北汽纯电动汽车的工作原理与故障诊断
北汽EV160纯电动汽车充电故障诊断与排除
10.16638/ki.1671-7988.2018.07.048北汽EV160纯电动汽车充电故障诊断与排除李海洋（广东江南理工技工学校，广东广州510450）摘要：文章主要介绍北汽EV160纯电动汽车整车无法起动，并结合该系统的结构和工作原理对故障进行排除和分析。
关键词：POWER灯亮；电量亏损；车端信号中图分类号：U472.4 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2018)07-157-03Diagnosis and Removal of Charging Fault of Baic EV160 Pure Electric VehicleLi Haiyang( Jiangnan Polytechnic Institute, Guangzhou Guangdong 510450 )Abstract: This paper mainly introduces that the whole car of BAIC ev160 pure electric car can not start, and the fault is solved and analyzed according to the structure and working principle of the system.Keywords: POWER light; Power loss; Car terminal signalCLC NO.: U472.4 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2018)07-157-03前言随着我国新能源汽车在快速发展，以及国家政策扶持与优惠，特别是纯电动汽车的兴起我国新能源汽车保有量在持续增加。
对于中国这个石油资源匮乏和环境压力大的国家来说，有着非常重大的现实意义和战略意义，自电动汽车进入市场以来，对汽车修理工的技术要求更高。
一是要有原车的维修资料和专用的维修设备。
北汽纯电动汽车的工作原理与故障诊断
驱动电机的内部构造如图6-8所示 。
图6-8 驱动电机的内部构造
由图6-8可知，动力线将电机控制器产生的三相交流电输送到电机 的定子上，定子在三相交流电的作用下产生按照一定规律变化的旋转 磁场，转子在定子产生的旋转磁场的作用下旋转，电机轴将转子产生 的动能输出，旋变（旋转变压器）可以检测电机转子转动时的角度和 角速度并输出到电机控制器作为控制电机的依据，其中的水道用于给 电机散热。。
图6-2 高压蓄电池安装部位
EV200使用的是由 BESK生产的三元锂电池， 相比大多数纯电动汽车使用 的磷酸铁锂电池而言，这种 电池具有更高的能量密度、 更长的寿命、更轻的质量等 优势，但是其造价较高。其 外部形状如图6-3所示。
图6-3 高压蓄电池的外部形状
高压蓄电池的基本参数见表6-1。
表6-1 高压蓄电池的基本参数
1.电池
纯电动汽车的电池相当于普通燃油汽车的油箱，为汽车运行提供 全部能量。目前使用较多的是锂离子电池。
锂离子电池的工作原理简单来讲，就是嵌入蓄电池正负极板上的 锂离子在电池内部电动势的作用下，从某一极板脱离并在电池内部经 过电解液穿过隔离物到达另一极板并嵌入的过程。在放电过程中，锂 离子从负极（阴极）运动到正极（阳极）；充电过程则正好相反，锂 离子从正极（阳极）运动到负极（阴极）。
②跛行模式。当车辆某个系统出现中度故障时，此时将 不采纳驾驶员的加速请求，而是启动跛行模式，最高车速为 9 km/h。
北汽纯电动汽车的工作原理与故障诊断——【新能源汽车 精品讲义】
（5）辅助系统控制。电动空调、暖风、散热风扇等，使乘员处 于一种舒适的环境中。
（6）整车安全管理。在汽车发生故障时跛行或停机保护，并避 免驾驶员产生误操作（如踩制动选挡无效）等，提高汽车使用过程 中的安全性。
（3）可以快速地补充能量。要有足够的充电或者换电速度，否则车辆的 行驶会受到较大限制，将只适用于城市内的通勤。
（4）较低的平均使用成本。由于在纯电动汽车的行驶过程中，电池处在 频繁的充电和放电的状态，这对电池的循环寿命有较高要求，因而电池的寿 命和价格综合起来要有竞争力。
北汽EV200纯电动汽车使用的电池被整合为动力电池包 后安装于汽车底盘下部，其安装位置如图6-2所示。
对于纯电动汽车来说，蓄电池所处的位置较为特殊，其选用上需要依 照一定的标准进行，优秀的蓄电池应该具有的特性如下：
