新能源汽車動(dòng)力蓄電池及管理技術(shù) 課件 項(xiàng)目三 新能源汽車電池管理系統(tǒng)：任務(wù)3動(dòng)力電池管理系統(tǒng)故障診斷

項(xiàng)目三：新能源汽車電池管理系統(tǒng)任務(wù)3：動(dòng)力電池管理系統(tǒng)故障診斷CONTENTS目錄PART01PART02PART03PART04PART05PART06任務(wù)目標(biāo)

知識(shí)準(zhǔn)備

任務(wù)導(dǎo)入

任務(wù)實(shí)訓(xùn)知識(shí)拓展

任務(wù)練習(xí)

第一部分任務(wù)目標(biāo)任務(wù)目標(biāo)1知識(shí)目標(biāo)1.了解動(dòng)力電池管理系統(tǒng)常見(jiàn)故障的類型、原因及排除方法；2.掌握動(dòng)力電池管理系統(tǒng)故障診斷的基本流程；3.學(xué)會(huì)BMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)流與故障代碼的讀取與分析方法。32能力目標(biāo)1.能獨(dú)立完成BMS系統(tǒng)故障代碼與數(shù)據(jù)流的讀取與故障分析；2.小組合作完成動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的故障診斷與排除。素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)互相交流、相互溝通以及閱讀資料、自主學(xué)習(xí)的能力；2.培養(yǎng)認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度和一絲不茍的工作作風(fēng)；?3.培養(yǎng)敬業(yè)愛(ài)崗、團(tuán)結(jié)協(xié)作、勇于創(chuàng)新和具有安全意識(shí)的精神。第二部分任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)情景一輛2021年款吉利幾何A，客戶起動(dòng)車輛時(shí)，發(fā)現(xiàn)儀表內(nèi)“READY”燈無(wú)法點(diǎn)亮，且整車系統(tǒng)故障指示燈常亮，車輛無(wú)法掛檔行駛。任務(wù)分析維修技師用診斷儀調(diào)取U347287、U111487等三個(gè)故障代碼，代碼含義是動(dòng)力CAN總線數(shù)據(jù)丟失、BMS與整車控制器丟失通訊，請(qǐng)按規(guī)范完成故障診斷與排除。03第三部分知識(shí)準(zhǔn)備知識(shí)準(zhǔn)備引導(dǎo)問(wèn)題：動(dòng)力電池管理系統(tǒng)常見(jiàn)故障有哪些？一、動(dòng)力電池管理系統(tǒng)常見(jiàn)的故障類型系統(tǒng)通信故障主要有兩類，一是BMS主控模塊與整車控制系統(tǒng)的通信；二是BMS主控模塊與電池包內(nèi)部BMS分控模塊的通信。故障原因有BMS主控模塊供電異常、接地異常、通信總線異常等。1.系統(tǒng)通信類故障2.信息采集類故障常見(jiàn)的信息采集故障包括電壓采集異常、電流采集異常、溫度采集異常等。信息采集異?？梢栽斐蓜?dòng)力電池系統(tǒng)報(bào)警、儀表信息顯示異常，嚴(yán)重情況可以導(dǎo)致動(dòng)力輸出下降和高壓系統(tǒng)無(wú)法上電。知識(shí)準(zhǔn)備一、動(dòng)力電池管理系統(tǒng)常見(jiàn)的故障類型充放電故障包括預(yù)充電故障、慢充故障、快充故障。預(yù)充電故障通常不影響車輛低壓上電，但會(huì)造成車輛無(wú)法高壓上電；慢充和快充故障一般不影響車輛起動(dòng)，但是動(dòng)力電池?zé)o法補(bǔ)充電能。3.充放電類故障4.安全管理類故障安全管理類故障包括漏電（絕緣）故障、高壓互鎖故障、溫度過(guò)高故障等。這類故障一般會(huì)造成動(dòng)力電池輸出功率降低，嚴(yán)重情況導(dǎo)致車輛無(wú)法高壓上電，車輛不能起。知識(shí)準(zhǔn)備二、BMS常見(jiàn)故障的原因及排除方法表3-3-1G11車型BMS常見(jiàn)故障原因及排除方法BMS系統(tǒng)的故障類型較多，故障會(huì)涉及到單體電池、電池模組、電池安全監(jiān)控電路、充放電電路、通信電路等，下面對(duì)吉利GE11車型常見(jiàn)故障案例從故障描述、故障代碼、故障可能原因、故障解決方法進(jìn)行介紹，如表3-3-1所示。引導(dǎo)問(wèn)題：動(dòng)力電池管理系統(tǒng)常見(jiàn)故障原因和排除方法有哪些？序號(hào)故障描述及參考代碼可能原因排除方法1BMS模塊供電電壓低，U3006161.電池包過(guò)度充電2.電池包過(guò)度放電3.CSC電壓采樣異常1.測(cè)保險(xiǎn)，燒斷則更換2.修復(fù)線路必要時(shí)更換線束3.蓄電池充電必要時(shí)更換4.測(cè)量DCDC輸出電壓，若損壞需更換BMS模塊供電電壓高，U300617高壓上電時(shí)蓄電池電壓無(wú)效，U300629知識(shí)準(zhǔn)備二、BMS常見(jiàn)故障的原因及排除方法序號(hào)故障描述及參考代碼可能原因排除方法2動(dòng)力CAN總線數(shù)據(jù)丟失，U3472871.CAN總線斷路、短路。