【维修案例】宁德时代电池包奇怪的绝缘故障
创始人
2026-05-10 02:57:15
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驱动电机型号TZ180XSIN102,电机峰值功率60kW;动力电池额定电压334.88V,额定容量125A·h

故障诊断:从故障码的含义来分析,高压继电器闭合绝缘故障,可以理解是闭合高压接触器之后系统检测到系统绝缘过低。按照诊断思路怀疑的对象自然是接触器闭合后电路中绝缘,接触器闭合后的电路当然是电池包外面,这个判断也基于对该车高压部件的结构和工作过程的了解。由于该车的高压部件没有任何资料(据悉宁德时代授权的网点也没有电池包内部构造明细图),只能是笔者自己根据电池包内部结构自己来分析(如图 4所示),该电池模组中,电池模组总正的路线为电池模组正极→排线连接→MSD输入端→MSD输出端→主正接触器触点输入→主正接触器触点输出→电池包对外输出正。当然电池包的正极输出还并联一条输出线路,那就是预充电路,通过预充继电器输出串联一个预充电阻(大约40Ω),再到电池包输出正极;而电池模组主负的路线为电池包负极→排线连接(上面有电流传感器)→主负接触器触点输入→主负接触器触点输出→电池包对外输出负。

清楚了电池模组其正负极输出走向,结合故障码的含义,高压继电器闭合绝缘2级故障。笔者的逻辑是高压接触器闭合后才出现绝缘的故障,那么故障的范围指向是接触器闭合后的输出。电池包内部接触器闭合后的线路极其简单,就是从主正/主负接触器输出到电池包的正负极输出,之间也就是很短的一段排线和插座(排线和插座本身存在绝缘故障的可能性极小),因此,重点应该考虑到电池包外围的部件或线路了。

再来熟悉电池包外围的高压部分,该车高压控制的核心是三合一控制模块(如图5所示),通过图5可知,电池包的电源进入到三合一之后,由三合一按需分配:分别有车辆的快慢充电系统、12V蓄电池充电系统、空调系统(冷暖气),其中涉及电子部件,主要包括慢充电系统的交流充电机、空调泵及空调加热PTC。要想判断这几个电子部件是否存在绝缘故障,使用绝缘表测量部件的绝缘阻值大小即可。经绝缘表测量该几个部件的绝缘电阻均大于20MΩ,说明该几个部件绝缘正常。但是考虑到该车只是在上电后偶发存在绝缘故障,并不是一直永久性的故障,那么应该是在上电故障出现的时候来测量这几个电子部件的绝缘电阻才是最标准的,但是上电后应该如何测量呢?带着这个疑问来思考,车辆上电后测量绝缘电阻,在现有的工具条件下应该无法测量,那可以用隔离排除法来判断,也就是将怀疑的部件隔离在高压系统之外再上电。若故障不再出现则能确定故障原因是隔离的部件存在绝缘阻值过低故障;若故障依旧出现,则说明故障与隔离的部件无关。

想隔离相关的高压部件诊断,并不是简单的拔掉各部件的插头就能做到,因为高压部件插头均带有高压互锁功能,拔掉高压插头后互锁就会断开,整个高压是无法上电的。因此,既要实现高压插件隔离,又要保证高压互锁能正常连接的唯一方法,也只能采取非正规的方法。打开三合一上盖,找到三合一内部各部件连接插件,用导线短接内部插件背后的高压互锁插头,再拔掉三合一上PTC、慢充等部件的插件。由于高压互锁线路被人为短接了,因此,可以正常上电。上电后车辆原地静止几分钟后,车辆又再次自动下电,故障码与开始检测的完全相同,至此能确定绝缘故障非外围部件故障,应该还是电池包本身故障。

带着这个疑问,继续与宁德时代代理点老师沟通,但是宁德时代代理点老师依旧很肯定地认为这个故障不会是电池包内部故障,还是让继续检查外围。

万般无奈之下只有拿出确切的证据才能说服宁德时代代理点老师相信笔者的判断了。幸运的是该故障现象非常明显,也很容易录制一些视频来佐证笔者的观点,具体操作方法是将三合一盖子打开(正常情况下上电后不允许打开盖子,因为有高压触电的风险),同时准备好绝缘测试仪,上电后静等故障出现。在故障出现的瞬间,用绝缘测试仪测量图5中电池包接口三合一控制盒内部两个端子发现绝缘电阻为0Ω(如图6所示)。此刻拔掉电池包接口到电池包的插件,绝缘阻值正常。再次插上插件,电阻再次回到0Ω,录制好测试视频发给宁德时代代理点老师。至此笔者完全有把握确定,上电后绝缘电阻过低,故障点只能是电池包本身或者电池包到三合一控制盒这根高压线,但是高压线已经换新的且本身故障概率很低,所以还是确定电池包内部存在故障了。再次与宁德时代代理点老师沟通,老师依旧不太相信笔者结论,让继续检查驱动电机,无奈之下笔者想到是否可以通过数据流来观察故障。本着这个目的进入BMS系统,选择读取系统绝缘值等数据流,发现正常时候该数据流为50000kΩ以上,但是当故障出现时该数据变为0 。由此笔者增加了一个电池包内绝缘电阻过低的故障证据,并将该数据截图发给宁德时代,宁德时代代理点老师此时的怀疑对象是本站更换的M S D 或高压插件是否存在故障。本着这个想法,将本站一个正常车辆的电池包的两个部件拆卸过去后试车故障依旧,但是宁德时代代理点老师依旧让笔者将正常车辆的电池包总成更换后试车,无奈之下只能按照要求更换整个电池包试车,试车1h后故障不再出现。但是电池包内部的故障点又会在哪里呢?

再反过来看图4,宁德时代电池包的内部结构,其实电池包内部包括三组电池模组、一个主控BMS、两个从控采集模块,还有几个接触器以及排线线束等部件。这几个部件中,从控采集模块负责采集电池的温度、电压等信息并传送给BMS,而主控BMS功能则包括:充放电、功率、电池保护、电池状态监控、通信、均衡及保护控制管理等,到此故障范围就比较小了。因为该故障是一个偶发的故障,并不是一直存在的硬性故障且断电后故障能排除。在电池包内部相关硬件中,与偶发故障存在联系且断电后能恢复的部件可能性最大的只有BMS了。带着这个思路,替换了正常车辆的BMS模块,经试车一个小时,故障不再出现,至此故障彻底排除。

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