1.用电分配。 车辆在行驶状态时,高压电从高压电池输出到PDU,然后经PDU分配给直流转化模块DC/DC、电动机控制模块MCU、电动空调压缩机EAS和PTC电阻加热器,如图4-143所示。
2.充电线路。
此车配有快充和慢充两种充电方式,因此在PDU内设计了2种充电回路。
①车辆在快充状态时,高压直流电以快充口到达PDU,在PDU内经过快充继电器后,从PDU输出到动力电池,如图4-144所示。
3.PDU内各系统原理。
(1)DC/DC直流转化模块 由于车上大量的元件和控制系统都在使用12V电源,所以须有一种装置能够对蓄电池进行充电,以保证充足的电量供车辆使用,通过使用DC/DC直流电源转化模块能够将动力电池的300多伏的电压转化成14V的直流恒压,供车辆使用。
在车辆整车使用过程中,VCU会随时监测蓄电池的电压,一旦监测到其电源低于12V后,并会立即启动DC/DC直流电源转化模块,给蓄电池充电和提供低压系统所需的电量。
当VCU监测到蓄电池电压高于14V后,系统会关闭DC/DC直流电源转化模块使能命令,DC/DC直流电源转化模块停止工作。
在车辆不启动时,由于低压系统仍有电量需求,同样会导致蓄电池电量不足,为此车辆将经过数据终端进行计数,在车辆连续停用96h后,启动DC/DC直流电源转化模块,给蓄电池充电,并在工作30min后,关闭DC/DC系统。若此时电池管理系统检测到动力电池电量小于10%,即停止DC/DC直流电源转化模块工作,以保护动力电池的性能。其工作逻辑判断图如图4-146所示。
(2)PTC电阻加热器 为了提高用户的舒适度,尤其在寒冷天气,车辆上安装了给车内提高温度的PTC电阻加热器,PTC电阻加热器的电源由动力电池输出经PDU后进入PTC控制器,最后到达PTC本体。在此车辆上配置了2路PTC本体加热器,系统会根据环境温度与空调控制面板预设的温度及风量,来控制PTC电阻器的功率大小,如图4-147所示,其工作原理如图4-148所示。
4.电动空调压缩机。
为了提高用户的舒适度,尤其在炎热天气的时候,车辆上安装了空调系统,作为空调系统的重要组成部分——空调压缩机,本车采用的是电动空调压缩机。其电源是由动力电池输出PDU后再输送至电动压缩控制器内。压缩机控制器受控来自VCU的信号,而VCU的数据则来自空调控制器。VCU会根据空调控制器接受用预设的温度及环境温度及温度来决定压缩机的理想转速级别。电动空调压缩机电路如图4-149所示,其工作原理如图4-150所示。
5.电动机控制器(MCU)。
PDU的一个重要作用是将动力电池的电力分配给电动机控制器,电动机控制器接受来自VCU的信号,通过系统调节来实现对电动机的转速和方向的控制,而VCU的数据则来自驾驶员的操作意图,其工作原理如图4-151所示。
6.车载充电器。
由于车辆在使用过程中会消耗一定的电能,所以在行驶结束后或车辆显示动力电池电量低时,应尽快进行充电,选用车载充电器进行充电的方式称为慢充。本车配有2个3.3kW的车载充电器,VCU会根据充电线的类别来识别是充电宝还是慢充桩,再根据车辆动力电池的剩余电量SOC和动力电池电芯的温度来选择车载充电器的功率。
在EⅩ260车型上,除了上述功能外,还配备了CMU模块用来锁止慢充枪及监测交流母线温度,当慢充枪连接到车辆上,CMU一旦监测到交流母线有电流通过后,就会自动启动电子锁,锁止慢充枪,以防意外被拔出,在紧急情况,可从后备厢配备的拉锁进行电子锁解锁。同时启动交流母线监测功能,将停止OBC工作,其工作逻辑图如图4-152所示
7.快充继电器。
当检测到车辆在进行快充时,如果快充连接和通信等一切情况适合快充时,并根据实时通信,使快充桩输出功率与车辆动力电池的接收能力相匹配。VCU会闭合快充继电器,让车辆进行快充。
在EX260上还配备了快充口直流母线温度监测,VCU根据快充口直流母线的温度是否过高,来确定是否停止快充功能,其工作逻辑图如图4-153所示。
8.PDU接口说明。
PDU接口、端子如图4-154和图4-155所示。PDU线束走向如表4-18所示。PDU端子含义如表4-19所示。
9.整车高压线束分布整车共分为7段高压线束,如图4-156所示。
10.PDU总成外、内部连接端名称及含义。
①PDU外部连接端子如图4-157所示。
高压电缆接头如图4-158所示,主要包括高压电缆的插接件的公端和母端。另外还有个高压互锁端子。系统通过此端子的连接状况,来检测高压插接件的连接情况,并上报给VCU。所有的高压插接件都设置了此检测端子,并以此来警告司机和维修人员。