2.CAN-H與CAN-L接反。3.終端電阻損壞4.BMS模塊故障。1.測(cè)量總線的導(dǎo)通性，有短路或斷路進(jìn)行修復(fù)2.測(cè)量CAN-H和CAN-L波形，發(fā)現(xiàn)接反進(jìn)行對(duì)調(diào)3.模塊針腳若虛接，進(jìn)行修復(fù)4.更換BMU主控模塊與整車控制器丟失通訊，U111487與電機(jī)控制器丟失通訊，U011087序號(hào)故障描述及參考代碼可能原因排除方法3電池包總電壓過(guò)壓，P1526171.電池包過(guò)度充電2.電池包過(guò)度放電3.CSC電壓采樣異常1.使用診斷儀讀取故障代碼，優(yōu)先排除其它故障代碼指示的故障。2.對(duì)控制器進(jìn)行復(fù)位，確認(rèn)故障是否排除，若未排除進(jìn)行下一步操作。3.更換動(dòng)力電池總成。4.寫(xiě)控制器數(shù)據(jù)。5.確認(rèn)系統(tǒng)是否恢復(fù)正常。4總電流采樣失效，P1524091.電流傳感器故障2.電流傳感器線路故障3.BMU自身故障續(xù)表3-3-1G11車型BMS常見(jiàn)故障原因及排除方法知識(shí)準(zhǔn)備二、BMS常見(jiàn)故障的原因及排除方法序號(hào)故障描述及參考代碼可能原因排除方法6主正繼電器無(wú)法閉合故障，P1539071.繼電器線圈故障2.繼電器觸點(diǎn)故障3.繼電器電源或信號(hào)線故障4.BMU自身故障1.使用診斷儀讀取故障代碼，優(yōu)先排除其它故障代碼指示的故障。2.對(duì)控制器進(jìn)行復(fù)位，確認(rèn)故障是否排除，若未排除進(jìn)行下一步操作。3.更換動(dòng)力電池總成。4.寫(xiě)控制器數(shù)據(jù)。5.確認(rèn)系統(tǒng)是否恢復(fù)正常。主正或主負(fù)繼電器粘連故障，P1539007BMU檢測(cè)到高壓互鎖開(kāi)路，P158D011.電池包內(nèi)高壓互鎖線故障2.高壓線斷路3.BMU自身故障高壓回路斷路，P159013序號(hào)故障描述及參考代碼可能原因排除方法5電池低溫，P152B211.溫度傳感器故障2.單體電池內(nèi)部故障3.冷卻系統(tǒng)故障4.入口與出口溫度傳感器故障1.使用診斷儀讀取故障代碼，優(yōu)先排除其它故障代碼指示的故障。2.對(duì)控制器進(jìn)行復(fù)位，確認(rèn)故障是否排除，若未排除進(jìn)行下一步操作。3.更換動(dòng)力電池總成。4.寫(xiě)控制器數(shù)據(jù)。5.確認(rèn)系統(tǒng)是否恢復(fù)正常。電池過(guò)溫，P152B98電池溫差過(guò)大，P152D00續(xù)表3-3-1G11車型BMS常見(jiàn)故障原因及排除方法知識(shí)準(zhǔn)備二、BMS常見(jiàn)故障的原因及排除方法序號(hào)故障描述及參考代碼可能原因排除方法8高壓繼電器閉合的前提下，絕緣故障(嚴(yán)重)，P1541001.動(dòng)力電池高壓線束絕緣不良2.動(dòng)力電池絕緣不良3.直流充電座絕緣不良4.車載充電機(jī)絕緣不良1.測(cè)動(dòng)力電池與直流充電座間高壓線絕緣，不符合要求則更換2.測(cè)動(dòng)力電池與車載充電機(jī)間高壓線絕緣，不符合要求則更換3.測(cè)動(dòng)力電池絕緣性，不符合要求進(jìn)行更換4.測(cè)直流充電座與車載充電機(jī)的絕緣性，不符合要求進(jìn)行更換高壓繼電器斷開(kāi)的前提下，絕緣故障(嚴(yán)重)，P154300序號(hào)故障描述及參考代碼可能原因排除方法9碰撞信號(hào)發(fā)生(僅有ACAN信號(hào))，P153E081.BMU僅能接收VCU通過(guò)CAN傳來(lái)的碰撞信號(hào)2.BMU從安全氣囊接收到3次碰撞信號(hào)1.測(cè)量ACU碰撞信號(hào)線路，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題進(jìn)行修復(fù)2.檢查ACU，若損壞進(jìn)行更換3.檢查BMU，若損壞進(jìn)行更換4.檢查VCU，若損壞進(jìn)行更換碰撞信號(hào)發(fā)生(硬線PWM)，P153F12續(xù)表3-3-1G11車型BMS常見(jiàn)故障原因及排除方法知識(shí)準(zhǔn)備二、BMS系統(tǒng)故障診斷的基本流程引導(dǎo)問(wèn)題：BMS系統(tǒng)故障診斷應(yīng)遵循什么程序呢？圖3-3-1BMS系統(tǒng)故障診斷的基本流程圖1.準(zhǔn)備工作2.確認(rèn)故障現(xiàn)象3.連接診斷儀4.讀取BMS故障代碼5.故障診斷排查6.確認(rèn)故障是否排除7.車輛交接工作第四部分任務(wù)實(shí)訓(xùn)任務(wù)實(shí)訓(xùn)任務(wù)實(shí)訓(xùn)一：吉利幾何GE11動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的故障診斷

