模块七 江淮纯电动汽车的工作原理与故障诊断

切断整车高压，再拔掉正负母线接头，拆下PCU的接线盒盖，然 后拆下三相线，拔掉低压接插件，移除DC／DC搭铁，再用水管卡钳 拆下进出水管，最后拆卸PCU的4个固定螺栓，这样完全拆卸PCU， 进行车下检查。上述拆解步骤如图7 10～图7 12所示。进一步对P CU内部进行检查，发现DC／DC损坏（见图7 13）。更换PCU后重 新装车试车，故障排除。
5.驱动电机
采用永磁同步电机。永磁铁被镶入转子中，电机旋变被同轴安装 在电机上,用来检测转子旋转的角度。当三相交流电被通入定子线圈 中，即产生了旋转的磁场，这个旋转的磁场牵引转子内部的永磁体， 产生和旋转磁场同步的旋转扭矩。使用旋转变压器检测转子的位置， 使用电流传感器检测线圈的电流，从而控制驱动电机的扭矩输出。驱 动电机结构示意图如图7-6所示，驱动电机与外部的电气接口包括高 压电部分、低压部分和通信接口3部分。
图7-13 PCU总成内部元件损坏
图7-14 江淮纯电动汽车iEV5整车CAN通信拓展
2.江淮纯电动汽车无法提速故障诊断
（1）故障现象。一辆HEC7001AiEV江淮纯电动汽车iEV5，行驶 里程约12 400 km，车主电话报修反映组合仪表上存在提示语“限功 率模式”，车辆最高车速限制在40 km／h，无法正常提速。
模块七江淮纯电动汽车的
工作原理与故障诊断
知识目标
1.了解江淮纯电动汽车的结构和工作原理。 2.理解江淮纯电动汽车的故障诊断方法。
能力目标
1.能在现场掌握江淮纯电动汽车的结构及工作原理。 2.能在现场掌握江淮纯电动汽车故障的诊断方法。
内容：
一、江淮纯电动汽车动力系统的组成及运行 二、江淮纯电动汽车行驶系统故障诊断 三、江淮纯电动汽车真空助力系统故障 四、江淮同悦纯电动汽车其他故障诊断
图7-1 江淮纯电动汽车iEV5整车外观
图7-2江淮纯电动汽车iEV5前舱布置
1.动力电池 采用三元锂电池， 它是整车能量储存单元， 以直流电形式直接提供 到高压供电系统，同时 通过直流/直流 （DC／DC）转换器转 换为13～15 V电压， 为低压系统供电。动力 电池结构如图7-3所示。
图7-3 动力电池结构
图7-6 驱动电机结构示意图
（1）高压部分P为电机控制器直流正端；N为电机控制器直流负 端；A（V）为电机A相（U）；B（V）为电机B相（V）；C（W）为 电机C相（W）。
（2）低压部分配置2 个低压接插件，23Pin 和14Pin接插件。23P in完成电机控制器（PCU）、DC/DC转换器与整车之间的通信及控 制，14Pin完成PCU与电机之间的通信，并检测电机实时温度，防止 电机在过温下工作。
仪表盘是最大亮点，设计具有科技感，即使强光直射，所有显示数据 依然清晰可见。电池温度、车速、里程表还有电池容量一目了然。中控台， 一块7英寸触摸式液晶屏位于中央，所有功能键都是触摸式。显示屏集合 导航、收音机、蓝牙等功能，包含内容丰富，还可控制空调。全部采用触 摸式的按键，虽然在一定程度上提升了科技感，但不便于操作。
参考值/状态 -10~10 A
11 000~15 000 mV 0~5 000 mV 有高压 无高压
3 000~3 400 mV 4 010~4 100 mV
276~313 V 369~377 V
20 ℃
4.高压接线盒
高压接线盒内部分为两层，上层为熔断丝，下层为继电器。有6 个高压线缆接口，通过4个安装点固定在车载充电机上。如果需更换 熔断丝，只需打开高压接线盒上盖即可操作；如果需更换继电器，需 拆下熔断丝层绝缘板。其功能包括动力电池总成电能分配，电加热器 与直流充电回路通断控制，空调系统、直流充电、交流充电、电机控 制等回路过载保护。
（1）当点火钥匙置于ON挡,唤醒VCU，VCU控制M／C继电器给 电机控制器和电池控制器供电,VCU通过CAN通信发送相关控制命令 完成整车系统启动。
（2）整车控制器接收到上电开关、直流充电桩、车载充电机或远 程智能终端的唤醒信号后，直接控制高压继电器吸合或断开，完成高 压系统接通或断开。
