《純電動汽車構(gòu)造與檢修》第二版 課件 項目5、6 充電系統(tǒng)的認知與檢修、整車控制器的認知與檢修

充電系統(tǒng)認知學習目標了解電動汽車充電系統(tǒng)的概念；掌握電動汽車慢充、快充充電方法；能辨析充電系統(tǒng)各關(guān)鍵部件的工作特性。充電系統(tǒng)概念

充電系統(tǒng)是新能源汽車主要的能量補給系統(tǒng)，分為常規(guī)充電（俗稱慢充）及快速充電（俗稱快充）兩種方式。充電方式慢充快充慢充系統(tǒng)

慢充接口車載充電機動力電池組高壓配電盒交流源輸入變壓整流繼電器控制

慢充系統(tǒng)使用交流220V單相民用電，通過整流變換，將交流電變換成高壓直流電給動力電池進行供電。220V交流電快充系統(tǒng)

充電樁快充接口動力電池組高壓配電盒直流源高壓直流繼電器控制

快充系統(tǒng)一般使用充電樁直接將高壓大電流通過目前直接給動力電池進行充電。充電系統(tǒng)工作原理充電系統(tǒng)關(guān)鍵部件車載充電機充電熔斷器快充繼電器DCDC變換器充電系統(tǒng)關(guān)鍵部件高壓控制盒車載充電機

車載充電機，相對傳統(tǒng)工業(yè)電源，具有效率高、體積小、耐受惡劣工作環(huán)境等特點。車載充電機工作過程中需要協(xié)調(diào)充電樁、BMS等部件。充電熔斷器

充電熔斷器位于高壓控制盒內(nèi)，當熔斷器燒斷了，就無電流輸出?？斐淅^電器

高壓控制盒中快充繼電器用于在快充時閉合充電回路，快充繼電器不閉合時，則無法快充。DC/DC變換器DC/DC變換器相當于傳統(tǒng)汽車中的發(fā)電機，將動力電池的高壓電轉(zhuǎn)換成低壓電給蓄電池及低壓系統(tǒng)供電。具有效率高、體積小，耐受惡劣工作環(huán)境的特點。內(nèi)容回顧

