2024年3月10日发(作者:丰田威驰fs质量怎么样)

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奔驰纯电旗舰车型EQS技术特点及

典型故障4例(上)

◆文/河南 刘勤中

奔驰纯电车型EQS(车型代号247)是奔驰基于纯电平台EVA

开发的首款车型,完全摆脱了此前给人的“油改电”印象,是继

EQC、EQA、EQB之后,奔驰EQ产品和技术品牌的第四款纯

电动车型,定位于电动豪华轿车旗舰车型。

奔驰EQS基于新的纯电EVA平台,将提供多种动力系

统选项。基础版EQS450为后轮驱动,永磁同步电机最大

功率为245kW,最大扭矩为568N

.

m,100km综合电耗为

19.1~16.0kWh;EQS580 4MATIC则采用前后双永磁同步电

机,后电机最大功率为255kW,前电机最大功率为135kW,总

功率输出达到385kW,总扭矩为855N

.

m,100km综合电耗为

20.0~16.9kWh。另外,EQS还计划推出560kW的AMG版本车

型。图1为EQS高压部件分布图。

EQS使用的是NCM811锂离子电池(阴极活性材料由镍、

钴和锰组成,比例为8∶1∶1),可以由10个模块组成总电量

为90kWh的电池包,也可以由12个模块组成108kWh的电池

包,整体电压为396V(图2)。在WLTP测试循环下,EQS搭载

108kWh电池车型的续航里程达到770km,90kWh的续航里程

超过640km。

EQS电池组有一个液体热管理系统,底部有一个冷却板(冷

却液流经电池架铝型材的腔体)和一个集成在冷却电路中的PTC

辅助加热器。电池组可以在行驶前或行驶时预热或冷却,以达到

快速充电的最佳温度窗口。

图2 奔驰EQS车系高压蓄电池结构图

在充电方面,奔驰EQS基于400V高压电池系统,在110kW

直流充电模式中,可在48min内将电量由10%补充至80%;在

145kW直流充电模式中,最快可在37min内将电量由10%补充

至80%;交流充电时,最大功率为7kW。

奔驰EQS整车动力系统布局如图3所示。电驱动单元为紧凑

型装置,包括:电机、电力电子装置、带机油泵的变速器和热交

换器。在后轴上安装一个驻车止动爪,在4MATIC车型中,前部

驱动单元支持电动制冷剂压缩机并提供电能。从技术角度来说,

奔驰EQS的驱动电机根据三相永磁同步电机励磁的原理,而采用

了内转子设计。变速器仅具有一个固定传动比的齿轮。在两个传

动系统中,变速器安装在电机右侧(从行驶方向观察)。由于电机

自身的特征,不需要使用离合器,只要电机和促动器连接(能量

回收),驱动电机就会运转,与行驶方向无关。在减速和制动模式

中,机械旋转运动会转化为电能为高压蓄电池充电。

电力电子装置集成在驱动系统中,并直接连接至高压蓄电池

模块和冷却液回路,其任务包括:向电机供电、控制电机、向电

动制冷压缩机供电(仅适用于4MATIC车型)、监测电机的温度和

位置、为传动系统控制单元创建可用扭矩的诊断和预测。

为了实现对电机的操控,电力电子装置中的交流/直流转换器

将高压蓄电池的直流电压转换为3相交流电压,同时监控并记录

电机的转速和温度。在超速运转模式下,如果电机作为发电机工

1-前部电驱动单元(代码M005);2-前部发声器;3-高电压正温度系

数(PTC)加热器(高压蓄电池);4-电动制冷剂压缩机;5-12V蓄电池;

6-直流/直流转换器控制单元;7-高压蓄电池模块;8-直流/交流充

电车辆插座;9-直流充电连接单元;10-高压蓄电池交流充电器;

11-后部电驱动单元;12-后部发声器;13-高电压正温度系数(PTC)

加热器(车内)。

图1 奔驰EQS车系高压部件分布图

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另外,奔驰EQS还具有以下技术特点:

其核心是以太网主干网;

?采用奔驰新一代EE架构和STAR3,该架构采用层级结构,

?可选装带部分自动化功能的驾驶辅助系统(FAP5.0)或带高

?标配静态LED高性能大灯,可选装已在新款S级中使用的新

?标配后轴较小转向角的机电转向系统,可选装后轴带较大转

?空调系统采用高压正温度系数(PTC)加热器(车内)和新

?采用舒适性更高、安全性更强和物料种类更佳的新型座椅;

?标配隐藏式车外门把手,可选装电动舒适性车门;

方便;

?通过局部互锁系统提高高压安全性,同时为故障诊断提供

?通过车身区域电机和减振材料的独特安装理念实现独具舒适

下面分享4个典型故障案例,帮助读者进一步了解奔驰EQS

的技术特点和诊断策略。

度自动化行驶功能的DRIVE PILOT(SA)(2022年);