②PDU内部连接端子如图4-159所示。
各系统保险如图4-160所示。所有高压线束与PDU连接点必须连接可靠,不允许有虚接和松脱现象,以免造成打火、烧蚀以及用电器的损坏。
11.PDU的拆装。
①关闭点火开关,拆下低压蓄电池负极连接线,如有可能,用塑料帽将电池的负极接线柱盖好,如图4-161所示。
②拔下PDU低压插接件,并保护好插接件,避免进入灰尖及水分等杂物。将插接件的舌头往上挑后,用力将插接件往外拔,即可将插头往外拔,如图4-162所示。
③断开空调压缩机高压母线插接件。如图4-163所示,先将1往外拉出至图示位置,按住2将插接件用力往外拔岀一段距离,最后按住3将插座彻底往外拔,即可断开此插座。
④将快充线束插接件的两个紧固螺栓用图4-164所示工具拆开后,用力将插接件往外拔出,即可将快充线束从PDU移开。
⑤用步骤④的方法将动力电池高压线束和电动机控制线从PDU移开,如图4-165所示。
⑥用步骤③中断开空调压缩机高压母线的方法,从PDU端断开PTC高压母线插件,如图4-166所示。
⑦用步骤③中断开空调压缩机高压母线的方法,从PDU端断开慢充线束插接件,如图4-167所示。
⑧用13mm的套筒和棘轮将DC/DC转换器的正负极接线端子上的螺栓拆下,然后将线束固定卡子松开并移开线束,做好相的保护,如图4-168所示。
⑨用合适的容器收集冷却液,打开散热器底部的阀门,排空所有的冷却液,在冷却软管下面放置的容器和毛垫,用以接收在软管中残余的冷却液。用螺丝刀或鲤鱼钳将水管管卡松开后,移开软管,如图4-169所示。
⑩拆下PDU总成上的4个固定螺栓(拧紧力矩:50~60N·m),用13mm的套筒将螺栓拆下,如图4-170所示。
11.用吊带固定好PDU,并用相关举升设备,将PDU吊离车辆,放在工作台上,如图4-171所示。注:超过20kg的物体,请勿试图用人搬运。
⑩安装以相反顺序执行,安装完毕后,检查各插接件是否到位和牢靠。注:补充冷却液,并检查软管接头。
12.PDU内部拆装。
①使用T20的内六角工具将PDU的盖板螺钉松开,共有13个,然后将盖板移开,如图4-172所示。
②使用T25的内六角工具将PDU的第二层螺钉松开,共15个,如图4-173所示。
③用6mm的小套筒将开盖感应开关上的三个螺钉松开,然后将开盖移开,请注意上面的弹簧片,否则很容易掉进PDU内(开盖感应开关能够感应到PDU的盖的状况,如果感应到盖开,VCU将会断开动力电池的总负继电器,从而达到系统断电的目的,确保安全)如图4-174所示。
④用13mm的套筒将PDU插接件内部母线端子螺栓松开,共计6个,另外用6mm的内六角工具将另一根母线接线端子松开,并移开母排,如图4-175所示。
⑤用5mm和4mm的内六角工具就可以将相关的高压熔断器拆下,进行检查或更换如图4-176所示。
⑥安装以相反的顺序进行即可。
13.动力电池高压线束拆装。
①用S2T30的内六角工具拆下2个紧固动力电池的螺栓。拆下PDU端高压插接件,然后移开高压母线,如图4-177所示。
②用10mm的套筒拆下高压线束固定卡扣及其他固定卡扣并移开,如图4-178所示。
③拔下动力电池插接件,如图4-179所示。将锁扣1拔出,按下2后用力往外拔出一段距离,然后按住3用力将插件往外拔,直至分离。
④安装:对准插座后将高压线束往里插,直至到位后将锁扣往里推,锁住插座;线束固定卡子安装,先将高压电缆及固定卡子安装到车身螺栓上面,然后拧紧安装螺母;将动力电池高压电缆插接件与PDU对接,然后拧紧2个安装点的螺栓,力矩为(10±2)N·m。
14.快充线束拆装。
①用T30的内六角工具拆下PDU端高压插接件的2个固定螺栓,然后用力将快充线束插拔出,如图4-180所示。
②拔下快充低压插接件,如图4-181所示,按下箭头所示的锁片,然后拔开插头。
③用8mm的套筒拆下快充的PE线,将PE线从车身上分离,如图4-182所示。
④用8mm的套筒拆下快充口的4个固定螺栓,然后取下快充线束总成,如图4-183所示。
⑤安装快充线束,以相反步骤进行。
15.慢充线束拆装。
①拔下PDU端高压插接件,如图4-184所示。将锁片1往外拉出一段距离,按住锁片,将插头往外拔出,直至插头从PDU上分离。
②从车后保险杆下方将CMU(慢充检测单元)线束,按图4-185所示的方法按住箭头所示的锁片,往外拔即将插头分离。
