Ремонт высоковольтных батарей для гибридных

Технологии ремонта и обслуживания гибридных автомобилей. Школа Сергея Гордеева. Урок 17

Ремонт высоковольтной батареи (ВВБ) гибридного автомобиля, как правило, не описывается в руководствах по ремонту, а дается совет снять батарею и обратиться к изготовителю, для проведения ее диагностики и ремонта и замены при необходимости.

Но во многих сервисах предоставляется такая услуга, что не очень хорошо. Т.к. чаще всего диагностика проводится при помощи дешевого китайского прибора или ELM при использовании взломанной диагностической программы.

Далее в сервисе подключают сканер, проводят диагностику и считывают коды неисправностей блоков управления, проверяют параметры и делают вывод, какие элементы батареи необходимо заменить. Что является в корне неверным! Поэтому услугами подобных мастеров пользоваться не стоит, во избежание наибольшего повреждения Вашего автомобиля.

Как автолюбителю и владельцу гибридного автомобиля, Вам необходимо знать, что количество неисправных элементов в ВВБ определить при помощи диагностического прибора нельзя! Если конечно у Вас не LEXUS LS600H. Только на этом одном единственном автомобиле при помощи диагностики проверяются все 20 элементов ВВБ. Во всех остальных автомобилях проверка элементов ВВБ происходит парами – связками элементов.

Рассмотрим Prius 20, где неисправна ВВБ.

При диагностике блока управления ВВБ находится код Р0А80, информирующий о неисправности батареи. Это самый распространенный код для Prius 20. В дополнение возможно появление кода Р0А7F, также информирующего о неисправности ВВБ, и кода Р3011 (ослабление связки элементов №1).

Если заглянуть в текущие параметры, то можно увидеть, что под нагрузкой в связке элементов №1 на приборе напряжение меньше максимального, например, на 0,8 В.

Т.е. определить номера неисправных элементов ВВБ без ее разборки мы не можем.

Но тут тоже не все просто. После разборки ВВБ возникает вопрос, как правильно считать элементы ВВБ? От или к блоку управления ВВБ? Ведь на разных автомобилях подсчет происходит по-разному.

Достаточно часто встречается, что поврежден не один, а два элемента сразу. Такое происходит при взрыве дефектного элемента в бок.

Это был приведен лишь простой случай повреждения элементов ВВБ. Чаще все гораздо труднее. Вывод, который необходимо сделать и запомнить из приведенного выше примера заключается в том, что при помощи диагностики блока управления ВВБ диагностическим прибором обнаружить количество поврежденных элементов невозможно.

Приведем наиболее распространенные ошибки, которые совершаются при самостоятельном ремонте ВВБ.

1. Не проводится эквализация батареи перед ее снятием с автомобиля. Данную процедуру необходимо выполнить, что верно определить остаточную ёмкость элементов ВВБ. Необходимо знать следующие величины: время нагрузки, мощность нагрузки, уровень заряда батареи и номинальное напряжение элемента, до которого необходимо разрядить элемент при вычислении остаточной емкости. Ниже приведено изменение остаточной емкости заряда от его уровня.

Нагружать элемент необходимо при максимальном уровне заряда, но нельзя допустить его разрядки до наступления процесса необратимой сульфатации.

Но дело в том, что данную процедуру можно выполнить, например, на автомобилях Prius 10/11, а на автомобилях Prius 20 и более современных, данная функция обычному пользователю неподвластна.

Например, на Prius 10 перед процедурой эквализации необходимо выполнить 3 условия, затем сам процесс осуществляется отсоединением на 1 минуту отрицательной клеммы от вспомогательной АКБ. На Prius 11 процедура эквализации включается при помощи диагностического прибора в меню блока управления ВВБ (MY BATTERY/Utility).

Далее выбирается пункт «эквализация»:

Иногда «специалисты» путают понятия эквализация и инициализация. В меню диагностического прибора эти процедуры стоят друг за другом.

На Prius 20 и более современных гибридных автомобилях в меню блока управления процедура эквализации отсутствует.

Все это делается для того, что автолюбители и не авторизированные автосервисы не производили самостоятельный ремонт ВВБ и не нанесли ей дополнительные повреждения. Но сама процедура эквализации конечно же есть и должна проводиться только специалистами.

