温州交运集团城西公交有限公司维保中心 陈 春
厦门金龙XMQ6106AGCHEVD41型插电式混合动力公交车,配备湖州微宏多元复合锂电池模组,搭载YC6J240-42型发动机。当车辆发生以下2类故障时,车辆的燃油消耗量会明显增高。
(1)驱动电池管理系统(BMS)或驱动电池有故障,如驱动电池管理系统(BMS)计算的剩余电量(SOC)不足、电池单体之间的电压差超过厂家设定值等,导致无法进行电力驱动模式,只能靠发动机直接驱动。
(2)发动机输出功率不足,如废气涡轮增压系统故障、选择性催化还原器(SCR)故障等。
案例1 故障现象与同线路、同型号的车辆相比,车辆燃油消耗量过高。
故障诊断起动发动机,进入充电控制状态,发现驱动电池电压最高能够充至532 V(图1),但SOC只有20%,异常。随后进行路试,发现发动机一直处于驱动状态。观察仪表,发动机故障灯和SCR故障灯均没有闪烁,正常。如图2所示,仪表显示最高电池单体电压为3.7 V,最低电池单体电压为3.65 V,电压差为0.05 V(正常范围为±200 mV),正常;最高电池单体温度为38 ℃,最低电池单体温度为34 ℃,正常。按OCV(断路电压)与SOC的关系曲线(图3)计算,当电池单体电压为3.65 V时,对应的SOC约为50%,这与仪表显示的SOC不符。查看仪表诊断功能,显示BMS有故障(图4),推断BMS损坏。
图1 驱动电池电压和SOC数据1
图2 电池单体的电压和温度数据
图3 25 ℃时OCV与SOC的关系曲线
图4 显示BMS有故障
故障排除更换BMS(图5),刷写BMS控制程序后试车,故障现象消失,故障排除.
图5 更换BMS
案例2 故障现象与同线路、同型号车辆相比,车辆燃油消耗量过高。
故障诊断起动发动机,进入充电控制状态,发现驱动电池电压最高能够充至476 V(图6),SOC只有30%,两者均偏低。查看仪表上电池单体的电压和温度数据,发现最高电池单体电压与最低单体电池电压的差值超过200 mV,异常。
图6 驱动电池电压和SOC数据2
连接驱动电池诊断软件,读取所有电池单体电压(图7),发现05号电池模块(LECU05)中的最高电池单体电压为3.711 V(07号单体电池),最低电池单体电压为3.388 V(11号单体电池),电压差为323 mV,异常,由此可知05号电池模块(LECU05)损坏。
图7 所有单体电池电压(截屏)
故障排除更换05号电池模块(LECU05)后试车,故障现象消失,故障排除。
案例3 故障现象与同线路、同型号车辆相比,车辆燃油消耗量过高,且起步加速性能较差。
故障诊断查看仪表,无故障灯异常点亮;驱动电池电压为548 V,SOC为59.5%,最高电池单体电压为3.79 V,最低电池单体电压为3.75 V,电池单体温度也正常。按OCV与SOC的关系曲线计算,当电池单体电压为3.75 V时,对应的SOC约为60%,这与仪表上显示的数值基本一致。诊断至此,推断高电压系统正常,故障是由发动机输出功率不足引起的。
首先排查发动机中冷器及其空气管路,未见有破损。接着检查SCR,发现排气管路上的尿素喷射口外部有结晶;进一步拆检发现,排气管内部已被尿素结晶严重堵塞(图8),怀疑发动机输出功率不足是由排气管堵塞引起的。
图8 尿素结晶堵塞排气管
故障排除清理排气管中的尿素结晶后交车,1周后进行回访,驾驶人反映燃油消耗量恢复正常,故障排除。