電動汽車充電系統(tǒng)的概念；電動汽車慢充、快充充電方法；充電系統(tǒng)各關(guān)鍵部件的工作特性。充電系統(tǒng)常見故障與檢修學習目標掌握充電系統(tǒng)日常保養(yǎng)注意事項掌握充電系統(tǒng)常見故障及解決方案圖1充電系統(tǒng)中的充電機充電系統(tǒng)日常保養(yǎng)-車載充電機1、檢查散熱風扇是否有異物2、散熱筋上盡可能減少雜物，保證散熱時風道暢通3、低壓連接器是否有松動，保證連接器可靠連接4、檢查高壓連接器是否可靠連接5、檢查外殼是否有明顯碰撞痕跡，對充電機內(nèi)部模塊是否造成損壞圖2充電系統(tǒng)中的充電機充電系統(tǒng)日常保養(yǎng)-DC/DC變換器1、散熱筋上盡可能減少雜物，保證散熱時風道暢通2、低壓連接器是否有松動，保證連接器可靠連接3、檢查高壓連接器是否可靠連接4、檢查外殼是否有明顯碰撞痕跡，對DC/DC變換器模塊是否造成損壞圖3充電系統(tǒng)中DC/DC轉(zhuǎn)換器充電系統(tǒng)常見故障及檢修-車載充電機1、充電樁顯示車輛未連接解決方案：檢查車輛與充電樁兩端槍是否反接。2、動力電池繼電器未閉合解決方案：檢查連接器是否正常連接，檢查充電機輸出喚醒是否正常。充電系統(tǒng)常見故障及檢修-車載充電機3、電池繼電器正常閉合，但充電機無輸出電流解決方案：檢查車端充電槍是否連接到位，檢查高壓保險是否熔斷，檢查高壓連接器及線纜是否正確連接。充電系統(tǒng)常見故障及檢修-DC/DC變換器1、DC/DC未正常工作解決方案：檢查連接器是否正常連接檢查高壓保險是否熔斷檢查使能信號是否輸入內(nèi)容回顧充電系統(tǒng)日常保養(yǎng)注意事項充電系統(tǒng)常見故障及解決方案整車控制器功能與整車狀態(tài)認知學習目標掌握整車控制器功能了解整車控制方案熟悉整車狀態(tài)獲取掌握整車控制器的拆裝方法圖1整車控制器整車控制器安裝位置VCU整車控制系統(tǒng)關(guān)聯(lián)圖圖3整車控制整車控制器相當于純電動汽車的“大腦”，掌握和控制車輛各部分狀況。圖中連線表示整車控制器與電機控制器、BMS、車載充電機和空調(diào)等部分的聯(lián)系，箭頭表示信號流通的方向整車控制方案分層控制方式圖4分層控制整車控制器功能1)整車驅(qū)動控制-扭矩輸出2)能量管理功能-放電和能量回收3)整車輔助系統(tǒng)控制-電動空調(diào)、暖風等4)整車安全管理和診斷功能-預(yù)警、故障干預(yù)5)整車網(wǎng)關(guān)的管理功能-新能源CAN和車身CAN信息交互6)整車信息管理功能-儀表顯示、遠程監(jiān)控等7)高低壓安全管理與保護功能整車控制器控制-整車狀態(tài)獲取整車狀態(tài)獲取方式：a、整車狀態(tài)的獲?。和ㄟ^車速傳感器、檔位信號傳感器等采用不同的采樣周期時檢測整車的運行狀態(tài)b、通過CAN總線獲得原車功能模塊、動力電池系統(tǒng)、電機驅(qū)動系統(tǒng)等狀態(tài)信息。整車控制器控制-整車狀態(tài)獲取整車狀態(tài)獲取內(nèi)容：點火鑰匙狀態(tài)—OFF、ACC、ON、START充電監(jiān)控狀態(tài)—充電喚醒、連接狀態(tài)、慢充門板（開-關(guān)）檔位狀態(tài)—P、R、N、D加速踏板位置—加速踏板開度（0-100%）制動踏板狀態(tài)—踩制動、未制動BMS狀態(tài)—繼電器、電壓、電流等（電池管理系統(tǒng)）MCU狀態(tài)—工作模式、轉(zhuǎn)速、扭矩等（電機控制器）EAS、PTC信息（空調(diào)壓縮機，PTC加熱）ABS狀態(tài)、ICM狀態(tài)（制動系統(tǒng)，儀表控制）整車控制器拆裝注意：確保整車處于P位、駐車制動操縱桿拉起、車輛端充電槍拔出、鑰匙處于OFF檔并拔出。內(nèi)容回顧整車控制器功能重點：整車控制方案整車控制狀態(tài)獲取整車控制策略認知學習目標了解整車工作模式了解整車充電過程控制了解整車上電過程控制了解整車驅(qū)動控制了解整車高壓及輔助系統(tǒng)控制圖1整車控制器整車控制策略圖1整車控制策略包含的內(nèi)容整車工作模式整車分為兩個工作模式：充電模式、行駛模式；VCU有低壓喚醒后，周期執(zhí)行整車模式的判斷，其中，充電模式優(yōu)先于行駛模式。充電模式充電喚醒信號、（快慢充）充電門板信號或連接確認信號；行駛模式點火鑰匙ON檔、無充電喚醒信號、無充電門板信號或連接確認信號；整車工作模式切換充電模式不能切換到行駛模式；鑰匙在ON檔同時充電中，此時關(guān)閉充電口，車輛不能上高壓，需駕駛員將鑰匙打到非ON檔，并再次到ON檔時，方可上高壓；行駛模式可以切換到充電模式；整車在行駛模式時，如果檢測有充電需求，VCU需先執(zhí)行高壓下電后，再進行正常的充電流程。整車正常充電控制整車有慢充和快充兩種狀態(tài)；如整車處于ON檔有高壓時，需先進行高壓下電后再進行充電。1）車輛插槍時，先有充電喚醒信號給VCU、BMS、儀表等，儀表充電連接指示燈閃爍；2）VCU檢測到充電門板信號，判斷進入充電模式，儀表充電連接指示燈點亮；3）進入充電模式后，VCU置位允許充電指令；4）BMS與充電機/充電樁建立充電連接，開始充電。充電過程中，VCU不直接參與充電控制，實時監(jiān)控充電過程，對異常情況進行緊急充電停止，以及部分信息的儀表顯示、監(jiān)控平臺信息上傳。整車正常上電過程控制純電動車的點火鑰匙采用OFF、ACC、ON、START四個狀態(tài)；整車上電分為低壓上電和高壓上電兩個步驟。1)低壓上電當點火鑰匙ON時，VCU、BMS、MCU等整車所有零部件低壓上電。整車正常上電過程控制2)高壓上電點火鑰匙ON檔，BMS、MCU當前狀態(tài)正常、且不滿足整車充電條件，開始執(zhí)行高壓上電。BMS、MCU初始化完成，VCU檢查BMS反饋電池繼電器狀態(tài)；BMS正極繼電器處于斷開狀態(tài)，VCU執(zhí)行閉合高壓主繼電器；VCU執(zhí)行閉合其他高壓系統(tǒng)繼電器（空調(diào)系統(tǒng)高壓繼電器）；VCU發(fā)送BMS上電指令，進行預(yù)充電操作；電池反饋預(yù)充電完成狀態(tài)，高壓連接指示燈熄滅；檢查檔位在N檔，且上電過程中駕駛員對點火鑰匙有START的操作；儀表顯示Ready燈點亮，水泵、DC/DC開始工作。整車驅(qū)動控制整車驅(qū)動控制-即扭矩控制-是整車控制器的主要功能之一。其核心是工況判斷—需求扭矩—扭矩限制—扭矩輸出四部分。整車驅(qū)動控制工況判斷-反映駕駛員的駕駛意圖通過整車狀態(tài)信息（加速/制動踏板位置、當前車速和整車是否有故障信息等）來判斷出當前需要的整車駕駛需求（如起步、加速、減速、勻速行駛、跛行、限車速、緊急斷高壓）工況劃分緊急故障工況怠速工況加速工況能量回收工況零扭矩工況跛行工況整車驅(qū)動控制扭矩需求-駕駛員駕駛意圖的轉(zhuǎn)換根據(jù)判斷得出的整車工況、動力電池系統(tǒng)和電機驅(qū)動系統(tǒng)狀態(tài)計算出當前車輛需要的扭矩。各工況的需求扭矩緊急故障工況—零扭矩后切斷高壓怠速工況—目標車速7Km/h加速工況—加速踏板的跟隨能量回收工況—發(fā)電零扭矩工況—零扭矩跛行工況—限功率、限車速整車驅(qū)動控制扭矩限制與輸出-駕駛員駕駛意圖的實現(xiàn)根據(jù)整車當前的參數(shù)和狀態(tài)及前一段時間的參數(shù)及狀態(tài)，計算出當前車輛的扭矩能力，根據(jù)當前車輛需要的扭矩，最終計算出合理的最終需要實現(xiàn)的扭矩。限制因素動力電池的允許充放電功率—溫度、SOC驅(qū)動電機的驅(qū)動扭矩/制動扭矩—溫度電輔助系統(tǒng)工作情況—放電、發(fā)電最大車速限制—前進檔和倒車檔跛行工況—限功率、限車速整車高壓及輔助系統(tǒng)控制外圍相連驅(qū)動模塊的控制1.電池內(nèi)高壓主負繼電器2.空調(diào)系統(tǒng)高壓繼電器3.水泵4.DC/DC5.冷卻風扇6.電子轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)7.快充繼電器內(nèi)容回顧整車工作模式2種整車充電過程控制

