Автомобіль / Силова установка / Електрична силова установка / Ремонт - Електрична силова установка / Ремонт тягової батареї електромобіля

Ремонт тягової батареї електромобіля

Ремонт тягової батареї електромобіля охоплює локалізацію несправних комірок або модулів, відновлення шин і вимірювальних кіл, ремонт BMS, контакторів, передзаряду, високовольтного розподільного блока, системи охолодження, ізоляції, корпуса та герметизації. Роботи виконують лише після повної діагностики електричної силової установки і підтвердження того, що проблема знаходиться саме у високовольтній батареї, а не в зарядному пристрої, інверторі, електродвигуні, високовольтному кабелі або низьковольтній системі.

Зразок правильного англійського перекладу: ремонт тягової батареї - Traction Battery Repair; високовольтна батарея - High-Voltage Battery; батарейний блок - Battery Pack; акумуляторна комірка - Battery Cell; батарейний модуль - Battery Module; система керування батареєю - Battery Management System; блок моніторингу комірок - Cell Monitoring Unit; стан заряду - State of Charge; стан здоров'я батареї - State of Health; внутрішній опір - Internal Resistance; розкид напруг комірок - Cell Voltage Delta; узгодження модулів - Module Matching; балансування комірок - Cell Balancing; високовольтний контактор - High-Voltage Contactor; коло передзаряду - Precharge Circuit; піротехнічний запобіжник - Pyrotechnic Fuse; високовольтний розподільний блок - High-Voltage Junction Box; датчик струму батареї - Battery Current Sensor; опір ізоляції - Insulation Resistance; охолоджувальна плита - Cooling Plate; теплопровідний матеріал - Thermal Interface Material; клапан вирівнювання тиску - Pressure Equalization Valve; перевірка герметичності - Leak Test; зниження тиску - Pressure Decay Test; тепловий розгін - Thermal Runaway; сервісне роз'єднання - Service Disconnect; блокування високої напруги - High-Voltage Interlock Loop; контроль після ремонту - Post-Repair Validation.

Перед ремонтом використовують сторінки «Перевірка стану тягової батареї SOH», «Деградація тягової батареї», «Перевірка високовольтної ізоляції електромобіля», «Перевірка системи теплового керування батареєю» та «Пошкодження системи теплового керування батареєю». Зменшення запасу ходу, повільне заряджання або великий розкид напруг ще не означають, що батарею потрібно розкривати.

Для суміжних робіт можуть бути релевантні компоненти охолодження та опалення, охолоджувальні рідини, патрубки системи охолодження, електричні датчики, реле, автохімія, обладнання для СТО та інструмент. Комірки, модулі, BMS, контактори, шини й ущільнення тягової батареї підбирають тільки за VIN, OE-номером, хімією, конфігурацією, версією батареї та заводською процедурою.

Головний принцип: ремонт тягової батареї повинен усунути не лише дефектний модуль, а й причину його пошкодження. Після ремонту перевіряють узгодження комірок, ізоляцію, охолодження, герметичність, контактори, передзаряд, BMS, заряджання, тягу та рекуперацію.

Не розкривайте тягову батарею без високовольтного допуску, ізольованої робочої зони, засобів захисту та заводської процедури.
Не працюйте з батареєю, яка має дим, шипіння, здуття, різке зростання температури, запах електроліту або ознаки теплового розгону.
Не вважайте батарею безпечною після виймання сервісного роз'єднувача - усередині можуть залишатися небезпечні послідовно з'єднані секції.
Не використовуйте металевий неізольований інструмент над відкритими шинами та модулями.
Не кладіть інструмент, кріплення або вимірювальні щупи на батарейні модулі.
Не замінюйте комірку або модуль без узгодження хімії, напруги, SOC, ємності, внутрішнього опору і температурної поведінки.
Не заряджайте окремі модулі універсальним зарядним пристроєм без контрольованої процедури для конкретної хімії.
Не використовуйте герметик, який не відповідає вимогам електроізоляції, хімічної сумісності, вогнестійкості та сервісної технології.
Не виконуйте випробування герметичності надмірним тиском - можна пошкодити корпус, охолоджувальні плити або клапани.
Не повертайте батарею в автомобіль без перевірки ізоляції, герметичності, температурних датчиків, BMS та повного діагностичного звіту.

Зміст

Що входить до ремонту тягової батареї
Будова батарейного блока
Хімія акумуляторних комірок
Ремонт чи заміна батареї
Ознаки несправності
Коли проблема не в батареї
Повна діагностика до ремонту
Дані BMS
Напруги комірок
SOH і фактична ємність
Внутрішній опір
Температури батареї
Опір ізоляції
Контактори та передзаряд
BMS і модулі моніторингу
Система теплового керування
Вода, охолоджувальна рідина та корозія
Батарея після ДТП
Теплове пошкодження
Карантин і безпечне зберігання
Підготовка до ремонту
Знеструмлення автомобіля
Демонтаж тягової батареї
Переміщення батареї
Зовнішній огляд
Очищення перед розкриттям
Розкриття корпуса
Внутрішні зони небезпеки
Секціонування батареї
Внутрішнє дефектування
Модуль чи окрема комірка
Узгодження змінного модуля
Узгодження SOC
Узгодження ємності
Узгодження внутрішнього опору
Заміна батарейного модуля
Заміна окремої комірки
Шини та міжмодульні з'єднання
Вимірювальні проводи й роз'єми
Ремонт BMS
Ремонт контакторного блока
Піротехнічний і силовий запобіжники
Датчик струму батареї
Температурні датчики
Охолоджувальні плити
Теплопровідний матеріал
Ізоляційні та вогнезахисні елементи
Ремонт корпуса
Клапан вирівнювання тиску
Очищення всередині батареї
Складання батареї
Моменти затягування
Герметизація корпуса
Перевірка герметичності
Контроль ізоляції після складання
Програмування та кодування
Балансування після ремонту
Установлення батареї в автомобіль
Перший запуск
Зарядний тест
Перевірка під навантаженням
Швидке заряджання
Перевірка рекуперації
Тепловий тест
Контроль після ремонту
Базовий алгоритм ремонту
Типові помилки
Товарні групи TESMA
Часті питання

