Как починить Теслу и спасти праздничное настроение

Привет! Меня зовут Асхат, я работаю в Yandex Infrastructure — инженерной команде, которая делает фундаментальные технологии для работы Яндекса. Но иногда натренированный взгляд инженера может пригодиться и в личных делах. Позапрошлой осенью на мой День рождения автомобиль Tesla model S сделал мне подарок. Он просто перестал ехать и сыпал ошибками. Утром ничего не предвещало беды, а вечером сел в автомобиль, и на экране замелькало: «Низкое напряжение», «Требуется обслуживание», «Невозможно ехать».

Это превратилось в историю непростого инженерного расследования, отчаяния, поиска очевидных и неочевидных решений. Но всё‑таки дело завершилось новогодним чудом: благодаря моим стараниям машина ожила. Если и вам хоть раз приходилось самостоятельно чинить подобное и хочется побольше историй со счастливым концом, эта статья вам точно понравится.

Но осторожно, не пытайтесь повторять это самостоятельно!

Во всём виновата погода?

Итак, садимся в авто и видим такую картину:

В тот день на улице было достаточно холодно. Я решил, что аккумулятор просто сильно разрядился. Для тех, кто ещё не имел дела с Tesla, оговорюсь: в автомобиле есть низковольтная часть 12V и высоковольтная до 400V. Я грешил на 12V‑аккумулятор и думал поставить его на зарядку на ночь, а утром попробовать снова. Снять такой АКБ с машины очень трудно, так как он установлен под жабо за правой стойкой. Поэтому я подключился к специальной клемме для аварийного запуска авто в случае полной разрядки.

Утром я сел за руль, но чуда не свершилось, машина была мертва. При этом уровень заряда высоковольтной батареи был в районе 56%, напряжение 12V‑батареи было более 12 вольт, и препятствий к запуску я не находил.

Важное про запуск автомобиля: в тот момент, когда вы открываете дверь, в высоковольтной батарее выключаются контакторы, которые запитывают всю высоковольтную сеть. При обратном включении слышны два характерных щелчка. В моём случае они не щелкали, питания на высоковольтную сеть не поступало, и, соответственно, запуска автомобиля не было.

Я расстроился и понял, что дело серьёзнее, чем я предполагал. Но ещё оставалась надежда: возможно всё‑таки 12V‑аккумулятор умер совсем и просто уже не может давать нужный ток для запуска систем. В качестве низковольтной батареи в Tesla стоит AGM, свинцово‑кислотный аккумулятор на 33 Ah, как в ИБП.

Я оформил заказ на такой, через несколько дней получил АКБ и приступил к замене. Пришлось разобрать жабо и кое‑как вынуть аккумулятор оттуда.

Установил новый АКБ, но проблема осталась.

Тем временем всё дело происходило на улице в холод, а машина стояла неподвижной. Я расстроился ещё сильнее. Нужно было уехать в командировку на две недели. Когда я вернулся, на улице уже выпал снег. Пришлось искать более подходящее место, где машиной можно вдумчиво заниматься в тепле.

Ищем гараж

Для начала я нашёл место на мойке, где не работал один из боксов, можно было спокойно оставить машину там. Вот только как её перегнать? Tesla загнана мордой во двор, а зацепов сзади у неё нет. Толкать руками тоже не удаётся, потому что автомобиль весит 2200 кг. Пришлось цепляться за колеса и вытаскивать его со двора Нивой. Вот тут нам как раз помог мороз и скользкая дорога.

На тёплой мойке можно было копать дальше. Поискав информацию на просторах сети, я выяснил, что ошибка «Низкое напряжение» встречается довольно часто. Она может указывать на неисправность DC‑DC — понижающего преобразователя, который уменьшает напряжение с 400 V до 14 V, тем самым подзаряжает низковольтный АКБ и питает все системы. Я вскрыл DC‑DC, но не увидел ничего горелого или неисправного.

Проверить его не представлялось возможным, так как надо было где‑то найти 400V постоянного тока. Наступил момент отчаяния, и я попытался поискать автосервис со специализацией по электрокарам.

Поскольку дело было в 400 км от Москвы, начал с того, что ближе. В Рязани нашёлся сервис для электромобилей, но он занимался чем‑то более простым, типа Nissan Leaf. В Москве тоже была пара сервисов, где по описанию было понятно: при обращении надо готовиться, что отдам за ремонт половину стоимости авто. Я решил копать самостоятельно.