（1）足够的能量密度。只有在单位体积（体积比能量）或单位质量（能 量密度）下能够存储足够多的能量，才能在电池充满后行驶较长的里程，同 时电池的质量和体积才能够尽可能小。
（2）足够的功率密度。只有在单位体积单位质量下能够产生足够大的功 率，才能使车辆在加速和上坡时产生足够的动能。
图6-2 高压蓄电池安装部位
EV200使用的是由 BESK生产的三元锂电池， 相比大多数纯电动汽车使用 的磷酸铁锂电池而言，这种 电池具有更高的能量密度、 更长的寿命、更轻的质量等 优势，但是其造价较高。其 外部形状如图6-3所示。
图6-3 高压蓄电池的外部形状
高压蓄电池的基本参数见表6-1。
表6-1 高压蓄电池的基本参数
纯电动汽车EV200不能慢充电故障排除
汽车维修2020.3纯电动汽车EV200不能慢充电故障排除廖新锋在国家政策的支持指引下，近几年我国新能源纯电动汽车销量有了很大的提高。
随着纯电动汽车保有量快速增多，客观上要求汽车维修从业者必须加强学习，不断提升纯电动汽车故障诊断水平及其维修效率。
本文以新能源纯电动汽车慢充系统故障作为具体案例，通过原理分析、故障检测及其排除过程，探索新能源汽车维修方法与途径。
一、故障现象一辆新能源纯电动汽车北汽EV200（车架号码为：LNBS×××××××116818）行驶里程为3.6万km，仪表板显示电池电量剩余18%，使用充电桩对其进行补充充电，但是将充电枪插入车身左侧的慢充插口后，系统提示车载充电机与充电桩连接故障，于是拆下充电枪重新插入慢充插口，系统仍然提示连接故障，重复操作了几次，均存在同样的问题。
二、车载充电机内部结构及其工作条件纯电动汽车慢速充电系统通过慢充线束与220V家用交流插座或交流充电桩相连给电动汽车的动力电池组进行供电。
慢速充电系统借助纯电动汽车上的车载充电机将交流电转化为直流电，以实现动力电池的电能补充，充满一次电所需时间较长。
车载充电机内部可分为主电路、控制电路、线束及标准件三部分。
线束及标准件的作用是用于主电路及控制电路的连接，固定元器件及电路板。
控制电路的作用是控制金属氧化物半导体场效应晶体管、与BMS之间通信、监测充电机状态等。
主电路的作用是将交流电转换为恒定电压的直流电并将其变换为合适的电压及电流供给动力电池从而实现慢速充电。
要让慢速充电系统正常工作必须满足的条件是充电桩正常工作并提供稳定的220V交流电和车辆低压蓄电池电源正常提供12V电压；动力电池电芯温度为0℃～45℃；绝缘性能大于10MΩ；单体电池最高电压与最低电压差小于0.3V。
三、慢速充电系统工作原理、工作过程和线束连接插口、插件及其端子定义1.慢速充电系统工作原理如图1所示，当慢充充电枪插入慢充插口后，供电设备、供电接口、车辆接口以及电动汽车车载充电机之间形成一个完整的系统。
北汽纯电动汽车几种典型故障的诊断与排除
北汽纯电动汽车几种典型故障的诊断与排除纯电动汽车是一种技术复杂的机电一体化设备，其故障发生的原因一般都比较复杂，这给故障诊断和排除带来不少困难。
本文主要对北汽纯电动汽车几种典型故障可能的原因、故障分析、解决方法进行阐述。
标签：纯电动汽车;故障;诊断一、车辆无法启动1）故障可能的原因（1）低压蓄电池电压不足。
（2）高压互锁装置接触不良。
2）对应原因的故障分析（1）低压蓄电池为车载电子设备提供电源，若车载电子设备因没有低压电而无法工作，则车辆无法启动。
（2）高压互锁是为了保证车辆上的高压部件能够正确连接设置的，当高压互锁接触不良，车辆的控制系统就认为高压部件的接头没有正确连接，为了保证乘员不会受到高压电的威胁，车辆不会启动。
3）对应原因的解决方法（1）为蓄电池充电达到其正常电压。
（2）可以通过重新拔插高压互锁装置的接头解决此问题。
二、车辆启动但电机无法运转1）故障可能的原因（1）动力电池亏电或发生故障。
（2）电机产生故障。
（3）关键控制器（整车控制器、电动机控制器）发生故障。
2）对应原因的故障分析（1）检测是否动力电池亏电或发生故障。
（2）检测电机是否产生故障。
（3）电机控制器直接向电动机发送控制信号，整车控制器向电机控制器发出控制信号，从而间接控制电机旋转。
3）对应原因的解决方法（1）检查动力电池是否亏电，若亏电可以补充电能，若没有亏电，则继续检查蓄电池是否发生故障，可对蓄电池整体和单体进行检查，并进行相应更换。
（2）可更换电机或相应的控制器。
三、车辆可以启动但无法加速1）故障可能的原因（1）高压蓄电池电压低或发生故障。
（2）加速踏板传感器发生故障。
（3）关键控制器（整车控制器、电机控制器）发生故障。
2）对应原因的故障分析（1）纯电动汽车的正常行驶需要高压蓄龟池提供正常电压，在EV200检测到高压蓄电池电压过低时，将采取限速措施，即使踩下加速踏板，也无法使车辆加速。
