车辆在启动情况下有无异常放电,比如空调压缩机、PTC(空调制热)等电气系统有无异常工作,观察后未发现异常。查看HUT(多媒体大屏)系统里面的新能源部分,发现车辆车况提示充电枪插入加热状态,这一项不正常。实际未插抢,并且当时的环境温度在6℃左右,如果车辆当时在充电也不会启动加热功能,如图2所示。发现异常点,需要确定车辆是否实际在加热(如图3所示),通过电池管理系统BMS数据可以查看。欧拉电池包内部每块模组内部有6个串联单体电芯和2个单体温度传感器,此车型有15个模组。通过诊断仪进入BMS可以读取单体电芯的电压和模组的温度。用诊断仪读取电池包温度,电池最高25℃,电池最低温度15℃,差值达到10℃报警界限,如图4所示。读取故障码BMS有P103201电池温度不均衡1级,故障码与温度差值异常报警数据匹配,如图5所示。根据电池包内温度分析,确实在加热。读取正常车辆电池包温度在8℃左右,比环境温度高1-2℃(车辆行驶过程中电池包离子流动输出动力发热,外部壳体风冷又在散热)。确定电池包内部实际状态确实在加热,此时需要分析加热部件以及控制器是否异常。可以参考电池包主要电器部件组成,分析可知热管理大脑是BMS电池管理系统,执行器主要集中在电池分配盒BDU内,如图6、图7所示。查看BDU内部组成,可知与加热有关的主要部件是加热接触器K2和加热膜熔断器。分析如果加热接触器内部粘连可能存在持续加热的可能。本着先简后繁的原则,查看BMS电池管理系统内部数据,并对比BMS版本信息,发现版本信息比较旧,尝试刷新观察多媒体大屏,不再显示加热,续航里程对比当时的单体电压在3.8V左右,正常车辆续航在200km以上,此车辆只有38km,还是有异常。尝试断开蓄电池线负极30min左右,再次查看续航里程恢复至223km。(可通过观察仪表上面的动力电池总电压判断,电压没有变化的情况下,续航里程由38km直接升至223km(如图8所示))。路试,车辆恢复正常。故障总结新能源车发展之快,超过了很多人的预期,需要汽车维修技师不停地学习,新能源车有OTA升级,系统模块软件版本在不停的优化之中。分析此车辆可能是远程推送升级给客户,客户在操作安装过程中,未在完全安装成功情况下,运行或者关闭了车辆,导致部分数据丢失。分享下新能源车辆充电时间计算方式。比如此车辆车载充电机3.3kWh相当于1个小时可冲入电池包3.3kW电;电池包能量33kWh,也就是33kW电。在环境温度满足25℃左右情况下,可以满负荷工作,从亏电充满需要10个小时左右。客户又不可能完全把电用完,环境温度也会有不同,太低还要加热,所以慢充一般8-12小时即可充满电。
比亚迪宋DM空调热管理故障诊断与维修
一辆比亚迪宋DM,客户反映:该车组合仪表报“空调热管理故障,请联系服务店维修”,并且车辆在EV模式下暖风热的慢,如图:原因分析1、空调控制器故障;2、PTC电子水泵故障;3、暖风PTC故障;4、空调暖风系统冷却液循环异常;5、空调暖风系统系统相关线路故障。维修过程1、客户进店时组合仪表不显示故障字样,EV模式下打开暖风并把温度打到最高,测试20分钟出风口是温的,达不到正常暖风的温度;2、检查副水壶液面正常,电子水泵正常运转,用VDS2000读取各模块均为最新版本,读取空调控制器及PTC水加热器模块均无故障。读取PTC水加热数据流发现冷却液温度为45℃(正常开暖风能达到70℃左右)。3、PTC加热器数据流中PTC电压和消耗功率均正常,只是冷却液温度上不去,怀疑发动机的防冻液进入暖风的冷却液循环中,用手触摸四通水阀与发动初库接的水管有明显温度,为确认读取发动机系统冷却液温度为26℃(异常),根据当时环境温度应为0℃左右,检查确认因四通水阀密封不严导致发动机冷却液进入暖风循环导致PTC水加热器冷却液温度上不去,更换四通水阀后故障排除。如图:维修小结1、遇到没有故障码的故障时,根据已有的故障现象读取相关模块数据流并找出异常点逐一排查;2、更换四通水阀等冷却液循环系统的零部件后需要进行排气,具体排气操作可按以下要求进行。在拆装空调采暖系统回路中的PTC电动水泵、PTC水加热器、暖风水管、空调箱体和动力总成等零部件后,需对发动机冷却系统进行加注适量的、规定的冷却液,且需按照如下步骤进行系统排气:第一步:整车上OK档电,将档位挂至N档,切换至HEV模式中的Sport模式启动发动机。第二步:打开空调,将空调温度设置到Hi,风量档位建议设置4档风。第三步:将加速踏板踩下,按“5分钟2500转左右的发动机转速”、“1分钟原地怠速”的周期进行排气。两次循环过后,在发动机怠速工况下,用手感受出风口的风温。若风温出现明显的下降趋势,则继续按上述第3点的排气方法进行排气;若风温不出现明显的下降趋势后切至EV模式,再次用手感受出风温度(感受时间不能太短,建议大于3分钟),若风温无明显的下降,则排气完成,若风温有明显的下降,需再次切换至HEV模式按上述第3点进行排气。第四步:排气完成后,检测冷却系统是否漏液。第五步:排气完成后,观察前舱发动机冷却液补液壶内的液位,若液位低于max线,则需要进行补液,让发动机冷却液补液壶中的液位接近max线。
一文读懂锂离子电池鼓包的原因
一、锂电池包的基本结构解析锂电池主要材料构成:正极材料、负极材料、电解液、隔膜(隔离材料)1、正极从电池重量构成上来看,正极材料占有较大比例(一般在70%~80%),因为正极材料的性能直接影响着锂离子电池的性能,其成本也直接决定电池成本高低。正极材料占锂离子电池成本30%~40%,也直接影响锂电池包的能量密度和性能。2、负极负极材料是由相对于正极电势更低的材料构成,并具有高比容量和较好的充放电可逆性,从而在嵌锂的过程中保持良好的尺寸和机械稳定性(不发生严重变形)。负极材料主要影响锂电池的效率、循环性能等,占锂电池总成本10~20%左右。负极材料种类上包括碳系负极、非碳性负极。3、电解液电解液在正极与负极之间起到运输电荷的作用(类似与无线电中的载波),具有较高的离子电导率。它影响着锂电池包的能量密度、宽温应用、循环寿命、功率密度、安全性能等因素。4、隔膜隔膜有一定的孔径和孔隙率,保证低的电阻和高的离子电导率,对锂离子有很好的透过性,对电解液的浸润性好并具有足够的吸液保湿能力,保持离子导电性,同时具有电子绝缘性,保证正负极的机械隔离,此外应有足够的穿刺强度、拉伸强度等力学性能及耐电解液腐蚀性和足够的电化学稳定性。动力电池对隔膜的要求更高,通常采用复合膜。锂电池的工作原理锂电池是一种充电电池,主要依靠锂离子在正极与负极之间的往返嵌入和脱嵌来工作,实现能量的存储和释放。1、充电过程在电场的驱动下锂离子从正极晶格中脱出,经过电解质,嵌入到负极晶格中。电压低于3V,要先进行预充电,充电电流为设定电流的1/10,电压升到3V后,进入标准充电过程。标准充电过程为:以设定电流进行恒流充电,电池电压升到4.20V时,改为恒压充电,保持充电电压为4.20V。此时,充电电流逐渐下降,当电流下降至设定充电电流的1/10时,充电结束。这是一般的锂电池充电的一个过程,如果锂电池存在于智能设备中,它的充电模式将会受到智能设备软件的控制。2、放电过程放电过程正好与充电过程相反,锂离子在电场作用下返回正极,电子通过外电路到达正极与锂离子复合。电池放电,此时负极上的电子通过外部电路跑到正极上,正锂离子从负极“跳进”电解液里,“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞,“游泳”到达正极,与早就跑过来的电子结合在一起。通过了解锂电池的充放电过程,我们可以从微观上理解,电池的容量其实就是电池所包含电荷的量。电流越大,放电速度越快,电池使用的时间就越短。锂电池鼓包的原因为什么锂电池在正常使用或者长时间不使用会出现鼓包的现象呢?1、过充导致的鼓包过度充电会导致正极材料里的锂原子全部跑到负极材料里面,导致正极原本饱满的栅格发生变形垮塌,这也是锂电池电量下降的一个主要原因。在这个过程中,负极的锂离子越来越多,过度堆积使得锂原子长出树桩结晶,使得电池发生鼓胀。2、过放导致的鼓包在液态锂离子电池首次充放电过程中,电极材料与电解液在固液相界面上发生反应,形成一层覆盖于电极材料表面的钝化层。形成的钝化层膜能有效地阻止电解液分子的通过,但Li+却可以经过该钝化层自由地嵌入和脱出,具有固体电解质的特征,因此这层钝化膜被称为“固体电解质界面膜”(solidelectrolyteinterface),简称SEI。SEI膜对负极材料会产生保护作用,使材料结构不容易崩塌,并且可以增加电极材料的循环寿命。SEI膜并非一成不变,在充放电过程中会有少许的变化,主要是部分有机物会发生可逆的变化。电池过度放电后使得SEI膜发生可逆性损坏,保护负极材料的SEI破坏后使得负极材料崩塌,从而形成鼓包现象。3、生产制造工艺问题锂电池包制造中电极涂层不均匀,生产工艺比较粗糙,也有可能造成锂电池鼓包。因此手机锂电池在制造完成后必须对其进行测试,外观测试、安全性测试、可靠性测试、电化学测试等一项都不能少。为了提高锂电池的测试效率,保证测试的稳定性,可用电池测试模组——弹片微针模组,作为手机锂电池测试的连接媒介,主要是提供大电流传输和信号的连接,能在1-50A的范围内保持稳定的过流能力,连接可靠,性能稳定。
宁德时代发布钠离子电池,前景如何?
7月29日,宁德时代举办了一场被业内称之为“简短而重磅”的线上发布会。会上,宁德时代宣布推出第1代纳离子电池,据介绍,该电池在能量密度、快充效率、低温性能以及结构创新等方面均有着明显优势。下面我们就来具体分析下钠离子电池的优劣势,以及其在未来的发展。钠离子电池优劣势分析从化学元素周期表可以看到,锂和钠都是最左边一列的元素,其化学性质有很大的共同点,实际上二者的工作原理基本一致,即依靠锂离子或钠离子在正极和负极之间移动来工作。但毕竟锂是3号元素,是最轻的金属元素,钠则重了不少,从微观来看就是钠的体积要比锂大得多,这样自然同样的正负极材料容纳的难度和数量也就不一样。宁德时代第一代钠离子电池的参数为电芯单体能量密度(不是电池包整体的能量密度,不包含包裹模组等重量)已经达到了160Wh/kg:常温下充电15分钟电量就可以达到80%,快充能力优异;在零下20℃低温的环境下有90%以上的放电保持率;优异的热稳定性,已经超越了国家动力电池强标的安全要求。可以说宁德时代的初代钠离子电池的性能已经非常优秀了,但和目前主流的三元锂和磷酸铁锂电池相比仍有比较明显的短板。首先是能量密度偏低,160Wh/kg虽然是目前钠电池的最高水平,但可以说只是三元锂的下限,比亚迪唐EV刀片电池的电池包能量密度已经可以做到160Wh/kg。更关键的是宁德时代在发布会漏掉了一个关键参数:体积能量密度,不知道是刻意回避还是忘了说,这个参数对于电动车来说比质量能量密度更关键,比亚迪刀片电池的封神之处就在于大幅提高了磷酸铁锂电池的体积能量密度,毕竟乘用车上的每一寸空间都非常宝贵。不过钠离子电池也有很多优势,比如低温放电性能,快充能力都优于磷酸铁锂电池,稳定性要明显优于三元锂电池。宁德时代这里介绍了一种钠电池和锂电池混合的AB电池,也是一种不错的应用方案。不过目前整体来看钠离子申池在乘用车等领域只能算是锂电池的备胎。钠锂子电池未来的发展我国是世界上最大的铅酸电池生产国和消费国,2020年铅酸电池产量大约为227Gwh,是2020年动力电池锂离子装机量64GWh的三倍多。目前铅酸电池的一大应用领域就是我们熟悉的电瓶车,其中大约75%都是铅酸电池,其最大的优点就是价格便宜,这里如果用上钠离子电池,车可以变轻、续航变得更长,当然目前钠离子电池的成本由于没有规模化还比较高,但单从材料成本来看要比锂电子电池低20-30%,如果能做到目前磷酸铁锂电池70%的成本,那么取代铅酸电池的希望还是挺大的,毕竟铅酸电池太重,循环次数低,使用时间短,而且铅酸电池的生产过程污染大,不能合规回收就是一个大麻烦。除了电瓶车,目前95%以上的家用车上的12V电气系统都是用的铅酸电池,也就是我们熟悉的电瓶,“亏电”打不着火了就是指的这个。目前特斯拉ModelSPlaid已经开始用宁德时代的三元锂电池作为低压系统电池,而比亚迪5年前就开始采用“铁电瓶”即磷酸铁锂电池替代铅酸电池,而这也是钠离子电池发挥的绝佳场合之一。另外锂离子电池的一大应用潜在领域就是储能,目前UPS电池大部分也是以铅酸为主,目前我国储能领域发展很快,淘汰掉寿命短、污染大的铅酸电池也是大势所趋,而钠电池就是最佳的替代品。小结目前来看,钠离子电池想要在动力电池上替代锂电池是非常困难的,虽然宁德时代宣称下一代钠电池单体能量密度能到200Wh/kg,但那时候锂离子可能普遍已经到400Wh/kg了,并且体积能量密度也是难以跨越的障碍,目前来看在我们熟悉的动力电池等领域钠电池只能算一个备胎,当然备胎的价值永远不能忽略。换一个角度,在电瓶车、储能、车载12V电瓶等领域,随着钠电池开始规模化,成本降低,将逐步革掉铅酸电池的命,而储能领域的需求又是一个不亚于新能源车的方向,未来钠离子电池技术发展的重要性可能丝毫不亚于锂离子电池。
解析锂电池内阻影响因素!
