バッテリーに問題がない場合：EVパワートレインの故障診断

内燃機関車が始動や発進に問題を抱えている場合、ほとんどの技術者はどこから手を付ければ良いかを知っています。バッテリー、スターター、燃料供給、点火装置などです。しかし、EVの場合は話が別です。機械部品が少なく、電子機器がより高度なため、パワートレインの問題はバッテリーの問題と誤認されることがあります。しかし、本当の問題はより深いところにあります。

電気自動車のサービスレーンへの入庫が増えているなら、EVパワートレイン診断の信頼性を高める時期です。パワー不足や操縦性に関する問題が、必ずしも高電圧バッテリーの故障に起因するわけではありません。実際、問題の誤診は、不要なバッテリー交換、顧客の不満、そして時間の無駄につながる可能性があります。

EVパワートレイン：概要

一般的な EV のパワートレインには以下が含まれます。

• 高電圧（HV）バッテリーパック
• バッテリー管理システム（BMS）
• インバータ/コンバータアセンブリ
• 電気モーター
• 変速機または減速機
• 高電圧配線とコネクタ

電力は高電圧バッテリーに蓄えられ、インバーターによってモーターの種類に応じて交流または直流に変換され、車輪を動かすモーターに送られます。これらすべては、車載ソフトウェアと、各段階で性能、温度、電圧、電流を監視するセンサーネットワークによって制御されます。

したがって、車両が動かなくなったり警告灯が点灯したりする場合、その原因はチェーン内のほぼどこかにある可能性があります。

症状：「出力低下」または「リンプモード」

お客様からEVのパワーが急に低下したり、航続距離が短くなったり、加速が鈍くなったりしたという報告を受けた場合、バッテリーのせいにしてしまいがちです。しかし、多くの場合、車両は別のシステム障害によって保護モードに入っています。

調査する必要がある可能性のある事項は次のとおりです。

• インバーター– インバーターが過熱すると、システムの電力出力が低下する可能性があります。
• モーター – モーター自体に問題があると、トルク出力が低下する可能性があります。
• 高電圧ケーブル – 腐食や接続の緩みによる抵抗の増加により、電流の供給が制限される可能性があります。
• BMS – バッテリー パック内の不良センサーが誤った電圧または温度を報告し、この動作を引き起こす可能性があります。

Midtronics社のGRX-5100のようなスキャンツールまたは診断プラットフォームを使用して、インバーター、モーター、およびBMSの状態を確認してください。バッテリーだけでなく、パワートレイン全体をスキャンしてください。

症状：EVが始動しない、または充電できない

これはよくあるケースです。お客様がEVをコンセントに差し込んでも反応がなかったり、車がドライブモードに入らなかったりします。バッテリー上がりだと勘違いされるかもしれませんが、実際にはそう単純ではないことがよくあります。

バッテリー以外の原因としてよくあるものは次のとおりです。

• コンタクタ これらの高電圧リレーは、バッテリーをシステムの他の部分に接続します。これらのリレーが開いたままになったり、閉じなくなったりすると、車両はバッテリーから電力が供給されていないかのように動作する可能性があります。
• 充電ポートまたはオンボード充電器の故障 – 接続不良、ポートの破損、またはソフトウェアの不具合により、充電が完全に中断される可能性があります。
• 12Vバッテリー – 皮肉なことに、多くのEVは制御モジュールの電源として従来の12Vバッテリーに依存しています。そのバッテリーが弱っていたり切れていたりすると、HVシステムが初期化されない可能性があります。
• インターロックの不具合 – これらの安全スイッチは、高電圧部品が正しく接続されていることを確認します。いずれかの部品が断線していたり、正しく接続されていない場合、システムがシャットダウンする可能性があります。

診断するには、まず12Vシステムをチェックしてください。補助バッテリーの不具合により、エンジンがかからない場合があります。次に、コンタクタの応答と電圧の伝達をテストし、充電ポートに損傷や浸水がないか点検してください。

症状：運転中に予期せずエンジンが停止する

これは緊急を要する問題です。EVが路上でエンジンがかからなくなったら、当然ながらお客様は驚きます。しかし、繰り返しますが、バッテリーが原因ではない可能性もあります。

調査：

• インバータまたはモーターの過熱シャットダウン
• BMS障害によりシステム全体の停電が発生
• 高電圧インターロックループ障害
• 衝突または横転センサーの故障

HVILシステムは、コンポーネントへのアクセスや不正アクセスがあった場合に高電圧ループを開くように設計されています。センサーの故障、コネクタの装着不良、または配線の損傷により、システムが誤って作動し、運転中に電力が遮断される可能性があります。

診断するには、HVIL関連のコードを確認し、コネクタとハーネスを物理的に検査します。また、シャットダウンイベントのフリーズフレームデータを確認することも必要です。

ミドトロニクスのツールを活用して正確な診断を迅速化

適切な診断機器なしにこれらの複雑なシステムを整理しようとするのは、暗闇の中で推測するようなものです。MidtronicsのEV向けプラットフォームは、高電圧システムを安全かつ効率的に動作させるように設計されています。

たとえば、ツールは次のことが可能です。

• BMS、インバータ、充電器を含む複数のモジュールにわたってDTCを読み取ります
• 電流、電圧、セルバランス、温度などのライブデータを表示します
• 絶縁および抵抗チェックを実行する
• 接触器の動作を確認する