（2）加速踏板在踩下时，由于加速踏板传感器的故障使得整车控制器无法获得驾驶员的加速意图，从而无法控制车辆加速。
北汽新能源汽车电动真空助力制动系统故障诊断与排除
图1 电动真空助力系统原理图图2 北汽新能源第2代电动真空助力系统原理图图3 北汽新能源第2代电动真空助力系统原理图该电动真空助力系统工作过程为：当驾驶员起动车辆时，12 V电源接通，整车控制器（VCU）开始自检。
如果真空罐内的真空度小于设定值，真空压力传感器输出相应电压值至控制器，此时控制器控制电动真空泵开始工作；当真空度达到设定值后，真空压力传感器输出相应电压值至控制器，此时控制器控制真空泵停止工作；当真空罐内的真空度因制动消耗，真空度小于设定值时，电动真空泵再次开始工作。
如此循环。
目前北汽新能源的电动真空助力系统已经发展到了第二代。
与第一代相比，第二二、真空泵的故障现象及排除方法真空泵如果出现故障，可导致制动效果明显下降，甚至制动失灵。
仪表通常会报故障码，并点亮故障警示灯，同时会伴随车辆警告声，如图3所示。
真空泵的故障现象主要包括：连接电源后电机不转；接通电源后，真空度抽至上限设定值而电机不停转；压力开关不能正常开启和断开；真空泵的机壳带电；真空泵喷油等现象。
真空泵故障排除方法如下。
a.中央信息台故障显示b.故障灯显示1.真空泵电机不转连接电源后真空泵电机不转，应检查熔丝是否熔断。
若熔断，检查线路是否短路、控制器是否损坏、电机是否烧毁短路。
若没0302017.09图4 电动汽车维修前的安全准备图7 注意底盘大边的专用支点图9 读取真空泵的数据图5 维修诊断应使用绝缘工具（耐压1000 V）图6 绝缘垫的绝缘性检测 四、北汽新能源电动真空助力系统的故障诊断步骤真空助力制动系统出现故障通常会报故障码，并点亮故障警示灯。
其故障诊断步骤如下。
1.制动真空泵、控制器的功能检测（1）车辆静止状态下打开钥匙开关（ON挡），完全踩下制动踏板，踩踏3次。
真空泵应正常启动，当真空度到达设定值时，电机应停止工作。
（2）制动真空泵运转5 min后（反复踩踏制动踏板至真空泵连续运转几次），观察a设置围栏及警示标识b高压安全防护4、根据系统电路图分析故障根据制动系统工作电路图（图10），分析真空助力制动系统的工作原理，检查电图10 制动系统工作电路图图11 检查真空压力传感器电源、信号端子图13 仪表显示“READY”表示故障排除a. VBU传感器92号端子b. VBU传感器50号和27号信号端子UEC 主熔丝100 A 80 AIEC 主熔丝ON 挡唤醒真空泵电源低压蓄电池点火开关搭铁搭铁SB0830 A SB0630 A 常电ST 5 VVBU集成控制器5 V信号信号GNDGNDON ACC LOCK常电真空压力传感器T3d/3T3d/2T2b/2T121/3T121/27T121/50T121/92T121/5T121/1T121/1T121/37T121/2T2b/1FB4010 A FB167.5 A真空泵真空泵控制线真空压力传感器信号真空压力传感器地线真空压力传感器电源T3d/1。
纯电动汽车结构原理与故障诊断纯电动汽车电驱动系统的认知与故障诊断
项目三纯电动汽车电驱动系统地认知与故障诊断六课时四实训驱动电机地类型与要求一驱动电机主要能指标二异步电机三变速器与电驱动系统六目录永磁同步电机四电机控制器五驱动电机系统地故障诊断七一.驱动电机地类型与要求电机是将电能转换成机械能或将机械能转换成电能地装置,它具有能做相对运动地部件,是一种依靠电磁感应而运行地电气装置。
将电能转换成机械能地电机称为电动机;将机械能转换成电能地电机称为发电机;为纯电动汽车行驶提供驱动力地电机称为驱动电机,驱动电机既是电动机,也是发电机。
一.一驱动电机地类型纯电动汽车驱动电机地类型主要有直流电机,异步电机,永磁同步电机与开关磁阻电机。
一.直流电机直流电机就是将直流电能转换成机械能地电机。
直流电机具有以下优点:结构简单;具有优良地电磁转矩控制特;可频繁快速启动,制动与反转;调速滑,无级,精确,方便,范围广;抗过载能力强,能够承受频繁地冲击负载;控制方法简单,只需要用电压控制,不需要检测磁极位置。
直流电机具有以下不足:设有电刷与换向器,高速与大负荷运行时换向器表面易产生电火花,同时换向器维护困难,很难向大容量,高速度发展,此外电火花会产生电磁干扰;不宜在多尘,潮湿,易燃易爆地环境使用;体积与质量大。
其电火花产生地电磁干扰,对高度电子化地纯电动汽车来说将是致命地。