近年来,对动力电池高倍率充放电性能的要求越来越高,而内阻是影响电池功率性能和放电效率的重要因素,它的初始大小主要由电池的结构设计、原材料性能和制程工艺决定。随着锂电池的使用,电池性能不断衰减,主要表现为容量衰减、内阻增加、功率下降等,电池内阻的变化受温度、放电深度等多种使用条件的影响。因此,结合电池结构设计、原材料性能、制程工艺和使用条件等方面阐述了影响电池内阻的因素。电阻是锂电池在工作时,电流流过电池内部受到的阻力。通常,锂电池内阻分为欧姆内阻和极化内阻。欧姆内阻由电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成。极化内阻是指电化学反应时由极化引起的电阻,包括电化学极化内阻和浓差极化内阻。电池的欧姆内阻由电池的总电导率决定,电池的极化内阻由锂离子在电极活性材料中的固相扩散系数决定。欧姆内阻欧姆内阻主要分为三个部分,一是离子阻抗,二是电子阻抗,三是接触阻抗。我们希望锂电池的内阻越小越小,那么就需要针对此三项内容采取具体措施来降低欧姆内阻。01离子阻抗锂电池离子阻抗是指锂离子在电池内部传递所受到的阻力。在锂电池中锂离子迁移速度和电子传导速度起着同样重要的作用,离子阻抗主要受正负极材料、隔膜以及电解液的影响。想要降低离子阻抗,需要做好以下几点:保证正负极材料和电解液具有良好的浸润性在极片设计时需要选定合适的压实密度,如果压实密度过大,电解液不易浸润,会提高离子阻抗。对于负极极片来说,如果首次充放电时在活物质表面形成的SEI膜过厚,也会提高离子阻抗,这时需要调节电池的化成工艺来解决。电解液的影响电解液要具有合适的浓度、粘度和电导率。电解液粘度过高时,不利于其与正负极活物质之间的浸润。同时,电解液也需要较低的浓度,浓度过高同样不利于其流动浸润。电解液的电导率是影响离子阻抗的最重要的因素,其决定着离子的迁移。隔膜对离子阻抗的影响隔膜对离子阻抗的主要影响因素有:隔膜中电解液分布、隔膜面积、厚度、孔隙大小、孔隙率以及曲折系数等。对于陶瓷隔膜来说,还需要预防陶瓷颗粒堵塞隔膜孔隙不利于离子通过。在保证电解液充分浸润隔膜的同时,还不能有余量的电解液残留其中,降低电解液的使用效率。02电子阻抗电子阻抗的影响因素比较多,可以从材料、工艺等方面进行着手改善。正负极极板正负极极板影响电子阻抗的因素主要有:活物质与集流体的接触、活物质本身因素、极板参数等。活物质要与集流体面充分接触,可以从集流体铜箔、铝箔基材上,正负极浆料粘接性上考虑。活物质本身的孔隙率、颗粒表面副产物、与导电剂混合不均匀等均会造成电子阻抗变化。极板参数如活物质密度太小时,颗粒间隙大,不利于电子传导。隔膜隔膜对电子阻抗的影响因素主要有:隔膜厚度、孔隙率以及充放电过程中的副产物。前两者很容易理解,在电芯拆解之后经常会发现隔膜上沾着厚厚一层褐色物质,里面包括石墨负极及其反应副产物,会造成隔膜孔堵塞,降低电池使用寿命。集流体基材集流体的材质、厚度、宽度以及其与极耳的接触程度均会影响电子阻抗。集流体需要选择未氧化钝化的基材,否则会影响阻抗大小。铜铝箔与极耳焊接不良也会影响电子阻抗。03接触阻抗接触电阻是在铜铝箔与活物质的接触间形成的,需要重点关注正负极浆料的粘接性。极化内阻电流通过电极时,电极电势偏离平衡电极电势的现象称为电极的极化。极化包括欧姆极化、电化学极化和浓差极化。极化电阻是指电池的正极与负极在进行电化学反应时极化所引起的内阻,其能反应电池内部的一致性,但是由于受操作、方法的影响,不适用于生产中。极化内阻不是常数,在充放电过程中随时间不断变化,这是因为活性物质的组成,电解液的浓度和温度都在不断的改变。欧姆内阻遵守欧姆定律,极化内阻随电流密度增加而增大,但不是线性关系。常随电流密度的对数增大而线性增加。01结构设计影响在电池结构设计中,除了电池结构件本身的铆接及焊接之外,电池极耳的数量、尺寸、位置等直接影响电池内阻大小。在一定程度内,增加极耳数量,可有效降低电池内阻。极耳位置也影响电池的内阻,极耳位置在正负极极片头部的卷绕电池内阻最大,且相较于卷绕式电池,叠片式电池相当于几十片小电池并联,其内阻更小。02原材料性能影响正负极活性材料锂电池中正极材料是储锂一方,更多的决定了锂电池的性能,正极材料主要通过包覆与掺杂来改善颗粒之间的电子传导能力。如掺杂Ni后增强了P-O键的强度,稳定了LiFePO4/C的结构,优化了晶胞体积,可有效降低正极材料的电荷转移阻抗。活化极化特别是负极活化极化的大幅增加是极化严重的主要原因。减小负极颗粒粒径可以有效减小负极活化极化,当负极固相粒径减小一半时,活化极化可降低45%。因此,就电池设计而言,正负极材料本身的改善研究也是必不可少的。导电剂石墨和炭黑因其良好性能,在锂电池领域应用广泛。相对于石墨类导电剂,正极添加炭黑类导电剂的电池倍率性能更优,因为石墨类导电剂具有片状颗粒形貌,大倍率下引起孔隙曲折系数较大增长,易出现Li液相扩散过程限制放电容量的现象。而添加了CNTs的电池其内阻更小,因为相对石墨/炭黑与活性材料的点接触,纤维状的碳纳米管与活性材料属于线接触,可以降低电池的界面阻抗。集流体降低集流体与活性物质间的界面电阻,提高两者之间的粘结强度是提升锂电池性能的重要手段。在铝箔表面涂覆导电碳涂层和对铝箔进行电晕处理可有效降低电池的界面阻抗。相较普调铝箔,使用涂碳铝箔可以使电池的内阻降低65%左右,且可降低电池在使用过程中内阻的增幅。经电晕处理的铝箔交流内阻可降低20%左右,在常使用的20%~90%SOC区间内,直流内阻整体偏小且随放电深度的增加,其增幅逐渐较小。隔膜电池内部的离子传导需依赖电解液中Li离子通过隔膜多孔的扩散,隔膜的吸液润湿能力是形成良好离子流动通道的关键,当隔膜具有更高的吸液率和多孔结构时,能提升导电性减小电池阻抗,提高电池的倍率性能。相较普通基膜,陶瓷隔膜和涂胶隔膜不但能大幅提高隔膜的高温耐收缩性,而且可增强隔膜的吸液润湿能力,在PP隔膜上增加SiO2陶瓷涂层,可使隔膜的吸液量增加17%。在PP/PE复合隔膜上涂覆1μm的PVDF-HFP,隔膜吸液率由70%增加到82%,电芯内阻下降20%以上。从制程工艺和使用条件等方面来讲影响电池内阻的因素主要包括:01制程因素影响合浆合浆时浆料分散的均匀性影响着导电剂是否能够均匀的分散在活性物质中与其紧密接触,与电池内阻相关。通过增加高速分散,可提高浆料分散的均匀性,电池内阻越小。通过添加表面活性剂可改善提高电极中导电剂的分布均匀性,可减小电化学极化提高放电中值电压。涂布面密度是电池设计的关键参数之一,在电池容量一定时,增加极片面密度势必会减小集流体和隔膜的总长度,电池的欧姆内阻会随之减小,因此在一定范围内,电池的内阻随着面密度的增加而减小。涂布烘干时溶剂分子的迁移与脱离与烘箱的温度密切相关,直接影响着极片内粘结剂和导电剂的分布,进而影响极片内部导电网格的形成,因此涂布烘干的温度也是优化电池性能的重要工艺过程。辊压在一定程度内,电池内阻随着压实密度的增大而减小,因为压实密度增大,原材料粒子间的距离减小,粒子间的接触越多,导电桥梁和通道越多,电池阻抗降低。而控制压实密度主要是通过辊压厚度来实现的。不同辊压厚度对电池内阻具有较大程度的影响,辊压厚度较大时,由于活性物质未能辊压紧密致使活性物质与集流体之间的接触电阻增大,电池内阻增大。且电池循环后辊压厚度较大的电池正极表面产生裂纹,会进一步增大极片表面活性物质与集流体之间的接触电阻。极片周转时间正极片不同搁置时间对其电池内阻具有较大程度的影响,搁置时间较短时,受磷酸铁锂表面碳包覆层与磷酸铁锂作用力影响,电池的内阻增大较为缓慢;当搁置时间较长时(大于23h),受磷酸铁锂与水反应以及粘合剂的粘合作用共同影响,电池的内阻增大较为明显。因此,实际生产中需严格控制极片的周转时间。注液电解液的离子电导率决定了电池的内阻和倍率特性,电解液电导率的大小与溶剂的粘度程反比,同时还受锂盐浓度和阴离子大小的影响。除了对电导率的优化研究之外,注液量和注液后的浸润时间也直接影响着电池内阻,注液量较少或浸润时间不充分,都会引起电池内阻偏大,从而影响电池的容量发挥。02使用条件影响温度温度对内阻大小的影响是显而易见的,温度越低,电池内部的离子传输就越慢,电池的内阻就越大。电池阻抗可以分为体相阻抗、SEI膜阻抗和电荷转移阻抗,体相阻抗和SEI膜阻抗主要受电解液离子电导率影响,在低温下的变化趋势与电解液电导率变化趋势一致。相较体相阻抗和SEI膜阻在低温下的增幅,电荷反应阻抗随温度降低增加更加显著,在-20℃以下,电荷反应阻抗占电池总内阻的比例几乎达到100%。SOC当电池处于不同的SOC时,其内阻大小也不相同,尤其是直流内阻直接影响着电池的功率性能,进而反映电池在实际状态下的电池性能:锂电池直流内阻随电池放电深度DOD的增加而增加,在10%~80%的放电区间时内阻大小基本不变,一般在较深的放电深度时内阻增加显著。存储随着锂离子电池存储时间的增加,电池不断老化,其内阻不断增大。不同类型的锂电池内阻变化程度不同。在经历9-10月长时间的存储后,LFP电池的内阻增加率比NCA和NCM电池的内阻增加率高。内阻的增加率与存储时间、存储温度和存储SOC相关。循环不管是存储还是循环,温度对电池内阻的影响都是一致的,循环温度越高,内阻增加率越大。而不同的循环区间对电池的内阻影响也不相同,电池内阻随着充放电深度的提高而加速增长,内阻的增幅与充放电深度的加强成正比。除了循环中充放电深度的影响,充电截至电压也有影响:太低或太高的充电电压上限会使得电极的界面阻抗加大,太低的上限电压下不能够很好地形成钝化膜,而太高的电压上限会导致电解液在LiFePO4电极表面氧化分解形成电导率低的产物。03其他车载锂电池在实际应用中不可避免的会经历较差的路况,但研究发现锂电池在应用过程中振动环境对锂电池内阻几乎没有影响。展望内阻是衡量锂离子功率性能和评估电池寿命的重要参数,内阻越大,电池的倍率性能越差,且在存储和循环使用中增加的越快。而内阻与电池结构、电池材料特性和制造工艺相关,并随着环境温度和荷电状态的变化而变化。因此,开发低内阻电池是提升电池功率性能的关键,同时掌握电池内阻的变化规律对电池寿命预测具有非常重要的现实意义。
新能源车险专属条款来了,这些都可以保
为深化车险市场供给侧结构性改革,8月4日,中国保险行业协会发布《中国保险行业协会新能源汽车商业保险专属条款(2021版征求意见稿)》(以下简称《示范条款》)和《中国保险行业协会新能源汽车驾乘人员意外伤害保险示范条款(2021版行业征求意见稿)》,向社会公开征求意见。业内人士认为,《示范条款》有四大亮点:一是明确新能源车定义;二是保险责任更匹配新能源车的风险点;三是充分考虑到电池衰减等特点,重新明确新能源车的折旧率;四是增加6个新能源车特有附加险。保险责任扩容与传统车险条款相比,《示范条款》的保险责任大大扩容,也更适应新能源车的特点,不仅考虑到新能源车自燃风险,还考虑到“三电”(即电池、电机和电控)的损坏风险。保险期间内,被保险人或被保险新能源汽车驾驶人(以下简称“驾驶人”)在使用被保险新能源汽车过程中,因自然灾害、意外事故(含起火燃烧)造成被保险新能源汽车下列设备的直接损失,且不属于免除保险人责任的范围,保险人依照本保险合同的约定负责赔偿。根据《示范条款》第六条:(一)车身;(二)电池及储能系统、电机及驱动系统、其他控制系统;(三)其他所有出厂时的设备。使用包括行驶、停放、充电及作业。此外,需要注意的是,相比传统车险,新能源车专属条款的主险责任还增加了充电过程。增加6个附加险主险责任的扩容,覆盖了新能源汽车的主要风险。“除了主险保障范围扩容外,最大的不同则是新能源车保险增加了6个新能源车特有的附加险。”首都经贸大学保险系副主任李文中解释说。这6款附加险包括:●附加外部电网故障损失险●附加自用充电桩损失保险●附加自用充电桩责任保险●附加智能辅助驾驶软件损失补偿险●附加火灾事故限额翻倍险●附加新能源汽车增值服务特约条款此外,针对新能源汽车增值服务,《示范条款》的“附加险”部分也做了相应规定。例如针对新能源汽车电量耗尽问题,保险公司可向被保险人提供单程50公里以内拖车等道路救援服务。明确新能源汽车定义和折旧率《示范条款》不仅明确了“新能源汽车”的定义,还对新能源车的折旧率进行了重新规定。根据《示范条款》:新能源汽车指采用新型动力系统,完全或者主要依靠新型能源驱动的汽车,包括插电式混合动力(含增程式)汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车等。根据《示范条款》第十一条,下列损失和费用,保险人不负责赔偿:●因市场价格变动造成的贬值、修理后因价值降低引起的减值损失;●自然磨损、电池衰减、朽蚀、腐蚀、故障、本身质量缺陷;●投保人、被保险人或驾驶人知道保险事故发生后,故意或者因重大过失未及时通知,致使保险事故的性质、原因、损失程度等难以确定的,保险人对无法确定的部分,不承担赔偿责任,但保险人通过其他途径已经知道或者应当及时知道保险事故发生的除外;●因被保险人违反本条款第十五条约定,导致无法确定的损失;●车轮单独损失,无明显碰撞痕迹的车身划痕,以及新增加设备的损失;●非全车盗抢、仅车上零部件或附属设备被盗窃;●充电期间因外部电网故障导致被保险新能源汽车的损失。此外,《示范条款》中新能源车的参考折旧系数与现行条款有些许差异。根据《示范条款》,对于9座以下的家用车,不同车价的参考折旧系数,均较现行条款0.6%的月折旧率有所提高。也就是说,同价位同车龄的新能源车在《示范条款》的新折旧率下,车辆净值有所下降。以10—20万元以内的纯电动车为例,5年车龄的新能源车根据《示范条款》的折旧率计算,其净值仅为现行条款的84%。保费怎么变据悉,随着《示范条款》出台,新能源汽车专属费率也在拟定之中。业内人士表示,专属费率出台后,新能源车险的价格高低才能见分晓。“目前,消费者普遍认为新能源车保费偏高。”李文中分析认为,专属费率发布后,保费价格变化空间不大。因为,以目前的价格标准来看,上涨的可能性较低,但由于电池等的风险较大,因此大幅下调也难以实现。截至2021年6月底,我国新能源汽车保有量已达到603万辆。无论价格如何变化,毋庸置疑,新能源车险的到来将给财产险公司打开想象空间,也将为厮杀在传统车险领域、成本率居高不下的险企带来新的突破口。
