新能源汽車電源系統(tǒng)認(rèn)知與檢修

充電樁概述充電樁的作用知識點0102充電樁的分類1.充電樁的作用傳統(tǒng)充電樁類似于加油站里面的加油機，可以固定在地面或墻壁上，安裝于公共建筑（公共樓宇、商場、公共停車場等）和居民小區(qū)停車場或充電站內(nèi)，可以根據(jù)不同的電壓等級為各種型號的新能源汽車充電。充電樁2.充電樁的分類1）按安裝方式分類可分為落地式充電樁、掛壁式充電樁。落地式充電樁適合安裝在不靠近墻體的停車位。掛壁式充電樁適合安裝在靠近墻體的停車位。

落地式充電樁和掛壁式充電樁

2.充電樁的分類2）按安裝地點分類按照安裝地點，可分為公共充電樁、專用充電樁和自用充電樁。公共充電樁是建設(shè)在公共停車場的停車泊位，為社會車輛提供公共充電服務(wù)的充電樁。專用充電樁是建設(shè)在企業(yè)自有停車場，為企業(yè)內(nèi)部人員使用的充電樁。自用充電樁是建設(shè)在個人自有車位，為私人用戶提供充電的充電樁。2.充電樁的分類3）按充電方式分類充電樁按充電方式分類可分為直流充電樁，交流充電樁和交直流一體充電樁。直流充電樁輸出的為直流電，交流充電樁輸出的為交流電，交直流一體充電樁既可以輸出直流電也可以輸出交流電。電動汽車電源系統(tǒng)概述傳統(tǒng)燃油汽車和電動汽車電源系統(tǒng)的組成電動汽車保留輔助蓄電池的原因知識點0102傳統(tǒng)燃油汽車和電動汽車電源系統(tǒng)的區(qū)別031.傳統(tǒng)燃油汽車和電動汽車電源系統(tǒng)的組成1）傳統(tǒng)燃油汽車電源系統(tǒng)的組成

傳統(tǒng)燃油汽車的電源系統(tǒng)包括蓄電池和發(fā)電機，發(fā)動機未起動時由蓄電池供電，起動后則由發(fā)電機供電，同時為蓄電池充電。傳統(tǒng)燃油汽車電源系統(tǒng)1.傳統(tǒng)燃油汽車和電動汽車電源系統(tǒng)的組成2）電動汽車電源系統(tǒng)的組成電動汽車的電源系統(tǒng)分為主電源和輔助電源。主電源是驅(qū)動汽車行駛的高壓電源，也就是動力蓄電池；輔助電源是為車上各種儀表、控制系統(tǒng)提供低壓直流電的電源，也就是輔助蓄電池。輔助蓄電池動力蓄電池2.傳統(tǒng)燃油汽車和電動汽車電源系統(tǒng)的區(qū)別區(qū)別一：電動汽車不需要發(fā)電機傳統(tǒng)燃油汽車是利用發(fā)動機帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)發(fā)電，發(fā)出的電提供給用電器并為蓄電池充電?；旌蟿恿ζ嚰半妱悠?，是以動力蓄電池為電源，利用DC/DC變換器為輔助蓄電池充電，從而可以省去原來的發(fā)電機，如圖所示。動力蓄電池向輔助蓄電池充電2.傳統(tǒng)燃油汽車和電動汽車電源系統(tǒng)的區(qū)別區(qū)別二：電動汽車的輔助蓄電池不會虧電傳統(tǒng)燃油汽車當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速低時，如果同時使用空調(diào)、音響及車燈等用電設(shè)備，有時出現(xiàn)“蓄電池電量用盡”的現(xiàn)象。而混合動力汽車和電動汽車使用動力蓄電池和DC/DC變換器為輔助蓄電池充電，便不存在這種情況?；旌蟿恿ζ嚹芰總鬟f圖3.