Що входить до ремонту тягової батареї

Залежно від конструкції та результатів діагностики ремонт може включати:

заміщення дефектного модуля;
заміщення окремої комірки, якщо це передбачено технологією;
відновлення міжмодульних шин;
ремонт вимірювальної проводки;
заміщення плати моніторингу комірок;
ремонт або заміну BMS;
заміщення контакторів;
ремонт кола передзаряду;
заміщення піротехнічного запобіжника;
ремонт високовольтного розподільного блока;
заміщення датчика струму;
заміщення температурних датчиків;
ремонт охолоджувальних плит;
заміщення теплопровідних матеріалів;
відновлення ізоляційних бар'єрів;
ремонт корпуса;
відновлення герметичності;
заміщення клапана вирівнювання тиску;
очищення та усунення корозії;
програмування й адаптацію BMS.

Будова батарейного блока

Тягова батарея може містити:

циліндричні, призматичні або пакетні комірки;
модулі або безмодульну конструкцію Cell-to-Pack;
силові шини;
вимірювальні проводи;
блоки CMU;
центральний BMS;
контактори позитивної та негативної шин;
контактор або резистор передзаряду;
силовий запобіжник;
піротехнічний роз'єднувач;
датчик струму;
сервісний роз'єднувач;
високовольтні роз'єми;
HVIL;
охолоджувальні плити;
патрубки та колектори;
теплопровідний матеріал;
вогнезахисні бар'єри;
клапани вирівнювання тиску;
несний і герметичний корпус.

Хімія акумуляторних комірок

У тягових батареях можуть використовуватися:

літій-залізо-фосфатні комірки LFP;
нікель-марганець-кобальтові комірки NMC;
нікель-кобальт-алюмінієві комірки NCA;
інші літій-іонні системи;
у старіших гібридних системах - нікель-металогідридні модулі.

Комірки різної хімії, напруги, формату, виробника або покоління не взаємозамінні. Навіть зовні однаковий модуль може мати іншу криву напруги, ємність, внутрішній опір, температурний режим і програмну конфігурацію BMS.

Ремонт чи заміна батареї

Ремонт може бути доцільним, якщо:

дефект локалізований у модулі, контакторі, BMS або охолодженні;
інші модулі мають достатній залишковий ресурс;
корпус не має критичної деформації;
відсутні ознаки поширеного теплового пошкодження;
немає значної корозії по всій батареї;
доступний сумісний модуль;
можна відновити заводську герметичність;
можна провести повний контроль після ремонту.

Повна заміна може бути безпечнішою при поширеному затопленні, тепловому розгоні, великій кількості слабких модулів, деформації несного корпуса, пошкодженні значної частини охолодження або відсутності сумісних ремонтних компонентів.

Ознаки несправності

запас ходу різко зменшився;
автомобіль не переходить у Ready;
потужність обмежена;
заряджання не починається;
заряджання переривається;
швидке заряджання різко сповільнюється;
SOC змінюється стрибками;
після заряджання SOC швидко падає;
великий розкид напруг комірок;
один модуль швидше заряджається або розряджається;
одна зона батареї перегрівається;
температура окремого датчика неправдоподібна;
з'являється помилка ізоляції;
не замикаються контактори;
не завершується передзаряд;
виявляється витік охолоджувальної рідини;
після ДТП з'являються батарейні коди;
знизу автомобіля видно пошкодження корпуса.

Коли проблема не в батареї

Подібні симптоми можуть спричиняти:

несправна батарея 12 В;
помилка зарядного порту;
несправний бортовий зарядний пристрій;
зовнішня зарядна станція;
пошкоджений зарядний кабель;
несправний інвертор;
помилка теплового керування;
низька або висока температура батареї;
програмне обмеження;
помилка шлюзу або CAN-зв'язку;
пошкодження високовольтного кабелю поза батареєю.

Повна діагностика до ремонту

До демонтажу зберігають:

усі коди BMS і CMU;
стоп-кадри;
напруги всіх комірок або груп;
мінімальну, максимальну та середню напругу;
розкид напруг;
температури всіх датчиків;
SOC і SOH;
доступну енергію;
оцінену ємність;
внутрішні опори, якщо доступні;
максимальну дозволену потужність заряду і розряду;
струм батареї;
стан контакторів;
стан передзаряду;
значення ізоляції;
причину обмеження потужності;
історію швидкого заряджання та перегрівів, якщо вона доступна.

Дані BMS

BMS може показувати:

напругу кожної комірки або паралельної групи;
температуру окремих зон;
ступінь балансування;
струм заряду і розряду;
оцінену ємність;
мінімальний і максимальний SOC комірок;
внутрішній опір;
кількість циклів;
накопичений енергетичний обіг;
історію перенапруги та глибокого розряду;
історію перегрівів;
стан контакторів;
стан HVIL;
стан ізоляції;
причину аварійного відключення.