2. Не проверяется температура элементов ВВБ перед проведением ремонта.

Никто не проверяет температуру элементов, потому что не знает, при какой температуре МОЖНО проводить процедуру эквализации (и почему эквализация не включается, когда температура одного из элементов батареи ниже 0 градусов). Низкая температура элементов порождает неправильный расчет остаточной емкости, т.к. напряжение при одинаковой силе тока, но при разной температуре будет разно (смотрите график).

Если элементы батареи не будут охлаждены, то при разборке батареи их может раздуть. И ремонту данная батарея больше не подлежит. Если же все же удастся собрать батарею после ремонта, то вероятность того, что она загорится в процессе эксплуатации достаточно велика. Потому что во время работы элементы нагреваются и расширяются, а расширяться им некуда, они могут взрываться или загораться (см. фото ниже).

3. При обнаружении и замене неисправного элемента не производится перестановка элементов батареи с целью выравнивания емкости пар.

4. При установке нового элемента не производится разрядка его напряжения до номинального. В результате даже полностью исправная и верно собранная высоковольтная батарея при диагностике будет показывать неисправность.

5. После правильной сборки батареи и ее установки на автомобиль не проводится процедура эквализации.

6. Не проводится 1-й динамический тест батареи после ее установки. Без него невозможно утверждать, удалось ли устранить неисправность. Не проводят его потому что мало кто из ремонтников знает, как он проводится. Да если и знает, то часто не вносят правку в «конструктивную скорость автомобиля» в зависимости от установленных на него нештатных дисков и шин. Заводом-изготовителем Prius 10/11 рекомендуется следующий тип шин:

На практике часто оказывается, что на Prius 10/11 автовладельцы ставят 185/65R15, которая является рекомендуемой для автомобилей Prius 20. При использовании шин данного размера на Prius 10/11 необходимо записать в тест правку на 18 км/ч.

Перечисленные наиболее часто встречающиеся ошибки допускают почти все «специалисты» при проведении ремонта батарей. На самом деле ошибок, допускаемых при ремонте батарей гораздо больше. И каждая из них, даже самая незначительная, привод к повреждению высоковольтной батареи и невозможности ее отремонтировать.

При необходимости ремонта высоковольтной батареи гибридной установки рекомендуем обратиться в авторизированный сервис.

Гордеев Сергей Николаевич
© Легион-Автодата
(ник на форуме — FERMER) Свердловская обл., Белоярский р-н с.Кочневское, ул.Садовая, д.33. +7 hybridservis.ru

Как проверить батарею Приус 20?

Точно так же, как и проверить батарею Приус 30. И лучший способ сделать это – диагностика ВВБ на специализированном СТО. Это не требует больших финансовых и временных затрат. Например, у нас это стоит 300 грн. и занимает не более полчаса. Если Вы находитесь в Киеве, то звоните и записывайтесь.

Но что делать, если при покупке машины нет возможности заехать на хороший автосервис? Тогда Вам будет полезно знать 4 способа проверить батарею Приус 20, Приус 30 и последующих моделей с никель-металлгидридной (Ni-MH) ВВБ. Вы можете сделать эти тесты самостоятельно, они не требуют диагностического оборудования. Конечно, они не точны, но убитую ВВБ вычислят наверняка.

Первый способ проверить батарею Приус – по расходу топлива

Для этого нужно знать средний расход топлива за последние пару сотен километров. Если ВВБ хорошая, то хозяин скорее всего не будет сбрасывать счётчик расхода, чтобы похвастаться его низким значением. Конечно, средний расход сильно зависит от многих факторов, но если за последние 500 км по городу он составляет 5,5 л/100км, то скорее всего ВВБ живая. Если же счетчик недавно обнулен, то переходим к следующему варианту проверить батарею Prius.

Второй способ проверить батарею Приус – по ускорению

номинальный уровень заряда на верхнем мониторе Prius-30
Прогретую машину при номинальном уровне заряда ВВБ паркуем возле участка, где можно безопасно разогнаться хотя бы до 80 км/ч, и ждём пока заглохнет ДВС. Затем начинаем медленное движение на батарее и резко жмём на газ до упора. Через секунду ДВС наберёт обороты и гибрид для разгона включит все свои ресурсы.