電動汽車保留輔助蓄電池的原因混合動力汽車和電動汽車在理論上說可以省去輔助蓄電池，但實際上還是保留了蓄電池。這是為什么呢？輔助蓄電池3.電動汽車保留輔助蓄電池的原因一是能夠降低車輛的成本。輔助蓄電池能在短時間內(nèi)向空調(diào)、刮水器及車燈等釋放大電流。如果省去輔助蓄電池則將由高壓動力蓄電池向空調(diào)及刮水器等用電設(shè)備供電，DC/DC變換器的尺寸勢必就要增大，從而使整體成本增加。二是確保電源的冗余度。如果沒有輔助蓄電池，DC/DC變換器一旦出現(xiàn)故障停止供電時，輔助電器就會立即停止運行。如夜間車燈不亮，雨天刮水器停止運行等，就會影響駕駛。如果有輔助蓄電池，便不會出現(xiàn)這種情況。充電樁的工作原理直流充電樁的工作原理知識點0102交流充電樁的工作原理1.直流充電樁的工作原理1）概述直流充電樁固定安裝在電動汽車外、與交流電網(wǎng)連接，其自帶變壓整流模塊，輸出的就是可以直接向動力蓄電池充電的高壓直流電，由于其功率較大，輸出大電流，可以實現(xiàn)快速充電。直流充電示意圖1.直流充電樁的工作原理2）工作原理①車輛接口連接確認(rèn)階段——②直流充電樁自檢階段——③充電準(zhǔn)備就緒階段——④充電階段——⑤充電結(jié)束階段①車輛接口連接確認(rèn)階段當(dāng)我們按下槍頭按鍵，插入車輛插座，再放開槍頭按鍵。充電樁的檢測點1將檢測到12V-6V-4V的電平變化。一旦檢測到4V、充電樁將判斷充電槍插入成功，車輛接口完全連接，并將充電槍中的電子鎖進行鎖定，防止槍頭脫落。1.直流充電樁的工作原理②直流充電樁自檢階段在車輛接口完全連接后，充電樁將閉合K3、K4，使低壓輔助供電回路導(dǎo)通，為電動汽車控制裝置供電（有的車輛不需要供電）（車輛得到供電后，將根據(jù)監(jiān)測點2的電壓判斷車輛接口是否連接，若電壓值為6V，則車輛裝置開始周期發(fā)送通信握手報文），接著閉合K1、K2，進行絕緣檢測，所謂絕緣檢測，即檢測DC線路的絕緣性能，保證后續(xù)充電過程的安全性。絕緣檢測結(jié)束后，將投入泄放回路泄放能量，并斷開K1、K2，同時開始周期發(fā)送通信握手報文。直流充電樁自檢階段1.直流充電樁的工作原理③充電準(zhǔn)備就緒階段接下來，就是電動汽車與直流充電樁相互配置的階段，車輛控制K5、K6閉合，使充電回路導(dǎo)通，充電樁檢測到車輛端電池電壓正常（電壓與通信報文描述地電池電壓誤差≤±5%，且在充電樁輸出最大、最小電壓的范圍內(nèi)）后閉合K1、K2，那么直流充電線路導(dǎo)通，電動汽車就準(zhǔn)備開始充電了。充電準(zhǔn)備就緒階段1.直流充電樁的工作原理④充電階段在充電階段，車輛向充電樁實時發(fā)送電池充電需求的參數(shù)，充電樁會根據(jù)該參數(shù)實時調(diào)整充電電壓和電流，并相互發(fā)送各自的狀態(tài)信息（充電樁輸出電壓電流、車輛電池電壓電流、SOC等）。充電階段1.直流充電樁的工作原理⑤充電結(jié)束階段車輛會根據(jù)BMS是否達到充滿狀態(tài)或是受到充電樁發(fā)來的“充電樁中止充電報文“來判斷是否結(jié)束充電。滿足以上充電結(jié)束條件，車輛會發(fā)送“車輛中止充電報文“，在確認(rèn)充電電流小于5A后斷開K5、K6。充電樁在達到操作人員設(shè)定的充電結(jié)束條件，或者收到汽車發(fā)來的”車輛中止充電報文“，會發(fā)送”充電樁中止充電報文”，并控制充電樁停止充電，在確認(rèn)充電電流小于5A后斷開K1、K2，并再次投入泄放電路，然后再斷開K3、K4。充電結(jié)束階段2.交流充電樁的工作原理