新能源汽车充电系统维修案例分析
众泰芝麻E20无法充电一、故障现象车辆无法充电,仪表无电流显示或充电指示灯不亮,如下图所示。仪表故障指示二、故障诊断与排除①排除外在因素,检查220V电源、充电枪及车载充电器是否均正常。②经检查外在因素均无问题后,取出电脑及CAN卡,一端接到诊断接口(下图),另一端连接到电脑。诊断接口连接③确认连接无误后,打开上位机程序,上面如显示通信成功,则可查看具体信息。如显示ZLG通信失败,则需重新检查连接是否正确或CAN卡是否正常。CAN卡连接提示如下图所示。CAN卡连接提示④通信正常后,选择“BMU配置”,选中“故障信息”,然后单击下载,如下图所示。下载故障信息⑤查看下载内容,系统显示充电继电器不吸合,则拆卸高压盒总成,对充电继电器进行检查,确认问题后更换高压盒总成,更换后故障排除。江淮新能源预充超时一、故障现象江淮新能源车辆无法启动,车辆系统故障灯点亮,如下图所示,上位机读取故障信息为高压回路安全故障A/B或预充超时故障。仪表点亮故障灯二、故障分析整车外部高压回路故障,导致车辆预充时未达到目标值,预充失败。可能的故障点有压缩机、PTC继电器、电机控制器。高压系统电路原理如下图所示。高压系统电路原理三、故障诊断与排除首先确定预充电阻是否熔断,然后按照排查流程确定故障点。预充电阻熔断排查流程如下。①断开高压接线盒配线接插件(下图)。高压接线盒配线接插件1—直流充电电缆;2—高压接线盒;3—高压配电缆;4—高压主电缆;5—PCU+;6—PCU-;7—车载充电器②车辆连接电脑上位机,车辆钥匙在START挡瞬间观察母线电压是否有变化(若有和系统总压相符合的电压,则说明预充电阻正常;若母线电压一直为0,则说明预充电阻熔断)。驱动电机信息如下图所示。连接上位机读取驱动电机信息③更换预充电阻,故障排除。
新能源汽车空调系统详解
新能源电动汽车由于不采用发动机(内燃机)作为整车的动力源,其空调系统也无法利用发动机余热以达到取暖以及除霜的效果,因此新能源汽车空调系统相比于传统燃油车空调系统增加了PTC加热系统以及电动压缩机。一、空调系统组成1、制冷系统组成:冷凝器、电动压缩机、蒸发器、电子膨胀阀、换热器等。2、制热系统组成:电子水泵、PTC(水加热器)、暖风四通阀、暖风芯体。二、空调系统工作原理从制冷原理上说,新能源汽车空调系统和传统燃油汽车空调系统基本相同。差异主要表现在空调压缩机的驱动方式上,传统燃油车是通过发动机皮带轮带动压缩机进行驱动的,电动汽车的压缩机通过电控控制电机转动,通过曲轴带动压缩机工作。纯电动汽车没有传统汽车的发动机,没有了热源,因此需要靠PTC加热器的热能来采暖。现在我们电动汽车上一般采用以下两种方式供暖,一种是左侧这种,通过加热防冻液进行供暖,另外一种就如右侧所示,是通过直接加热空气进行供暖的。新能源汽车维修技师职业技能等级证书
吉利帝豪EV450空调不制冷故障诊断与维修
一辆行驶里程约3.8万km、驱动电机峰值功率120kW,动力电池额定电压346V的帝豪EV450。客户反映:该车空调不制冷。01故障诊断首先确定故障现象,经过车辆上电READY后,鼓风机风速调至3挡,模式风向吹面部,打开空调A/C开关,AUTO模式,出风口未感觉有冷风,确定空调系统存在故障。此时空调系统现象:①仪表无任何系统故障灯点亮,车辆在空调开启前后整车耗电功率不变。②机舱冷凝风扇高速旋转,AC关闭后立刻停止。开启后迅速高速旋转。③高低压管无明显温差。④没有听到压缩机运转声音,并没有感觉到电动压缩机转子运转时壳体明显震动。根据以上现象分析:由①③④条都判定压缩机没有开机。②条的机舱冷凝风扇高速旋转,可判定制冷剂压力在中压以上。连接空调压力表,A/C开启前后高低压压力均为600kPa左右。电子红外温度枪测量:①室内各出风口附近温度为室内温度32℃。②测冷凝器上下表面温度差为0℃。02故障诊断与维修故障可能:①压缩机工作条件不满足,不开机。②压缩机工作系统出现故障。空调系统报U016B87与ACCM(空调压缩机模块)通信丢失,状态为当前故障。根据专检引导压缩机无法通信,压缩机和空调热管理系统模块通信是LIN线通信。电动压缩机低压控制电路图如图1所示。车辆加热和制冷共用一根LIN线。开启PTC加热模式,一切工作正常。间接判定LIN线及空调热管理模块电源均工作正常。万用表测试空调低压控制插头BV08,1/BV08电源+、3/BV08接地一电压12.9V正常且功率试灯点亮。诊断仪能进入空调控制模块间接证明模块电源正常。用万用表测试A/C开启时,2/BV08LIN线电压9.35V,在正常8-13V范围内(如图2所示)。用示波器测试A/C开启时LIN线波形,测量LIN线波形均匀有波动,电压在1-12.5V、平均10.8V,波形通信正常(如图3所示)。6/BV08、7/BV08高压互锁线路,控制策略推理互锁不会有问题。假如有间题,车辆不会上电,车辆将无法行驶。线束正常无破损,插头针脚无腐蚀退针现象。以上检测均正常,所以故障点锁定在压缩机控制模块内部。压缩机和压缩机控制模块集成一体,需更换压缩机总成。更换压缩机总成后,压缩机依然没有启动,空调依旧不工作。空调系统报故障码:①B118F96压缩机故障,状态当前故障;②B118F16压缩机欠压故障,状态当前故障;③U016B87和U1118F16压缩机通信故障,状态历史。清除故障码后重新扫描空调系统,通信故障消失,但又出现①②故障码。于是逻辑分析现在压缩机控制模块开始通信,压缩机自诊断故障码上报出来。而之前没有通信,压缩机自诊断故障码不会报出来。可见通信故障排除,欠压故障出现。两个故障码主要是压缩机欠压故障引起。压缩机欠压故障可能是两种:①压缩制冷剂压力不足;②压缩机高压供电电压不足。经分析制冷剂不足是三态压力中压开关不闭合,冷凝风扇就不会运转工作,应该是压缩机高压输入电压欠压问题。通过数据流发现输入电压为3720mV,与正常车辆对比发现输入电压也是3720mV,可见这个数据是无效数据,不可信。只有带电高压测试输入压缩机高压,又因为压缩机高压插头带互锁,拔掉后互锁断开,车辆立刻断电熄火,无法测量。人为短接互锁线路,强制高压带电测试输入电压。这种方法比较危险,不建议使用。断高压电测试线路通断。维修压缩机通信故障时,高压能上电,制热PTC也能正常工作(制热PTC高压和制冷ACCM压缩机高压电路是并联电路),证明动力电池到高压配电盒输入线路正常。故障点可能出现在并联支路端即输出端、压缩机高压插头和中间橙色高压导线。高压安全下电后,进行高压线路测试。检测压缩机插头、针脚及高压分配盒至压缩机高压线束均正常,于是故障点锁定在高压配电箱内部。此款高压配电箱制热PTC和制冷ACCM压缩机高压线路内均没有设计高压继电器。于是在不拆解情况下测试直流母线正极与PTC+导通,但与ACCM+不导通;直流母线负极与PTC-和ACCM-均导通。可见在高压分配箱内部输入正极至ACCM+出现断路现象(如图4所示),推测最大可能内部的40A的高压保险丝烧毁。因为高压配电箱和交流充电机集成在一起,于是故障点锁定在交流充电机内部。更换新的充电机总成后,专检进入AC空调模块,无故障码,压缩机欠压故障排除。查看数据流环境温度,蒸发箱温度等参数均正常。于是进行实车测试,压缩机开始工作,工作电流5A左右,空调制冷系统恢复正常,故障排除。03故障总结故障压缩机测试:压缩机正负阻值为0Ω,二极管管压降为0V;测试充电机高压配电箱内部空调高压保险丝烧毁。烧毁原因分析:压缩机控制模块高压内部短路导致;压缩机控制模块低压通信损坏;压缩机正负极短路导致充电机高压配电箱保险丝烧毁。后来询问车主得知,此车在其他公司充电桩充电时同时打开空调后出现空调不制冷故障。故障可能原因是外部充电桩输出电压不稳定,导致压缩机内部烧毁短路,同时烧毁充电机高压配电箱内的高压保险丝。此故障诊断涉及空调系统压缩机低压电路和高压电路,在维修高压电路时一定要安全规范操作。
中共中央政治局:支持新能源汽车加快发展
中共中央政治局7月30日召开会议,分析研究当前经济形势,部署下半年经济工作。会议指出,当前全球疫情仍在持续演变,外部环境更趋复杂严峻,国内经济恢复仍然不稳固、不均衡。做好下半年经济工作,要坚持稳中求进工作总基调,完整、准确、全面贯彻新发展理念,深化供给侧结构性改革,加快构建新发展格局,推动高质量发展。会议要求,要挖掘国内市场潜力,支持新能源汽车加快发展。明确了下半年经济怎么干的问题。下半年重点任务01要挖掘国内市场潜力,支持新能源汽车加快发展,加快贯通县乡村电子商务体系和快递物流配送体系,加快推进“十四五”规划重大工程项目建设,引导企业加大技术改造投资。02要强化科技创新和产业链供应链韧性,加强基础研究,推动应用研究,开展补链强链专项行动,加快解决“卡脖子”难题,发展专精特新中小企业。03要加大改革攻坚力度,进一步激发市场主体活力。04坚持高水平开放,坚定不移推进共建“一带一路”高质量发展。05要统筹有序做好碳达峰、碳中和工作,尽快出台2030年前碳达峰行动方案,坚持全国一盘棋,纠正运动式“减碳”,先立后破,坚决遏制“两高”项目盲目发展。06做好电力迎峰度夏保障工作。07要防范化解重点领域风险,落实地方党政主要领导负责的财政金融风险处置机制,完善企业境外上市监管制度。08要坚持房子是用来住的、不是用来炒的定位,稳地价、稳房价、稳预期,促进房地产市场平稳健康发展。加快发展租赁住房,落实用地、税收等支持政策。中汽协数据显示,今年1-6月,新能源汽车产销分别完成121.5万辆和120.6万辆,同比均增长2倍,累计销量已经与2019年全年水平基本持平。新能源汽车已经12月刷新月度销售记录,今年以来,新能源汽车销售月度波动频率已经与整个汽车市场波动频率趋于一致。分车型看,纯电动汽车产销分别完成102.2万辆和100.5万辆,同比分别增长2.3倍和2.2倍;插电式混合动力汽车产销分别完成19.2万辆和20万辆,同比分别增长1倍和1.3倍;燃料电池汽车产销分别完成632辆和479辆,同比分别增长43.6%和5.7%。另外据动力电池联盟数据,1-6月,我国动力电池装车量累计52.5GWh,同比累计上升200.3%。其中三元电池装车量累计30.2GWh,占总装车量57.5%,同比累计上升139.0%;磷酸铁锂电池装车量累计22.2GWh,占总装车量42.3%,同比累计上升368.5%。公安部数据显示,截至6月底,全国新能源汽车保有量达603万辆,占汽车总量的2.06%。其中,纯电动汽车保有量493万辆,占新能源汽车总量的81.68%。今年以来,尽管一线城市新能源乘用车市场份额同比有所下降,三线及以下城市新能源汽车上涨非常明显,但是从绝对量看,以上海、北京为代表的一二线限购城市,新能源汽车消费依旧是主体,三线及以下城市存在巨大的市场拓展空间。从今日中央对今年下半年的经济工作安排来看,新能源汽车被列为重中之重,接下来必然会有更多刺激政策陆续出台。小结发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路,此次会议对汽车产业转型发展是利好的,也体现了国家希望通过新能源汽车拉动消费以及促进碳中和进程的决心。此外,会议内容可以有效提升市场对新能源汽车产业发展的信心。
动力电池失效模式解析
