Автомобиль / Силовая установка / Гибридная силовая установка / Симптомы - Гибридная силовая установка / Снизился запас хода на электротяге

Снизился запас хода на электротяге

Снижение запаса хода на электротяге - симптом, при котором гибрид или подключаемый гибрид проходит меньшее расстояние на электрической энергии, чем раньше, либо бортовой компьютер после зарядки показывает меньший прогнозируемый пробег. English-поле этой страницы в Генеральной карте TESMA не заполнено, а русское каноническое название полностью передает содержание, поэтому отдельный англоязычный термин здесь не вводим.

Главное - отличить реальное уменьшение электрического пробега от изменения цифры на дисплее. Прогноз зависит от предыдущего расхода энергии, температуры, отопления, кондиционирования, скорости, маршрута и стиля движения. Поэтому меньшая цифра после зарядки сама по себе не доказывает деградацию высоковольтной батареи.

Эта страница относится именно к гибридной силовой установке. Для полностью электрического автомобиля в структуре TESMA предусмотрена отдельная страница «Запас хода электромобиля резко уменьшился».

В каких автомобилях симптом наиболее показателен

Проще всего оценивать электрический пробег у подключаемого гибрида, который регулярно заряжается от внешнего источника и может проходить заметную дистанцию без работы ДВС.

У обычного гибрида водитель чаще замечает:

ДВС стал запускаться раньше;
автомобиль реже остается на электротяге;
электрический режим отключается при меньшей нагрузке;
быстрее меняется уровень заряда батареи;
изменилась рекуперация;
вырос расход топлива на тех же маршрутах.

Сначала определить - изменилась цифра или реальный пробег

Уменьшился только прогноз

Если после зарядки дисплей показывает меньшую дистанцию, но реальный пробег практически не изменился, причиной может быть алгоритм прогнозирования.

Он может учитывать:

последние поездки;
средний расход энергии;
температуру;
работу отопления и кондиционера;
городской или трассовый режим;
рельеф;
другие данные конкретного автомобиля.

Фактический пробег тоже уменьшился

Если в сопоставимых условиях автомобиль действительно проходит меньше до запуска ДВС или завершения доступного электрического режима, нужно проверить:

расход энергии;
температуру батареи;
доступную энергию батареи;
рекуперацию;
механическое сопротивление движению;
климатические потребители;
состояние высоковольтной батареи;
инвертор и тяговый электродвигатель при наличии дополнительных признаков.

Сравнивать нужно одинаковые условия

Некорректно сравнивать летний запас хода с зимним и сразу переводить разницу в процент деградации батареи.

Для сравнения должны быть близкими:

наружная температура;
температура автомобиля перед стартом;
начальный уровень заряда;
маршрут;
средняя скорость;
дорожный трафик;
работа отопления;
работа кондиционера;
нагрузка автомобиля;
давление в шинах;
стиль движения.

Холодная погода

Зимой запас хода может уменьшаться и у полностью исправного автомобиля.

Причины:

другой температурный режим батареи;
ограничение доступной мощности;
расход энергии на отопление;
обогрев батареи, если он предусмотрен;
увеличение сопротивления движению;
более частое включение ДВС на отдельных гибридах.

Высокая температура

В жару энергия расходуется на кондиционирование салона и тепловое управление высоковольтной батареей.

Если одновременно есть перегрев, используется страница «Батарея гибрида перегревается».

Отопление

В короткой зимней поездке отопление может составлять заметную часть общего расхода энергии.

Влияют:

заданная температура;
температура воздуха;
длительность поездки;
обогрев стекол;
другие электрические обогреватели;
конструкция системы отопления;
стратегия запуска ДВС.

Кондиционер

При высокой температуре кондиционер и охлаждение батареи увеличивают энергопотребление, особенно в пробках и при коротких поездках.

Скорость

На высокой скорости увеличивается аэродинамическое сопротивление. Поэтому запас хода по трассе может быть заметно меньше, чем при более спокойном городском движении.