Если при этом Вы получите впечатляющее равномерное ускорение без дёрганий и провалов, а после разгона уровень заряда не упадёт больше, чем на одно деление, то с гибридной системой всё Ок. Если Вы продлите это удовольствие до 120 км/ч, то допускается падение заряда ВВБ на два деления. Понятно, что Вы заодно проверили и ДВС.

Третий способ проверить батарею Приус – по пробегу на ВВБ

Полностью прогрейте машину. Заряд ВВБ должен быть номинальным: два деления до полного. Разгоняемся примерно до 50 км/ч и выключаем кондиционер, печку и все другие потребители. Ждём, когда двигатель заглохнет и обнуляем одометр. Едем равномерно. Если пробег до включения ДВС составит около 2 км, то батарея не убита.

Если Приус оборудован кнопкой EV, то Вы можете ехать на электротяге прямо со старта. Но машина также должна быть прогрета. В этом случае энергия ВВБ тратиться ещё и на разгон, поэтому «электрический пробег» будет несколько меньше. Но он не должен быть ниже 1,5 км.

Четвёртый способ проверить батарею Приус – на стоянке

номинальный уровень заряда на центральном мониторе
Измеряем время простоя до разряда ВВБ. Как и в предыдущем тесте, машина должна быть полностью прогрета, уровень заряда ВВБ – номинальным, а все потребители — выключены. С момента остановки ДВС засекаем время, и, если это покупка машины, то начинаем внешний и внутренний осмотр, переговоры, торг и т.д. При живой батарее ДВС заведётся примерно через 20 минут.

Источник

Технологии ремонта и обслуживания гибридных автомобилей. Школа Сергея Гордеева. Урок 12

Сегодняшний урок мы посвятим одному из самых сложных вопросов в ремонте гибридных автомобилей – ремонту высоковольтной батареи. Первым делом напомним, что ни в одном автомобильном справочнике или каталоге норм времени на ремонт ТС нет такой операции, как ремонт высоковольтной батареи (ВВБ). Почему? Потому что данная работа является УНИКАЛЬНОЙ!

Все, что может сделать специалист технического центра официального дилера при выходе из строя ВВБ, – это снять ее с автомобиля и заменить на исправную. Так написано в любом дилерском ремонтном мануале по ремонту любого гибридного автомобиля. И во всем мире дилеры так и поступают – при выходе из строя ВВБ меняют ее на новую. Некоторые предлагают такую услугу, как замена вышедшей из строя родной ВВБ на контрактную. То есть на б/у батарею, снятую, например, с битого автомобиля.

Но в любом случае такая замена ВВБ для владельца автомобиля выливается в кругленькую сумму с несколькими нулями. Мы же будем учиться тому, как можно ВВБ именно отремонтировать. Какие плюсы приносит автосервису выполнение таких уникальных работ?

Первое: вы можете установить практически любую цену на эту услугу! Да-да! Причем можете дифференцировать стоимость такой услуги в зависимости от цены приехавшего к вам на ремонт автомобиля. Так, например, для LEXUS RX450H она может соответствовать 18 тыс. руб., а для Prius в 20-м кузове – 6 тыс. Хотя трудозатраты по ремонту практически одинаковые.

Второе: можете установить на эту работу свой гарантийный срок. Допустим, для того же LEXUS RX450H гарантийный срок можно смело установить в 12 месяцев. Почему? Потому что автосервис имеет с этой работы трехкратную прибыль! А на ремонт ВВБ Prius в 20-м кузове – всего 3 месяца. Почему? Потому что при минимальном гарантийном сроке в 30 дней, которые нас обязует устанавливать Закон о защите прав потребителей, клиент еще задумается, стоит ли ему отдавать 6 тыс. руб. за работу. А такая втрое расширенная гарантия в два дополнительных месяца позволяет клиенту легче принять решение о ремонте.

Это было небольшое маркетинговое отступление. А сейчас перейдем к самому ремонту. Какие приборы и инструменты нам для этого понадобятся? Те, которые потребуются в ходе нашего ремонта. Ремонтировать сегодня будем ВВБ на Prius в 10-м кузове, который приехал в наш «Гибрид-сервис» из Екатеринбурга (фото 1).

