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【故障分析】18米插电式车辆超级电容管理系统故障

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一、故障现象。
车辆无法行驶。仪表显示超级电容管理系统故障。


1楼2018-05-03 11:31回复
    二、故障分析。
    超级电容是新能源公交车的动力源之一,为保证外界能够监控其是否正常工作,它会通过一个4芯的数据线向外界传递其工作状态的一些信息,通过这些信息,可以判断超级电容是否已经失效。下图显示的超级电容数据线,其前端取下了塑料插件。黑线是公用负极,绿线是热敏电阻正极,白线是过压信号正极。测量时,把万用表档位调到欧姆档,万用表负极接黑线,测热敏电阻时万用表正极接绿线,测过压信号时万用表正极接白线。


    2楼2018-05-03 13:26
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      18米超级电容箱体布置于绞盘后方两侧,共24块,每侧12块,共分四层,每层三块。面朝车头方向,右手边超级电容编号为(从下至上、从左至右)321、654、987、12 11 10。左手边超级电容编号为(从下至上、从左至右)123、456、789、10 11 12。如下图所示。


      3楼2018-05-03 13:46
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        电容管理系统
        电容管理系统(CMS)是接收超级电容信号数据并有部分判断功能的管理模块,18米通道车一般固定电容箱体的上方。从电容箱体里传递出来的信号(CMS线束)分为两路,一路是温度信号线(经CMS线束由绿色变为红色),一路是过压信号线(白色),并通过不同的插件与CMS连接。


        4楼2018-05-03 14:02
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          CMS的线束


          5楼2018-05-03 14:14
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            CMS的针脚定义与测量方法
            如下图所示(此针脚定义为李延龙和高翔在12米插电高压舱内几小时实测获取),绿色笔为过压信号线,红色笔为过温信号线。22孔插件1.2为公共地线。红色字体1-12为对应超级电容的过温信号线,超级电容温度为65℃时对应的阻值约为2kΩ,温度为25℃对应的是10kΩ,0℃时大约为32kΩ(负温度系数)。一般来说,超级电容(或者有超级电容的公交车)如果连续超过4个小时工作,其温度比环境温度高10-15℃;如果超级电容长时间没有工作,其温度与环境温度应一致。
            绿色字体1-12为对应超级电容的过压信号线。过压故障也是通过电阻阻值信号来表现的,正常的情况下对地阻值应为22kΩ以上或无穷大(实测为4M欧左右),一旦发生过压故障,阻值只有几十欧姆。
            例如:现有车辆报单体电容过压故障,但是无法确定是哪一块,需要测量12孔插件和22孔插件的绿色字体针脚(即白线)对地阻值,如1-11均为4.5M欧,12为5K欧(小与22K欧)。证明12号电容可能存在过压故障。
            为什么要用可能存在故障呢?CMS的线束也是可能存在问题的,所以要再次对12号电容直接进行测量。


            8楼2018-05-03 16:14
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              拔下电容插件,取下定位套,直接对12号超级电容的过压信号线对地阻值进行测量,如果仍为5K欧,就可以确定12号电容存在故障,需要对其进行更换。具体更换方法不在此贴讲述。


              9楼2018-05-03 16:26
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                如果故障现场没有万用表,还可以使用一个相对麻烦的办法。
                打开钥匙,仪表会显示“超级电容管理系统故障”。依次断开每块电容的CMS线束,当拔到哪一块仪表不再报故障时,基本可以判断是此块电容故障。
                大家看完上面的内容,应该对超级电容管理系统故障有一定的了解了。
                下面咱们回到上述故障
                到现场后询问同事,得知他将左侧从CMS线束拔掉后,故障依然存在。右侧主CMS线束拔掉后,故障消失。怀疑是CMS故障。然后将同车型的主CMS拆掉装在该车上,故障没有排除。随后他对24块电容挨个断开,直到最后一块断开时,故障才消失。但是他任意插上一块电容,仪表都会报出故障(已经蒙圈)。随后收到针脚定义后,又将插件全部恢复,对24块电容的过温、过压信号进行测量,均符合技术要求。(过程非常辛酸,表示同情)
                大家有没有什么思路,可以在下面留言哦


                10楼2018-05-03 17:08
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                  超级电容后端电路简图如上所示。当发电机或者驱动电机自身存在绝缘故障的时候,高压会造成整车搭铁异常,上面我们讲过,CMS的公共地是和车身搭铁相通的,从而会干扰到CMS,使其报出“超级电容管理系统故障”。


                  11楼2018-05-03 17:50
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                    三、排除步骤。
                    打开驱动电机及发电机上盖,拆下UVW三相高压线。对其进行放电处理(俗称刮火,其实在刮火的时候,发现驱动电机并没有出现火花,已经可以证明驱动电机存在绝缘故障了)。使用兆欧表分别对驱动电机、发电机的三相进行绝缘测试,发现其中两项的绝缘值为零,更换驱动电机后,故障排除。
                    四、总结建议。
                    不要认为车能行驶,电机就不会存在绝缘故障。曾经遇见三相绝缘都为0,车辆还能正常行驶。这个小助手也无法解释,如果有知道的朋友,请在下面留言哦。


                    12楼2018-05-03 18:00
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                      记录人:小助手。


                      13楼2018-05-03 18:09
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