Собираем ремонтный тулкит

Дальше я узнал, что в машине есть OBD II — система диагностики автомобилей. Но для неё нужен переходник и ПО. Переходник я купил, а вот с софтом сложнее: есть платная программа Scan My Tesla под Android, но приобрести её в нашем регионе нельзя. Благодаря помощи друга из Сербии я зарегистрировал сербский аккаунт и купил программу через него. Так появилась возможность просмотреть всё, что есть на CAN‑шине.

Из интересного мне хотелось посмотреть видимость DC‑DC и разброс напряжения по ячейкам в высоковольтной батарее. И если DC‑DC не был виден вообще, то разброс составлял 0,09 V.

К тому моменту, я уже прочитал в интернете, что Tesla начинает предупреждать и снижать мощность, когда разброс доходит до 0,1 V. Так что на этот счёт я остался спокойным, но источник проблемы, получается, не нашёл.

У Tesla в открытом доступе также есть платная диагностика, по цене ~ 5000 рублей за час. Подключаемся через специальный шнурок с обычным RJ45 на конце, цепляем его к ноутбуку, настраиваем сеть и заходим на сайт Tesla. Поcле оплаты доступа вроде как можно пользоваться. Покупал часовую диагностику с мыслями: «Ну сейчас всё станет понятно».

Однако первые 20 минут ушли на установку связи. Заранее нет никаких инструкций, что нужно будет разблокировать GTW, нажав на тормоз и включив правый поворотник. Также какое‑то время ушло, чтобы правильно выставить IP‑адрес на ноутбуке. Увидев в конце концов диагностику Tesla, я взгрустнул: всё совсем не похоже на стандартную диагностику других автомобилей. Больше напоминает вендорскую утилиту, где после ремонта можно сбросить ошибки. Ещё там были ссылки на подробное описание, которые в реальности вели в никуда. В итоге час пролетел быстро, а ничего нового я не узнал. Начал внимательнее читать про каждую найденную ошибку.

Дело шло к Новому году…

Основная ошибка была такая: DI_u014. DI — это drive invertor, он выдаёт в системе ошибку «Низкое напряжение». Я уже знал про общую болезнь этих моделей, при которой течёт сальник двигателя и антифриз может попасть в двигатель и инвертор. Там и решил проверить наличие жидкости. Мы перебуксировали машину на подъёмник, нам как раз повезло, что под Новый год он простаивал.

Поднял машину, снял датчик с двигателя и убедился, что там сухо. Заглушки с инвертора также снял, и там тоже было сухо. Догадка не подтвердилась. В голове возникла мысль снимать батарею и смотреть, что в ней, хотя предпосылок к снятию вроде как нет.

АКБ весит 600 кг. Чтобы его снять, нужен специальный стол, на который можно опустить груз. Почитал интернет ещё и нашел лайфхак по снятию такой батареи:

• Ставим 6 поддонов по 3 штуки под переднюю часть батареи и заднюю.

• Откручиваем все болты по центру батареи.

• Опускаем машину на поддоны, а когда они начинают сильно трещать, значит больше опускать не стоит.

• Откручиваем болты по краям батареи и медленно поднимаем машину.

• Батарея остаётся на поддонах, а машина уезжает вверх на подъемнике. Важно не забыть отстегнуть сигнальные фишки позади батареи.

И вот батарея лежит перед нами. Первый осмотр показал, что она вскрывалась. Качество сборки выглядело так себе. Мы тоже решили вскрывать батарею. Это делается в три этапа.

1. Снимаем крышку с главного предохранителя, откручиваем болты, вынимаем предохранитель.

2. Откручиваем крышку спереди и снимаем её отдельно.

3. Откручиваем основную крышку (куча болтов) и пытаемся оторвать её от батареи, так как там слой герметика.

После первых двух этапов я увидел два модуля батареи, которые стоят друг над другом. На железе были небольшие капельки влаги.

Когда снимал крышку батареи (цифра 2 на рисунке ниже), то увидел, что болты, держащие трубки антифриза, закручены неправильно. Два болта закручены нормально, а два — просто держались на герметике. Стало понятно, что тут попала влага и нужно разбирать всё, чтобы понять масштаб.

Третий этап со снятием основной крышки батареи был самым сложным. После снятия мы увидели плату BMS, которая контролирует всю высоковольтную часть и те самые контакторы. Сама батарея выглядит так, что в ней 16 модулей, которые соединены последовательно, а в центре идёт соединяющая шина. Часть модулей прерывается пиротехническим предохранителем.