研究动力电池系统的失效模式对提高电池寿命、电动车辆的安全性和可靠性、降低电动车使用成本有至关重要的意义。本文从动力电池系统外在表现失效模式探索和后果进行分析并提出相应处理措施。在动力电池系统设计时考虑各种失效模式以提高动力电池安全性。动力电池系统通常由电芯、电池管理系统、Pack系统含功能元器件、线束、结构件等相关组建构成。动力电池系统失效模式,可以分为三种不同层级的失效模式,即电芯失效模式、电池管理系统失效模式、Pack系统集成失效模式。一、电芯失效模式电芯的失效模式又可分为安全性失效模式和非安全性失效模式。电芯安全性失效主要有以下几点:01电芯安全性失效【电芯内部正负极短路】电池内短路是由电芯内部引起的,引起电池内短路的原因有很多,可能是由于电芯生产过程中缺陷导致或是因为长期振动外力导致电芯变形所致。一旦发生严重内短路,无法阻止控制,外部保险不起作用,肯定会发生冒烟或燃烧。如果遭遇到该情况,我们能做的就是第一时间通知车上人员逃生。对于电池内部短路问题,目前为止电池厂家没有办法在出厂时100%将有可能发生内短路的电芯筛选出来,只能在后期充分做好检测以将发生内短路的概率降低。【电池单体漏液】这是非常危险,也是非常常见的失效模式。电动汽车着火的事故很多都是因为电池漏液造成的。电池漏液的有原因有:外力损伤;碰撞、安装不规范造成密封结构被破坏;制造原因:焊接缺陷、封合胶量不足造成密封性能不好等。电池漏液后整个电池包的绝缘失效,单点绝缘失效问题不大,如果有两点或以上绝缘失效会发生外短路。从实际应用情况来看,软包和塑壳电芯相比金属壳单体更容易发生漏液情况导致绝缘失效。【电池负极析锂】电池使用不当,过充电、低温充电、大电流充电都会导致电池负极析锂。国内大部分厂家生产的磷酸铁锂或三元电池在0摄氏度以下充电都会发生析锂,0摄氏度以上根据电芯特性只能小电流充电。发生负极析锂后,锂金属不可还原,导致电池容量不可逆衰减。析锂达到一定严重程度,形成锂枝晶,刺穿隔膜发生内短路。所以动力电池在使用时应该严禁低温下进行充电。【电芯胀气鼓胀】产生胀气的原因很多,主要是因为电池内部发生副反应产生气体,最为典型的是与水发生副反应。胀气问题可以通过在电芯生产过程严格控制水分可以避免。一旦发生电池胀气就会发生漏液等情况。以上几种失效模式是非常严重的问题,可能会造成人员伤亡。即使一个电芯使用1、2年没有问题,并不代表这个电芯以后没有问题,使用越久的电池失效的风险越大。电芯的非安全性失效只是影响使用性能,主要有以下几点:02电芯非安全性失效【容量一致性差】动力电池的不一致性通常是指一组电池内电池的剩余容量差异过大、电压差异过大,引起电池续航能力变差。引起电池间一致性变差的原因是多个方面的,包括电池的生产制造工艺,电池的存放时间长短,电池组充放电期间的的温度差异,充放电电流大小等。目前解决方法主要是提高电池的生产制造工艺控制水平,从生产关尽可能保证电池的一致性,使用同一批次电池进行配组。这种方法有一定效果,但无法根治,电池组使用一段时间后一致性差的问题还会出现,电池组发生不一致性问题后,如果不能及时处理,问题会愈加严重,甚至会发生危险。【自放电过大】电池制造时杂质造成的微短路所引起的不可逆反应是造成个别电池自放电偏大的最主要原因。在大多电池生产厂家对电池的自放电微小时都可忽略,由于电池在长时间的充放电及搁置过程中,随环境条件发生化学反应,引起电池大自放电现象,这使电池电量降低,性能低下,不能满足使用需求。【低温放电容量减少】随着温度的降低,电解液低温性能不好,参与反应不够,电解液电导率降低而导致电池电阻增大,电压平台降低,容量也降低。目前各厂家电池-20度下的放电容量基本在额定容量的70%~75%。低温下电池放电容量减少,且放电性能差,影响电动汽车的使用性能和续驶里程。【电池容量衰减】电池容置衰减主要来自于活性锂离子的损失以及电极活性材料的损失。正极活性材料层状结构规整度下降,负极活性材料上沉积钝化膜,石墨化程度降低,隔膜孔隙率下降,导致电池电荷传递阻抗增大。脱嵌锂能力下降,从而导致容量的损失。电池容量衰减是电池不可避免的问题。但是目前电池厂家应该首要解决前面安全性失效问题和电池一致性问题,在这个基础上再考虑延长电池的循环寿命。二、BMS失效模式电池的单体失效不仅和电池本身有关,也和电池管理系统BMS失效有关。BMS失效模式也会造成严重的事故有以下几类:01BMS电压检测失败连接、压线过程或接触不良导致电压检测线失效,BMS没有电压信息,充电时该停止时没有停止。电池过充会着火、爆炸,磷酸铁锂过充至5V以上大部分只是冒烟,但是三元电池一旦过充,会发生爆炸。而且,过充电容易导致锂离子电池中的电解液分解释放出气体,从而导致电池鼓胀,严重的话甚至会冒烟起火;电池过放电会导致电池正极材料分子结构损坏,从而导致充不进去电;同时电池电压过低造成电解液分解,干涸发生析锂,回到电池内短路问题。在系统设计时应该选用可靠的电压采集线,在生产过程中严格管控,杜绝电压采集线的失效。02BMS电流检测失效霍尔传感器失效,BMS采集不到电流,SOC无法计算,偏差大。电流检测失效可能导致充电电流过大。充电电流大,电芯内部发热大,温度超过一定温度,会使隔膜固化容量衰减,严重影响电池寿命。03BMS温度检测失效温度检测失效导致电池工作使用温度过高,电池发生不可逆反应,对电池容量、内阻有很大影响。电芯日历寿命跟温度直接相关,45度时的循环次数是25度时的一半,另外温度过高电池易发生鼓胀、漏液,爆炸等问题,因此在电池使用过程中要严格控制电池的温度在20-45摄氏度之间,除能有效提高电池的使用寿命和可靠性之外还能有效避免电池低温充电析锂造成的短路以及高温热失控。04绝缘监测失效在动力电池系统发生变形或漏液的情况下都会发生绝缘失效,如果BMS没有被检测出来,有可能发生人员触电。因此BMS系统对监测的传感器要求应该是最高的,避免监测系统失效可以极大地提高动力电池的安全性。05电磁兼容问题通讯失效对BMS系统来说,电磁兼容主要考核它抗电磁干扰能力。电磁干扰会导致BMS通讯失效,引发以上几个问题。06SOC估算偏差大目前所有BMS厂家普遍存在的问题,只偏差大小的差别。基本上目前的检验标准要求都是5%以内,大部分厂家BMS应该都很难达到,因为实际使用中SOC误差会越来越大,因为使用环境更加的复杂,影响精度的条件更多。三、Pack系统集成失效模式01汇流排的失效如果是螺栓连接,在后期使用过程中,螺栓氧化脱落或振动导致螺栓松了都会导致导体连接处产生大量的热,极端情况下会导致动力电池着火。因此绝大部分动力电池系统生产厂家在Pack设计时电芯与电芯连接或模块与模块连接处采用激光焊接,或在连接处增加温度传感器通过检测的手段避免汇流排的失效。02动力电池系统主回路连接器失效动力电池系统高压线通过连接器与外部高压系统相连。连接器性能不可靠,在振动下发生虚接,产生高温烧蚀连接器。一般来说连接器温度超过90度就会发生连接失效。因此在系统设计时连接器需要增加高压互锁功能,或在连接器附进加温度传感器,时刻监测连接器的温度以防止连接器的失效。03高压接触器粘黏接触器有一定次数的带载断开,大部分接触器在大电流带载闭合时烧蚀。在系统设计一般采用双继电器方案,按照先后顺序闭合控制以避免高压接触器粘黏。04熔断器过流保护失效高压系统部件中的熔断器的选型匹配,梯度先断哪个后断哪个需要综合考虑。振动或外部受到碰撞挤压导致动力电池发生形变,密封失效,IP等级降低,因此在系统设计时需要考率电池箱结构的碰撞防护。根据以上动力电池系统的各种失效模式,科研人员和电池厂商需要通过不断改进工艺和技术提高锂电池电芯的安全性,BMS系统厂商要充分了解电池的性能,基于动力电池的安全设计原则,设计出安全可靠的电池系统,同时正确的使用是保障电池安全性的最终屏障。使用者要正确使用动力电池系统,杜绝机械滥用、热滥用和电滥用,切实提高电动汽车的安全性和可靠性。
欧盟新车强制标配ISA系统,对国内企业的影响大吗?
随着我们进入互联和自动驾驶汽车的时代,汽车制造商正在拥抱驾驶辅助技术,使驾驶更简单,更愉快,并大大增加安全性。其中一个关键的代表功能是智能车速控制系统(ISA),这是一个车载系统,提示司机确认并遵守法定速度限制,而不考虑是否有实体标志或其他变量,如位置、时间或天气条件。速度仍然是许多道路事故的决定性因素,不仅增加了司机失去车辆控制的可能性,而且还缩短了反应时间,加剧了碰撞的严重性。新的欧盟一般安全条例2019/2144旨在未来十年内大幅减少死亡和严重伤害,加强对车辆安全标准的关注,并引入技术进步,以减少道路碰撞。最重要的公告之一是,从2022年起,ISA将成为所有新的M类和N类车辆的强制性要求,旨在帮助司机保持遵守法定速度限制,同时减少事故的频率和严重程度。但是对于计划出口欧盟的车企以及ADAS厂商而言,这可能是其在产品设计时一个值得关注的新变量。那么,这款名叫ISA的系统究竟是什么?什么是ISAIntelligentSpeedAdaptation(ISA)即为智能车速控制系统。该系统能识别交通标识,并根据读取的最高限速信息控制油门,确保驾驶者在法定限速内行驶,有效避免驾驶者在无意识情况下的超速行为。根据激活车速的计算方式,ISA系统可以分为三种类型:固定值,可变值,动态值。固定值:激活车速是固定的,只要当车辆超过此车速时,ISA系统即开始工作。通过视觉或音频信号通知驾驶员当前的限速和超速。可变值:根据当前道路的车速限制,ISA系统可以调节它的激活车速。增加加速踏板上的向上压力,驾驶员需要更用力地踩油门以越过系统限制。动态值:ISA系统的激活车速不仅要考虑当前道路车速限制,也要考虑天气情况和当前交通情况。当超速发生时,系统将通过减少燃油喷射或要求驾驶员“降档”进行减速,驾驶员也可取消该操作。激活车速的计算ISA系统输出包括提示、报警、自动控制和记录,及由以上两个或两个以上输出相结合。ISA系统的不同输出方式ISA系统输出方式:视觉提示+油门踏板对国内企业的影响欧盟新政策的出台可能会对计划出海的国内车企和ADAS厂商带来一定影响。不过据业内人士透露,影响并不会太大。欧洲的地图软件功能完善,具备限速提醒功能。如果欧盟完成限速标志地图数据库的建设,且国内车企以及ADAS厂商能够触达这一部分数据,那么关于ISA研发的就不太可能是一个大难题。不过,如果是通过基于纯视觉的ADAS系统来识别限速标志,稳定性可能会受到一定影响。据了解,无论是传统主机厂如比亚迪、上汽、东风,还是造车新势力如爱驰汽车等,都已向欧盟出口一定数量的新车。其中,比亚迪的电动大巴在欧盟的市场份额一度高达20%,为当地市场第一名。倘若国内车企仍有攻入欧盟市场的计划,则意味着车企可能在生产工艺、认证方面需要进行一些调整。
还在等什么?这个证书的含金量毋庸置疑
从公安部获悉,截至2021年6月,全国机动车保有量达3.84亿辆,其中汽车2.92亿辆;2021年上半年全国新注册登记机动车1871万辆、新能源汽车110.3万辆,均创同期历史新高;全国新能源汽车保有量达603万辆。从这组数据中我们不难看出,新能源汽车在我国的市场占有率已经越来越高,但目前新能源汽车后市场面临专业维修技能人才短缺和行业维修管理混乱的情况。为了提升整个行业的维修服务能力,中国汽车维修行业协会授权理事单位北京汇智慧众汽车技术研究院承办并开展全国性质的《新能源汽车维修技术人员职业技能等级认证》的培训工作。在各位新老客户的信任和支持下,北京汇智慧众汽车技术研究院已经成功举办多起新能源汽车维修技术人员职业技能等级认证培训。近期北京汇智慧众汽车技术研究院接连成在云南昆明、山西太原举办了新能源汽车维修技术人员职业技能等级认证培训-初级。在课堂上学员积极提问,讲师耐心讲解,实操过程中,学员争先恐后上手亲自上手练习。理论+实操的培训方式让学员更快更好地了解并掌握新能源汽车知识,增加实战经验。培训结束后,参训学员不仅在考核中获得了满意的成绩,并取得了由汽车行业协会认证的《新能源汽车维修技术人员职业技能等级认证-初级》证书。通过此次培训参训学员均表示获得了专业的新能源汽车知识,并对汇智慧众汽车技术研究院的教学质量,讲师专业程度作出了很高的评价。以下为培训过程中的精彩瞬间(昆明)培训精彩瞬间(太原)
河南罕见暴雨,新能源汽车涉水后如何处理
这几天,一场突如其来的“河南暴雨”牵动着全国人民的心。从7月18日开始,郑州出现罕见持续强降水天气,全市普降大暴雨、特大暴雨,日降水量超过有气象记录以来极值,一小时降下超常年一年的雨量。如此罕见的极端天气导致不少车辆被泡水。甚至有的车辆已经被积水淹没过了车顶,整车泡水严重。燃油车泡水的案例我们已经屡见不鲜,随着新能源汽车的快速普及,如果纯电动汽车泡水,又该如何维修和索赔呢?1、纯电动汽车涉水能力如何对于一般燃油车来说,30-40cm的涉水高度已经是极限,再高就有“趴窝的风险”,部分SUV车型可以达到50-60cm的涉水高度,然而这些高度对纯电动车来讲,通过难度都不是很大。目前,纯电动汽车的防水防尘能力基本都可以达到IP67级别,其中6表示灰尘禁锢,7表示防短时浸泡。一般达到IP67防护等级的纯电动汽车在常温常压下,动力电池在插接器插接良好的情况下,浸泡在1m深的水中30min,可以保证插接器及动力电池内部不进水。所以,一般液体的溅射以及短时间、浅深度的浸泡都不会对动力电池产生影响。由于没有燃油车进气口的存在,纯电动汽车的涉水能力理论上更强,但这并不意味着电动汽车涉水就没有风险。车辆上依然很多功能结构还是没办法避免进水,比如真空泵的通气孔等,而且任何级别的防水等级也无法得到100%不进水不进尘的保护承诺。此外,本次暴雨、洪水中导致部分车辆已经长时间浸泡在水中达数小时,IP67级别的防尘防水等级也难以“招架”。如果涉水深度已经超过了车身的一半,机舱、内饰、车厢内等零部件修复成本过高,也将失去修复的意义。2、纯电汽车水淹事故正确处理方法万一车辆被淹受损,请及时报险,拍照取证,并通知4S店专业工作人员,非专业人士请勿随意处置,以免造成危险及二次损坏!若车辆只是普通涉水并能驶离积水区(1)第一时间将车辆离开积水区,将车辆停放在安全地区,检查车辆内是否进水并将车厢内部积水进行处理;(2)如车辆可以继续行驶,将车辆行驶至专业维修点进行全面排查。若车辆无法离开积水区(1)立即切断车辆电源;(2)在条件允许的情况下断开蓄电池;(3)在条件允许的情况下断开维修开关;(4)拨打售后服务电话请求救援:(5)如车辆水淹非常严重,请第一时间所有人员逃离车辆保证人员安全,拨打电话请求救援。3、新能源汽车涉水后保险赔付与燃油车是否相同答案是否定的。虽然在去年9月份,国内车险进行了一次大改革,将各种诸如涉水险、盗抢险等额外险种全部并入到了车损险中。但是目前为止,新能源汽车仍然使用的是传统燃油车架构下的保险,这样就会出现一个问题,比如涉水险只针对燃油车型发动机进行投保,在停驶状态下遭遇水泡后,可以得到全额赔付。但是对于没有发动机的纯电动汽车来说,则没有明确的规定。而且由于动力电池组的更换成本过高,若在专业人员进行检测后发现电池组损坏严重,基本上只能进行报废处理。并且目前并没有单独对于动力电池投保的险种,所以因泡水而更换蓄电池所产生的费用不属于保险公司理赔范围内。最后,北京汇智慧众全体员工唯愿山河无恙、人间皆安。