Фото 1. Prius, приехавший на ремонт

Владелец машины жалуется на то, что автомобиль потерял мощность, а ДВС постоянно запускается и сильно растут обороты двигателя. При этом на табло высвечиваются ошибки. Начинаем с диагностики. Воспользуемся сканером CARMANSKAN IT‑700 (фото 2).

Фото 2. Подключили сканер в машине

Подключаем к автомобилю сканер и видим следующие ошибки: блок ABS – ошибка С1259 (неисправность в системе рекуперативного торможения); блок гибридной системы – ошибка С2679 (неисправность в высоковольтной батарее); блок управления ВВБ – ошибки С2544 (разница по напряжению между связками ВВБ превышает допустимую величину – дельта SOC превысил 28%); С2579 (неисправность элементов ВВБ).

Как вы думаете, какая из всех ошибок является основной, а какие – ее следствиями? Правильно! Основная ошибка, с которой мы и будем воевать, – это ошибка С2579 (неисправность элементов ВВБ). После того как мы отремонтируем ВВБ, остальные ошибки «уйдут» сами. То есть не надо пытаться, как делают многие, срочно открывать ремонтный мануал на странице с ошибкой С1259 и пытаться «отремонтировать» систему рекуперативного торможения.

На самом деле ECU-гибрид, имея у себя на борту ошибку С2679, которую он «прописал» в своей системе на основе ошибки С2579, полученной им от ECU ВВБ, посылает команду в блок управления ABS сигнал – отключить систему рекуперативного торможения, чтобы не перегрелись и не взорвались элементы ВВБ, потерявшие емкость от излишнего заряда. Этого же касаются и ошибки С2544 и С2679. После правильно выполненного ремонта ВВБ и перепрошивки в блоке управления данных delta SOC на 20% – эти ошибки пропадут самостоятельно.

После считывания ошибок мы должны посмотреть на сканере еще несколько обязательных текущих параметров. Нас интересует следующее. 1. Когда (сколько километров назад) производилось последнее стирание ошибок. Для чего это нужно – будем говорить отдельно в свое время. 2. Параметры SOС (STATE OF CHARGE), или «уровень заряда ВВБ» – по-русски и delta SOC (уровень разницы пар элементов ВВБ по емкости, заряду и напряжению). 3. Разница напряжения между самой «сильной» связкой ВВБ и самой «слабой».

В таблице приведены данные, которые мы считали в текущих показаниях:

Что можно сказать по данным ошибкам и параметрам? Вас это может удивить, но в данном случае по этим ошибкам и снятым текущим параметрам мы можем сказать только одно: данная ВВБ неисправна и требует ремонта. И ничего более! Я уже вижу, что есть скептики, которые сразу заявят: «Да что тут думать?! Неисправен 18-й элемент в ВВБ!». И будут совершенно неправы! Почему?

Во-первых, сканер видит не конкретные элементы, а связки (пары) элементов. Отслеживать напряжение на каждом элементе японские инженеры посчитали излишне дорогим удовольствием, которое вдобавок сильно усложняет всю систему. Во-вторых, делать какие-либо заключения об исправности/неисправности элементов без нагрузки нельзя. На это скептики скорее всего заявят: «Да какая проблема нагрузить ВВБ и выявить неисправные элементы?».

Да, конечно, никакой! Специально для скептиков мы попробуем нагрузить данную батарею. Как это сделать, не снимая ВВБ с машины и не разбирая ее? Очень просто. Для этого селектор переключения передач необходимо перевести в нейтральное положение «N». Этим мы принудительно отключаем заряд ВВБ. Дальше наша задача состоит в том, чтобы «просадить» напряжение на связках элементов до 14,1–14,2 В или до 7,0–7,1 В на каждом элементе.

Для этого мы включаем в машине все потребители электроэнергии, которые помогут нам быстрее это сделать: дальний свет фар, обогрев заднего стекла и сидений, музыку, стопы и т. д. И ждем просадки элементов до номинала.

Вот перед нами таблица, в которую мы занесли показания после просадки элементов по напряжению до номинала (примерно через 7,5 мин нагрузки):

Что мы можем сказать по этим показаниям? Услышав где-то только общие принципы ремонта ВВБ и зная, что напряжение между парами элементов не должно превышать 0,2 В, найдутся те, кто приговорит данную ВВБ к замене больше десятка элементов. И они опять окажутся неправы. Почему?