（3）VCU基于加速踏板位置信号、挡位信号和车速信号计算车辆 的目标转矩,并通过CAN通信发送转矩需求指令给PCU 。
图7-7 PCU控制策略示意图
PCU将电池的直流电转换为交流电，并采集电机位置信号和三相 电流检测信号，精确地驱动电机，同时将车轮旋转的动能转换为电能 给动力电池充电,在减速阶段，电机作为发电机应用。
（1）电机在电动状态下，为了产生驱动力，VCU根据目标扭矩信 号要求电机控制器传送交流电给电机，以驱动车辆的运行。
（6）车辆发生碰撞或严重故障（绝缘故障、动力电池过温／过压、 动力电机过流／过温等）时，VCU切断高压回路上的继电器，确保人 员安全。
8.车辆仪表
车辆显示用户最关心的车辆信息，如图7-8所示，主要涉及驾驶 与维修提示的仪表故障灯指示含义。
图7-8 江淮纯电动汽车iEV5仪表信息主视图
（1）READY指示灯
（4）动力电池故障警示灯 。动力电池发生故障时，动力电池故障
警示灯点亮。VCU接收LBC上报故障时通过CAN通信向仪表发送控制信号
。
（5）电机故障警示灯 。当钥匙置于ON挡，电机发生故障时，电
机故障警示灯点亮，表明车辆电控系统产生故障。VCU接收到PCU发送的
故障信息后通过CAN通信向仪表发送控制信号。
（4）车辆在滑行或制动时，VCU根据ABS状态、动力电池状态和 制动踏板位置信号，计算能量回收转矩并发送指令给电机控制器，启 动能量回收。
（5）车辆行驶状态下，VCU根据电机温度、PCU温度、IGBT温度、 冷却液温度和车速信号，发送PWM信号控制电子冷却水泵转速。在 车辆交流充电状态下，VCU根据冷却液温度和车载充电机温度，发送 PWM信号控制电子冷却水泵转速。在车辆直流充电状态下，VCU根 据冷却液温度，发送PWM信号控制电子冷却水泵转速。
。当钥匙旋转至START挡且整车或部件没
有故障时，该指示灯点亮，表示整车高压已接通，车辆处于可行驶状态。
（2）限功率指示灯
。当动力电池电量低或车辆处于限功率模式时
，该指示灯点亮。VCU通过CAN通信将控制信号传输给电动化仪表。
（3）高压切断指示灯 。当车辆发生碰撞或动力电池出现安全故障
时，VCU切断高压，高压切断指示灯点亮。此时车辆不能行驶。
6.电机控制器
电机控制器（PCU）安装在前舱内，采用CAN通信控制，通过 接收VCU发送来的转矩指令和采集的电机位置信号，控制驱动电机的 运行。软件控制是电机控制器的核心，采用矢量控制算法控制PWM 斩波信号输出，依据电机外特性曲线图实现转矩限制输出，依据电流 及转子位置信号的采样并经滤波处理实现电机正反转和扭矩控制，如 图7-7所示。
相比前脸夸张俏皮的造型，车身侧面的造型就要收敛许多。车身侧尾 部设有一个直流快充电接口，仅需1 h就可以充80%左右的电量。2015款 江淮iEV5长4 320 mm，宽1 710 mm，高1 515 mm，轴距2 490 mm， 数据比上一代车型有明显提高。尾部重新设计后的尾灯更加精致漂亮。
内饰复古科技进入车内，2015款江淮iEV5的内饰同样令人眼前一亮。 大面积白色装饰板，蓝色装饰条加以点缀，使得整体风格复古可爱。按键 的布局也比上一代车型有明显改观，但内饰用料还是比较廉价。
表7-1 LBC诊断信息
检测项目 电流
12V低压系统 绝缘低压脉冲 维修开关互锁
单体电压
动力电池总压 动力电池温度
条件
READY
车辆静止
READY
READY
READY 连接维修开关
READY 断开维修开关
READY
SOC=5% SOC=95%
READY
SOC=5% SOC=95%
READY
车辆静止
一、江淮纯电动汽车动力系统的组成及运行
近年来，新能源汽车是缓解环境压力、提升节能减排的重要发展 趋势之一,其中纯电动汽车是新能源汽车的成熟技术方案。为促进客 户与市场维修人员掌握必要的纯电动汽车故障识别与快速处理方法, 现介绍江淮纯电动汽车iEV5的技术结构和工作原理。