バッテリーが弱っているかどうかを推測する代わりに、数分でテストして問題の可能性を排除し、本当に注意が必要な問題に移ることができます。

高電圧システム診断による価値創造

朗報です。EVパワートレインの故障診断は、価値の高いサービスです。バッテリー全体を交換することなく、インバーター、コンタクター、または熱管理の故障を正確に特定できれば、お客様のコストを大幅に削減し、頼りになるサービスプロバイダーになることができます。さらに、部品の返品率を下げ、責任を軽減し、初回修理率を向上させることにもつながります。

一部のディーラーや修理工場では、すでにEVの「パワートレインヘルスチェック」サービスを提供しています。

• HVバッテリーテスト
• インバータシステムスキャン
• モーター絶縁抵抗試験
• BMSステータスレポート

これは、修理だけでなく診断からも実際の収益を追加しながら、ショップを EV の目的地として位置付ける賢い動きです。

ショップで注目すべき点

EVはワークフローに新たな課題をもたらし、いずれはそれらすべてに対処しなければならない可能性が高いでしょう。例えば、安全上の理由から、HVシステムの作業は訓練を受け、認定を受けた技術者のみが行うべきです。

また、インバーターやケーブルなどのモジュールは、検査のために分解が必要になる場合があります。さらに、OEMは現在もEVシステムの改良を続けているため、TSB（テストベンチ）で既知の不具合やソフトウェアの修正を確認してください。

チームが最新のトレーニングを受けていること、またこれらの高電圧システムでの作業に適切な PPE と絶縁ツールが利用可能であることを確認してください。

結論：必ずしもバッテリーの問題ではない

EVに何かトラブルが起きると、バッテリーのせいにするのは簡単です。しかし、今日の複雑なパワートレインシステムでは、それは単なる出発点に過ぎません。実際に何が故障しているかに関わらず、正確な診断こそが、費用対効果が高く、安全で、満足度の高いサービスを実現する鍵となります。

適切なツール、適切なトレーニング、体系的なアプローチがあれば、あなたのショップは EV への移行で成功することができます。

EVパワートレインの故障に関しては、必ずしもバッテリーが原因ではないことを理解し、あらゆる診断でそれを証明できるショップになりましょう。ミドトロニクスは、自信を持って診断を行い、EVのお客様の長期的なリピート購入を促すお手伝いをいたします。また、お客様が再び利用したくなる新たな理由を見つけ、電気自動車の未来においてサービス部門を活性化させるための新たな方法を模索するお手伝いもいたします。

よくある質問

電気自動車の不具合がバッテリーによるものなのか、パワートレインによるものなのかをどうやって判断すればいいですか？

まずは12V補助バッテリーから点検してください。12Vバッテリーが消耗または弱っていると、車両全体の電源が入らなくなり、高電圧バッテリーパックに問題がなくても、深刻な故障のように見えてしまいます。12Vバッテリーのテスト結果が良好な場合は、BMS（バッテリー管理システム）とパワートレインモジュールから診断故障コードを取得してください。パワートレインの故障は通常、バッテリー関連の故障とは異なる固有のエラーコードを生成します。

EVの症状で、バッテリーの問題のように見えるが、実際はそうではないものは何ですか？

いくつか例を挙げると、電源が入らない（多くの場合、12Vの問題またはBMS通信の障害）、航続距離が急激に低下する（容量低下ではなく、熱管理の問題の場合もある）、充電ができない（多くの場合、充電システム、EVSEの互換性、またはコネクタの障害）、警告灯が点灯する（数十種類の異なる障害を示す可能性がある）などです。これらのいずれも、必ずしも高電圧バッテリーの故障を意味するものではありません。

BMSの故障とは何ですか？また、EVの運行にどのような影響がありますか？

バッテリー管理システム（BMS）は、高電圧バッテリーパック全体のセル電圧、温度、充電状態、および健全性を監視します。BMSに障害が発生すると、個々のセルが正常であっても、保護措置として車両の動作が制限または停止されることがあります。BMSの障害は、センサーの故障、通信エラー、セルバランスの崩れ、またはソフトウェアの不具合によって発生する可能性があり、適切な診断にはOEM診断ツールまたは互換性のあるスキャンツールが必要です。

充電ポートの不具合がEVのパワートレイン故障コードの原因になることはありますか？

はい、充電システムの不具合によって、パワートレインモジュールやBMSにエラーコードが表示されることがあります。充電ポートの損傷、車載充電器の故障、またはEVSE通信エラーによって、汎用スキャンツールではパワートレインやバッテリーの問題のように見えるエラーコードが生成されることがあります。これが、EV修理においてOEMレベルの診断が重要なもう一つの理由です。汎用OBD-IIツールでは、EV固有のエラーコードの全範囲を読み取ることができない場合が多いのです。

電気自動車が始動しない場合、修理工場はどのように診断を行うべきでしょうか？

構造化された手順に従ってください: (1) 導電率テスターを使用して 12V 補助バッテリーをテストします。(2) OEM 対応のスキャンツールを使用して、アクセス可能なすべてのモジュール (BMS、PCM、ボディ コントロール) の故障コードを確認します。(3) BMS を介して高電圧システムの状態を確認します。(4) 車両が充電器に接続されている場合は、EVSE または充電の故障がないか確認します。コンポーネントに触れる前に、すべてを文書化してください。

電気自動車のパワートレインの故障を診断するために、技術者はどのようなトレーニングを受ける必要がありますか？

最低限、技術者は高電圧安全手順、BMSアーキテクチャ、EV診断ツールの操作方法を網羅したEV専用のトレーニングを受ける必要があります。I-CARやOEMのトレーニングプログラムでは、認定コースを提供しています。安全面以外にも、技術者は担当するブランドの診断ソフトウェアに精通している必要があります。EVの診断は、従来の車両診断よりもソフトウェアへの依存度が高いからです。