Напруги комірок

Напруги оцінюють:

після тривалого спокою;
при низькому SOC;
при середньому SOC;
під час заряджання;
під час прискорення;
під час рекуперації;
після прогрівання;
при однаковій температурі модулів.

Комірка може мати нормальну напругу без навантаження, але надмірно просідати під струмом. Тому рішення про заміну не приймають лише за одним статичним показником.

SOH і фактична ємність

SOH є розрахунковим параметром. Для підтвердження стану використовують:

дані BMS;
виміряну енергію повного контрольованого циклу;
заряджені та віддані ампер-години;
втрати енергії;
поведінку при низькому SOC;
поведінку при високому навантаженні;
порівняння модулів;
температурну залежність.

Внутрішній опір

Підвищений внутрішній опір спричиняє:

просідання напруги під навантаженням;
швидке досягнення верхньої напруги при заряджанні;
підвищене тепловиділення;
обмеження потужності;
нерівномірну рекуперацію;
зменшення доступної енергії.

Порівняння виконують при однакових SOC і температурі. Дані різних умов не можна безпосередньо зіставляти.

Температури батареї

Перевіряють:

мінімальну температуру;
максимальну температуру;
середню температуру;
розкид між модулями;
швидкість нагрівання;
реакцію на роботу помпи;
реакцію на охолодження чилером;
реакцію на підігрів;
правдоподібність після холодного простою;
локальну температуру під час заряджання.

Опір ізоляції

Зниження ізоляції може бути пов'язане з:

охолоджувальною рідиною всередині корпуса;
водою після затоплення;
корозією шин;
пошкодженням комірки;
забрудненням сервісного роз'єднувача;
пошкодженим високовольтним роз'ємом;
пошкодженою ізоляційною панеллю;
перетертим внутрішнім кабелем;
деформацією корпуса;
несправністю вимірювання ізоляції.

Перед розкриттям намагаються локалізувати позитивну або негативну сторону витоку за доступною заводською процедурою.

Контактори та передзаряд

Перевіряють:

опір котушок;
керувальну напругу;
механічне замикання;
зварювання контактів;
падіння напруги;
опір силових контактів;
час замикання;
стан допоміжних контактів;
резистор передзаряду;
контактор передзаряду;
швидкість підйому напруги DC-шини;
коди невдалого передзаряду.

BMS і модулі моніторингу

Неправдивий код комірки може спричиняти:

обрив sense wire;
поганий контакт роз'єму;
корозія;
пошкодження CMU;
помилка живлення плати;
порушення ізоляції вимірювального кола;
мережева помилка;
програмна несправність;
реальний дефект комірки.

До заміни модуля порівнюють значення BMS із незалежним вимірюванням у дозволених контрольних точках.

Система теплового керування

Причиною нерівномірної температури можуть бути:

низький рівень рідини;
повітряна пробка;
несправна помпа;
закритий клапан;
заблокований канал;
пошкоджена охолоджувальна плита;
поганий контакт модуля з плитою;
неправильний теплопровідний матеріал;
несправний чилер або холодильний контур;
помилковий температурний датчик.

Вода, охолоджувальна рідина та корозія

При виявленні рідини потрібно визначити:

джерело проникнення;
тип рідини;
тривалість впливу;
поширення по корпусу;
стан шин;
стан роз'ємів;
стан ізоляційних матеріалів;
стан BMS і CMU;
наявність електроліту від пошкодженої комірки;
можливість надійного очищення та сушіння.

Просте висушування не відновлює пошкоджену ізоляцію і не зупиняє корозію, яка вже почалася.

Батарея після ДТП

Перевіряють:

деформацію днища;
удар у бічну частину корпуса;
пошкодження кріплень;
зміщення модулів;
пошкодження охолоджувальних плит;
пошкодження високовольтних роз'ємів;
спрацювання пірозапобіжника;
стан клапанів і вентиляції;
ізоляцію;
температури після події;
ознаки внутрішнього короткого замикання.

Теплове пошкодження

Ознаки:

зміна кольору корпуса модуля;
плавлення ізоляції;
здуття комірок;
пошкодження вентиляційних елементів;
сліди газовиділення;
запах електроліту;
потемніння шин;
пошкодження вогнезахисних бар'єрів;
локальна деформація охолоджувальної плити;
неправдоподібна температурна історія BMS.

Батарею з ознаками активного теплового розгону не ремонтують у звичайній робочій зоні. Виконують аварійну процедуру, евакуацію та залучення відповідних служб.

Карантин і безпечне зберігання

Пошкоджену батарею розміщують:

у визначеній ізольованій зоні;
на негорючій основі;
подалі від будівель, людей і горючих матеріалів;
з контролем температури;
з обмеженням доступу;
з урахуванням місцевих пожежних і екологічних вимог;
із документованим станом SOC;
із планом реагування на повторне нагрівання.

Підготовка до ремонту

Зберегти повний діагностичний звіт.
Записати всі напруги і температури.
Зафіксувати SOC і SOH.
Записати номер та версію батареї.
Визначити хімію комірок.
Отримати заводську процедуру.
Підготувати ізольовану робочу зону.
Підготувати підйомний стіл.
Підготувати ізольований інструмент.
Підготувати засоби контролю температури.
Підготувати заглушки для роз'ємів і патрубків.
Підготувати нові ущільнення та дозволений герметик.
Підготувати обладнання для перевірки герметичності.
Визначити план карантину пошкоджених модулів.