По этим показаниям мы можем определить только то, что:

1) емкость данной ВВБ не полная, так как время просадки заряда ВВБ с 65,5 до 42% составило всего 7,5 мин под небольшой нагрузкой (а нагрузка включенными электрическими потребителями на Prius небольшая). Дельта SOC увеличился на 0,5%. Это говорит о том, что в ВВБ действительно есть неисправные элементы, и что ошибки в блоках управления не являются следствием неправильной работы блоков управления;

2) еще в данном случае уже точно можно сказать, что в 18-й связке есть как минимум один неисправный элемент.

Вот и все, что мы можем со 100%-ной уверенностью сказать по этим показаниям. Обращаю внимание, что по показаниям сканера мы не можем сказать, сколько элементов ВВБ у нас вышло из строя!

Продолжаем ремонт ВВБ. Внимание! На этом этапе многие диагносты допускают большую ошибку, начиная снимать с машины ВВБ. Это делать еще очень рано. Следующий шаг, который мы должны сделать в ходе правильного ремонта, – это провести эквализацию высоковольтной батареи. А что такое эквализация? В Интернете гуляет много слухов и мифов об этом термине.

На самом деле эквализация – это создание принудительного максимального заряда на элементах батареи. Или по-другому – контрольно-тренировочные циклы максимального разряда и максимального заряда элементов. Вообще, на Prius этим процессом руководят два блока управления: высоковольтная батарея и гибридная электронная система. По заложенной программе они включают на исправной ВВБ эквализацию примерно раз в неделю непосредственно во время эксплуатации машины, т. е. на ходу.

Многие владельцы автомобилей этого процесса даже не замечают. А некоторые – более внимательные – замечают, что иногда в дороге на мониторе Prius вдруг стремительно падает уровень заряда. Индикатор заряда уходит в самый низ – в желтую зону. «Бдительные» водители пугаются этого и останавливаются. А в это время ВВБ максимально заряжается. И этот процесс может длиться до 10 мин. Владелец ТС по показаниям прибора замечает, что достигнута абсолютная заряженность батареи, но параметр зарядки ВВБ продолжает расти, – пугается еще больше и выключает зажигание автомобиля.

Но на самом деле этого делать не нужно. По окончании эквализации зарядка ВВБ отключится сама. Но как нам запустить процесс эквализации на Prius принудительно? На 10-м Prius есть два способа запуска режима эквализации.

1. С помощью сканера. Для этого нужно войти в меню активных тестов и выбрать параметр «battery equalization».

2. Без помощи сканера. На 1 мин сбросить со вспомогательного АКБ минусовую клемму. После этого установить ее на место и включить зажигание. Через 10–15 с выключить зажигание. Затем запустить ДВС.

Хочу обратить особое внимание на несколько условий, когда блоки управления ВВБ и гибридной системы не дадут запуститься эквализации. Это может случиться при условиях, когда: температура на одном из температурных датчиков ВВБ ниже 0°; температура на одном из температурных датчиков ВВБ выше 45°; уровень заряда ВВБ превышает 72%, уровень дельта SOC превышает 59%.

Для чего мы так подробно останавливаемся на этом процессе, и почему не можем его пропустить в ходе ремонта ВВБ?

1. Перед нагрузкой элементов поштучно, для вычисления их остаточной емкости, мы должны быть уверены, что элементы у нас максимально заряжены.

2. Также мы должны быть уверены, что элементы имеют одинаковый заряд.

А одним из условий отключения принудительной эквализации и является выравнивание элементов по напряжению. То есть когда разница между связками элементов в ВВБ при зарядке станет меньше 0,2 В, то эквализация отключится.

Но на неисправной ВВБ процесс эквализации отключится по другой причине – при нагреве одного из элементов, имеющих температурный датчик до 45°. (Вопрос. Как вы думаете, какой элемент нагреется быстрее – исправный, или неисправный? Правильный ответ. Быстрее нагреется неисправный элемент, потому что пока исправные элементы будут спокойно заряжаться, неисправный элемент, не имеющий емкости, быстро «наберет заряд» и поступающую на него энергию будет просто рассеивать в виде тепла.)