比亚迪无法启动故障诊断与维修
一辆行驶里程约8.3万km、搭载2.0T发动机和6挡双离合变速器的2015年插电式混合动力比亚迪唐。车主反映:该车在家放置一段时间后,无法正常启动,整车无电。故障诊断与维维修人员接车后试车,打开点火开关,换挡杆置于P挡,整车无电,低压电池进入休眠状态。唤醒低压电池,仪表板上有多个故障灯提示,且仪表板的中央故障显示屏相继提示“请检查发动机系统”、“请检查车辆网络”、“请检查低压电池系统”和“EV功能受限”等维修信息(图1)。根据仪表板维修信息提示,维修人员根据故障导引初步确定维修思路:根据“请检查低压电池系统”检查低压电池;根据“EV功能受限”检查各高压熔丝是否熔断;根据“请检查车辆网络”检查网关、各网络控制单元及相关线路;根据“请检查发动机系统”判断可能是由于车身网络故障引起的并发症,待定检查。由于故障提示较多需要逐一排查,因此决定先对网络进行检查。维修人员检查时发现,因低压电池电量不足,唤醒不足2min就再次休眠,需外接电源。外接蓄电池后,用专用故障诊断仪VDS检测,扫描时发现多个控制单元不存在,且故障码多数由于通讯故障引起。测量OBD诊断接口(图2),发动机控制单元(ECM)的CAN-H端子(9号)对搭铁电压为0.9V(正常值2.5~3.5V),CAN-L端子(10号)对搭铁电压为0.8V(正常值1.5~2.5V),其他网络端子电压正常(图3)。CAN-H与CAN-L线对搭铁电压接近0V,故推断ECM内部CAN线出现对搭铁短路。断开蓄电池线束,测量ECM内阻(图4),阻值为29.6Ω(正常为60.00左右),ECM内部可能存在故障。查看网络拓扑图(图5),发现扫描不出的控制单元基本都属于同一网络。逐一断开各控制单元,测量OBD诊断接口ECM网的端子电压,最后断开发动机控制单元后,测量电压在正常范围,且此时VDS可以扫描出其他各个控制单元,由此确认为ECM故障,更换ECM后网络恢复正常,车辆亦可以正常启动。车辆启动后,仪表板依然提示“EV功能受限”,此时开空调不制冷,低压电池管理系统检测到故障码“B1FC8不允许智能充电故障”。维修人员先按照故障导引检查各高压熔丝,发现熔丝并没有熔断。考虑到该车型有一个常见问题,就是负责高压控制的主接触器上产生烧结点,也容易造成与高压熔丝熔断一样,产生“EV功能受限”的故障。维修人员对主接触器进行了处理后,试车发现低压电池容易休眠,且唤醒后不能正常智能充电。在唤醒低压电池后,马上测量整车线束端低压接插器1号(CAN-H),3号(CAN-L)和4号(搭铁)端子的网络供电以及对搭铁阻值情况(图6),测量值正常。在发动机运行状态下,读取DC-DC和发动机控制单元数据流,发电机的发电电压均为13.0V,正常。读取低压电池管理系统数据流,低压电池的1号、2号及4号单体电压都为3.1V,3号单体电压为3.2V(图7)。从数据上可以看出,3号单体电池的电压虽然比另外3个仅高出0.1V,但这属于不正常的充电现象。按照该车的低压电池系统充电设计,充电后4个单体电池的充电量应该一致。由此判断低压电池故障。故障排除更换发动机控制单元以及低压电池后试车,故障排除。回顾总结该车看似故障点很多,使人容易迷惑,不知如何下手,但实质故障点却只有2个:一是ECM内部CAN线的终端电阻(低压控制),二是主接触器烧结(高压控制)。ECM内部CAN线终端电阻内部短路造成测量CAN线时电压过低,但不为0V,故可推测为产生压降。低压电池系统在休眠时处于放电状态,导致低压电池4个单体电池充电效能下降。而在休眠状态下,由于不符合动力电池智能充电条件,致使无法充电。即使低压电池唤醒后,又会马上进入休眠状态,最终导致连系统都无法进入,需要外接电源。在此类故障排查过程中,应从复杂的局面中理清思路,找到切入点。纯电汽车的故障码及数据流内容靶向性相对明确,先把大问题检查出来,再逐一对各个点排查。排查过程思路要清晰,结合电路图、故障码及数据流可以令自己少走弯路,快速确认故障点。
比亚迪无法启动故障诊断与维修
一辆行驶里程约8.3万km、搭载2.0T发动机和6挡双离合变速器的2015年插电式混合动力比亚迪唐。车主反映:该车在家放置一段时间后,无法正常启动,整车无电。故障诊断与维维修人员接车后试车,打开点火开关,换挡杆置于P挡,整车无电,低压电池进入休眠状态。唤醒低压电池,仪表板上有多个故障灯提示,且仪表板的中央故障显示屏相继提示“请检查发动机系统”、“请检查车辆网络”、“请检查低压电池系统”和“EV功能受限”等维修信息(图1)。根据仪表板维修信息提示,维修人员根据故障导引初步确定维修思路:根据“请检查低压电池系统”检查低压电池;根据“EV功能受限”检查各高压熔丝是否熔断;根据“请检查车辆网络”检查网关、各网络控制单元及相关线路;根据“请检查发动机系统”判断可能是由于车身网络故障引起的并发症,待定检查。由于故障提示较多需要逐一排查,因此决定先对网络进行检查。维修人员检查时发现,因低压电池电量不足,唤醒不足2min就再次休眠,需外接电源。外接蓄电池后,用专用故障诊断仪VDS检测,扫描时发现多个控制单元不存在,且故障码多数由于通讯故障引起。测量OBD诊断接口(图2),发动机控制单元(ECM)的CAN-H端子(9号)对搭铁电压为0.9V(正常值2.5~3.5V),CAN-L端子(10号)对搭铁电压为0.8V(正常值1.5~2.5V),其他网络端子电压正常(图3)。CAN-H与CAN-L线对搭铁电压接近0V,故推断ECM内部CAN线出现对搭铁短路。断开蓄电池线束,测量ECM内阻(图4),阻值为29.6Ω(正常为60.00左右),ECM内部可能存在故障。查看网络拓扑图(图5),发现扫描不出的控制单元基本都属于同一网络。逐一断开各控制单元,测量OBD诊断接口ECM网的端子电压,最后断开发动机控制单元后,测量电压在正常范围,且此时VDS可以扫描出其他各个控制单元,由此确认为ECM故障,更换ECM后网络恢复正常,车辆亦可以正常启动。车辆启动后,仪表板依然提示“EV功能受限”,此时开空调不制冷,低压电池管理系统检测到故障码“B1FC8不允许智能充电故障”。维修人员先按照故障导引检查各高压熔丝,发现熔丝并没有熔断。考虑到该车型有一个常见问题,就是负责高压控制的主接触器上产生烧结点,也容易造成与高压熔丝熔断一样,产生“EV功能受限”的故障。维修人员对主接触器进行了处理后,试车发现低压电池容易休眠,且唤醒后不能正常智能充电。在唤醒低压电池后,马上测量整车线束端低压接插器1号(CAN-H),3号(CAN-L)和4号(搭铁)端子的网络供电以及对搭铁阻值情况(图6),测量值正常。在发动机运行状态下,读取DC-DC和发动机控制单元数据流,发电机的发电电压均为13.0V,正常。读取低压电池管理系统数据流,低压电池的1号、2号及4号单体电压都为3.1V,3号单体电压为3.2V(图7)。从数据上可以看出,3号单体电池的电压虽然比另外3个仅高出0.1V,但这属于不正常的充电现象。按照该车的低压电池系统充电设计,充电后4个单体电池的充电量应该一致。由此判断低压电池故障。故障排除更换发动机控制单元以及低压电池后试车,故障排除。回顾总结该车看似故障点很多,使人容易迷惑,不知如何下手,但实质故障点却只有2个:一是ECM内部CAN线的终端电阻(低压控制),二是主接触器烧结(高压控制)。ECM内部CAN线终端电阻内部短路造成测量CAN线时电压过低,但不为0V,故可推测为产生压降。低压电池系统在休眠时处于放电状态,导致低压电池4个单体电池充电效能下降。而在休眠状态下,由于不符合动力电池智能充电条件,致使无法充电。即使低压电池唤醒后,又会马上进入休眠状态,最终导致连系统都无法进入,需要外接电源。在此类故障排查过程中,应从复杂的局面中理清思路,找到切入点。纯电汽车的故障码及数据流内容靶向性相对明确,先把大问题检查出来,再逐一对各个点排查。排查过程思路要清晰,结合电路图、故障码及数据流可以令自己少走弯路,快速确认故障点。
2019款捷豹I-PACE车辆无法充电故障诊断与排除
1、故障现象一辆行驶里程约1.8万km的2019年捷豹I-PACE。客户反映:车辆快充时仪表显示初始化,如图1所示。充电桩开始自检工作后提示:充电已结束请拔充电枪(如图2所示),车辆直流充电口指示灯白灯闪烁后熄灭(如图3所示)。根据客户抱怨,无法使用交流充电枪给车辆充电,测试使用交流充电枪时车辆可以正常充电且仪表显示正常(如图4、图5所示)。验证故障只有直流充电时无法充电,此故障与环境温度无关且永久性存在,仪表只提示初始化无任何故障提示,车辆行驶正常无任何故障提示。检查车辆无加装和改装物品,维修历史查询无相关维修记录。检查车辆直流充电口控制插头无松动进水腐蚀现象。根据故障现象连接诊断仪读取相关故障码,无相关故障码。2、诊断思路·车辆HV充电系统未识别到充电枪·车辆HV充电线路存在断路或短路·车辆未识别到充电枪,充电枪锁信号故障·车辆车载充电模块BCCM与充电机通信故障且线路存在断路或短路·车辆车载充电模块BCCM控制模块故障·车辆蓄电池电量控制BCCM模块故障根据故障现象,替换直流充电桩验证故障,仪表提示初始化无法充电且充电机提示充电结束,等到15分钟左右仪表依旧提示初始化无法充电,反复测试故障依旧。启动车辆时仪表无任何故障提示且车辆运行正常,车辆路试行驶正常。反复测试车辆无法充电后,连接诊断仪读取相关故障码依旧无任何相关故障码,启动车辆检测DC12V系统,启动时蓄电池电压14.6V,蓄电池充电系统工作正常。插入直流充电枪并打开点火开关后仪表显示已插入充电枪,如图6所示。根据故障现象,关闭点火开关并读取BCCM模块的蓄电池充电器进口锁定数据(4995)的门锁1传感器电压,未连接直流充电枪时门锁1传感器电压5.88V,读取蓄电池充电器进口锁定1数据(499F)的位置解锁位置(未连接直流充电枪时)和位置传感电压5.92V(未连接直流充电枪时)如图7所示。关闭点火开关并读取BCCM模块的蓄电池充电器进口锁定数据(4995)门锁1传感器电压,连接直流充电枪时门锁1传感器电压8.32V,读取蓄电池充电器进口锁定1数据(499F)的位置锁闭位置(连接直流充电枪时)和位置传感电压8.42V(连接直流充电枪时),如图8所示。根据数据流判断车辆直流充电桩与车辆充电系统锁信号正常。直流充电口(如图9所示)原理分析;DC1与DC2端子直流电源正负极,PE端子保护接地与车辆车身接地负极搭铁,A一与A十未使用,CC1端子是充电桩确认充电枪是否插好(用万用表测量CC1与PE负极搭铁电阻值在1kΩ左右),CC2端子车辆确认充电枪是否插好由车辆BCCM模块输出信号电压12V左右给充电桩。S一端子是EVSECAN低,S+端子是EVSECAN高,接头现在将被锁定到位,此时,BCCM和充电桩之间的CAN通信将会开始。根据以上原理和数据分析测量直流充电口,测量CC2启动车辆时与负极电压13.9V,电压正常,排除CC2信号故障,打开点火开关测量直流充电口S一和S+对负极电压0.8V异常,没有电压输出。将车辆断电测量直流充电口,CC1与PE之间电阻0.99kΩ电阻(如图10所示),与同款车对比电阻值正常一致。测量S一和S+之间电阻值48.3Ω,电阻值过低;测量S+对负极电阻值22.9Ω,电阻值异常;测量S一对负极电阻49.6Ω,电阻值异常。测量同款车型电阻,S一和S+之间电阻值1200(如图11所示),测量S+对负极电阻值∞,测量S一对负极电阻∞。根据以上测量诊断为故障车直流充电口S一和S+端子终端电阻过小,说明对负极短路。参考电路图(如图12所示)检查车辆C13A与C13B插头无松动进水和腐蚀现象,断开C13A与C13B插头测量直流充电口S一和S+之间电阻值无穷大,测量S一和S+对负极电阻值无穷大,排除C13A插头至直流充电接口S一和S+之间线路没有存在对负极短路现象。参考电路图将车载充电模块控制插头C1Y12C从模块断开,将C13A与C13B插头插好后测量S一和S+之间电阻值无穷大,测量S一和S+对负极电阻值无穷大;将车载充电模块控制插头C1Y12C插好后测量S一和S+之间电阻值48.3Ω,电阻值过低,测量S+对负极电阻值22.9Ω,电阻值异常,测量S一对负极电阻49.6Ω,电阻值异常。拆下车载充电模块BCCM测量EVSECAN低ClYE12C-10和EVSECAN高C1YE12C-9端子电阻值54.2Ω(如图13所示),终端电阻过低,测量对壳体电阻值23Ω,电阻值异常并对壳体短路。根据以上检查及电路图(如图14所示)诊断为车载充电模块BCCM的EVSECAN低和EVSECAN高通信故障。HV蓄电池的电压限值、最大充电电流和容量之类的信息将会通过EVSECAN总线在EV和EVSE之间传输。将会检查该信息并确认它能够对HV蓄电池进行充电,然后会通过EVSECAN总线将其最大输出电压和电流发送至BCCM。BCCM将会基于这些发送的数据检查其与EVSE之间的兼容性。如果兼容,则EVSE将会关闭K1和K2并执行绝缘测试。测试完成后,BCCM将会关闭HV蓄电池接触器K5和K6,然后EVSE将会开始充电。更换新车载充电模块BCCM并测量EVSECAN低ClYE12C-10和EVSECAN高ClYE12C-9端子电阻值120Ω,测量对壳体电阻值∞。3、故障排除更换车载充电模块BCCM,故障排除。