Ветер, дождь и мокрая дорога

Расход увеличивают:

сильный встречный ветер;
дождь;
вода на дороге;
снег;
другие условия, увеличивающие сопротивление движению.

Рельеф

Подъем требует дополнительной энергии. При спуске часть энергии можно вернуть через систему рекуперации, однако возврат не является полным.

Груз и внешнее оборудование

Расход может увеличиваться из-за:

тяжелого багажа;
дополнительных пассажиров;
багажника на крыше;
бокса на крыше;
велосипедного крепления;
других изменений массы и аэродинамики.

Давление в шинах

Пониженное давление увеличивает сопротивление качению.

Если автомобиль стал хуже катиться и одновременно вырос расход энергии, сначала нужно проверить базовое техническое состояние.

Подклинивание тормозов

Постоянное тормозное сопротивление может заметно уменьшать электрический пробег.

Дополнительные признаки:

автомобиль хуже катится накатом;
одно колесо нагревается сильнее;
может появиться запах перегрева;
растет расход энергии;
автомобиль может уводить в сторону.

Подшипники и механическое сопротивление

Повышенный расход могут создавать:

колесный подшипник;
тормозной механизм;
неправильные углы установки колес;
поврежденная шина;
узлы трансмиссии;
другие механические причины.

В TESMA трансмиссия является отдельным верхним разделом, поэтому механическое сопротивление не нужно автоматически относить к неисправности гибридной системы.

Высоковольтная батарея

Если условия эксплуатации не объясняют изменение, одним из основных направлений становится высоковольтная батарея.

Возможны:

уменьшение доступной энергии из-за старения;
неравномерная деградация групп;
слабый модуль;
повышенный внутренний сопротивление;
температурное ограничение;
неисправность охлаждения;
изменение рабочего диапазона заряда защитной стратегией;
другая внутренняя неисправность.

100% на дисплее не означает новую батарею

100% означает верхнюю границу рабочего диапазона, доступного пользователю.

Это не означает:

100% первоначальной емкости;
отсутствие деградации;
идеальное состояние всех групп;
отсутствие внутренних ограничений.

Уровень заряда и состояние батареи

Это разные параметры. Батарея может быть заряжена до верхней пользовательской границы, но иметь меньшую доступную энергию из-за старения.

Деградация батареи

При деградации высоковольтной батареи могут изменяться:

доступная энергия;
поведение под нагрузкой;
внутреннее сопротивление;
температурное поведение;
разрешенная мощность;
частота запуска ДВС;
реальный электрический пробег.

Но один симптом не доказывает деградацию.

Слабый модуль

Слабая группа способна ограничивать полезный диапазон всего пакета.

Под нагрузкой она может:

быстрее снижать напряжение;
раньше достигать нижней рабочей границы;
сильнее нагреваться;
раньше ограничивать электрический режим.

Универсальной разницы напряжения нет

Допустимое различие между батарейными группами зависит от конструкции, химии, температуры, уровня заряда и нагрузки.

Внутреннее сопротивление

Его рост может увеличивать потери и нагрев под нагрузкой.

Но универсального порога для всех гибридных батарей не существует.

Температура батареи

При слишком низкой или высокой температуре система может временно изменять доступную энергию и мощность.

Проверяются:

все доступные температурные датчики;
равномерность температуры;
система охлаждения;
поведение батареи под нагрузкой;
восстановление параметров после нормализации температуры.

Охлаждение батареи

Неисправность высоковольтного охлаждения не всегда сразу вызывает явный перегрев.

Сначала могут появиться:

меньший электрический пробег;
частый запуск ДВС;
слабая рекуперация;
уменьшение доступной мощности;
громкая работа вентилятора батареи.

При необходимости выполняется проверка системы охлаждения батареи.

Слабая рекуперация

Если автомобиль возвращает меньше энергии при торможении, эффективность маршрута может снизиться.