型照明系统DIGITAL LIGHT;

向角的机电转向系统;

HEPA过滤技术;

图3 奔驰EQS车系整车动力系统布局

作,则电力电子装置将感应的交流电压转换为直流电压,并为高

压车载电气系统进行充电。

奔驰EQS采用了一套非常先进的电机冷却系统。转子轴上的

水枪用来冷却转子,冷却回路可冷却其他元件,如定子肋、逆变

器的针形针翅结构和变速器油冷却器等。这套冷却系统能让电机

具有高负载能力,即使在多次加速后仍能确保驱动系统的性能始

终如一。

性的NVH。

1

故障现象

2022款奔驰EQS450+提示“辅助蓄电池故障”

过低时,附加蓄电池G1/2通过N178附加蓄电池管理控制单元(也

叫失窃车辆追踪能源管理控制单元)为N112/2远程信息处理服务

通信模块提供应急供电,可确保N112/2继续工作持续10min,以

便上传车辆数据,包括车辆位置信息及求助信息等。N178附加

蓄电池管理控制单元负责对附加蓄电池G1/2的电压进行监控,如

果12V车载电气系统中的电压降至8V以下,附加蓄电池管理控制

单元N178控制应急供电功能的启用。如果12V车载电气系统中

一辆2022款奔驰EQS450+,搭载780 600型电机,VIN码

为W1K2971231A00****,行驶里程为1 289km。该车仪表台

上出现“辅助蓄电池故障”的白色文字提示信息。

故障诊断与排除

连接奔驰专用诊断仪进行快速测试,发现在N73/3电子点火

开关控制单元中设置有当前状态的故障码:B11C118-附加蓄电

池存在功能故障,低于电流极限值。

奔驰EQS除位于前机舱内装有12V车载电气系统蓄电池G1

以外,在后排座椅坐垫左侧还装有一个12V的附加蓄电池G1/2。

蓄电池G1/2及相关部件的位置如图4所示。

附加蓄电池G1/2的作用是,当12V车载电气系统出现故

障,蓄电池电压过低时为点火开关控制单元N73/3提供备用电源

(30b),由N73/3促动后部电驱动单元内部集成的驻车止动爪,让

挡位紧急回到P挡,通过机械方式固定车辆,以防继续滑行。

另外,对于在中国市场销售的混合动力车辆和电动车辆(中

国版代码为830),因为法规要求通过RTM系统上传车辆的运行

数据至云端服务器,当12V车载电气系统出现故障,蓄电池电压

1-支架;2-座椅架;3-接地线电气连接器;4-正极导线电气连接器;

5-支架;G1/2-附加蓄电池;N178-附加蓄电池管理控制单元;

N112/2-远程信息处理服务通信模块。

图4 故障车型附加蓄电池G1/2位置图

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G1/2-附加蓄电池;N178-附加蓄电池管理控制单元;N112/2-远程信息处理服务通信模块;F96-附加蓄电池熔丝盒;F152/2=熔丝和继电器盒(右后坐垫

下面);N147-后部电驱动单元的电力电子装置控制单元。

图5 附加蓄电池G1/2电路图

的电压超过9V,则切换回正常供电。相关模块的电路图如图5所

示,后部电驱动单元N147的部件位置如图6所示。

查看N73/3的实际值,结果没有找到附加蓄电池电压(30b)