自燃频发的这款车型被迫召回
7月16日,长城汽车宣布对欧拉iQ部分产品启动召回,涉及超过1.6万辆。值得注意的是,近期欧拉电动汽车被曝已发生多起自燃事件,此事在舆论端已经历一段时间的发酵,期间长城汽车相继采取了软件升级、营运补偿等手段,直至本次召回。自燃频发,长城欧拉被迫召回近两个月来,欧拉iQ在山西太原频发自燃事故。目前欧拉车型已经被太原市一部分充电站"拉黑",禁止欧拉车型在充分站充电,或者要求充电时车主不能离开车辆。在5月和6月太原两起欧拉iQ车型发生充电事故发生后,欧拉厂家对iQ车型进行了软件升级,在升级期间为营运车辆提供700元补助。但车主反馈称,升级后的车辆充电速度被限,充电量减少,这也导致官方续航400km的车辆充好电后仅能行驶250km。7月16日,长城汽车正式公开自燃事故原因,并启动召回程序。长城汽车股份有限公司决定自2021年7月16日起,召回2018年7月7日至2019年10月30日期间生产的长城欧拉IQ电动汽车,共计16216辆。此次召回原因,召回范围内车辆搭载的部分动力电池的一致性与BMS软件控制策略存在匹配差异。长期连续频繁快充后,电池性能下降,极端情况下可能发生动力电池热失控,存在安全隐患。作为解决方案,长城汽车将免费对召回范围内车辆的动力电池进行检测,并刷写适应工况场景的控制策略软件,必要时更换电池模组,以消除安全隐患。针对此次欧拉iQ电动汽车自燃现象,有专家认为,除了入夏天气炎热的外部客观因素以及车身发生电池磕碰外,不排除欧拉iQ电控及电池存在技术不过关的问题。孚能科技发布公告此次召回事件涉及车辆的电池模组供应商为孚能科技,孚能科技在长城汽车发布召回公告后也发布公告,称自己仅供应召回车辆所搭载的模组,召回的原因主要系召回车辆搭载的BMS软件控制策略与动力电池存在匹配差异,长期连续频繁快充后导致电池性能下降,极端情况下可能引发动力电池热失控,存在一定的安全隐患,BMS非本公司产品及供应。电动汽车作为近年来快速发展与应用的行业,相关技术确实存在一些仍需提升之处。作为纯电动汽车最重要、也最昂贵的部件动力电池的安全广受关注,一旦因其问题引发召回,责任如何界定、损失由谁承担尚不明晰的问题也成为行业目前的一大痛点。
比亚迪秦无法充电故障诊断与维修
一辆配置1.5T发动机的2018年比亚迪秦混合动力车。该车接上交流充电枪后,仪表显示完成连接,但大约1min后,退出充电。故障诊断与排除接手此车后,先用解码器检测,从车载充电器中读取到一个故障码:P57216车载充电器直流侧电压低。在插上充电枪瞬间,读取数据流,车载充电器中读不到交流220V电压,实际情况如图1所示。根据以上数据分析,我们怀疑车载充电器没有输出正常的电压,可能是线路故障。需要检测充电枪以及车载充电器相关的电路。此车的车载充电器安装在后备箱右后侧,将后备箱内的垫子拆下后,再拆下右后内衬板,看到车载充电器。我们用万用表检查相关的线路。(1)检测从充电插座到车载充电器之间的橙色高压导通情况,电阻均为0.1Ω,正常。(2)测量充电枪上检测电阻,为8.7kΩ,正常。(3)测量充电插口上的对应检测电阻的检测电压,为4.7V正常。(4)测量充电机低压圆形插头的12V供电,有两个是实电供电。(5)检测CAN通信线,可以检测到粉线和紫线上的CAN波形,说明通信线路正常。(6)插上充电枪后,用手按下充电枪上的按钮,发现仪表上有退出充电的显示。(7)用遥控给车辆上锁,充电枪拔不出来。(8)两人配合检测,从车载充电器到电池管理器(右前座下方)之间,相关的线路导通情况,共有6条导线相通,电阻均小于1Ω,属于正常情况。没有找到此车型的详细的关于充电流程控制的资料,借鉴比亚迪唐的充电流程图,如图2所示。从图2中可以看到,充电过程中,车载充电器与电池管理器之间是经过信息交流,才能完成充电流程的。该车是否还有更多的对于充电流程的控制呢?我们通过解码器对全车进行扫描,根据解码器给出的菜单,对车的网络系纺俐用思维导图进行了整理,得到下面的网络拓扑图,如图3所示。从图3中可以看到,动力网是动力电池的管理网络,因为在扫描整车时,没有报其他系统的故障码,所以我们也就应该优先处理此网络以内的问题。并且在之前的维修人员维修过程中,我们了解到已经更换过车载充电器和电池管理器,基本可以排除这两个重要的控制充电的控制器,问题可能还是线路出现故障。找到了相关的图纸,充电相关的电路图如图4所示。从图4上看,在电池充电时,车载充电器输出电压,需要经过两个继电器触点,才能接通车载充电器与电池之间的回路。我们猜想,充电流程是这样的:(1)在充电枪接好之后,车载充电器检测充电枪上的8.7kΩ的连接电阻和220V电压。(2)车载充电器输出一个经脉冲调制的直流预充电压给预充电阻,如果输出电流后,输入端的220V电压不下降,说明市了电提供电流的能力符合要求。(3)车载充电器再通过CAN发现信号,送给电池管理器,经其同意后,驱动这两个继电器接合,把电池的500V电压送给车载充电器。这才真正进入给动力电池充电的阶段。此车的故障就是前两步正常执行完毕,但因为电池内部的继电器或是线路故障,导致没有正常的电压送到车载充电器输出端。车载充电器检测到异常后,存储故障码,同时停止充电流程。以上是我们的猜想,到底是不是这样呢?在正常车上进行试验,拔下车载充电器通往电池的两条高压导线,同时用导线短接高压互锁的两个插头。再插上充电枪瞬间检测是否有电压送到来自电池的高压插头上,经过试验,确实如我们所想,再到故障车上进行检测,也确认,没有正常的500V电压送来,这样我们就确定故障很有可能是在电池内部。为了进一步确认故障,检测了从车载充电器到高压电池之间的导线电阻,经过检测,电阻小于1Ω,属于正常,问题应该就在电池内部。将车举起,拆下高压动力电池后,拆开外壳,经过检查,发现一个30A的保险片烧断,更换此保险后,故障排除。故障总结(1)此车不充电故障是因为动力电池内部有一个保险烧断引起。因为是新车型,所以资料少,我们拿到的资料不够详细,再加上确实对新能源车辆的原理认知还比较模湖,在排除此车故障时,花费了2天的时间。(2)通过排除此车故障,我们对此车故障码P57216有了明确的认识,就是我们猜想的那样,高压电池送给车载充电器的电压异常。对此类车型的充电系统工作原理以及车辆结构有了更进一步的认识,对以后排除此类故障积累了宝贵的经验。(3)此类车型充电时涉及的限制条件还有很多,我在,识是了解到其中一少部分,文中关于充电流程的分析也仅仅是基于非专业的角度进行的,希望更多的高手进行补充,共同提高。损坏的保险外观如图5所示。
纯电动汽车动力电池系统故障诊断与排除
1、基本诊断思路1.1故障诊断仪读取数据进行动力电池系统诊断时,应利用故障诊断仪读取动力电池组数据,并配合接线板进行实测,通过最终数据判断是动力电池故障,还是电源管理控制器、高压配电箱或其他组件故障。如果单节动力电池电压值异常,单节电压过高会导致无法充电,电压过低会导致断电保护。充电过程中,单节最高电压应低于3.8V;行车过程中,单节电压低于2.2V会断电保护,低于2.4V时系统报警。如果单节动力电池温度异常,温度过高会导致无法充电(高于65℃时会进行充电保护)。1.2外观及漏电检测进行动力电池组外观是否损坏、漏液,以及动力电池组对外绝缘电阻的检测。动力电池组对外绝缘电阻要求如下:1)绝缘电阻值的要求。在动力电池的整个寿命内,根据标准计算方法计算得到绝缘电阻值,必须大于100Ω/V。2)测试前要求。在整个测试过程中,动力电池的开路电压等于或高于其标称电压值,动力电池两极应与动力装置断开。3)测量工具。能够测量直流电压的电压表,其内阻应大于10MΩ。1.3上电流程上电流程确认动力电池系统工作是否正常。以比亚迪e6为例,它的上电流程如图1所示。2、电源管理控制器发生故障,如何进行诊断与排除?2.1电源管理控制器故障症状与可能原因(1)故障症状纯电动汽车的电源管理控制器发生故障时,会导致高电压系统内接触器不能工作,使车辆失去动力而不能行驶,同时位于仪表盘的动力系统故障指示灯图片将点亮。(2)可能原因造成电源管理控制器故障的主要原因是电源供电异常、搭铁不良或控制器自身损坏。2.2电源管理控制器故障诊断方法以比亚迪e6为例(其他车型可参考),电源管理控制器故障诊断与排除步骤如下。(1)读取故障码使用诊断仪读取故障码(DTC),电源管理控制器可能存在以下DTC:P1A58-00:电池管理系统初始化错误。(2)故障检测根据DTC提示进行故障检测,包括电源和搭铁的线路检测。电源与搭铁诊断时参考的电路图如图2所示。1)使用万用表测量电源管理控制器M33-6号端子的电压,标准值:动力电池电压。2)使用万用表测量电源管理控制器M33-27号端子的电压,在点火开关ON时,标准值:12V蓄电池电压。3)使用万用表测量M33-5、7、40、26、28号端子的电阻,在动力电池负极断开情况下,标准值:与车身搭铁电阻0.2Ω以下。(3)电源管理控制器其他故障诊断1)典型故障码(DTC)。使用诊断仪读取可能存在的以下DTC:P1A40-00:单节动力电池温度传感器故障。可能的故障范围:温度传感器、线束。2)DTC诊断步骤。参考维修手册制订DTC诊断步骤执行诊断。3)DTC诊断时参考的电路图如图3所示。4)电源管理控制器端子定位与标准参考值如图4所示。2.3电源管理控制器更换流程如果确认电源管理控制器损坏,应进行更换。更换流程如下:1)将车辆退电至OFF档,拆下后排座椅,断开维修开关,等待5min。2)拔掉电源管理控制器上连接动力电池的采样线,和整车低压线束的接插件,拔掉整车低压线束在电源管理控制器支架上的固定卡扣。3)用10号套筒扳手拆卸电源管理控制器的固定螺母。4)更换电源管理控制器,插上动力电池采样线和整车低压线束的接插件,插上维修开关手柄。5)断开维修开关,用10号套筒扳手拧紧电源管理控制器的固定螺母。6)插上维修开关手柄,完成更换。3、高压配电箱发生故障,如何进行诊断与排除高压配电箱是控制高电压接通与关闭的执行部件,内部由多个接触器与继电器组成,这些接触器或继电器由电源管理控制器控制。电源管理控制器是高压配电箱内接触器的诊断主控模块,它可以诊断接触器是否按照预定的要求打开与关闭,是否有不正常的吸合,如接触器烧蚀会产生接触器类故障码(DTC)。3.1高压配电箱故障症状与可能原因(1)故障症状1)高压配电箱内接触器或继电器存在故障时,会导致高电压系统内接触器不能工作,使车辆失去动力。2)位于仪表盘的动力系统故障指示灯图片将点亮。(2)故障可能原因接触器自身线圈损坏或者控制线路接触不良。排除方法:检修线路,更换高压配电箱。3.2高压配电箱故障诊断方法以比亚迪e6为例(其他车型可参考),高压配电箱故障诊断与排除步骤如下。(1)读取DTC使用诊断仪读取可能存在的以下DTC。P1A5D-00:电机控制器预充未完成。(2)故障检测根据DTC提示进行故障检测,包括电源和搭铁的线路检测。电源与搭铁诊断时参考的电路图如图5和图6所示。(3)高压配电箱端子测量高压配电箱端子测量如下:1)拔下高压配电箱M31连接器。2)测量线束端连接器各端子间电压或电阻(如图7所示)。如果测量值不符合标准,应进行更换或维修。
新能源汽车遭遇“电池荒”,小鹏CEO蹲点抢货