Но слабая рекуперация может быть нормальной при:

высоком уровне заряда;
холодной батарее;
горячей батарее;
низкой разрешенной зарядной мощности;
малой скорости;
работе ABS/ESC;
штатной стратегии торможения.

Лимит мощности зарядки

В диагностике этот параметр может называться Charge Power Limit.

При низком значении рекуперация может быть ограничена даже при исправном инверторе и электродвигателе.

Лимит мощности разрядки

Диагностический параметр может называться Discharge Power Limit.

Его снижение может сопровождаться:

слабой электрической тягой;
более ранним запуском ДВС;
ограничением электрического режима;
изменением поведения под нагрузкой.

Может ли быть виноват инвертор

Да. Генеральная карта TESMA прямо связывает этот симптом со страницей «Неисправность инвертора».

Но уменьшение пробега без DTC, перегрева, потери мощности или других отклонений недостаточно для диагноза инвертора.

Инвертор проверяется внимательнее, если есть:

предупреждение гибридной системы;
DTC;
перегрев инвертора;
нестабильная тяга;
нарушение рекуперации;
аварийное ограничение мощности.

В этом случае используется диагностика инвертора.

Тяговый электродвигатель

Его неисправность также может снижать эффективность, но один только уменьшенный запас хода плохо локализует неисправность именно в электродвигателе.

Дополнительными признаками являются:

DTC;
аномальный шум;
перегрев;
несоответствие заданного и фактического момента;
нестабильная рекуперация;
другие электрические отклонения.

Энергия из розетки не равна емкости батареи

Показания зарядной станции или счетчика включают потери на:

преобразование энергии;
работу зарядного оборудования;
тепловое управление;
вспомогательные потребители;
другие процессы.

Поэтому количество кВт·ч из сети нельзя напрямую переводить в процент деградации батареи.

Зарядка могла завершиться не полностью

У подключаемого гибрида проверяют:

завершилась ли зарядка;
не установлен ли ограниченный уровень;
не сработал ли таймер;
не прерывалась ли зарядка;
нет ли DTC зарядной системы;
одинаковы ли условия зарядки в сравниваемых тестах.

После ремонта или обновления прогноз может измениться

На отдельных автомобилях алгоритм прогноза некоторое время повторно адаптируется после ремонта, обновления программного обеспечения или сброса определенных адаптаций.

Это не означает мгновенного изменения физической емкости батареи.

Не сбрасывать состояние батареи ради красивой цифры

Диагностические процедуры системы управления батареей запускаются только тогда, когда они предусмотрены производителем.

Сброс не восстанавливает:

утраченную емкость;
химический ресурс;
слабый модуль;
неисправное охлаждение.

DTC

Если коды присутствуют, до удаления сохраняются:

полный DTC;
OEM-подкод;
стоп-кадр;
температуры батареи;
уровень заряда;
ток батареи;
разрешенная мощность зарядки и разрядки;
коды других блоков.

DTC не является командой на замену батареи, инвертора или электродвигателя.

Полезные текущие данные

уровень заряда высоковольтной батареи;
общее напряжение;
ток батареи;
температуры;
минимальная и максимальная температура;
лимит мощности зарядки;
лимит мощности разрядки;
напряжения батарейных групп;
расчетный внутренний сопротивление, если доступен;
работа охлаждения;
заданный и фактический момент тягового электродвигателя;
температура инвертора;
температура тягового электродвигателя;
данные рекуперации.

Как сравнить фактический электрический пробег

Использовать один маршрут.
Начинать с одинакового заданного уровня заряда.
По возможности использовать близкую температуру.
Устанавливать одинаковый климатический режим.
Сохранять одинаковое давление в шинах.
Использовать близкий темп движения.
Фиксировать фактическую дистанцию.
Фиксировать расход энергии.
Фиксировать момент запуска ДВС или завершения электрического режима.
Повторить тест несколько раз.