③用8mm的套筒拆下慢充口4个固定螺栓,如图4-186所示。
④将慢充锁的紧急拉锁从CMU上拆除,如图4-187所示。
16.压缩机线束拆装。
①拔下PDU端输出插件,先将1往外拉出至图4-188所示位置,按住2将插件用力往外拔出一段距离,最后按住3将插座彻底往外拔,即可断开此插座。
②拔下压缩机端直流高压母线线束插头,如图4-189所示。按下1往上拔出一小段,然后按住2往上拔,直至插座分离。
③拆下线束固定点,即可将线束拆下。
④安装按相反的顺序进行。
17.PTC高压线束拆装。
①如图4-190所示,将锁片1往外拔出,然后将按下锁片2后往外拔出插接件一段距离,最后按下锁片3向外用力拔,直至插头完全从PDU分离。
②如图4-191所示,将PTC连接插头上的红色安全卡移除。
③按住图4-192所示的锁片,然后向下拔出插头,即可断开PTC空调箱端的线束。
④将图4-193所示的橡胶保护套撬开后,将PTC高压线束取出即可。
⑤以相反的顺序,安装PTC高压线束。
18.PDU控制电路排查。
在进行电路故障排査时,请牢记大部的故障来自熔丝、插头和线路故障,并遵循从易到难、从外到内的原则,控制器及其软件损坏的概率非常低。应先检査高压母线的保险后再进行控制电路的检查。
(1)DC/DC(PDU)控制电路排查。
①检查DC/DC电源 拔下PDU35针插接件,用万用表直流挡测量35针插件3号端脚与蓄电池负极之间应该有12V蓄电池电压;如无电压则检査前机舱熔断器FB02熔丝是否烧坏,如熔丝正常,则检査FB2熔丝与35针插接件3号端脚线路是否导通,如图4-194所示。
②检查DC/DC电源负极拔下PDU35针插接件,用万用表欧姆挡测量35针插件56号端脚与车身搭铁之间是否导通,如果不导通,则排查线束与针脚退位,如图4-195所示。
③检查DCDC使用信号 拔下PDU35针插接件,用万用表直流电压挡测量35针插接件17号端脚与蓄电池负极之间应该有12V电压,如无电压,则用万用表欧姆挡测量35针插件17号端脚与VCU 62号端脚之间是否导通,如图4-196所示。
(2)快充继电器电路排查。
①检查快充继电器电源 拔下PDU35针插接件,用万用表直流电压挡测量35针插接件4号端脚与蓄电池负极之间应该有12V电压,如无电压,则检查熔丝FB02是否烧坏;如熔丝正常,则检査熔丝与35针插接件4号端脚线路是否导通,如图4-197所示。
②检査快充正极继电器控制电路 拔下PDU35针插接件,用万用表欧姆挡测量35针插件24号端脚与ⅤCU 118号端脚,应导通,若不导通,则维修线路处理,如图4-198所示。
③检査快充负极继电器控制电路拔下PDU35针插接件,用万用表欧姆挡测量35针插件25号端脚与VCU116号端脚,应导通,若不导通,则维修线路处理,如图4-199所示。
(3)PTC控制电路排查。
①检査PTC控制器电源 拔下PDU35针插接件,用万用表直流电压挡测量35针插件28号端脚与蓄电池负极,应该有12V蓄电池电压,如无电压,则检查前机舱熔断器FB11熔丝是否烧坏,如熔丝正常,则检査熔丝FB11与35针插接件28号端脚线路是否导通,如导通,则检查前舱电器盒内的空调系统继电器,如图4-200所示。
②检査与车身搭铁 拔下PDU35针插接件,用万用表欧姆挡测量35针插件5、6号端脚与车身搭铁之间是否导通,若不导通,则排查车身搭铁点或前机舱线束,如图4-201所示。
③检查PTC温度传感器电路 拔下PDU35针插接件,用万用表欧姆挡测量35针插件18号端脚与19号端脚之间,当温度为3℃左右时,传感器的阻值应为几万到几十万欧姆如电阻为无穷大,则检查温度传感器,如图4-202所示。
(4)CAN通信电路排查。
①将低压控制电路故障排除后,如还有未能解决的故障,则要考虑各模块之间的通信问题。拔下PDU35针低压插接件,测量7、8号针脚之间应有60Ω左右的电阻,否则检查新能源CAN上的并联电路,如图4-203所示。
②将钥匙转到ON挡,测量7号针脚对地电压,应为2.5V左右。测量8号针脚对地电压,应为2.0V左右③测量9号针脚与地的电阻,应为无穷大;测量10号针脚与地的电阻,应为0~5Ω,否则更换新能源CAN线,如图4-204所示。
④测量9、10号针脚,之间应有60Ω左右的电阻,否则检查原车CAN线上的并联电阻。
⑤将钥匙车到ON挡,测量11号针脚对地电压,应为2.5V左右(图4-205);测量12号针脚对地电压,应为2.0V左右,否则更换CAN线束或相关控制器。