4步

整車上電過程控制2步整車驅(qū)動控制扭矩控制4步

整車高壓及輔助系統(tǒng)控制7個模塊

整車故障的管理學習目標掌握整車故障診斷流程掌握整車故障等級掌握儀表顯示故障定義掌握整車充電、上電異常排故流程整車故障診斷流程第一步：連接故障診斷儀和車輛的通訊。若故障診斷儀無法連接車輛，請按以下順序進行排查：1.使用萬用表，檢查VCU的供電是否正常，包括ON檔電、常電；同時，需要檢查低壓電氣盒中VCU的各個供電保險是否正常；2.使用萬用表，檢查OBD診斷口與VCU的CAN總線線束連接是否牢固、正常；如果以上都正常，請更換全新的整車控制器。整車故障診斷流程排查結(jié)束，故障診斷儀將可以順利與整車控制器VCU建立CAN總線通訊連接。第二步：進入診斷界面，按照流程進行其它故障的定位、排查、維修，最后清除故障碼，試車，將車輛交還用戶。整車故障等級表1故障等級列表儀表顯示故障定義電池故障-電池系統(tǒng)通過CAN報送的故障；1.絕緣等級低電機故障-電機系統(tǒng)通過CAN報送的故障;1.電機系統(tǒng)溫度高儀表顯示故障定義通訊故障-VCU與儀表的CAN通訊中斷；1.低壓電故障-蓄電池電壓低、DCDC工作異常2.檔位閃爍-檔位信號異常3.電池充電故障-電池故障、充電機故障整車充電異常診斷充電異常情況：1）充電連接指示燈閃爍——充電喚醒信號、充電機、VCU硬件；2）充電連接指示燈不亮——VCU硬件、連接確認信號；3）充電故障——充電機故障、BMS故障；4）充電電流——電池系統(tǒng)；整車上電異常診斷儀表READY燈未點亮，通過觀察儀表信息，進行原因排查：1）通訊故障-檢查VCU連接情況、CAN網(wǎng)絡(luò)連接情況、VCU硬件；2）充電連接指示燈閃爍/亮-檢測有充電