Знеструмлення автомобіля

Припинити заряджання.
Від'єднати зарядний кабель.
Вимкнути дистанційне передкондиціонування.
Перевести автомобіль у сервісний стан.
Віддалити ключ або заблокувати доступ.
Від'єднати низьковольтне живлення за процедурою.
Вийняти сервісний роз'єднувач.
Заблокувати повторне підключення.
Дочекатися встановленого часу розрядження.
Фізично перевірити відсутність напруги в доступних точках.

Демонтаж тягової батареї

Залежно від автомобіля від'єднують:

високовольтні роз'єми;
низьковольтні роз'єми;
HVIL;
патрубки охолодження;
захисні панелі;
аеродинамічні елементи;
кріплення до кузова;
заземлювальні з'єднання;
додаткові магістралі теплового керування.

Батарею підтримують підйомним столом по визначених точках. Не допускають згинання корпуса, перекосу, падіння або підвішування за патрубки й роз'єми.

Переміщення батареї

Під час переміщення:

фіксують батарею на платформі;
захищають високовольтні роз'єми;
закривають патрубки;
не ставлять батарею на пошкоджені зони;
не перевертають без дозволеної процедури;
контролюють температуру;
не залишають батарею без нагляду в загальній майстерні;
дотримуються вимог до транспортування небезпечних вантажів.

Зовнішній огляд

До розкриття перевіряють:

деформацію піддона;
тріщини;
сліди удару;
пошкодження кріплень;
сліди витоку;
корозію;
пошкодження високовольтних роз'ємів;
стан сервісного роз'єднувача;
стан клапанів тиску;
ознаки перегріву;
сліди попереднього відкривання;
відповідність номера автомобілю.

Очищення перед розкриттям

Зовнішню поверхню очищують так, щоб:

бруд не потрапив усередину;
не пошкодити клапани та мембрани;
не залити роз'єми;
не створити провідний залишок;
не приховати сліди витоку;
зберегти можливість аналізу місця проникнення води.

Розкриття корпуса

Перед зняттям кришки:

перевіряють температуру всіх доступних зон;
контролюють відсутність газовиділення;
видаляють кріплення у заводській послідовності;
не пошкоджують ущільнювальну площину;
не вводять металевий інструмент глибоко під кришку;
враховують можливі приклеєні джгути та бар'єри;
піднімають кришку контрольовано;
фіксують початковий стан ущільнення.

Внутрішні зони небезпеки

Після відкривання небезпечними залишаються:

послідовно з'єднані модулі;
відкриті силові шини;
контактори та силові запобіжники;
секції до і після сервісного роз'єднувача;
заряджені конденсатори внутрішньої електроніки;
пошкоджені або нестабільні комірки;
струмопровідна рідина;
гострі краї корпуса;
сильні пружні елементи кріплення модулів.

Секціонування батареї

За заводською процедурою батарею поділяють на секції з нижчою напругою. При цьому:

знімають лише визначені перемички;
підтверджують напругу кожної секції;
закривають відкриті контакти ізоляційними кожухами;
маркують позитивні та негативні сторони;
виключають випадкове повторне з'єднання;
перевіряють відсутність напруги між робочими зонами.

Внутрішнє дефектування

Оглядають:

модулі та комірки;
здуття;
сліди вентиляції комірок;
потемніння;
корозію;
шини;
вимірювальні проводи;
роз'єми CMU;
контактори;
силові запобіжники;
охолоджувальні плити;
теплопровідні матеріали;
ізоляційні бар'єри;
вогнезахисні елементи;
внутрішні сліди води та рідини.

Модуль чи окрема комірка

Рівень ремонту залежить від конструкції:

у деяких батареях модуль замінюється в зборі;
в інших допускається ремонт внутрішніх з'єднань;
окрема комірка може бути зварена у нерозбірну групу;
у Cell-to-Pack конструкції окремий модуль відсутній;
структурна батарея може бути частиною кузова;
виробник може забороняти внутрішній ремонт.

Узгодження змінного модуля

Сумісність перевіряють за:

хімією;
виробником комірок;
апаратною ревізією;
кількістю послідовних і паралельних груп;
номінальною напругою;
ємністю;
внутрішнім опором;
SOC;
SOH;
кількістю циклів;
температурною історією;
конструкцією охолодження;
розташуванням датчиків;
програмною сумісністю BMS.

Узгодження SOC

Велика різниця SOC між старими і новим модулем може спричинити:

різкий перерозподіл струму після з'єднання;
іскріння;
перегрів шин;
миттєву помилку розбалансування;
досягнення граничної напруги одним модулем;
зменшення доступної ємності всієї батареї.

SOC вирівнюють контрольованою процедурою для конкретної хімії та конструкції. Універсальної напруги вирівнювання для всіх батарей немає.

Узгодження ємності

Модуль із значно більшою або меншою ємністю може:

досягати межі заряду раніше за інші;
досягати межі розряду раніше за інші;
спотворювати оцінку SOC;
спричиняти повторні коди;
обмежувати зарядну і тягову потужність;
створювати нерівномірне тепловиділення.

Узгодження внутрішнього опору

Модулі порівнюють при однакових температурі та SOC. Значно вищий опір змінного або сусідніх модулів призводить до нерівномірного розподілу потужності та температури.