随着电子力子技术与控制理论地发展,相对一.一驱动电机地类型二.异步电机异步电机又称流感应电机,是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩,从而实现电能量转换为机械能量地一种流电机。
异步电机具有以下优点:结构紧凑,坚固耐用;运行可靠,维护方便;体积小,质量轻;环境适应好;转矩脉动低,噪声低。
异步电机功率容量覆盖面很广,最高转速高。
它可以采用空气冷却或液体冷却方式,冷却自由度高,对环境地适应好,并且能够实现再生制动。
异步电机具有以下不足:功率因数低,运行时需要从电网吸收无功电流来建立磁场;控制复杂,易受电机参数与负载变化地影响;转子不易散热;调速能差,调速范围窄。
北汽新能源纯电动汽车驱动电机控制系统故障维修
近年来，在我国作为技术的纯的研发与应用取得了突破性发展。
这就客观要求行业提升维修水平，升级故障维修手段，利用有效的电子诊断技术提升效率。
本文以北汽纯的具体故障作为切入点，通过故障分析及其排除过程，对关键技术进行相应的探究。
一、故障现象一辆北汽生产的EV 160新能源纯，整车型号为：BJ7000B3D5－BEV，电机型号为：TZ20S02，电池型号为：29/135/220－80Ah，电池工作电压为320V。
该车行驶里程为万km，出现无法行驶且仪表报警灯常亮、报警音鸣叫的故障；故障发生时电机有沉闷的“咔、咔”声。
二、系统重要作用及其结构原理驱动电机系统由驱动电动机（DM）、驱动电机控制器（MCU）构成，通过高低压线束与整车其它系统作电气连接。
驱动电机系统是纯三大核心部件之一，是车辆行驶的主要执行机构，其特性决定了车辆的主要性能指标，直接影响车辆动力性、经济性和用户驾乘感受。
1．驱动电机系统工作原理在驱动电机系统中，驱动电机的输出动作主要是执行控制单元给出的命令，即控制器输出命令。
如图1所示，控制器主要是将输入的直流电逆变成电压、频率可调的三相交流电，供给配套的三相交流永磁同步电机使用。
整车控制器（VCU）根据驾驶员意图发出各种指令，电机控制器响应并反馈，实时调整驱动电机输出，以实现整车的怠速、前行、倒车、停车、能量回收以及驻坡等功能。
电机控制器另一个重要功能是通信和保护，实时进行状态和故障检测，保护驱动电机系统和整车安全可靠运行。
电机控制器（MCU）由逆变器和控制器两部分组成。
驱动电机控制器采用三相两电平电压源型逆变器。
逆变器负责将动力电池输送的直流电电能逆变成三相交流电给汽车驱动电机提供电源；控制器接受驱动电机和其它部件的信号反馈到仪表，当发生制动或者加速行为时，它能控制频率的升降，从而达到加速或减速的目的。
电机控制器是依靠内置旋转变压器、温度传感器、电流传感器、电压传感器等来提供电机的工作状态信息，并将驱动电机运行状态信息实时发送给VCU。
北汽EV160电动汽车空调压缩机电控原理及故障
分析北汽EV160电动汽车空调压缩机电控原理及故障北汽EV160纯电动汽车的空调压缩机由高压电驱动，压缩机控制器安装在压缩机上，受整车控制单元VCU控制。
压缩机是空调制冷系统制冷剂循环的动力。
压缩机的故障有机械故障和电气系统故障，电气系统故障又分为高压电故障和低压电控制系统故障，压缩机的高压上电受到低压电控制。
空调压缩机高压电不能上电，无法正常工作，往往是由于低压控制系统的故障引起的；因此，空调压缩机的电气故障诊断重点从低压电路控制系统着手。
当然压缩机的故障诊断关系到高压电，从业者一定要有相应的高压从业资格证，遵守高压维修的相关规范，才能确保人身安全。
一、北汽EV160纯电动汽车空调系统的结构组成及控制原理1．电动汽车空调系统的结构组成电动汽车的空调系统与传统动力汽车基本相同，由压缩机、冷凝器、蒸发器、冷却风扇、鼓风机、膨胀阀、储液干燥器和高低压管路附件等组成。
传统汽车压缩机由发动机传动带通过电磁离合器带动，而电动汽车采用电动压缩机，电动压缩机由动力电池提供高压电驱动。
2．纯电动汽车空调系统的控制原理整车控制器VCU采集到空调A/C开关信号、空调压力开关信号、蒸发器温度信号、风速信号以及环境温度信号，经过运算处理形成控制信号，通过CAN总线传输给空调控制器，由空调控制器控制空调压缩机高压电路的通断。
3．北汽EV160汽车空调电动压缩机电路原理空调继电器控制压缩机12V低压电源，低压电源电压是空调压缩机控制器的通信信号传输及控制功能得以正常运行的可靠保证。
整车控制器vCU通过数据总线“CANH、CANL”与空调压缩机控制器相连接，再由压缩机控制器控制空调压缩机的高压电源线“DC＋与DC-”通断。
高压互锁信号线在高压上电前确保整个高压系统的完整性，使高压电处于一个封闭的环境下工作，提高安全性。