江淮纯电动汽车iEV5采用三元锂电池、电池热管理、整车控制器、 能量回收、远程监控等技术，具有智能化特点，是集电池动力、智能 互联、安全e控的智能终端。整车外观与前舱布置分别如图7-1和图7 -2所示。下面对江淮纯电动汽车iEV5关键电驱动系统各总成的结构与 主要功能进行介绍。
2.电池切断单元 电池切断单元(BDU)安装在动力电池总成前端中部，如图7 4所 示，包括主接触器、预充接触器、加热接触器、加热熔断丝、电流传 感器和预充电阻等。主接触器控制动力电池总成到整车的高压电路通 断；预充接触器防止高压回路在钥匙启动瞬间出现大电流；加热接触 器控制风扇蒸发器总成加热器通断；电流传感器测量高压电路电流， 由整车控制器（VCU）计算电池容量。
纯电动车的电池安全是人们最关注的，2015款江淮iEV5的电池采用了 “双动力”设计理念。另外，该车车身结构为电池专门设计了动力舱，最 大亮点在于使安装电池的空间不变形，即便整车被撕裂，动力舱也不会变 形挤压到电池。
此外，该车全系都标配了ABS防抱死制动系统、EBD电子制动力分配系 统、前排安全气囊、前排安全带未系提醒、ISO标准儿童座椅固定装置等。 倒车雷达及红外倒车影像也可避免一些不必要wenku.baidu.com小剐蹭。
二、江淮纯电动汽车行驶系统故障诊断
1.江淮纯电动汽车无法行驶故障诊断
（1）故障现象。一辆江淮HEC7001AiEV纯电动汽车iEV5，行驶 里程3 400 km，客户反馈组合仪表故障灯常亮，动力中断，车辆无 法进入可行驶状态。
（2）故障排除。插接整车诊断口，将控制器上电，读取上位机监 测数据，存在DTC178，指示CAN通信故障。检查PCU低压控制接插 件内CAN-H、CAN-L两针脚，确定整车CAN终端电阻的阻值为60 Ω， 但无法确定PCU内部CAN终端电阻有无故障。所以，根据电动汽车 维修规程，首先断开电池维修开关，维修开关位于动力电池总成中间 表面位置，打开中央通道末端地毯盖板下方的维修开关盖板，操作维 修开关，如图7-9所示。
（2）在制动能量回收阶段，根据VCU通过整车CAN发送的再生 转矩请求，电机控制器控制电机作为发电机运行，由车轮旋转产生的 动能转换为电能，此电能为电池充电。电机产生的再生转矩被作为制 动力，能够减少制动钳的压力。
7.整车控制器（VCU）
VCU接收各部件信息，综合判断整车状态，实现多系统的协调控 制，VCU通过CAN通信将控制信号传输给电动化仪表。
相比上一代车型来说，2015款江淮iEV5在外观方面有了全面的 升级，无论是整体设计还是细节处理都颇有韵味。
前脸最让人印象深刻的要属采用双层金属镀铬材质打造的六边形 中。车头醒目的蓝色LOGO预示着该车纯电动的身份。夸张醒目的前 中网搭配左右两侧动感的前大灯组，看上去俏皮可爱。LOGO下方隐 藏有一个双流慢充接口，该接口是目前家用电桩和国家电网的常用设 备，将空电池充满电需用时8 h。厂家会免费为购买iEV5的消费者安 装慢充桩，或可选装简易充电桩。
2015款江淮iEV5搭载了一台容量为23 kWh的三元锂电池，电机最大 功率为50 kW，峰值扭矩215 N·m。厂家公布的续航里程数达到200 km。 与发动机匹配的是一台单速变速箱，操作起来与普通燃油车没有差别。由 于采用单速变速箱，驾驶平顺自如，丝毫没有顿挫感。另外，电机的工作 原理不同于汽油机，油门踏板初段行程对于电流的控制较为谨慎，车辆启 动加速较为平缓，避免了突然提速的突兀感。
（3）故障总结。江淮纯电动汽车iEV5整车采用CAN通信，其CA N通信拓展如图7-14所示。PCU内部集成DC／DC模块，其功能是将 电池的高压电转换成低压电，提供整车低压系统供电。
图7-9 江淮纯电动汽车iEV5维修开关
图7-10 拆卸PCU接线盒
图7-11 拆卸PCU低压接线
图7-12 车下检查PCU
图7-4动力电池切断单元结构图
3.电池控制器 电池控制器（LBC） 安装于动力电池总成内部， 是电池管理系统核心部件， 如图7-5所示。LBC监测电 池单体电压、电流、温度 及整车高压绝缘等信息并 传至VCU，VCU根据以上 信息控制动力电池总成充 放电。LBC诊断信息见表 7-1。
图7-5 动力电池控制器LBC结构图