的实际值。拆下后排座椅坐垫检查,发现附加蓄电池G1/2的正极

导线布线不合理,应该从坐垫支架的下方布线,却绕到了坐垫支

架的外侧,结果被挤压到坐垫金属支架与门槛饰板之间,绝缘层

已破损,对地短路,正极导线已发热变形(图7)。

图7 故障车上破损的附件蓄电池线束

检查附加蓄电池G1/2的电压,只有1.5V,壳体也明显膨胀

变形。因为短路点位于F96附加蓄电池熔丝盒上7.5A熔丝的上

游,因此,该熔丝没有熔断。

更换因过度放电而损坏的附加蓄电池G1/2以及损坏的线路,

并重新进行正确布线后,该车故障被彻底排除。

1-电驱动系统单元;2-电力电子控制单元N147;3-电机;4-至车辆的

动力输出;5-位置传感器;6-驻车止动爪;7-变速器。

维修小结

电源线的布线时需要避免挤压或与尖锐部件干涉摩擦,避免

绝缘失效,出现短路故障,严重的话可能出现发热起火。

图6 后部电驱动单元N147位置图

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2

故障现象

2022款奔驰EQS450+高压系统报警

一辆2022款奔驰EQS450+轿车,搭载780 600型电机,

VIN码为W1K2971231A00****,行驶里程为3 963km,该车启

动后,仪表台上出现白色的高压蓄电池图标和“检查高压系统,

参见用户手册”的提示信息。

故障诊断与排除

接车后,首先进行功能检查,发现故障车为后驱车型,可以正

常启动和行驶,行驶中能量回收功能和加速性能未见异常;测试直

流和交流充电功能也都正常。连接奔驰专用诊断仪进行快速测试,

发现后部电驱动单元的电力电子装置控制单元N147中设置有故障

码:P0EED00-车载高压电气系统主动放电功能故障(故障频率计

数45次);P13F8FB-系统关闭无法执行(故障频率计数1次)。

故障码P0EED00中涉及的主动放电功能是指,在发生事故

时,不论是正面碰撞、侧面碰撞、后向碰撞,还是倾翻,电力线

和部件可能会损坏,为避免短路引起的火灾危险,车辆上设置了

燃爆熔丝F63,由辅助防护系统控制单元N2/5对其进行引爆,以

断开控制端子线路(电路30c),这样便可立刻关闭相应的系统,使

各个高压组件切换至安全的初始状态。例如:高压蓄电池A100

在通过车载网络收到碰撞信号和/或电路30c断开的信号后,会立

刻断开内部接触器,停止对外输出高压电。

此外,当直流充电器N116/5、交流充电器N83以及DC/DC

转换器控制单元N83/1,收到传动系统控制单元N127(后电机

N147,前电机N147/4)发出的碰撞事件信号和/或电路30c断开

的信号后,则会立刻对其内部的高压中间回路的电容器启用放电

操作;电力电子控制单元检查高压中间回路中的电压值,并在低

于最小值时完全放电。如果该状态信号出现故障,则传动系统控

制单元N127在内部将中间回路放电的状态设置为替代值。成功

停用高压车载电气系统之后,传动系统控制单元N127将传动系

统的状态设置为“不运行”,并通过网络传送该状态,而不再向

驾驶员显示传动系统运行的信息。后部电驱动单元的电力电子装

置控制单元N147相关电路如图8所示。

根据故障码和系统工作原理,并结合故障现象分析,导致该

车故障的可能原因有:N147软件故障;N147电气故障。

尝试对后部电驱动单元的电力电子装置控制单元N147进行

软件升级,结果未发现新软件;执行N147的SCN设码,故障依

旧;对N147执行控制单元复位后,再次进行快速测试,结果只

剩下一个故障码P13F8FB(系统关闭无法执行)。

根据诊断仪上的诊断软件,对故障码P13F8FB执行引导测

N73/3-电子点火开关控制单元;N127-传动系统控制单元;F63-燃爆熔丝;

F152/2-熔丝和继电器模块。

图8 后部电驱动单元电力电子装置控制单元N147电路

试,结果显示故障原因为后轴传动系统故障。尝试执行高压系统

的停用和激活操作,显示操作成功,但故障码和故障现象仍然存

在。尝试对整车进行长时间断电处理和锁车休眠处理,结果未见

任何变化,故障依旧。检查后部电驱动单元及电力电子装置控制

单元N147的外观,未发现碰撞、腐蚀等异常情况;检查电气插

头也没有发现腐蚀或插针松旷等异常情况。

综合上述检查测试分析,该车故障原因是电力电子装置控制

单元N147内部的主动放电功能模块存在电气故障,在系统自诊

断时发现异常,从而在仪表台上显示故障提示信息。

由于后部电驱动单元的电力电子装置控制单元N147不能单

独供货,只好订购后部电驱动单元总成。更换后部电驱动单元总

成后试车,该车故障被彻底排除。

维修小结

本案例中,在更换后部电驱动单元时应注意以下几点:

1.安装新的电驱动单元后,必须单独对新更换的电驱动单元进

行“试运行已安装的控制单元”的操作,并确保成功,否则电机将

无法运转。因为电驱动单元相当于燃油车的发动机控制单元,属于

防盗部件,不完成驾驶授权就无法进行运行。另外,路试时,必须

要通过主机显示屏,确认前后驱动电机都可以正常工作。

2.因为电驱动单元相当于燃油车的发动机,按照法规要求,

更换电驱动单元时还需要订购打印有新的驱动电机序列号的标

签,并张贴到车辆指定位置,还要及时到车管所申请信息变更。

3.必须严格执行排放和抽真空步骤,以便添加防冻液。如果

排空不彻底,即使只是短距离行驶也可能导致电机因为散热不

良,而出现高温损坏的情况。

4.必须使用工业纯净水与原厂冷却液进行混合,否则可能导

致高压部件内部腐蚀,引发泄漏或绝缘故障。(未完待续)

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