空调压缩机的高压线束与低压线束相互独立，线束的各个端子定义如图3和图4，其中高压端子B与DC＋对应，为高压电源正极，A与DC-对应，为高压电源负极。
北汽新能源汽车EV160慢充故障诊断与维修实例
汽车维修2020.3一、慢充工作原理纯电动汽车在充电的过程中，电流流向为220V 交流电经随车充电设备流经慢充口，再到车载充电机，然后车载充电机将交流电转变为高压直流电并将其送到高压配电盒，最终经高压配电盒到动力电池。
图1为电流流动路线图。
为了保证充电过程安全有效，慢充通常包括充电连接确认、充电参数设定、充电过程三个阶段。
1.充电连接确认充电连接确认包括随车充电设备连接确认和车辆控制装置充电连接确认两个内容，只有双方确认无误以后才能进行充电操作。
图2为充电连接电路图。
随车充电设备连接确认的主要目的是随车由于隔热罩卡角受到向上的反作用力，加上隔热罩的材料仅仅是无纺布加PU 发泡，材质较弱，受力的时候容易变形，从而隔热罩卡角会产生比较大的位移。
当卡角受力，最大变形量约有38mm ，此时卡角与钣金孔的摩擦力会大大降低，致使隔热罩与钣金产生间隙或者隔热罩卡角从钣金孔中脱出，如图8所示。
针对卡角易脱出的问题，从脱出的失效模式进行分析。
一方面：我们需要增加卡角与钣金的摩擦力，即使卡角变形，但是只要是摩擦力大于卡角脱出的力，就会避免缺陷的产生。
优化卡角结构，增加凸点（如图9所示）和卡角位置的钣金造型增加翻边弧度（如图10所示）。
安装后隔振垫的凸台会牢牢卡在钣金翻边上，这样即使卡角位置变形，凸台也会钩住钣金翻边，防止卡角从钣金孔里面脱出。
另一方面：隔热罩里面增加玻纤，增加隔热罩的硬度，这样在相同作用力下，会降低隔热罩的变形量。
综合上述两个方面的措施，我们再进行CAE 仿真分析得出如下结果：隔热罩卡角位置的形变量大大降低。
同时跟踪总装生产线的造车情况，卡角脱出的问题得到有效的遏制，措施断点以后，问题没有复现。
五、结束语麻雀虽小，五脏俱全。
隔热罩作为汽车零部件之一，不仅起到美观的作用，更重要的是有良好的隔音、隔热效果。
在现有技术基础上，不断创新，提升零件的性能，从而使驾驶者有更好的驾驶体验。
（作者单位：上汽通用东岳汽车有限公司）图9图8图10北汽新能源汽车EV160慢充故障诊断与维修实例骆启良4汽车维修2020.3充电设备对连接状态的确定，当随车充电设备插上220V 交流电时，开关S1与12V 端接通。
北汽ev200动力电池异常断开的诊断与排除
北汽EV200动力电池异常断开的诊断与排除概述北汽EV200是一款电动汽车，它采用了动力电池作为能量存储装置。
然而，有时候在使用过程中，可能会出现动力电池异常断开的情况，这会导致汽车无法正常行驶。
本文将介绍如何诊断和排除北汽EV200动力电池异常断开的问题。
诊断步骤当北汽EV200出现动力电池异常断开的情况时，我们可以按照以下步骤进行诊断：1. 检查故障提示首先，我们需要检查EV200的仪表盘是否显示电池故障相关的警告灯。
如果有，记录下来，这将对进一步诊断非常有帮助。
2. 检查电池连接线路异常断开可能是由于电池连接线路出现问题导致的。
请仔细检查电池连接线路，确保其连接牢固且没有松动。
3. 检查电池电量使用EV200的车主可以通过车载显示屏或手机应用程序查看电池电量。
确保电池电量处于正常范围内。
如果电池电量过低，可能会导致异常断开问题。
4. 检查电池细胞EV200的动力电池由多个细胞组成。
异常断开可能是某些细胞故障引起的。
我们可以使用专业的电池测试仪器来检测每个细胞的状态。
如果有细胞出现故障，建议及时更换。
5. 检查电池管理系统北汽EV200配备了电池管理系统(BMS)，它监控和控制电池的充电和放电。
如果BMS出现问题，可能会导致异常断开。
因此，我们需要确保BMS正常工作。
可以通过专业的诊断工具对BMS进行检测。
6. 检查其他系统有时候，动力电池异常断开可能与其他车辆系统的故障有关。
例如，电动驱动系统或充电系统故障可能导致电池异常断开。
因此，我们需要检查其他相关系统的工作状态。
排除步骤根据上述诊断结果，我们可以采取以下步骤来排除北汽EV200动力电池异常断开的问题：1.对于连接线路故障，应重新安装和固定连接线路，确保其稳固可靠。
2.对于电池电量过低的情况，应及时充电，确保电池容量处于正常范围内。
3.对于细胞故障，建议更换出现故障的细胞。
注意选择合适的替代细胞，避免不匹配问题。
4.对于BMS故障，可以尝试重新设置或更新BMS软件。
北汽E150EV驱动电机超速保护故障诊断及排除
北汽E150EV驱动电机超速保护故障诊断及排除一辆E 150EV纯电动汽车无法行驶，仪表盘故障灯亮。