（一）實(shí)訓(xùn)要求

（1）實(shí)操前小組成員做好分工，故障診斷過(guò)程中加強(qiáng)溝通合作。

（2）學(xué)會(huì)正確觀察BMS系統(tǒng)故障現(xiàn)象，根據(jù)故障現(xiàn)象分析故障的可能原因。

（3）正確操作診斷儀，對(duì)讀取的故障代碼進(jìn)行合理分析，明確診斷的方向。

（4）查閱維修手冊(cè)，找到正確的電氣測(cè)量點(diǎn)，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確分析。

（二）實(shí)訓(xùn)準(zhǔn)備

安全防護(hù)：佩戴防護(hù)手套和穿安全鞋、警示圍欄、警示牌、絕緣防護(hù)用具等。

設(shè)備工具：吉利GE11電動(dòng)車、數(shù)字萬(wàn)用表、絕緣工具套裝、普通工具套裝。

參考資料：吉利GE11維修手冊(cè)、吉利GE11電路圖。

（三）注意事項(xiàng)

（1）診斷儀與車輛OBD連接前，確保車輛下電，診斷儀關(guān)機(jī)!

（2）電路帶電的情況下，只能測(cè)量電壓信號(hào)，禁止測(cè)量電阻!

（3）斷開(kāi)和連接電池管理系統(tǒng)的線路連接器前，關(guān)閉車輛電源。任務(wù)實(shí)訓(xùn)任務(wù)實(shí)訓(xùn)一：吉利幾何GE11動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的故障診斷

（四）實(shí)施步驟1.觀察故障現(xiàn)象根據(jù)故障現(xiàn)象推斷車輛IG供電正常，動(dòng)力電池包內(nèi)高壓繼電器沒(méi)有閉合，高壓無(wú)法完成上電控制，初步分析高壓動(dòng)力系統(tǒng)存在故障，可用診斷儀對(duì)BMS、VCU等進(jìn)行詳細(xì)診斷。起動(dòng)車輛，觀察組合儀表正常工作，整車故障指示燈點(diǎn)亮，“READY”指示燈不能點(diǎn)亮，車輛底部動(dòng)力電池包內(nèi)無(wú)法聽(tīng)到高壓繼電器工作“咔嗒”聲。2.故障分析任務(wù)實(shí)訓(xùn)任務(wù)實(shí)訓(xùn)一：吉利幾何GE11動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的故障診斷