Заміна батарейного модуля

Загальна професійна процедура включає:

Підтвердити несправність модуля.
Секціонувати батарею.
Перевірити напругу робочої секції.
Закрити сусідні шини ізоляційними кожухами.
Від'єднати вимірювальний роз'єм.
Від'єднати температурні датчики.
Зняти міжмодульні шини.
Від'єднати охолодження, якщо воно інтегроване.
Зняти кріплення модуля.
Оглянути посадкову поверхню та охолоджувальну плиту.
Встановити узгоджений модуль.
Відновити тепловий контакт.
Встановити нові ізоляційні елементи.
Затягнути шини за заводською процедурою.
Перевірити напруги до повного з'єднання.

Заміна окремої комірки

Заміна окремої комірки допустима лише тоді, коли:

конструкція модуля розбірна;
виробник або спеціалізована технологія передбачає такий ремонт;
можливо відновити заводське електричне з'єднання;
можливо відновити механічне стискання;
можливо відновити охолодження;
можливо узгодити комірку за параметрами;
можливо виконати контроль ізоляції та герметичності.

Саморобне паяння, випадкове точкове зварювання або зміна конструкції струмознімачів може спричинити локальний перегрів і пожежу.

Шини та міжмодульні з'єднання

Перевіряють:

корозію;
потемніння від нагрівання;
тріщини;
деформацію;
стан покриття;
контактні поверхні;
опір з'єднання;
правильність ізоляційних кришок;
заводські моменти затягування;
наявність слідів дуги.

Вимірювальні проводи й роз'єми

Перевіряють:

обриви;
пошкодження ізоляції;
затиснення під кришкою;
корозію контактів;
правильну нумерацію каналів;
надійність вторинних фіксаторів;
стан запобіжних елементів sense wire;
відповідність напруги каналу реальній напрузі комірки;
ізоляцію від силових шин.

Ремонт BMS

Ремонт або заміна BMS може знадобитися при:

відсутності зв'язку;
пошкодженні живлення;
помилковому вимірюванні комірок;
помилкових температурах;
несправності керування контакторами;
пошкодженні CAN;
корозії плати;
пошкодженні після перенапруги;
невдалому програмуванні;
внутрішній помилці пам'яті.

Після заміни можуть бути потрібні прив'язка до VIN, параметризація типу батареї, завантаження калібрувань і синхронізація з VCU та зарядною системою.

Ремонт контакторного блока

Заміщенню можуть підлягати:

позитивний контактор;
негативний контактор;
контактор передзаряду;
резистор передзаряду;
допоміжні контакти;
внутрішні шини;
низьковольтний джгут;
корпус розподільного блока.

Контактор із звареними або перегрітими контактами не відновлюють очищенням силових поверхонь, якщо така процедура не передбачена виробником.

Піротехнічний і силовий запобіжники

Перед заміною визначають причину спрацювання:

ДТП;
коротке замикання;
надмірний струм;
помилка керування;
пошкодження високовольтного компонента;
попередній некваліфікований ремонт.

Новий запобіжник не встановлюють до усунення первинної причини.

Датчик струму батареї

Перевіряють:

нульове зміщення при відсутності струму;
напрямок струму;
відповідність зовнішньому еталону;
лінійність;
температурну стабільність;
живлення і масу;
роз'єм;
правильне положення шини в датчику;
потребу в калібруванні після заміни.

Температурні датчики

Перевіряють:

правдоподібність після тривалого спокою;
опір при відомій температурі;
плавність зміни;
контакт із модулем;
положення в кріпленні;
обрив або коротке замикання;
пошкодження проводки;
ізоляцію від високовольтних частин.

Охолоджувальні плити

Контролюють:

тріщини;
деформацію;
внутрішнє блокування;
корозію;
сліди витоку;
герметичність штуцерів;
площинність;
контакт із модулем;
відсутність перетискання каналу;
правильний напрямок потоку.

Теплопровідний матеріал

Матеріал між модулем і плитою повинен мати:

визначену товщину;
потрібну теплопровідність;
електричну ізоляцію;
сумісність з охолоджувальною рідиною;
стійкість до старіння;
відсутність пустот;
правильне стискання після монтажу.

Звичайна термопаста або випадкова прокладка не замінює заводський матеріал.

Ізоляційні та вогнезахисні елементи

Перевіряють:

ізоляційні плівки;
бар'єри між модулями;
захист силових шин;
вогнезахисні мати;
теплові екрани;
кришки контактів;
діелектричні опори;
захист джгутів від перетирання.

Пошкоджені елементи не замінюють випадковим пластиком або ізоляційною стрічкою.

Ремонт корпуса

При дефектуванні корпуса перевіряють:

несну геометрію;
деформацію піддона;
тріщини;
різьбові точки;
місця кріплення до кузова;
площинність ущільнювального фланця;
корозію;
пошкодження захисного покриття;
стан дренажних і вентиляційних елементів;
можливість підтвердити міцність після ремонту.

Ремонт несного корпуса після сильного удару допускається лише за технологією, яка відновлює геометрію, міцність, корозійний захист і герметичність.

Клапан вирівнювання тиску

Клапан повинен:

компенсувати повільні зміни тиску;
обмежувати проникнення води та пилу;
не бути заблокованим герметиком;
не мати механічного пошкодження;
відповідати напрямку встановлення;
забезпечувати заводський клас захисту корпуса.

Очищення всередині батареї

Під час очищення:

використовують сумісні матеріали;
не залишають струмопровідний залишок;
не пошкоджують ізоляцію шин;
не зволожують справні модулі;
видаляють продукти корозії;
повністю висушують корпус;
перевіряють приховані порожнини;
не маскують сліди витоку без усунення джерела.