故障诊断：1.E150EV纯电动汽车驱动电机系统的工作原理分析E150EV是北汽新能源汽车公司推出的1款纯电动汽车，驱动电机系统包括驱动电机本体和电机控制器，马区动电机主要由定子、转子和其它部分组成在电机系统中，电机的输出动作主要是靠控制单元给定执行命令，即控制器输出命令。
控制器主要是将输入的直流电逆变成电压、频率可调的三相交流电，供给配套的三相交流永磁同步电机使用。
E 150EV纯电动汽车驱动电机使用了一些传感器来监测电机的工作信息。
这些传感器包括旋转变压器和温度传感器。
旋转变压器用来检测电机转子位置；温度传感器用来检测电机的绕组温度。
电机控制器是电机系统的控制中心，它对所有的输入信号进行处理，并将电机控制系统运行状态的信息发送给整车控制器。
电机控制器内含功能诊断电路。
当诊断出异常时，它将会激活1个故障代码，发送给整车控制器。
北汽E 150EV纯电动汽车驱动电机控制器也是1种自动弱磁调速逆变控制器。
电机控制器箱内主要由以IGBT功率模块为核心的功率电路和以单片机为核心的微电子控制电路2部分构成。
可以将输入的直流电变为可调的交流电给驱动电机等负载使用，机组采用水冷方式，需外配膨胀水箱等散热设备。
2.读取故障代码接车后，首先测量低压蓄电池电压，为12.2V，正常。
接着进行下列检查步骤。
（1）起动开关置于OFF挡。
（2）将专用诊断仪IMS-D60连接至车辆诊断接口上。
（3）将起动开关置于ON挡。
（4）引用诊断仪读取故障代码。
诊断仪显示故障代码为：P0519，电机超速保护故障。
3.故障等级的划分当驱动电机系统出现故障时，驱动电机控制器（MCU）将故障信息发送给整车控制器（VCU）。
整车控制器根据电机、电池、EPS、DC/DC等零部件故障，整车CAN网络故障及VCU硬件故障进行综合判断，确定整车的故障等级，并进行相应的控制处理。
5-4北汽新能源EV系列汽车动力电池故障检修【新能源汽车动力电池结构与检修】
加热膜
主继电器
主控盒
高压盒 主继电器
一、动力电池系统构造与功能介绍
电池组
由一个或多个单体电芯并联再串联成一个组合，称电池组；把每个电池组串联 起来形成动力电池总成。
例：3P91S 则为：5个并联 组成一个单体 ，再由91个单 体串联成动力 电池总成。
一、动力电池系统构造与功能介绍
主控盒
主控盒是一个连接外部通讯和内部通讯的平台，主要功能如下：
5-4 北汽新能源EV系列汽车动力电池故障 检修
目录
一、动力电池系统构造与功能介绍 二、动力电池系统技术参数 三、动力电池系统工作原理与应用 四、动力电池系统故障处理
一、动力电池系统构造与功能介绍
1.动力电池构造
主要由：电池壳体、电池组、主控制盒、高压控制盒、电池低压管理系统、主
继电器等组成。
电池组
采用非车载充电机充电，充电温度与充电电流要求见下表
温度
小于5℃（加热） 5℃～15℃ 15℃～45℃ 大于45℃
可充电电流
0A
20A
50 A
0A
备注 恒流充电至单体电压高于额定电压0.3V以后转为恒压充电方式
三、动力电池系统工作原理与应用
充电加热与保温
◆充电加热（仅适用于有加热功能的动力电池）
充电状态 温度
一、动力电池系统构造与功能介绍
动力电池内部结构原理图
CAN线通讯
与VCU通讯 主控盒
继 电 器 控 制
继 电 器 控 制
高 压 输 出
高压盒
高 压 检 测
电池组
保险
低压管 理系统
温电 度压
电池组
一、动力电池系统构造与功能介绍
电池管理系统（BMS)
北汽E150EV电动汽车动力电池系统的结构与检修
68-CHINA·July◆文/山东 刘春晖北汽E150EV电动汽车动力电池系统的结构与检修一、动力电池系统的功能与组成1.总体功能动力电池系统的功能为接收和储存由车载充电机、发电机、制动能量回收装置和外置充电装置提供的高压直流电，并且为驱动电机控制器、DC/DC、电动空调、PTC等高压元件提供高压直流电。
2.组成北汽E150EV电动汽车采用锂离子动力电池系统，其动力电池系统主要由动力电池模组、电池管理系统、动力电池箱及辅助元器件等4部分组成，如图1所示。
1.辅助元件；2.动力电池箱；3.电池管理系统；4.动力电池模组。
图1 北汽E150EV电动汽车动力电池系统的组成(1)动力电池模组①电池单体：构成动力电池模块的最小单元。
一般由正极、负极、电解质及外壳等构成。
可实现电能与化学能之间的直接转换。
②电池模块：一组并联的电池单体的组合。
该组合额定电压与电池单体的额定电压相等，是电池单体在物理结构和电路上连接起来的最小分组，可作为一个单元替换。
③模组：由多个电池模块或单体电芯串联组成的一个组合体。