3.連接診斷儀讀取故障代碼（1）將故障診斷儀連接到診斷接口上。（2）車輛低壓上電（電源處于ON模式）。（3）診斷儀開(kāi)機(jī)，選擇BMS進(jìn)行診斷。（4）讀取的故障代碼為U111487-與整車控制器丟失通訊；U111587-與車載充電機(jī)丟失通訊。（5）分析BMS電路控制原理，如圖3-3-3所示。（6）使用診斷儀對(duì)VCU進(jìn)行診斷。讀取的故障代碼為U011287-與BMS通訊丟失。結(jié)論分析：VCU與BMS無(wú)法通訊，與其他模塊通訊正常，說(shuō)明故障原因在BMS模塊總線、電源或自身故障。圖3-3-3BMS模塊電源及總線電路任務(wù)實(shí)訓(xùn)任務(wù)實(shí)訓(xùn)一：吉利幾何GE11動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的故障診斷4.測(cè)量BMS電路按照由簡(jiǎn)至繁的原則，先檢查BMS模塊的供電、接地；其次檢查BMSCAN總線；如果沒(méi)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題再檢查更換BMS模塊。（1）電路分析，G11車型BMS電源及總線電路如圖3-30所示。根據(jù)電路圖可以看出BMS模塊供電是線束連接器CA69的1號(hào)和7號(hào)端子；接地是CA69的2號(hào)和5號(hào)端子；CAN總線是CA69的3號(hào)和4號(hào)端子。表3-3-2為BMS模塊線束連接器CA69各端子的具體名稱及含義。表3-3-2BMS模塊連接器CA69端子的名稱及含義端子端子名稱接線顏色端子說(shuō)明1B+R/W12V常電源2GNDB電源接地3HBCAN-HY/BrHBCAN-H4HBCAN-LY/LHBCAN-L5GNDB殼體接地6CRASHINY碰撞硬線輸出信號(hào)7IG1R/LIG電源8---9CHARGEPORTATEMP+B/G快充插座正極柱溫度+10CHARGEPORTATEMP+B/W快充插座正極柱溫度-11BMSCANHY/WBMSCANH12BMSCANLY/BBMSCANL任務(wù)實(shí)訓(xùn)任務(wù)實(shí)訓(xùn)一：吉利幾何GE11動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的故障診斷4.測(cè)量BMS電路（2）測(cè)量BMS供電保險(xiǎn)絲a．檢查蓄電池電壓，標(biāo)準(zhǔn)值：11～14V，結(jié)果正常。b．測(cè)量供電保險(xiǎn)絲。電源模式至于OFF，測(cè)量保險(xiǎn)絲EF03和IF12是否熔斷，測(cè)量結(jié)果正常。（3）測(cè)量BMS模塊線束連接器端子電壓a.車輛電源模式至于OFF狀態(tài)。b.斷開(kāi)BMS模塊線束連接器CA69，如圖3-3-4所示。c.車輛電源模式至于ON狀態(tài)。d.萬(wàn)用表測(cè)量BMS模塊線束連接器CA69端子1、7對(duì)車身接地的電壓。電壓標(biāo)準(zhǔn)11～14V，測(cè)量結(jié)果正常。圖3-3-4BMS連接器供電電壓端子任務(wù)實(shí)訓(xùn)任務(wù)實(shí)訓(xùn)一：吉利幾何GE11動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的故障診斷4.測(cè)量BMS電路（4）測(cè)量BMS接地線路a.車輛電源模式至于OFF狀態(tài)。b.斷開(kāi)BMS線束連接器CA69，如圖3-3-5所示。c.使用萬(wàn)用表測(cè)量BMS模塊線束連接器CA69端子2、5對(duì)車身接地的電阻。d.確認(rèn)阻值是否符合標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)電阻小于1Ω，測(cè)量結(jié)果正常。圖3-3-5BMS連接器接地端子任務(wù)實(shí)訓(xùn)任務(wù)實(shí)訓(xùn)一：吉利幾何GE11動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的故障診斷4.測(cè)量BMS電路（5）測(cè)量BMS與VCU之間的數(shù)據(jù)通訊線a.車輛電源模式至于OFF，斷開(kāi)蓄電池負(fù)極。b.斷開(kāi)BMS線束連接器CA69，如圖3-3-6所示。d.從VCU上斷開(kāi)線束連接器CA66，如圖3-3-7所示。e.測(cè)量CA69端子3與VCU連接器CA66端子8之間的電阻值，即測(cè)量HBCAN-H導(dǎo)線電阻值，電阻值小于1Ω。f.測(cè)量連接器CA69端子4與VCU連接器CA66端子7之間的電阻值，即測(cè)量HBCAN-L導(dǎo)線電阻值，測(cè)量電阻值小于1Ω，但是發(fā)現(xiàn)CA69端子4存在退針情況。圖3-3-6BMS連接器總線端子圖3-3-7