30 шагов диагностики

Определить, уменьшился прогноз или реальный пробег.
Определить тип гибрида.
Для электромобиля перейти в отдельный EV-кластер TESMA.
Зафиксировать наружную температуру.
Зафиксировать температуру батареи.
Уточнить работу отопления и кондиционера.
Сравнить маршруты.
Сравнить среднюю скорость.
Уточнить стиль движения.
Проверить давление в шинах.
Проверить механическое сопротивление.
Исключить подклинивание тормозов.
Учесть дополнительный груз.
Подтвердить полную зарядку подключаемого гибрида.
Проверить заданный предел зарядки.
Выполнить полное сканирование блоков.
Сохранить DTC и стоп-кадры.
Проверить уровень заряда.
Проверить температуры.
Проверить ток батареи.
Проверить лимит мощности зарядки.
Проверить лимит мощности разрядки.
Проверить охлаждение батареи.
Сравнить батарейные группы под соответствующей нагрузкой.
Оценить признаки деградации.
Проверить рекуперацию.
При соответствующих признаках проверить инвертор.
При необходимости проверить тяговый электродвигатель.
Выполнить повторяемый контрольный маршрут.
Только после подтверждения причины переходить к ремонту.

Пять сервисных случаев

Случай 1 - уменьшилась только цифра прогноза

После нескольких коротких зимних поездок с интенсивным отоплением дисплей стал показывать значительно меньший пробег.

Контрольная поездка в сопоставимых условиях показала гораздо меньшую реальную разницу.

Вывод: алгоритм прогноза изменился из-за предыдущего высокого расхода.

Случай 2 - причина в тормозном сопротивлении

Батарейные параметры не показывали убедительной деградации, но электрический расход вырос.

При осмотре одно колесо оказалось заметно горячее остальных.

Вывод: уменьшение пробега было следствием механической проблемы.

Случай 3 - проблема появлялась только в жару

В прохладную погоду автомобиль работал нормально. В жару электрический режим завершался раньше.

Диагностика показала высокую температуру батареи и проблему охлаждения.

Вывод: батарейные модули не нужно было менять до проверки теплового режима.

Случай 4 - реальная деградация батареи

Несколько одинаковых контрольных поездок подтвердили стабильное уменьшение доступного электрического пробега.

Диагностика высоковольтной батареи подтвердила системные признаки старения.

Вывод: вывод о деградации был сделан по совокупности данных, а не по цифре на дисплее.

Случай 5 - запас хода и ошибка инвертора

Одновременно с уменьшением электрического пробега появились DTC и периодическое ограничение тяги.

Диагностика была расширена на инвертор и систему управления электроприводом.

Вывод: связь с инвертором становится существенной при дополнительных технических признаках.

Типичные ошибки

1. Считать прогноз на дисплее реальной емкостью

Это расчетная величина.

2. Сравнивать лето и зиму

Условия принципиально различаются.

3. Сравнивать разные маршруты

Рельеф и скорость меняют расход.

4. Делать вывод по одной поездке

Нужна повторяемость.

5. Сразу обвинять батарею

Сначала исключаются внешние причины.

6. Считать 100% заряда 100% состоянием батареи

Это неверно.

7. Игнорировать температуру батареи

Она влияет на доступную энергию.

8. Игнорировать отопление

Зимой оно увеличивает расход.

9. Игнорировать кондиционер

Летом он тоже влияет.

10. Не проверять давление в шинах

Сопротивление качению увеличивается.

11. Не проверять тормоза

Подклинивание повышает расход.

12. Игнорировать багажник на крыше

Аэродинамика меняется.

13. Сравнивать трассу с городом

Энергопотребление различается.

14. Считать слабую рекуперацию неисправностью мотора

Причина может быть в ограничении батареи.

15. Не учитывать уровень заряда при рекуперации

Высокий заряд может ограничивать прием энергии.

16. Использовать универсальную разницу напряжений групп

Такой нормы нет.

17. Использовать универсальное внутреннее сопротивление

Нужен контекст конкретной системы.