(2)电池管理系统(BMS)①BMS的组成：按性质可分为硬件和软件，按功能分为数据采集单元和控制单元。
②BMS的硬件：主要是指主板、从板及高压盒，还包括采集电压线、电流、温度等数据的电子器件。
③BMS的软件：监测电池的电压、电流、SOC值(剩余电量)、绝缘电阻值、温度值，通过与VCU(整车控制器)、充电机的通信，来控制动力电池系统的充、放电。
④BMS的作用：电池保护和管理的核心部件，在动力电池系统中，它的作用就相当于人的大脑。
它不仅要保证电池安全可靠地使用，而且要充分发挥电池的能力和延长其使用寿命，作为电池和VCU及驾驶者沟通的桥梁，通过控制接触器控制动力电池组的充、放电，并向VCU上报动力电池系统的基本参数及故障信息。
BMS通过电压、电流及温度检测等功能实现对动力电池系统的过压、欠压、过流、过高温和过低温保护、继电器控制、SOC 估算、充放电管理、均衡控制、故障报警及处理、与其他控制器通信等功能；此外BMS还具有高压回路绝缘检测功能，以及为动力电池系统加热的功能。
北汽E150EV驱动电机系统的结构与检修
2020/06·汽车维修与保养63◆文/山东 刘春晖北汽E150EV驱动电机系统的结构与检修一、驱动电机系统的组成北汽E150EV电动汽车驱动电机系统包括驱动电机本体和驱动电机控制器，驱动电机主要由定子、转子及其他部件组成。
驱动电机系统的位置如图1所示。
图1 驱动电机系统的位置二、驱动电机系统的工作原理在驱动电机系统中，驱动电机的输出动作主要靠控制单元给定的命令，即控制器输出命令。
控制器主要是将输入的直流电逆变成电压、频率可调的三相交流电，供给配套的三相交流永磁同步电机使用，如图2所示。
驱动电机系统连接如图3所示。
图2 驱动电机系统的工作原理图图3 驱动电机系统连接图三、驱动电机的技术参数及接口1.驱动电机的技术参数北汽E150EV电动汽车的驱动电机如图4所示。
驱动电机的技术参数见表1。
驱动电机使用了一些传感器来提供驱动电机的工作信息。
这些传感器包括旋转变压器和温度传感器。
旋转变压器用来检测电机转子位置；温度传感器用来检测驱动电机的绕组温度。
图4 驱动电机New Energy Vehicles新能源汽车64-CHINA·June 栏目编辑：高中伟 ******************旋转变压器简称旋变，是一种输出电压随转子转角变化的信号元件。
当励磁绕组以一定频率的交流电压励磁时，输出绕组的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系，或保持某一比例关系，或在一定转角范围内与转角成线性关系，如图5所示。
图5 旋转变压器的工作原理2.驱动电机低压信号接口和高压接口驱动电机低压信号接口和高压接口如图6、图7所示，低压信号针脚定义见表2。
图6 驱动电机低压信号接口图7 驱动电机高压信号接口四、驱动电机控制器1.驱动电机控制器的功能驱动电机控制器(MCU)是驱动电机系统的控制中心，它对所有的输入信号进行处理，并将电机控制系统运行状态的信息发送给整车控制器。
驱动电机控制器内含功能诊断电路。
当诊断出现异常时，它将会激活一个错误代码，发送给整车控制器。
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EV200使用的是由 BESK生产的三元锂电池， 相比大多数纯电动汽车使用 的磷酸铁锂电池而言，这种 电池具有更高的能量密度、 更长的寿命、更轻的质量等 优势，但是其造价较高。其 外部形状如图6-3所示。
图6-3 高压蓄电池的外部形状
高压蓄电池的基本参数见表6-1。
表6-1 高压蓄电池的基本参数
相比于传统的燃油汽车，纯电动汽车的结构相对简单，控制上也 更加灵活方便。北汽EV200的一些主要控制器都安装在引擎盖下，其 安装位置如图6-1所示。
电机控制器是直接控制电机运转的核心部件，它接受整车控制器 的命令，并向电机发出三相交流电，控制电机的旋转。
图6-1北汽EV200主要部件安装位置 1—电机控制器； 2—高压控制盒； 3— DC/DC转换器； 4—车载 充电机
北汽纯电动汽车的 工作原理与故障诊断
知识目标
1.了解北汽纯电动汽车的结构和工作原理。 2.理解北汽纯电动汽车的故障诊断方法。
能力目标
1.能在现场掌握北汽纯电动汽车的结构及工作 原理。
2.能在现场掌握北汽纯电动汽车故障的诊断方 法。
内容：
一、北汽纯电动汽车动力系统的组成及运行 二、北汽纯电动汽车驱动电机故障诊断 三、北汽纯电动汽车无法正常行驶故障诊断 四、北汽纯电动汽车其他故障诊断