VCU連接器總線端子任務(wù)實(shí)訓(xùn)任務(wù)實(shí)訓(xùn)一：吉利幾何GE11動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的故障診斷4.測(cè)量BMS電路（6）測(cè)量結(jié)果分析：BMS的HBCAN-H線路正常，BMS的HBCAN-L由于連接器針腳存在退針，導(dǎo)致BMS與VCU等其他模塊無(wú)法通訊。（1）由于BMS連接器CA69的4號(hào)針腳已經(jīng)無(wú)法鎖定，所以更換CA69連接器，12個(gè)針腳都能鎖定。（2）起動(dòng)車輛，組合儀表正常工作，“READY”指示燈點(diǎn)亮，如圖所示，車輛底部動(dòng)力電池包內(nèi)聽(tīng)到高壓繼電器“咔嗒”聲，說(shuō)明車輛高壓上電恢復(fù)正常。（3）連接診斷儀，清除BMS存儲(chǔ)器的故障代碼。（4）恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，車輛交接。5.故障修復(fù)任務(wù)實(shí)訓(xùn)任務(wù)實(shí)訓(xùn)一：吉利幾何GE11動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的故障診斷

（五）任務(wù)工單

第五部分知識(shí)拓展知識(shí)拓展動(dòng)力電池絕緣性能的故障分析故障代碼說(shuō)明故障可能部位P154100高壓繼電器閉合的前提下，絕緣故障(嚴(yán)重)1.高壓線路2.直流充電插座3.車載充電機(jī)4.動(dòng)力電池P154300高壓繼電器斷開(kāi)的前提下，絕緣故障(嚴(yán)重)1.故障代碼說(shuō)明（參見(jiàn)表3-3-3）表3-3-3

動(dòng)力電池絕緣故障代碼表步驟1：使用故障診斷儀讀取故障代碼。步驟2：高壓回路斷電A.電源模式至OFF狀態(tài)，斷開(kāi)蓄電池負(fù)極電纜。B.斷開(kāi)動(dòng)力電池高壓線連接器BV16、BV23。C.等待5分鐘。E.使用萬(wàn)用表測(cè)量BV16-1端子與BV16-2端子、BV23-1端子與BV23-2端子的電壓值，要求電壓小于5V。2.

故障檢測(cè)與分析步驟知識(shí)拓展動(dòng)力電池絕緣性能的故障分析步驟3：檢測(cè)動(dòng)力電池供電線路絕緣阻值A(chǔ).將高壓絕緣檢測(cè)儀的檔位調(diào)至500VDC。B.高壓絕緣檢測(cè)BV16-1與車身、BV16-2與車身的絕緣電阻值。如圖3-3-8所示。標(biāo)準(zhǔn)電阻：大于或等于20MΩ。C．如絕緣不符合標(biāo)準(zhǔn)，修理、更換線束或更換車載充電機(jī)。步驟4：檢測(cè)動(dòng)力電池充電線路絕緣阻值。A.將高壓絕緣檢測(cè)儀的檔位調(diào)至500VDC。B.測(cè)量BV23-1與車身接地、BV23-2與車身接地的絕緣電阻值。標(biāo)準(zhǔn)電阻：大于或等于20MΩC．如不符合標(biāo)準(zhǔn)，修理、更換線束或更換直流充電插座。步驟5：更換動(dòng)力電池A.如果步驟1-4未發(fā)現(xiàn)故障，則更換動(dòng)力電池。B.確認(rèn)故障排除。2.

故障檢測(cè)與分析步驟圖3-3-8BV16、BV23動(dòng)力電池線束連接器第六部分任務(wù)練習(xí)任務(wù)練習(xí)一、選擇題1.當(dāng)BMS檢測(cè)到高壓電池系統(tǒng)有漏電故障時(shí)，可能導(dǎo)致（）。A．車輛無(wú)法