检修描述:一辆2008款进口本田思域混合动力车,搭载LDA2发动机和IMA(一体化机电辅助)系统,累计行驶里程约为19万km。该车因IMA系统指示灯异常点亮(图1)进厂维修,维修人员用故障检测仪检测,在IMA系统中存储有故障代码“P0A7F 高电压蓄电池容量严重衰退”,说明IMA蓄电池总成性能变差,需要更换。
经与车主沟通,车主选择更换二手的IMA蓄电池。更换上IMA蓄电池后试车,IMA系统指示灯仍异常点亮,且行驶一段距离后充电系统指示灯也异常点亮;检查12 V蓄电池,电压过低,说明IMA系统无法给12 V蓄电池充电。用故障检测仪检测,故障代码P0A7F未再出现,但IMA系统中存储了新的故障代码“P1575 电机功率变换器(MPI)模块电压故障”“P1435 充电/放电平衡故障”(图2)。仔细检查各部件的连接情况,未见异常,于是向笔者请求技术支持。
故障检测:由于更换IMA蓄电池后出现了新的故障现象,推断可能的原因有:更换IMA蓄电池时,导线连接器未安装到位或连接错误;更换IMA蓄电池时操作不当,导致其他部件损坏;更换的IMA蓄电池本身有故障。
如图3所示,IMA系统主要由智能动力装置(IPU)和IMA电机组成。IMA电机与发动机曲轴直接相连,负责正常起动发动机,并在怠速自动停止后重新起动发动机。如果IMA系统发生故障,还可使用12 V起动机起动发动机。加速时,IMA电机可辅助发动机驱动车辆;减速时,IMA电机具备发电功能,为IMA蓄电池充电。
如图4所示,I PU安装在后排座椅后方,主要由IMA蓄电池、蓄电池ECU、DC-DC转换器、空调压缩机驱动器及IMA电机控制模块(MCM)等部件组成。
如图5所示,IMA蓄电池由11个IMA蓄电池模块组成,每个模块由12节1.2 V的Ni-MH(镍金属氢化物)蓄电池串联组成(图6),并呈U形,因此每个模块的额定电压为1.2 V×12=14.4 V,整个IMA蓄电池的额定电压为14.4 V×11=158.4 V。
IMA蓄电池中还内置了3个热敏电阻型温度传感器,用于监测IMA蓄电池模块的温度。该车没有发电机,DC-DC转换器负责将直流高电压转换成直流低电压,为12 V蓄电池充电。
了解IMA系统的组成及工作原理后,用故障检测仪读取IMA系统数据流(图7、图8),发现所有IMA蓄电池模块的总电压约为123 V,过低;IMA蓄电池模块2的电压为2 V,其他IMA蓄电池模块的电压均为12 V左右,由此怀疑IMA蓄电池模块2亏电严重,以致IMA系统工作异常。与配件供应商交流后,决定先拆下IMA蓄电池模块2充电,如果无法解决问题再重新更换IMA蓄电池。
拆下IMA蓄电池,拆下接线板(图9,包括IMA蓄电池模块开关、蓄电池电流传感器、高压接触器、旁通电阻器及旁通接触器等),可以看到IMA蓄电池模块之间的连接片和电压采样线(图10)。
继续拆解,就可以看到11个IMA蓄电池模块了。根据连接片安装位置标注出11个IMA蓄电池模块的串联路径,发现IMA蓄电池模块2的排列方式错误(图11,红色箭头代表连接片,绿色箭头代表IMA蓄电池模块开关),正、负极(红色端为正极、绿色端为负极)顺序颠倒了。
故障排除:将IMA蓄电池模块2充电后翻转180°安装,装复试车,IMA系统指示灯和充电系统指示灯熄灭,IMA系统工作正常,故障排除。