Шина подходит к двум контакторам «плюс» и «минус», а после них питание идёт на силовой разъём. У каждого модуля есть своя плата, контролирующая модуль: его температуру, вольтаж и балансирование ячеек. Каждая такая плата от модуля подключена к плате BMS.

Мы начали вынимать все модули, и только на двух модулях были небольшие следы влаги.

Поставили просушиваться всё. После просушки собрали модули в батарею, вставили предохранитель и решили подкинуть батарею обратно. Но никаких изменений не произошло.

Я начал проверять изоляцию, и на шине, как ни странно, показывало сильно низкую изоляцию. Как показал быстрый поиск информации, это оказалось нормой: так как плата BMS соединена с корпусом, таким образом она измеряет изоляцию в батарее. Если её отключить, то изоляция в норме. Идём дальше.

Стал внимательнее смотреть на разбег ячеек. Он был только в двух модулях, и это явно выделялось среди остальных. Минимальное напряжение ячейки было 3,722 V, а максимальное — 3,821 V. Решил балансировать ячейки. Снял эти два модуля и увидел, что провод, идущий от контрольной платы, отходит от ячейки.

Это тоже частая болезнь на этих моделях. Из‑за попадания влаги провода могут отваливаться, так как они держатся то ли на ультразвуковой пайке, то ли ещё каким‑то волшебным образом.

Я начал думать, как их прикрепить обратно.

• Припаяться нереально.

• Использовать ультразвуковою сварку у меня не было возможности.

• Попробовал клей для восстановления обогрева стёкол, но он не держится надёжно.

В итоге нашел в одном из видео в интернете, что можно на краю ячейки просверлить пластину и закрепить на клепке этот провод, будет более чем достаточно. Нарастил провод, закрепил на клепку, собрал батарею и подкинул её в машину. В одном из модулей проблема ушла. Но она осталась во втором. Решение было одно: когда я свапнул платы между модулями, то проблема ушла вслед за платой — то есть проблема была именно в ней.

Начались поиски платы нужной ревизии, года выпуска и т. д.

И наступил Новый год!

Я не мог найти такую плату, которая совпадала бы один в один, находились немного другие ревизии. Но я опасался, что они могут не подойти, и плата BMS не будет понимать, что делать с ними. Решил попробовать починить плату сам.

После некоторых измерений выяснилось, что банально сгорел предохранитель. Видимо, когда провод отошел от ячейки, мог пойти больший ток. Я заменил предохранитель, установил плату на место. По приборам все ячейки стали показывать одинаковое напряжение. Настроение резко улучшилось.

Но машина так и не запускалась. На одном из форумов я обнаружил, что ошибку BMS_f107 можно сбросить только той самой диагностикой Tesla. Я опять купил доступ к ней, но в этот раз нашёл определённый лайфхак. Если купленное время кончилось, тебя не выкидывает из диагностики, и если ты остаёшься на нужной странице, то можешь ещё выполнять доступные функции на этой странице. Сбросил ошибку, и о чудо! Контакторы начали щелкать, хоть и не включаться.

Это я решил оставить до следующего дня. Назавтра понял, в чём дело: вылетела ошибка по изоляции, и я решил проверить, где есть пробой. Сперва полез в DC‑DC, так как я его уже разбирал, и пробой оказался там. В тот раз я немного перепутал болты, и более длинный болт касался корпуса. Перекрутил болты, собрал всё обратно, и машина ожила!

А дальше начался долгий процесс обратной сборки батареи. Поскольку «корыто» батареи алюминиевое, а предыдущие разборщики до меня, видимо, особо не заморачивались, то много где была сорвана резьба. Мы восстановили резьбу, нанесли герметик, оперативно накинули крышку и начали закручивать сотни болтов. Заодно правильно собрали переднюю крышку на все болты, чтобы в будущем влага не попала вовнутрь. В батарею закинул пакетики Silica Gel на всякий случай. Видел, что так делают многие после вскрытия, потому что в батарее есть клапан, который выпускает воздух при нагреве и впускает обратно при охлаждении.

После финальной сборки машина ещё отстоялась в тепле, чтобы герметик застыл, и затем была готова к эксплуатации. Так и закончились новогодние праздники.

После этого я отъездил на машине более года, и проблем не возникало.