18. Проверять слабый модуль только в покое

Проблема может проявляться под нагрузкой.

19. Считать кВт·ч из розетки емкостью батареи

В измерение входят потери.

20. Не проверить завершение зарядки

Неполный заряд имитирует потерю запаса хода.

21. Игнорировать ограничение уровня зарядки

Оно может быть задано пользователем или системой.

22. Сбрасывать адаптации ради увеличения прогноза

Физическая емкость от этого не восстанавливается.

23. Менять модуль по одному симптому

Нужна диагностика всего пакета.

24. Менять инвертор из-за уменьшенного пробега

Одного симптома недостаточно.

25. Игнорировать DTC

При наличии их нужно сохранить и проанализировать.

26. Удалять стоп-кадр

Теряется диагностический контекст.

27. Не проверять охлаждение

Температурное ограничение может уменьшать доступную энергию.

28. Считать очистку вентиляции восстановлением батареи

Она восстанавливает охлаждение, но не емкость.

29. Смешивать страницу гибрида и электромобиля

В TESMA для них предусмотрены разные кластеры.

30. Начинать дорогой ремонт без контрольного теста

Сначала нужно доказать реальное повторяемое изменение.

Когда техническая неисправность вероятнее

Особое внимание нужно, если при тех же условиях одновременно появились:

предупреждение гибридной системы;
DTC;
перегрев батареи;
резкое ограничение тяги;
слабая рекуперация;
нестабильный уровень заряда;
отклонения между батарейными группами под нагрузкой;
частые защитные ограничения мощности.

Когда нужна диагностика высоковольтной батареи

Переходят к диагностике высоковольтной батареи, если:

реальный пробег стабильно уменьшился;
условия эксплуатации не объясняют разницу;
зарядка проходит штатно;
механическое состояние автомобиля нормальное;
есть батарейные DTC;
есть температурные или электрические отклонения;
подозревается деградация.

Безопасность

Уменьшение запаса хода само по себе не является основанием открывать высоковольтную батарею.

Первичную диагностику выполняют без внутреннего доступа к пакету: сравнивают условия, проверяют механическое состояние, выполняют полное сканирование и анализируют текущие данные.

Если работа переходит внутрь высоковольтной системы, необходимы квалифицированный персонал, процедура производителя по отключению высокого напряжения, средства защиты, блокировка повторного включения и подтверждение отсутствия опасного напряжения.

Товарные группы TESMA

В проверенной структуре каталога TESMA нет отдельной подтвержденной товарной категории тяговых высоковольтных батарей, батарейных модулей или инверторов для этого симптома. Обычный аккумулятор 12 V не подменяет тяговую батарею.

После подтверждения причины компоненты подбираются по VIN, OE-номеру, году выпуска, рынку, типу гибридной системы и ревизии узла.

Связанные страницы базы знаний TESMA

Вывод

Если снизился запас хода на электротяге, не нужно начинать с замены высоковольтной батареи. Сначала определяется, изменилась ли только прогнозируемая цифра или реальная дистанция в одинаковых условиях.

Проверка начинается с температуры, климатической системы, маршрута, скорости, давления в шинах, механического сопротивления, полноты зарядки и фактического расхода энергии. Затем оцениваются температуры высоковольтной батареи, ее поведение под нагрузкой, батарейные группы, охлаждение, рекуперация и разрешенная мощность зарядки и разрядки. Инвертор, согласно структуре TESMA, также является связанным направлением, но его неисправность должна подтверждаться дополнительными DTC и параметрами.

Главное сервисное правило TESMA: меньший запас хода - симптом, а не измерение деградации. Сначала автомобиль сравнивается в одинаковых условиях, затем исключается внешнее увеличение расхода энергии, после чего проверяются высоковольтная батарея и другие подсистемы. Универсальные нормы разницы напряжений батарейных групп, внутреннего сопротивления и температуры не используются - критерии зависят от конкретной платформы.