Складання батареї

Перед закриванням:

перевіряють усі напруги модулів;
перевіряють полярність;
встановлюють шини у правильній послідовності;
підключають sense wire;
підключають температурні датчики;
встановлюють ізоляційні кришки;
відновлюють охолоджувальні з'єднання;
перевіряють HVIL;
перевіряють відсутність інструменту та кріплення всередині;
виконують контроль опору ізоляції.

Моменти затягування

За заводськими значеннями затягують:

міжмодульні шини;
контакторні з'єднання;
силовий запобіжник;
датчик струму;
сервісний роз'єднувач;
високовольтні роз'єми;
кріплення модулів;
охолоджувальні колектори;
кришку батареї;
кріплення батареї до кузова.

Надмірне затягування може пошкодити полюс комірки, різьбу або ізолятор. Недостатнє затягування спричиняє нагрівання та електричну дугу.

Герметизація корпуса

Перед нанесенням герметика:

видаляють старий матеріал;
не пошкоджують ущільнювальну площину;
очищують і знежирюють дозволеним засобом;
контролюють безперервність валика;
дотримуються товщини;
обходять отвори у правильному напрямку;
дотримуються відкритого часу;
затягують кришку за схемою;
витримують час полімеризації.

Перевірка герметичності

Використовують дозволений метод:

контроль падіння тиску;
контроль вакууму;
пошук витоку трасувальним газом;
перевірку окремого контуру охолодження;
контроль клапана вирівнювання тиску.

Випробувальний тиск і допустимий витік визначаються конструкцією батареї. Надмірне нагнітання може пошкодити корпус.

Контроль ізоляції після складання

Перевіряють:

ізоляцію позитивної шини від корпуса;
ізоляцію негативної шини від корпуса;
стабільність значення;
вплив підключення охолодження;
вплив сервісного роз'єднувача;
відсутність витоку через датчики та джгути;
відповідність заводському порогу.

Програмування та кодування

Після ремонту можуть знадобитися:

прив'язка BMS до VIN;
кодування конфігурації батареї;
реєстрація нового модуля;
завантаження калібрувань;
оновлення програмного забезпечення;
синхронізація з VCU;
синхронізація із зарядною системою;
ініціалізація датчика струму;
скидання транспортного або аварійного режиму;
виконання сервісної процедури після пірозапобіжника.

Дані деградації або SOH не скидають штучно без підтвердження фактичної ємності. Неправильне обнулення може приховати реальний стан батареї.

Балансування після ремонту

Після заміни модуля перевіряють:

початковий розкид напруг;
поведінку при заряджанні;
поведінку при розряджанні;
активні канали балансування;
температуру модуля;
час вирівнювання;
повторний розкид після спокою.

Вбудоване пасивне балансування BMS має обмежену потужність і не може швидко виправити значну різницю SOC або ємності.

Установлення батареї в автомобіль

Контролюють:

правильні точки підйому;
відсутність перекосу;
стан кріплень;
моменти затягування;
підключення охолодження;
підключення високовольтних роз'ємів;
підключення низьковольтного джгута;
HVIL;
заземлення;
відсутність натягу кабелів;
правильне встановлення захисних панелей.

Перший запуск

При першому відновленні системи контролюють:

напругу батареї 12 В;
зв'язок із BMS;
напруги всіх комірок;
температури;
HVIL;
значення ізоляції;
стан контакторів;
передзаряд;
напругу DC-шини;
відсутність запаху, диму і нагрівання;
роботу помпи;
нові коди несправностей.

Зарядний тест

Спочатку використовують контрольоване AC-заряджання та перевіряють:

запитаний струм;
фактичний струм;
напруги комірок;
розкид напруг;
температури;
активність балансування;
роботу охолодження;
дозволену зарядну потужність;
відсутність помилки ізоляції;
стабільність SOC.

Перевірка під навантаженням

Під час дорожнього або стендового тесту контролюють:

струм батареї;
просідання мінімальної комірки;
розкид напруг;
дозволену потужність розряду;
температури модулів;
поведінку при низькому SOC;
поведінку при високому навантаженні;
відсутність повторних кодів;
стабільність ізоляції.

Швидке заряджання

DC-заряджання перевіряють лише після успішного низькопотужного тесту. Контролюють:

дозвіл BMS;
запитану та фактичну потужність;
максимальну напругу комірки;
розкид напруг;
температури модулів;
роботу чилера і помпи;
причину можливого обмеження;
відсутність локального перегріву;
стабільність ізоляції;
штатне завершення сеансу.

Перевірка рекуперації

Перевіряють:

дозволену потужність заряду;
фактичний струм рекуперації;
напругу максимальної комірки;
розкид напруг;
температури;
плавність обмеження рекуперації;
відсутність стрибків SOC;
відсутність повторних кодів.

Тепловий тест

Після заряджання і навантаження контролюють:

мінімальну і максимальну температуру;
розкид температур модулів;
температуру заміненого модуля;
температуру контактних шин;
роботу помпи;
роботу клапанів;
роботу чилера;
відсутність витоків;
відсутність теплового обмеження;
стабільність після зупинки.