交流充電樁是固定安裝在電動汽車外、與交流電網(wǎng)連接，為電動汽車車載充電機（即固定安裝在電動汽車上的充電機）提供交流電源的供電裝置。交流充電樁只提供電力輸出，沒有變壓整流功能，需連接車載充電機為電動汽車充電。交流充電樁動力電池系統(tǒng)功用動力電池系統(tǒng)的功用知識點011.動力電池系統(tǒng)功用動力蓄電池系統(tǒng)功用主要是為車輛行駛提供動力，檢測計算電量，檢測溫度、電壓、濕度，檢測漏電等異常情況并進行發(fā)出警報，控制充放電，控制預(yù)充電，系統(tǒng)自檢等，如圖所示。動力電池系統(tǒng)組成動力電池系統(tǒng)的組成概述蓄電池管理系統(tǒng)的組成知識點0102動力蓄電池模組的組成031.動力電池系統(tǒng)的組成概述電動汽車動力蓄電池系統(tǒng)主要由動力蓄電池模組、蓄電池管理系統(tǒng)、動力蓄電池箱及輔助元器件等四部分組成2.動力蓄電池模組的組成動力蓄電池模組由多個單體電芯或電池模塊串聯(lián)組成的一個組合體。單體電芯是構(gòu)成動力蓄電池模塊的最小單元，由正極、負(fù)極、電解質(zhì)及外殼等構(gòu)成。電池模塊是一組并聯(lián)的電池單體的組合，該組合額定電壓與電池單體的額定電壓相等，是電池單體在物理結(jié)構(gòu)和電路上連接起來的最小分組，可作為一個單元替換，3.蓄電池管理系統(tǒng)的組成蓄電池管理系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成，硬件主要由主板、從板及高壓盒，還包括采集電壓線、電流、溫度等數(shù)據(jù)的電子器件組成充電樁的技術(shù)要求供電電壓偏差諧波限值知識點0102電壓不平衡031.供電電壓偏差新能源汽車充電樁的供電電壓偏差應(yīng)符合下表。2.電壓不平衡1）電動汽車充電樁接入公共電網(wǎng)，電網(wǎng)正常運行時，公共連接點負(fù)序電壓不平衡度不應(yīng)超過2%，短時不得超過4%。2）電動汽車充電樁接入公共電網(wǎng)連接點引起負(fù)序電壓不平衡度允許值一般為1.3%，短時不得超過2.6%。3.諧波限值1）電動汽車充電樁接入公共電網(wǎng)連接點諧波電壓的限值（相電壓）要求應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。2）電動汽車充電樁注入公共電網(wǎng)連接點的諧波電流允許值應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。3）接入交流充電樁的車載充電機在額定功率輸出時，交流輸入側(cè)電流總諧波畸變率應(yīng)小于等于8%,功率因數(shù)應(yīng)大于等于0.95。3.諧波限值4）電動汽車非車載充電機額定功率輸出時，按輸入側(cè)的諧波電流和功率因數(shù)分為A級設(shè)備和B級設(shè)備。對A級設(shè)備，可不對諧波和無功電流進行補償。對于B級設(shè)備，應(yīng)對諧波和無功電流進行補償，補償后注入公共電網(wǎng)連接點的諧波電流允許值應(yīng)符合上述1、2的要求.