首先感谢大家对前一篇文章的打赏,你的打赏和转发,是我分享最大的动力。
接上一回讲到,在经过逆向和仔细分析特斯拉MODEL 3原厂12V电源系统的工作机制后,我们使用了附加一个小电瓶在音响系统上的供电方案。一来避免原车12V逆变器被保护,二来为音响系统提供更好的供电缓冲。
这个小电瓶没有太高的要求,传统铅酸电池或者锂电池都可以。出于安全的考虑,我们选择了BOK生产的12.5AH的小电瓶。当时市场上只有2个品牌在做这种电池,这是其中一家。大名鼎鼎的炸毛车上,也是使用的这个品牌的电池。
这个方案工作的很理想,完全实现了设计要求,达到了设计指标。
几周前,车主和我联系,说出去一周回来,车子无法启动了,主机屏幕不亮。一般来说如果主机屏幕不亮无法启动,原因是前面小电池没电了。
前杠拖车盖里面有个应急充电接口,就是用于这种情况的。打开这个口,可以给前面小电池充电,并让12V系统工作起来,例如可以打开车门,启动行车电脑等等。
客户打开车门和引擎盖,果然是前面小电瓶没电了。于是和抢救油车一样,开始给小电瓶充电。车机启动了,自然报了一堆错,如下图。而且不管怎么折腾,车子都挂不进D档,无法行驶。
这样来回折腾了好久没什么进展,于是我建议先把车放一晚上,看看系统会不会收敛,自行恢复。
到了第二天,情况还是没有任何进展。已经准备叫拖车送去4S店了,客户突然想起后面还有个小电池,就抱着死马当活马医的心理,给后面的小电池搭上电,充了半个小时。
结果,奇迹出现。在后面小电池充满后,原车系统似乎什么事情都没有发生,完全正常了!
以下是枯燥的故障排查过程流水账,嫌烦的可以直接跳到后面看结论。
解决故障的第一步是重现故障。车子进店后,就静置不动,我每天早晚检测2次前后小电瓶和电流电压并记录下来,寻找规律。
第三天,后面小电池就没有电压了,这不是一个正常的状态。
正常来说,在静置状态下,后面的小电池应该可以支持2~4周是完全没有问题的,也就是说即使是没电,也不应该这么快。
通常掉电过快是三个原因,一是漏电,二是消耗了得不到及时的补充,充电有问题,三是电池性能衰减,容量下降。
第一个可能原因漏电,就查静态待机电流。这时候我发现后面小电瓶上接了3个负载。一个是功放的供电线路,一个是尾箱造型灯光的继电器常电,第三根线不是我们接的,后来了解是第三方接上来的设备。车子在休眠状态下,三台功放的静态待机电流大约10MA,灯光继电器0MA,未知设备是120MA。后面小电池按10AH的容量来计算,如果待机电流10MA,大约可以支持41天/约6周;如果是110MA,大约可以支持91个小时/约4天不到。
在功放被ACC唤醒后,静态待机电流大约3A左右。10AH的小电池,大约能支撑3~4个小时。
也就是说,在6周/4天/4小时这几个工作状态对应的时间之内,如果没有及时给后面小电池充电,锂电池保护板就会工作,这个电池的保护电压是12.7V截止输出。
这一点和铅酸电池很不一样,铅酸电池的放电曲线比较缓,可以一直坚持到7V左右。
第二个原因是消耗和充电问题。对于油车这不是个问题,车子关了就关了,锁了以后所有的电器都断电了,这是毫无疑问的。而对于特斯拉则完全不同。特斯拉本身没有ACC的概念,走近了就开门,上车踩电门就走,没有“开机”这一说。另外这个车是24小时联网的,可以远程唤醒,远程控制,远程OTA。所以它的“开机”的定义,和传统的油车完全不同。再加上它线束的功能定义是可以通过软件升级OTA来改变的,也就是说有这样两个问题:
你可能找不到可靠的ACC来控制你的音响,因为有可能车上没人远程就能打开ACC。
即使你找到了ACC,也有可能在下一次OTA升级后失效。
我怀疑这台车在我们下班后,自己偷偷的开机,音响就额外的耗电。于是我买了个30块的小米门窗传感器,稍微改装了下,接在功放的ACC上,用来全天候监视原车是不是会偷偷的唤醒。
结果,果然在半夜,MODEL 3 自己偷偷起床不知道干了半个小时啥,当然同时后面的小电池也耗电了半个小时。
第三个可能的原因,电池寿命下降被排除了。BOK这个电池功能非常强大,在手机上可以看到丰富的电芯参数和健康状态。我们看到即使过去2年,电池性能依旧良好。
导致车辆无法启动的直接原因,是原车12V逆变器保护无输出。
12V逆变器保护的原因,是由于后小锂电瓶电能耗尽,低于12.7V的截止电压。12V逆变器起动时冲击电流过大就保护,自恢复后再保护,陷入死循环。
后小锂电瓶电能耗尽并非单一原因,而是由以下三个因素同时出现导致的:
第三方外接设备待机电流超过原本的10倍,导致锂电池支持的待机时间从40天减少到4天。
特斯拉软件升级引起ACC定义变化,导致功放错误进入工作状态,恶化了上面的情况,加剧了能量的消耗。
这次车主一周多没有唤醒/使用车辆,12V逆变器没有机会给后小锂电补充能量,直至耗尽。
如果是正常日常使用的环境下,这种情况是不会出现的。
解决误启动。改用高电平启动,放弃ACC启动方案。(以前没有使用高电平的原因,是会出现偶发性的误启动;但是现在某个版本OTA以后就没有这个问题了。)
任何方案除了在逻辑上行得通以外,还需要验证。得到预期的数据才能算结案。
这一次验证的方法是24小时监控全车的电压状态,从而确认问题都得到解决。
除了使用DIY版本的小米ACC监控,来观察特斯拉是否有非正常启动的情况以外,我还使用了一个8路的电压监控模块。
将12V逆变器和后面的小锂电瓶断开后,通过这个模块监控原车小电池,原车12V逆变器,原车旧的ACC IN,DSP的ACC OUT和后锂电池一共5个采样点的电压变化。
通过一台安卓手机,可以24X7持续不断的以每秒1次的采样频率,采集电压变化数据。在这期间这台特斯拉12V供电系统的微小任何风吹草动都能记录下来,用来分析和检验方案是否可行。
特斯拉这种新能源车改音响,和传统油车大部分都一样的。只是在12V供电系统的工作逻辑上略有不同,只要掌握了基本原理和底层逻辑,再加上科学的工作方法,就一定可以顺利的搞定。
仓促成文,思维跳跃,肯定有不完整不全面的地方。如有不解,欢迎留言,知无不言,言无不尽。
这篇文章来自我的改装笔记,不是面向普通消费者,也不是教程或者科普目的。所以如果文字晦涩难懂,请忽略技术部分,就当散文随笔看看就好。
如果你觉得内容对其他朋友有用,还烦请分享出去,让更多的人参与讨论,少走弯路,让我们这个行业水平越来越高。