对于纯电动汽车来说，蓄电池所处的位置较为特殊，其选用上需要依 照一定的标准进行，优秀的蓄电池应该具有的特性如下：
（1）足够的能量密度。只有在单位体积（体积比能量）或单位质量（能 量密度）下能够存储足够多的能量，才能在电池充满后行驶较长的里程，同 时电池的质量和体积才能够尽可能小。
（2）足够的功率密度。只有在单位体积单位质量下能够产生足够大的功 率，才能使车辆在加速和上坡时产生足够的动能。
纯电动汽车的电机相当于普通燃油汽车的发动机，是车辆行驶的主 要执行机构，其特性决定了车辆的主要性能指标，直接影响车辆动力性 、经济性和用户驾乘感受，因而其在电动车上的地位至关重要。目前， 纯电动汽车上使用的多为三相交流电机。
（3）可以快速地补充能量。要有足够的充电或者换电速度，否则车辆的 行驶会受到较大限制，将只适用于城市内的通勤。
（4）较低的平均使用成本。由于在纯电动汽车的行驶过程中，电池处在 频繁的充电和放电的状态，这对电池的循环寿命有较高要求，因而电池的寿 命和价格综合起来要有竞争力。
北汽EV200纯电动汽车使用的电池被整合为动力电池包 后安装于汽车底盘电池相当于普通燃油汽车的油箱，为汽车运行提供 全部能量。目前使用较多的是锂离子电池。
锂离子电池的工作原理简单来讲，就是嵌入蓄电池正负极板上的 锂离子在电池内部电动势的作用下，从某一极板脱离并在电池内部经 过电解液穿过隔离物到达另一极板并嵌入的过程。在放电过程中，锂 离子从负极（阴极）运动到正极（阳极）；充电过程则正好相反，锂 离子从正极（阳极）运动到负极（阴极）。
北汽纯电动汽车主要由北京新能源汽车股份有限公司（简称“北汽 新能源”）设计并制造。北汽新能源隶属于北京汽车集团有限公司，是 一家以环保乘用车为主要经营范围的新能源科技公司。
北京新能源汽车股份有限公司成立以来，成功打造了EH、EU、EX 、EV、EC五个系列的纯电动汽车产品，并推出了多种车型，其生产的纯 电动汽车在市场上已有较高的占有率。
本模块主要以北京新能源汽车股份有限公司生产的EV200纯电动车 型为例，详细介绍北汽纯电动汽车的工作原理与故障诊断方法。
一、北汽纯电动汽车动力系统的组成及运行
任何纯电动汽车都离不开三大核心部件，即电池、电机、电控系统， 北汽纯电动汽车也不例外。相比于传统的燃油汽车，电池相当于储存 汽油或柴油的油箱，电机相当于汽油/柴油发动机，电控系统则与传统 燃油汽车的电控系统类似，只是传统燃油汽车的电控系统控制的是燃 油、发动机和一系列控制器，而纯电动汽车上的电控系统控制的是电 池、电机和一系列控制器。
BMS是电池保护和管理的核心部件，它相当于动力电池系统的大 脑，不仅要保证电池安全可靠地使用，而且要充分发挥电池的能力和 延长使用寿命。它通过控制接触器控制动力电池组的充放电，从而成 为电池和整车控制器以及驾驶员之间沟通的桥梁。
BMS通过电压、电流及温度检测等功能实现对动力电池系统的过 压、欠压、 过流、过高温和过低温保护、继电器控制、SOC 估算、 充放电管理、均衡控制、故障报警及处理、与其他控制器进行通信等 功能。此外，电池管理系统还具有高压回路绝缘检测功能，以及为动 力电池系统加热功能。
电池单体：构成动力电池模块的最小单元。
电池模块：一组并联的电池单体的组合，该组合额定电压与电池 单体的额定电压相等，是电池单体在物理结构和电路上连接起来的最 小分组，可作为一个单元替换。
模组：由多个电池模块或单体电芯串联组成的一个组合体。
除此之外，动力电池包内部还有电池管理系统（BMS）等一些主 要部件。
车型 动力电池包电压 动力电池包容量 动力电池包电量 普通充电时间 快速充电时间
能量密度 体积比能量
EV200 332V 91.5Ah 30.4kWh 8～9h
1h 104Wh/kg 127Wh/L
高压蓄电池的内部构造如图6-4所示。 图6-4 高压蓄电池的内部构造
可以看到其中有很多动力电池模组，与动力电池模组有关的一些 概念如下：
动力电池系统内的BMS 实时采集各电芯的电压、各温度传感器 的温度值、电池系统的总电压值和总电流值等数据，时时监控动力电 池的工作状态，并通过 CAN 线与整车控制器（VCU，参见电控部分 的整车控制器相关内容）或充电机之间进行通信，获得电能需求和故 障信息，对动力电池系统的充放电进行综合管理。
2.电机
使用锂离子电池的过程中，要注意锂离子电池不能被过充和过放。 这是因为如果锂离子电池位于正负极的锂离子被完全移动到另一极， 那么在下一次充放电时就无法保证锂离子畅通嵌入通道，从而造成电 池寿命缩短。因而，为保证正负极板中的锂离子在充放电后留有部分 锂离子，也就是锂离子电池不能过充过放电，需要严格限制充电终止 电压和放电终止电压。