電力分配單元（PDU）電力分配單元的概念電力分配單元的優(yōu)點知識點0102電力分配單元的作用031.電力分配單元的概念電力分配單元（PDU）通過母排及線束將高壓電器元件連接，為新能源汽車高壓系統(tǒng)提供充放電控制、高壓部件上電控制、電路過載短路保護、高壓采樣、低壓控制等功能，保護和監(jiān)控高壓系統(tǒng)的運行。電力分配單元2.電力分配單元的作用電力分配單元(PDU)的功能是保障整車高壓電能的傳輸，是動力電池與各高壓設(shè)備的電源和信號傳遞的橋梁。隨時檢測整個高壓系統(tǒng)的絕緣故障、斷路故障、接地故障及高壓故障等。電力分配單元3.電力分配單元的優(yōu)點電力分配單元（PDU）是將復(fù)雜的高壓系統(tǒng)進行集成化優(yōu)化，釆用后主要有以下優(yōu)點：1）減少了高壓線束的數(shù)量、便于高壓線束的布置。2）將大部分高壓母線的接線端子置于電力分配單元內(nèi)提高了安全性。3）提高各系統(tǒng)的可靠性和可維修性。4）將DC/DC變換器直流轉(zhuǎn)化模塊、車載充電機、PTC電阻加熱器控制器、快充繼電器集成到電力分配單元內(nèi)，大大簡化了車輛前艙空間。電動汽車電源系統(tǒng)概述動力電池高壓電纜快充線束知識點0102電機控制器電纜03慢充線束0506高壓附件線束（高壓線束總成）1.動力電池高壓電纜1）動力電池高壓電纜：連接動力電池到高壓盒之間的線纜。2.電機控制器電纜2）電機控制器電纜：連接高壓盒到電機控制器之間的線纜3.快充線束3）快充線束：連接快充口到高壓盒之間的線束4.慢充線束4）慢充線束：連接慢充口到車載充電機之間的線束5.高壓附件線束（高壓線束總成）5）高壓附件線束（高壓線束總成）：連接高壓盒到DC/DC、車載充電機、空調(diào)壓縮機、空調(diào)PTC之間的線束動力電池系統(tǒng)安全指南動力電池系統(tǒng)安全指南1）非專業(yè)維修人員絕對不要自行拆卸、調(diào)整、安裝動力蓄電池系統(tǒng)。2）不要觸摸動力蓄電池系統(tǒng)的正負(fù)極母線。3）由于動力蓄電池系統(tǒng)安裝在汽車底部，所以駕駛過程中請注意路面狀況，不要讓不平的路面或路面障礙物擠壓、撞擊電池包。4）由于電池包重量較大，所以請不要使用扳手或其他工具松動動力蓄電池系統(tǒng)緊固螺釘。如圖所示。直流式充電樁的安裝與調(diào)試充電樁的安裝條件充電樁的電纜接入知識點0102充電樁的樁體安裝031.充電樁的安裝條件1）樁體安裝四周須滿足不小于1米的操作空間；2）充電樁必須安裝在定制混泥土水泥基礎(chǔ)上；3）安裝基礎(chǔ)高出水平地面不小于150mm，安裝垂直傾斜度不超過5%；直流充電樁2.充電樁的樁體安裝1）先按照鉆孔模板要求，在水泥基座上鉆4個直徑18mm深度100mm的孔，然后膨脹螺栓穿墻膨脹部分插入鉆好的孔里。2）將樁體對好孔，放在水泥基座上，用螺栓M12X60打緊鎖死；3）充電樁與水泥基礎(chǔ)有可靠的接地連接，接地電阻必須≤4Ω，3.充電樁的電纜接入將預(yù)埋在樁體地基內(nèi)的三相電纜接到樁體的輸入端，注意五條線的接法，顏色對應(yīng)，柜體接地排上接入地線，如下圖示。注意：交流輸入的相線和N線、地線截面積不小于25mm。電纜接入故障分級一級故障（非常嚴(yán)重）三級故障（輕微）知識點0102二級故障（嚴(yán)重）031.