Контроль після ремонту

корпус не має деформації;
герметичність підтверджена;
ізоляція відповідає вимогам;
усі модулі мають узгоджені параметри;
розкид напруг допустимий;
температури правдоподібні;
BMS і CMU працюють стабільно;
контактори замикаються штатно;
передзаряд виконується;
HVIL замкнений;
охолодження герметичне;
балансування працює;
AC-заряджання стабільне;
DC-заряджання працює, якщо воно підтримується;
тяга і рекуперація не обмежені несправністю батареї;
активні коди не повертаються.

Базовий алгоритм ремонту

Зафіксувати скаргу та умови появи симптомів.
Виконати повне сканування.
Зберегти коди, стоп-кадри та дані BMS.
Перевірити батарею 12 В.
Виключити несправність зарядної системи.
Виключити несправність інвертора та зовнішніх HV-компонентів.
Проаналізувати напруги всіх комірок.
Проаналізувати температури.
Перевірити SOC і SOH.
Перевірити внутрішній опір.
Перевірити ізоляцію.
Перевірити контактори та передзаряд.
Перевірити BMS і CMU.
Перевірити теплове керування.
Підтвердити внутрішню несправність батареї.
Оцінити доцільність ремонту.
Підготувати ремонтну документацію.
Організувати високовольтну робочу зону.
Визначити план карантину.
Знеструмити автомобіль.
Вийняти сервісний роз'єднувач.
Дочекатися часу розрядження.
Перевірити відсутність напруги.
Від'єднати кабелі та патрубки.
Демонтувати батарею підйомним столом.
Перемістити батарею у спеціальну зону.
Виконати зовнішній огляд.
Очистити корпус.
Перевірити температуру та ознаки газовиділення.
Розкрити корпус за процедурою.
Секціонувати батарею.
Закрити відкриті шини.
Виконати внутрішнє дефектування.
Локалізувати дефектний модуль або компонент.
Перевірити сумісність змінного модуля.
Узгодити SOC.
Узгодити ємність і внутрішній опір.
Замінити модуль або дозволений компонент.
Відремонтувати шини та sense wire.
Відремонтувати BMS або CMU.
Відремонтувати контакторний блок.
Усунути причину спрацювання запобіжника.
Відновити охолодження.
Відновити тепловий контакт модулів.
Замінити пошкоджені ізоляційні бар'єри.
Відремонтувати корпус.
Усунути корозію та джерело води.
Перевірити напруги й полярність.
Зібрати силові з'єднання.
Затягнути шини за заводськими моментами.
Підключити датчики та джгути.
Перевірити внутрішню ізоляцію.
Закрити батарею новим ущільненням.
Виконати перевірку герметичності.
Виконати кінцеву перевірку ізоляції.
Встановити батарею в автомобіль.
Підключити охолодження.
Підключити HV- і LV-роз'єми.
Виконати програмування та адаптації.
Перевірити всі комірки перед першим запуском.
Виконати перший запуск.
Перевірити контактори і передзаряд.
Виконати контрольоване AC-заряджання.
Перевірити батарею під навантаженням.
Перевірити рекуперацію.
Виконати DC-заряджання, якщо безпечно.
Виконати тепловий тест.
Повторно перевірити герметичність і рівень рідини.
Повторно виконати повне сканування.
Задокументувати параметри після ремонту.

Типові помилки

розкривати батарею без повної діагностики;
плутати деградацію батареї з нормальною зимовою втратою запасу ходу;
замінювати модуль лише за одним кодом;
не перевіряти sense wire і CMU;
не порівнювати напругу BMS з незалежним вимірюванням;
не перевіряти внутрішній опір;
порівнювати модулі при різних SOC і температурах;
встановлювати модуль іншої хімії або ревізії;
не узгоджувати SOC;
ігнорувати різницю ємності;
сподіватися, що BMS швидко вирівняє великий дисбаланс;
не перевіряти охолодження;
не усувати джерело води;
лише сушити батарею без оцінки корозії;
ремонтувати батарею з ознаками активного теплового розгону;
не організовувати карантин пошкоджених модулів;
вважати сервісний роз'єднувач повним знеструмленням;
залишати відкриті шини без захисних кожухів;
використовувати неізольований інструмент;
класти кріплення на модулі;
переплутувати полярність;
не маркувати послідовність шин;
повторно використовувати пошкоджені ізоляційні бар'єри;
використовувати звичайну термопасту замість заводського матеріалу;
перетягувати полюси модулів;
не дотримуватися моментів шин;
використовувати випадковий герметик;
пошкоджувати клапан тиску герметиком;
випробовувати корпус надмірним тиском;
не перевіряти герметичність після ремонту;
не перевіряти ізоляцію після складання;
штучно скидати SOH без перевірки ємності;
одразу починати швидке заряджання;
не проводити тест при низькому SOC;
не контролювати температуру зміненого модуля;
передавати автомобіль із повторними кодами.

Товарні групи TESMA

Модулі, комірки, BMS, CMU, контактори, запобіжники, датчики, шини та ущільнення тягової батареї підбирають за VIN, OE-номером, хімією, апаратною ревізією та конфігурацією конкретної батареї. Для суміжних робіт можуть бути корисні:

Ремонт тягової батареї не зводиться до продажу одного модуля. Необхідно встановити причину несправності, перевірити сумісність, відновити охолодження та ізоляцію, герметизувати корпус і підтвердити результат зарядним, навантажувальним та тепловим тестами.

Часті питання

Чи можна ремонтувати тягову батарею електромобіля?

Так, якщо несправність локалізована, конструкція допускає ремонт, доступні сумісні компоненти та можна відновити заводську ізоляцію, герметичність і теплове керування.

Коли батарею краще замінити повністю?