央视网消息:近年来,随着绿色发展理念的不断深入,围绕着新型能源产业的竞争也在不断加剧。作为新能源汽车的心脏,动力电池的重要性不言而喻。就在近日,动力电池企业宁德时代股价连连上涨,总市值一举超过1.3万亿元。热烈的资本市场表现背后,凸显出的却是新能源汽车产业的“电池荒”问题。不久前媒体报道称,小鹏汽车CEO何小鹏为了从宁德时代顺利拿到电池,亲自在宁德时代蹲守1个星期。而宁德时代董事长曾毓群在近期召开的股东大会上表示,客户最近催货让他快受不了。在这背后,一场“电池荒”正悄然来袭。一、电池荒的原因这在很大程度上归结于新能源汽车近几年产销的快速提升,而相应的产品供给却没有做到及时增速,最终造成动力电池在新能源汽车中供不应求。其次,作为电池电解液的重要材料,国产六氟磷酸锂的报价从最早的11万元/吨已经快速增长到了27万元/吨,涨幅超过145%,创4年来新高。同时,由于中国锂和钴非常少,绝大部分都需要从国外进口,疫情影响国际运输通道,速度降低的同时也导致了价格上涨。另一方面,有专业人士表示,除了新能源汽车的动力电池需求增大外,储能领域在电池领域高需求也进一步加剧了电池近期的供应情况。统计数据显示,去年全球储能电池出货量为20GWh,同比增长82%。在2021年中,储能电池领域发展将继续加强,因此对动力电池生产造成的影响也在继续加大。二、各大动力电池厂商满负荷运转为了满足车企们的需求,各大动力电池公司也开足了马力。赣锋锂业是江西省新余市的一家锂电池厂商,为特斯拉Model3、比亚迪汉等多款新能源汽车供货。面对电池短缺,车企们不敢怠慢,纷纷提前抱紧动力电池厂商的“大腿”。长城汽车于今年6月初与宁德时代签署了长达十年的动力电池战略合作框架协议。特斯拉CEO马斯克就曾多次表露对于电池供应紧缺的担忧,直言供货商给多少,特斯拉就买多少。6月28日晚,宁德时代发布公告称,公司已与特斯拉签订协议,未来4年向特斯拉供应锂离子动力电池产品。全球新兴能源市场调研机构SNEResearch预测,到2023年,全球电动汽车对动力电池的需求达406千兆瓦时(GWH),而动力电池供应预计为335千兆瓦时(GWH),缺口约18%。到2025年,这一缺口将扩大到约40%。三、动力电池企业“跑步”扩产今年以来,国内外新能源汽车的增长脚步快得有点出人意料,然而,动力电池却没有跟上来,为缓解“电池荒”,动力电池企业不敢懈怠,纷纷开启“跑步”扩产的模式。锂产品是动力电池重要原料之一,为了满足市场需求,锂矿企业正增加产能。除了上游企业外,动力电池企业自身也积极投资建厂,并尝试向上游延伸。此外,亿纬锂能携手华友钴业,前往印尼开展冶炼项目;蜂巢能源则在南京溧水投建14.6千兆瓦时(GWH)动力电池生产基地。数据显示,今年上半年,国内多家动力电池企业纷纷宣布扩大和优化产能,相关投资项目共57笔,总投资规划超3500亿元。四、固态电池竞赛悄然打响近日,宁德时代创始人曾毓群在股东大会上透露,将在今年7月发布一款以“钠离子”命名的固态电池。早在今年一月,蔚来汽车就已率先发布了自主研发的固态电池包,预计将在2022年第四季度实现商用化。国际巨头也不甘落后,纷纷加快对固态电池的布局。LG化学表示将在2025年至2027年间实现全固态电池商业化;松下计划在2025年推出一款使用固态电池的电动车。大众集团宣布在2025年开始投入使用固态电池。不甘落后的宝马集团也宣布,计划在2025年前推出搭载固态电池的原型车。从目前看来,新能源汽车已经成为行业发展的趋势,而动力电池是新能源汽车发展最重要的零部件之一,在此形势下,车企和供应商都必须积极应对电池短缺这一挑战。对此,有相关预测表示,随着动力电池供求双方的大范围布局,“电池荒”的情况不会持续太久,或将在一年内得到缓解。
纯电动汽车动力电池系统的低温性能研究
电池系统作为纯电动汽车的能量源,其性能发展制约着纯电动汽车的性能发展。目前,电动汽车主要使用磷酸铁锂电池和三元锂电池。磷酸铁锂电池安全性高、循环使用寿命长,热稳定性好,随着研发技术不断提高,能量密度也有显著提升,性能优越;三元锂电池则能量密度高、比功率大、自放电率低。磷酸铁锂与三元锂电池应用于不同类型车辆,均有很大的市场占有率和应用前景。动力电池的低温性能提高在一定程度上可以促进新能源汽车的技术发展,而对锂离子电池的低温性能研究,是当前一个重要研究方向。1、温度对锂电池的性能影响锂电池的电化学性能受低温环境的影响很大。一定条件下,锂离子电池通过锂离子在正负极之间的迁移实现充电和放电,电池在首次充放电过程中,形成SEI膜,优良的SEI膜可确保锂离子自由嵌入或脱出电极而溶剂分子无法通过。锂电池中,由于锂、电解质、SEI膜的本身特性和充放电条件的影响,一部分锂离子与负电荷结合生成锂,沉积在电极表面且分布不均匀,这种沉淀积累到一定程度形成树枝状结晶,即锂枝晶。低温充电时,电解液粘度增加,锂离子的扩散速度变慢,多次低温充电,更利于析锂使得锂枝晶继续生长,锂枝晶能穿破隔膜导致正负极短路,严重时将引起爆炸,造成安全事故。并且,低温环境下,电池中电解液部分溶剂凝固,电导率降低;电极材料中锂离子的传递阻力增大,活性降低;电极和电解液界面间锂扩散和电荷转移较缓慢;电解液对隔膜的浸湿性以及锂离子对隔膜的穿透性变差等一系列因素会导致电池容量下降。本文以搭载了三元锂电池的纯电动汽车为研究对象,对电池控制系统在低温环境下的性能进行了试验分析,为低温环境下纯电动汽车的性能研究提供一定的依据。2、动力电池的低性能研究2.1电池系统性能参数为了对低温环境下动力电池系统的性能进行试验研究和分析,选用某纯电动汽车的三元锂电池为研究对象。该电池系统的额定电压为335.8V,额定容量为160Ah,标称能量为53.2kWh。采用液冷加热、冷却的方式对电池系统进行热管理。电池工作环境温度范围为-20~55℃。2.2低温对电池快充性能的影响电池系统快速充电的实现能够极大地促进纯电动汽车的推广与应用。低温充电时,电池的电化学性能降低,电池充电时间变长。现将整车在不同温度的环境中,静置一定时间后做快速充电实验。电池温升、电压变化情况、充电时间如表1所示。该电池系统在快充模式下,采用的是多阶梯恒流充电模式。即先以选定的电流倍率恒流充电到截止电压,随后按设定的电流梯度依次降低充电电流继续充电,达到截止电压后切换到下个电压梯度,最后以0.05C倍率的电流充电到截止电压后停止充电。由表1可知,该试验车在低温环境下能正常充电,但随着环境温度的降低,电池充电时间变长,充电接受能力下降。低温环境下,电池包的最高最低温度差值明显,说明充电过程中,电池包温度不均衡。涓流降流过程到充电结束控制在20min以内,整个快充过程中,电池组温差维持在10℃以内,保证了电池组充电使用环境及充电安全性。2.3低温对续航里程的影响续驶里程是纯电动汽车的重要评价指标,对纯电动汽车的技术发展而言,如何尽可能地提高续驶里程,是目前面临的一个重要问题。电动汽车续驶里程的大小,主要受电池系统的影响。除了电池能量及能量密度影响续驶里程,温度条件也会对续驶里程产生一定的影响。该试验车在不同温度条件下的行车参数如表2所示。由表2可知,电池初始温度为-10℃时,行车结束时,电池设置的SOC最低限值比常温更大,行车结束后,电池的剩余电量比较大,且电池系统的百公里能耗高。温度为25℃,能耗较低,行车结束后的电量为4.1kWh,符合电池参数最大放电深度92%。相同控制策略下行车试验,温度变低,电池电解液的离子电导率随之降低,电极材料活性降低,导致低温下欧姆极化、浓差极化和电化学极化均增大,电池放电容量变小。所以,纯电动汽车在低温环境下行驶时,电池放电容量降低,车辆续驶里程减小,能耗大,经济性能变差。2.4低温对电池峰值功率的影响不同温度下、不同的SOC点处电池的峰值放电功率的变化曲线如图1所示。由图1可以看出,在一定SOC下,温度降低,电池峰值放电功率也随之逐渐降低。电池SOC为30%温度-10℃时,电池的峰值放电功率为55kW,与25℃相比较,峰值放电功率衰减了51%。低温条件下,电池峰值放电功率衰减,是由于电池内部电阻增大,在电流的作用下形成过电势,端电压迅速达到限制电压。电池峰值功率影响整车某些路况下的加速性能,为保证整车的动力性能,有必要对电池进行加热调节,提高温度和电池的功率特性,这对于电动汽车低温运行具有重要意义。2.5低温对电池放电容量的影响将电池置于恒定温度的环境中,静置一定的时间,使电池以恒定的温度放电,放电电流为36A,电池单体的截止电压为2.8V,分别在25℃、0℃、-10℃、-20℃下进行放电,不同温度下电池放电电压曲线如图2所示。由图2可以看出,随着温度的降低,放电电压和放电容量都有明显下降。随着放电容量增加,温度越低,电池的放电电压越先下降到截止电压,此时电池无法继续放电,电池放电容量变小。与25℃的放电容量相比,-10℃时电池放电容量减少了11.6%,-20℃时电池放电容量26.5%。低温环境下,电池的放电电压、放电容量都有一定幅度的下降。3、小结电动汽车的性能受电池系统性能的制约,该文以某纯电动汽车动力电池系统的低温性能进行了试验研究。环境温度越低,整体充电时间越长,因此有必要先对电池系统进行预加热,保证低温环境下充电的安全性、可靠性。低温环境下,电池的续驶里程显著下降,峰值功率也发生一定的衰减。与25℃的放电容量和放电电压相比,电池的放电电压、放电容量均有下降。改善电池系统的低温适用性,可以通过优化热管理控制策略,提高电池系统的快速加热能力和保温技术,这对纯电动汽车在高寒地区的推广和应用具有一定的可行性和适用性。
奔驰EQC350纯电动汽车无法充电故障分析
用户反映一辆行驶里程约2350km的2020年奔驰EQC350纯电动汽车在使用快充时车辆无法充电。故障分析与排查询问用户得知该车购买不到1个月,无任何维修记录。试车,车辆启动和行驶都正常,用慢充桩对车辆充电也正常;但使用快充对车辆充电,结果无法充电(图1)。尝试使用WallBox(慢充箱)、随车自带慢充线缆以及厂家专用快充桩等方式进行充电,结果WaIIBOX和随车线缆可以正常充电,但厂家专用快充桩无法充电。而该快充桩可以为店内其他EQC车辆正常充电,排除快充设备故障。该车已开通远程监控系统权限,因此维修人员没有先用奔驰专用故障诊断仪(XENTRY)对车辆进行快速测试,而是在远程诊断网站上查看诊断报告(即ALOA快速测试报告)。查看发现蓄电池管理系统控制单元N82/3中,存在多个高压车载电网绝缘警告的故障(图2)。另外直流充电连接单元N116/5中存在1个故障码:U041300—接收到来自“高电压蓄电池”控制单元的不可信数据。在交流充电器N83/11中存在2个故障码:P0D5763—孔接口与充电电缆之间的接触识别传感器存在功能故障,已超过促动持续时间:过载保护功能已激活均有故障码;P0D5A00—接触插座与充电电缆之间的接触识别传感器存在偶发性功能故障。远程诊断的原理是车辆在使用过程中,各控制单元将自检结果通过车载智能信息服务控制单元(N112/9)传送至远程监控平台。它可以作为参考,但不能取代故障诊断仪测试。因此,维修人员用XENTRY测试车辆,但全车没有任何故障码。远程诊断和XENTRY测试结果不一样,换言之,车载控制单元会在自检正常后将之前识别到的故障记忆全部清除。因此,在诊断仪测试时无故障码正常。鉴于XENTRY检测无故障码,故参考ALOA测试结果,但是这么多故障码,应该从何入手呢?由于该车故障现象是慢充正常、快充无法充电,维修人员决定就从充电系统入手。该车型的充电原理如下(图3):车辆通过车载插座连接至外部充电站,外部电源的直流电由直流充电器对高压蓄电池进行充电,俗称快充;外部电源的交流电由交流充电器转换为直流电,再由直流充电器对高压蓄电池进行充电,俗称慢充。2个充电器分别位于载物舱底板的右下方和左下方(图4)。根据上述分析,检查方向应该首先从N116/5的故障码入手。用XENTRY进入N116/5,然后在“可能出现的故障代码及事件总列表”菜单中执行故障码U041300的引导测试,结果引导为检查线束和插接器。引导测试的结果,将检查思路转移至直流充电器及其线束上。在WIS中查找直流充电器至快充口的电路,得知除了2条高压充电线之外,还有若干条低压导线。高压线束横截面积较大且绝缘层厚,沿着其走向观察线束表面,无任何损坏痕迹,排除高压线束故障的可能。检查低压线,逐根导线测量是否短路或断路,结果发现熔丝G10f1已熔断。测量熔丝上下游的线路,没有短路。更换熔丝后测试,但依旧无法充电。仔细分析影响快充的因素,除了直流充电器及相关的线束之外,还有高压蓄电池。结合该车故障现象和之前的检查来看,故障更像是直流充电器损坏引起的,可采用与其他车辆对调的方法进行确认,但在此暂不考虑该方案。尝试读取高压系统实际值,结果N116/5的直流充电电流值不正常(图5),而其他的实际值如绝缘阻值(图6)、互锁回路和单格电池等数据值均未见异常。综合以上检查,确认直流充电器内部故障。对其进行软件设计,但无新软件,排除软件因素。故障排除更换直流充电器,试车故障彻底排除。小结该车故障在于慢充正常、快充无法充电,且直流充电器无故障码。会不会是由于快充桩引起的直流充电器损坏呢?为此维修人员分别驾驶用户车辆以及店内试驾车,前往用户经常充电的公共快充桩测试,连续测试2次,每次1h左右,结果充电正常,排除了公共充电桩造成直流充电器损坏的可能。
驱动电机旋变故障案例分析
一、故障现象车型:宇通ZK6125CHEVPG21,车辆启动时,READY灯点亮,但车辆仪表故障栏显示驱动电机控制器故障,车辆驱动电机在未挂挡时有不同转速显示,但挂挡后,车辆无法起步。进入仪表菜单显示:驱动电机控制器故障:7。二、故障分析由于车辆在原地不动,但仪表显示有转速波动,车辆的转速是由TM电机旋变检测并显示。驱动电机故障7即旋变故障。1、检查旋变正旋电阻,正常阻值为20Ω;2、检查旋变余旋电阻,正常阻值为20Ω;3、检查激励信号阻值,正常阻值为10Ω。三、故障排查1、检查电机通讯电压均正常(详细检查见故障案例10);2、检查车尾右侧旋变插件无退针、无松脱现象;3、检查进五合一35针插件电压,测量阻值,均正常;4、测量驱动电机TM旋变发现7,8阻值异常,时有时无,打开TM控制线盒发现旋变插件8针线束松脱,虚接;5、测量驱动电机TM到五合一旋变线束阻值正常。四、故障排除将驱动电机TM控制盒旋变插件8针线束加焊紧固处理后,故障现象消除,车辆恢复正常。
解析驱动电机控制器故障诊断与排除方法