А мы двигаемся дальше. Эквализацию провели – заряд ВВБ отключился. Вот только после этого снимаем ВВБ с машины, предварительно отключив вспомогательный АКБ и вытащив сервисный размыкатель с задней части высоковольтной батареи (фото 3).

Фото 3. ВВБ на полу

Про сервисный размыкатель поговорим чуть подробнее, потому что эта деталь в автомобиле выполняет несколько важных функций. Рассмотрим, из чего он состоит и как работает.

1. Внутрь сервисного размыкателя встроен силовой предохранитель, который защищает ВВБ от короткого замыкания.

2. Сервисный размыкатель разрывает 240 последовательно соединенных элементов в ВВБ пополам. При его снятии можно спокойно голыми руками откручивать все болты и гайки в высоковольтной батарее и системе майн-реле, так как на них напряжения не будет.

3. Также он служит и «защитой от дурака», или «от шаловливых ручек автовладельцев», которые пытаются снять защитную металлическую крышку ВВБ, чтобы посмотреть на внутренности ВВБ или что-то там улучшить. Для того чтобы снять крышку ВВБ, мы должны вставить сервисный размыкатель в специальные гнезда на этой крышке. Только после этого нам удастся снять крышку (фото 4).

Фото 4. Сервисный размыкатель в крышке ВВБ

Расскажу про еще одну интересную функцию сервисного размыкателя. Меня это сильно удивляет, но многие мастера при ремонте ВВБ умудряются этот размыкатель потерять! Как бы это ни смешно звучало, но такие случаи не единичны. Утеряв размыкатель, они решают его просто «исключить» из работы. То есть ставят вместо него перемычку из гвоздя или скручивают между собой два силовых провода, идущих на размыкатель (видел и другие «интересные» способы). После этого автомобиль уже не заводится. Почему?

Потому что японские инженеры предусмотрели такое развитие событий, и установка «жучка» в данном случае не прокатит. В размыкатель они вмонтировали два небольших магнита, которые замыкают герконовые выключатели, установленные в гнезде сервисного размыкателя. То есть размыкатель мало вставить после ремонта ВВБ на свое место. Его надо еще повернуть и защелкнуть до конца (фото 5).

Фото 5. Сервисный размыкатель с магнитиками

Напомню, что нужно выполнить перед снятием с ТС батареи.

1. Снимем заднее сиденье. Сначала подушку, которая держится без всяких болтов – только на защелках. Затем спинку, которая снизу крепится к кузову тремя болтами.

2. Отключим два толстых оранжевых силовых провода, которые протянуты к инвертору и проходят с левого бока ВВБ (фото 6).

Фото 6. Отключаем два оранжевых провода

3. Открутим три нижних болта, которые крепят ВВБ к полу кузова, и четыре сверху (фото 7).

Фото 7. Откручиваем болты крепления к полу кузова

4. Снимем воздуховод ВВБ, который держится на трех болтах и одном саморезе (фото 8).

Фото 8. Снимаем воздуховод

Переходим к багажному отсеку. Снимем обшивку, которая крепится на пластиковые пистоны.

5. Приступаем непосредственно к демонтажу зарядного штатного устройства ВВБ. Оно крепится двумя болтами. Отключаем три разъема от ВВБ и один от гнезда сервисного размыкателя. Про последний обычно забывают, так как его трудно заметить. В результате при извлечении ВВБ разъем ломается.

6. В левом верхнем углу откручиваем защитную растяжку воздушной заслонки и саму заслонку (фото 9).

Фото 9. Снимаем воздушную заслонку

7. Откручиваем четыре болта крепления ВВБ к полу.

Все – высоковольтная батарея полностью готова к снятию.

На этом сегодняшний урок закончим. В следующий раз начнем с демонтажа ВВБ с автомобиля. Также сообщаем читателям, что в 2017 году готовится к изданию большая книга по ремонту и обслуживанию гибридных автомобилей. Ждите технический бестселлер по гибридам.

• Сергей Гордеев, директор специализированного автосервиса «Гибрид-сервис», автор профессиональной литературы по гибридам, преподаватель

Источник