При поширеному затопленні, значній корозії, тепловому пошкодженні, великій кількості слабких модулів, деформації корпуса або неможливості перевірити безпечність ремонту.

Чи достатньо замінити модуль із найнижчою напругою?

Ні. Потрібно підтвердити його поведінку під навантаженням, перевірити sense wire, CMU, температуру, ємність і внутрішній опір.

Чому BMS показує неправильну напругу комірки?

Можливі обрив вимірювального проводу, корозія роз'єму, несправність CMU або реальний дефект комірки.

Чи можна встановити модуль від іншого автомобіля?

Лише при повній сумісності хімії, ревізії, конфігурації, ємності, внутрішнього опору, охолодження та програмного забезпечення.

Навіщо узгоджувати SOC модулів?

Велика різниця SOC може спричинити сильний перерозподіл струму, перегрів шин і негайну помилку розбалансування.

Чи вирівняє BMS сильно розбалансовані модулі?

Не завжди. Пасивне балансування має невелику потужність і призначене для корекції відносно малих відхилень.

Чому новий модуль швидко викликає повторний код?

Він може не відповідати іншим модулям за ємністю, опором, SOC, хімією або температурною поведінкою.

Чи можна замінити одну комірку?

Лише у конструкції, яка допускає такий ремонт, із відновленням заводського з'єднання, механічного стискання, охолодження й ізоляції.

Чому не можна паяти силові з'єднання звичайним паяльником?

Нагрівання може пошкодити комірку, ущільнення та ізоляцію, а з'єднання може не витримати тягового струму.

Що спричиняє помилку ізоляції батареї?

Вода, охолоджувальна рідина, корозія, пошкоджена комірка, внутрішній кабель, забруднений роз'єм або деформований корпус.

Чи достатньо висушити батарею після затоплення?

Ні. Потрібно оцінити корозію, ізоляцію, BMS, шини, комірки та можливість прихованого залишку вологи.

Чи можна ремонтувати батарею після ДТП?

Можна лише після оцінки корпуса, модулів, охолодження, ізоляції, пірозапобіжника та відсутності внутрішнього теплового пошкодження.

Чому спрацьовує піротехнічний запобіжник?

Зазвичай через аварійний сигнал після ДТП або небезпечний високовольтний стан. Перед заміною потрібно встановити причину спрацювання.

Чому не замикаються контактори батареї?

Перевіряють BMS, живлення 12 В, HVIL, ізоляцію, котушки контакторів, допоміжні контакти, передзаряд і аварійний стан.

Що таке помилка передзаряду?

Це невідповідне зростання напруги DC-шини перед замиканням головних контакторів. Причиною можуть бути резистор, контактор, інвертор, кабель або вимірювання напруги.

Чому контактор перегрівається?

Через високий опір силових контактів, недостатнє затягування шин, перевантаження або пошкодження контактної поверхні.

Чи можна повторно використовувати ущільнення кришки?

Лише якщо виробник прямо дозволяє. У багатьох батареях потрібен новий ущільнювач або новий валик герметика.

Навіщо перевіряти герметичність після ремонту?

Негерметичний корпус пропускає воду, пил і вологу, що призводить до корозії, помилок ізоляції та повторної відмови.

Чи можна перевіряти герметичність високим тиском?

Ні. Використовують лише тиск або вакуум, дозволений виробником, щоб не пошкодити корпус і клапани.

Чому батарея перегрівається після заміни модуля?

Можливі невідповідний внутрішній опір, поганий контакт із охолоджувальною плитою, неправильний теплопровідний матеріал або недостатній потік рідини.

Чи потрібно програмувати BMS після ремонту?

Залежить від автомобіля. Можуть знадобитися кодування, реєстрація модуля, адаптація датчика струму, оновлення ПЗ і синхронізація з VCU.

Чи потрібно скидати SOH після заміни модуля?

Лише за передбаченою процедурою і після підтвердження фактичної ємності. Штучне обнулення не відновлює батарею.

Як перевіряють результат ремонту?

Контролюють напруги, температури, ізоляцію, контактори, передзаряд, герметичність, AC- і DC-заряджання, тягу, рекуперацію та поведінку при низькому SOC.

Чому проблема залишилася після заміни модуля?

Причина могла бути у BMS, вимірювальній проводці, охолодженні, контакторах, датчику струму, зарядній системі або іншому високовольтному компоненті.

Чи безпечна батарея після виймання сервісного роз'єднувача?

Ні. Сервісний роз'єднувач поділяє батарею на секції, але всередині кожної секції може залишатися небезпечна напруга.

Що робити при димі, шипінні або різкому нагріванні батареї?

Припинити звичайні ремонтні роботи, евакуювати людей, виконати аварійну процедуру та залучити відповідні служби. Таку батарею не розкривають у майстерні.

Пов'язані сторінки бази знань TESMA

Що ще почитати по цій темі

Висновок

Ремонт тягової батареї електромобіля починають із повної діагностики напруг, температур, SOH, внутрішнього опору, ізоляції, контакторів, BMS і системи теплового керування. Розкривати батарею до локалізації несправності недоцільно та небезпечно.

Якісний ремонт передбачає узгодження змінного модуля, правильне відновлення шин, вимірювальних кіл, охолодження, ізоляції, корпуса й герметизації. Результат підтверджують стабільним передзарядом, нормальною роботою контакторів, допустимим розкидом комірок, AC- і DC-заряджанням, навантажувальним і тепловим тестами та відсутністю повторних кодів.