如果驱动电机控制器发生故障,如何进行故障诊断与排除?【以比亚迪e6为例】驱动电机控制器是驱动系统的核心执行模块。驱动电机控制器接收动力电池管理器和整车控制单元的信息,控制驱动电机的运转,并实现电机转速、方向和转矩的改变。电机控制器通过接收电机角度传感器(电机解角传感器)信号,作为控制命令的输出反馈,实现系统的闭环控制。1、驱动电机控制器故障症状与可能原因1.1故障症状驱动电机控制器存在故障时,会导致电机不能正常运转,使车辆失去动力。同时位于车辆仪表盘上的动力系统故障指示灯图片将点亮。注意:如果仅有图片指示灯点亮,说明问题是电机的温度过高,系统将降低电机的功率输出。1.2可能原因驱动电机控制器的常见故障原因如下:1)控制器模块本身的故障。2)电机温度传感器故障。2、驱动电机控制器故障诊断方法2.1读取故障码使用故障诊断仪读取故障码(DTC),驱动电机控制器可能存在的DTC见表3-2-1。2.2故障检测1)控制器电源与搭铁的诊断。根据DTC提示完成故障检测,其中包括电源和搭铁的线路检测。电源与搭铁诊断时参考的电路图如图3-2-1所示。①拔下电机控制器B32(外围24端子棕色)连接器。②测量线束端连接器各端子间电阻或电压。③连接器端子与标准参考值如图3-2-2所示。2)电机控制器与电机低压端子线束电阻检测。①用故障诊断仪检测电机控制器和电机。②对照下面的图进行测量(图3-2-3),如果不符合正常值则更换相应的组件。3)主电机控制器检测数据:测量电机控制器高压正负极输入端与控制器向动力电机输出端的电压值,标准参考值见表3-2-2。4)角度传感器的诊断。①使用故障诊断仪诊断如产生DTC:P1B01-00:旋变故障。②检查低压连接器。退电OFF档,拔掉电机控制器低压连接器B33。a.测量B33-4和B33-12电阻是否8~10Ω;测量B33-5和B33-13电阻是否14~18Ω;测量B33-6和B33-14电阻是否14~18Ω。b.如果所测电阻正常,则检查B22接插件是否松动,如果没有松动,则为动力总成故障。③更换驱动电机控制器与DC总成。电机控制器连接器B33主要端子定义如图3-2-4所示。5)相关DTCP1B03:欠电压保护故障(或P1B04:过电压保护故障)的诊断。首先检查动力电池电量,动力电池电量是否大于10%。如果电量正常,则检测高压母线,步骤如下:①断开维修开关,等待5min。②拔掉电机控制器高压接插件端子。③插上维修开关,整车上电。④测量母线电压值,正常值见表3-2-3。⑤如果母线电压值不在正常范围,那么检查高压配电盒及高压线路。否则,更换驱动电机控制器。3、驱动电机控制器更换流程如果确认驱动电机控制器损坏,应进行更换,更换流程如下。3.1拆卸前要求①整车OFF档。②拔掉紧急维修开关,等待5min以上。③拆掉配电盒。3.2拆卸步骤①拆掉电机三相线接插件的4个螺栓。②拔掉高压母线接插件。③拆掉附在箱体上的配电盒上端螺栓。④拆掉底座4个紧固螺栓。⑤将控制器往左移,拔掉低压接插件,拆掉搭铁螺栓,拔掉DC低压输出线,拔掉4个低压线束卡扣。⑥将控制器往右移,拆掉进水管,拆掉出水管。注意:拆掉进水管时将流出的冷却液用容器接住。3.3安装步骤①将控制器放进安装位置。②将控制器往右边移动,安装进水管、出水管。③安装4个底座螺栓(先对准左上方螺栓,将螺栓放进去,拧进1/3,再对准右下方螺栓,将螺栓拧进1/3,之后放进其他螺栓,将所有螺栓拧紧。紧固力矩:22N·m)。④卡上DC12V输出线卡扣,插上DC12V接插件;卡上ACM线束卡扣;安装搭铁螺栓(紧固力矩:22N·m);插上接插件。⑤安装箱体侧面的配电盒螺栓。⑥插上高压母线接插件。⑦安装电机三相线接插件(先装最靠近车头下方的螺栓,拧进1/3;再装其对角螺栓,拧进1/3;之后安装其他螺栓;将所有螺栓拧紧。紧固力矩:9N·m)。
纯电动汽车驱动电机壳体冷却结构设计及热仿真分析
摘要:本文针对纯电动汽车驱动电机运行过程中的电机温升问题,重点分析了驱动电机壳体热量传递方式,以及电机壳体冷却通道结构设计,分析了冷却通道截面尺寸与冷却通道沿程阻力损失之间的关系。同时,借助ANSYS热仿真技术,对螺旋式冷却结构的驱动电机温升问题进行了热仿真分析。通常,纯电动汽车电机运行环境温度较高(通常高于70℃),同时还要求驱动电机必须具备较强的过载能力、动态响应能力,这就会带来电机温升问题。而较高的电机温升会影响驱动电机运行的可靠性和使用寿命,直接影响整车的动力性能,因此,如何更好的解决纯电动汽车运行过程中的电机的温升问题,保证驱动电机运行的可靠性,合理设计驱动电机冷却系统,就具有十分重要的意义。1.永磁同步电机热量传递方式永磁同步电机运行过程中,由电机绕组铜损耗和定子铁芯、转子铁芯的铁损耗产生的热量,其在电机内部传递的路径如图1所示。经分析,电机内部由损耗产生的热量,大部分通过热传导的方式,按照定子绕组→定子铁芯→冷却介质的传递路线,最终通过冷却介质传递到机壳外部。此外,还有极少部分热量通过热辐射的方式由机壳壳体辐射到周围空气介质中,这部分热量所占比例较少,对电机散热的贡献值较小。由此可见,如何解决好热量由定子绕组→冷却介质的传递,就成为了解决电机温升问题的关键。图1永磁同步电机水冷散热结构示意图2.驱动电机壳体冷却通道结构设计针对热量在电机内部的传递方式,本文设计了一款螺旋式冷却结构的电机壳体,其结构如图2所示。冷却介质由壳体底部进水口流入,在壳体内螺旋循环上升4圈以后,从壳体右侧出水口流出壳体,完成冷却介质在壳体内部的一次循环过程。冷却通道结构设计时考虑到整车端液压泵的压力及冷却介质沿程阻力损失,在螺旋通道转角设计时过渡圆角尽可能大,这样既可以减少冷却介质在循环过程中的沿程阻力,又可以在生产铸造过程中保证金属液顺利充填型腔,避免冷却浇道内形成卷气、夹渣等铸造缺陷。螺旋形冷却通道截面设计以矩形截面为主,假设螺旋水道截面均匀,在忽略局部水头损失情况下,采用Fluent抽取水道结构模型,总结得到螺旋水道沿程阻力与矩形截面参数之间的近似关系,其结果如下式所示表示。其中:Qfin为冷却液入口流量,Ls、c、n、H、L分别表示与矩形截面螺旋水道结构相关的尺寸:轴向长度、隔板宽度、水道个数、水道截面宽度、总流动长度。由此可见,在入口流量Qfin一定情况下,螺旋水道结构尺寸设计,对永磁同步电机的整体散热能力、整车端冷却泵的选择都有重要影响。图2螺旋式冷却结构模型3.电机壳体螺旋形冷却通道热仿真分析本文采用Fluent抽取水道结构模型,获得水道流体体积为0.46L。电机散热边界条件为:冷却介质流量8L/min,电机入水口水温70℃,电机初始温度和环境温度均为70℃,外部对流换热系数为8W/(m2·K)。在此条件下,对额定工况点26.7kW@10000RPM@26N.m和峰值工况点55kW@3600RPM@147N.m@30S的电机散热情况进行热仿真分析。3.1额定工况下热仿真分析在额定工况点26.7kW@10000RPM@26N.m下,对永磁同步电机裸铜线、定子铁芯、转子铁芯和机壳四个关键结构件的温度场进行分析,其结果如图3所示。分析发现,电机裸铜线、定子铁芯、转子铁芯和机壳四个关键结构部分中,电机裸铜线温度最高,其最高温度为138.2℃,所处位置为电机绕组端部。这是由于冷却介质只覆盖到铁芯端部,铁芯两端的绕组线包超出冷却液覆盖范围,其散热方式主要以辐射和对流散热为主,散热效果较差,所以绕组线包部位温度明显高于其它部件,这一仿真结果与实际测量结果也是相吻合的。图3额定工况点下电机不同结构部件温度场分布图4峰值工况点下电机不同结构部件温度场分布3.2峰值工况下热仿真分析在峰值工况点55kW@3600RPM@147N.m@30S下,对永磁同步电机裸铜线、定子铁芯、转子铁芯和机壳四个关键结构件的温度场进行分析,其结果如图4所示。由仿真结果可以发现,峰值工况下,电机温度最高的部位依然为铁芯两端的线包端部,其最高温度145.8℃。通过对螺旋形冷却结构的电机进行温升仿真,可以发现,当前螺旋形冷却水道结构,在额定工况和峰值工况条件下,都可以满足绕组在长期150℃以及短期150℃条件下的耐温需求,螺旋冷却结构具有较强的散热能力,可以满足产品的使用要求。小结1.在入口处冷却介质流量一定情况下,螺旋式冷却通道截面参数,对永磁同步电机整体散热能力具有重要影响,同时整车端冷却系统沿程阻力损失、整车冷却系统油泵的选择也具有非常重要影响。2.螺旋式冷却结构壳体,在额定工况点下,永磁同步电机最高温点位于机壳绕组端部,最高温度为138.2℃,电机可以满足长期150℃耐温的使用要求。3.螺旋式冷却结构壳体,在峰值工况点下,永磁同步电机最高温度为145.8℃,最高温度区域为铁芯两端的线包端部,电机可以满足短期150℃耐温的使用要求。
纯电动汽车悬置设计介绍
悬置是用于减少并控制发动机振动的传递,并起到支承作用的汽车动力总成件,应用于当前汽车工业中,广泛使用的悬置分为传统的纯胶悬置,以及动、静态性能较好的液压悬置。纯电动汽车与传统燃油车在悬置系统设计方面有一定的差异,所承受的扭矩及工况也有所不同。以下从几个方面简述纯电动汽车悬置的相关特性及设计要点。一、纯电动汽车特性概述和性能要求1、纯电动汽车基本特性简述2、纯电动汽车悬置相关性能要求3、纯电动汽车悬置常见布置形式双层隔振悬置系统可以使得电机的结构噪声减小,比如特斯拉,在400Hz以后的噪声降低10~30dB,对降低电机的高频啸叫有利。二、纯电动汽车相关车型悬置布置形式1、日产某车型悬置布置形式2、Volvo某车型悬置布置形式3、Tesla某车型悬置布置形式4、BMW某车型悬置布置形式5、自主纯电动汽车悬置布置形式摘录
工信部一周发两次三文讲汽车网络安全
在的汽车早已从传统的机械化时代发展到智能数字化时代。2015年,两名白帽黑客利用克莱斯勒车型上用于车联网接入的Uconnect系统的漏洞,通过软件远程向Uconnect车载系统发送指令,对车辆的方向、油门、刹车、雨刷等进行了远程控制。这一经典案例曝光后,人们对汽车的安全性能提出了大大的问号。近年来,为了强化汽车网络安全属性,我国不断出台各类相关法律法规。2021年6月21日,工信部发布了《车联网(智能网联汽车)网络安全标准体系建设指南》(征求意见稿)以下简称“建设指南”,公开征集意见。同时发布了《车联网(智能网联汽车)网络安全标准体系建设指南》(征求意见稿)编制说明。以下简称“建设指南编制说明”。2021年6月23日,工信部发布了《关于加强车联网(智能网联汽车)网络安全工作的通知(征求意见稿)》,同样是公开征集意见。以下简称“加强工作”。一周内工信部两次三文,足以体现了国家对于智能网联汽车在“新四化”方面发展的同时,对于网络安全的重视及其工作落实。“建设指南编制说明”和“建设指南”系由工信部科技司发布,着重讲述智能网络汽车网络安全的整个标准体系的建设,“建设指南编制说明”更多地回答了“为什么做”的问题,而“建设指南”则更多地回答了“怎么做”的问题。而“加强工作”系由工信部网络安全管理局发布,更主要地回答了“谁来做、做什么”的问题。按照发文顺序,我们先解读“为什么做”的问题。一、为什么做“建设指南编制说明”中指出“车联网是新一代网络通信技术与汽车、电子、交通等领域深度融合的新业态,是5G垂直应用的主要领域之一,是实现“车、路、云、网”互联互通的新型网络基础设施。伴随汽车网联化发展,网络攻击威胁加速向车端、车联网平台蔓延,车联网网络安全事件不仅影响公民隐私、财产和生命安全,甚至可能危害社会安全和国家安全。亟需从智能网联汽车、V2X通信网络、车联网服务平台、车联网应用程序、数据保护等车联网关键环节和重点对象出发,面向车联网典型应用场景,建立车联网(智能网联汽车)网络安全标准体系,发挥标准引领规范作用,支撑车联网安全健康发展。”除此之外,文件中还详细阐述了编制的背景和必要性。二、怎么做“建设指南”中明确提出提出到2023年底,初步构建起车联网(智能网联汽车)网络安全标准体系,完成50项以上重点急需安全标准的制修订工作,到2025年,形成较为完备的车联网(智能网联汽车)网络安全标准体系,完成100项以上重点标准。具体实施内容为(一)推进标准研制。(二)实施动态更新。(三)加强宣贯实施。(四)加强交流合作。“建设指南”详细阐述了国家对车联网(智能网联汽车)的总体要求、建设思路、建设内容以及组织实施,最后还附上了详细的车联网(智能网联汽车)网络安全相关标准。三、谁来做、做什么1)谁来做加强工作“中开篇就指明了通知对象为:各省、自治区、直辖市工业和信息化主管部门、通信管理局,中国电信集团有限公司、中国移动通信集团有限公司、中国联合网络通信集团有限公司,有关车联网运营企业、智能网联汽车生产企业。通知对象涵盖了所有可能涉及到车联网(智能网联汽车)网络安全的企业。进一步为车联网(智能网联汽车)的网络安全奠定了坚实的基础。2)做什么“加强工作“中系统性地阐述了智能网联汽车网络安全的工作重点:加强车联网网络安全防护、加强平台安全防护、保障数据安全、强化安全漏洞管理。其中第四点的强化安全漏洞管理则包含了管理机制、能力建设和协同处置。其中明确规定了:“发现或获知本企业网络设施和业务系统、智能网联汽车产品存在漏洞后,应当立即采取补救措施,并向工业和信息化部网络安全威胁和漏洞信息共享平台报送漏洞信息。”这也就规定了企业端的安全漏洞信息得和工信部平台的信息同步。这一系列相关文件的发布,都透漏出了我国对车联网(智能网联汽车)网络安全的重视以及对智能网联汽车行业的支持。或许在不久的将来,智能网联汽车的相关产业将会迎来新一轮的爆发期。
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