一級故障（非常嚴(yán)重）動力蓄電池上報該故障一段時間后會造成整車出現(xiàn)安全事故如起火、爆炸、觸電等，動力蓄電池在正常工作下不會上報該故障，BMS一旦上報該故障表明動力蓄電池處于嚴(yán)重濫用狀態(tài)。2.二級故障（嚴(yán)重）動力蓄電池上報該故障會造成整車進入跛行、暫時停止能量回饋、停止充電，動力蓄電池正常工作下不會上報該故障，BMS一旦上報該故障表明動力蓄電池某些硬件出現(xiàn)故障或動力蓄電池處于非正常工作的條件下。3.三級故障（輕微）動力蓄電池上報該故障對整車無影響或不同程度的造成整車進入限功率行駛狀態(tài)，動力蓄電池正常工作狀態(tài)可能上報該故障，BMS一旦上報該故障表明動力蓄電池處于極限環(huán)境溫度下或單體電池一致性出現(xiàn)一定劣化等交流式充電樁的安裝與調(diào)試充電樁的安裝環(huán)境進線電纜要求知識點0102充電樁的安裝空間03充電樁的安裝步驟041.充電樁的安裝環(huán)境交流充電樁，應(yīng)設(shè)置在干燥、通風(fēng)的常溫場所，不得裝設(shè)在有嚴(yán)重?fù)p傷作用的瓦斯、煙氣、蒸汽、液體及其他介質(zhì)中；不得裝設(shè)在易受外來固體撞擊、強烈震動，液體侵濺、熱源烘烤的場所2.充電樁的安裝空間交流充電樁安裝時應(yīng)預(yù)留出使用及維修的操作空間，某品牌交流充電樁的尺寸及預(yù)留空間如圖3.進線電纜要求交流充電樁進線選用及安裝需符合國家及當(dāng)?shù)貙Τ潆姌懂a(chǎn)品安裝的配電要求。4.充電樁安裝步驟1）打開充電樁后門，拆下充電樁底座。4.充電樁安裝步驟2）將底座裝在預(yù)制基礎(chǔ)上并墊平。3）將充電樁裝回底座，并將進線通過充電樁底部電纜接頭接入充電樁。4.充電樁安裝步驟4）按圖接線，必須接入地線，三相電注意火線及零件接反。4.充電樁安裝步驟5）打開電源開關(guān)，電源燈亮，充電樁通電。安裝調(diào)試案例安裝前說明安裝場所要求知識點0102產(chǎn)品規(guī)格03安裝充電柜0405安裝電纜1.安裝前說明2.產(chǎn)品規(guī)格3.安裝場所要求3.安裝場所要求4.安裝充電柜4.安裝充電柜4.安裝充電柜4.安裝充電柜4.安裝充電柜4.安裝充電柜5.安裝電纜5.安裝電纜5.安裝電纜5.安裝電纜5.安裝電纜5.安裝電纜5.安裝電纜5.安裝電纜動力電池性能檢測動力電池性能檢測動力蓄電池外觀檢查，外觀不得有變形及裂紋，表面應(yīng)平整，無外傷、無污物等，且標(biāo)志清晰。直觀檢查動力蓄電池包緊固螺栓是否有松動，接頭有否脫落、松動、極樁是否氧化，表面是否臟污、各高壓導(dǎo)線有否損壞等現(xiàn)象，如有應(yīng)予排除。目測檢查電池包殼體是否破損或變形、裂紋，密封法蘭是否完整，外部有否漏液，如有應(yīng)更換殼體或電池組。2）單體動力蓄電池電壓的測量將萬用表旋鈕旋轉(zhuǎn)到直流電壓擋，萬用表兩表筆分別接單體電池的正、負(fù)極，測得電壓值。3）動力蓄電池模塊電壓的測量將萬用表旋鈕旋轉(zhuǎn)到直流電壓擋，萬用表兩表筆分別接動力蓄電池模塊的正、負(fù)極線束端子，測得電壓值。4）動力蓄電池模組電壓的測量將萬用表旋鈕旋轉(zhuǎn)到直流電壓擋，萬用表兩表筆分別接動力蓄電池模組的正、負(fù)極線束端子，測得電壓值。動力電池性能檢測動力電池性能檢測5）動力蓄電池電壓的測量將萬用表旋鈕旋轉(zhuǎn)到直流電壓擋，萬用表紅黑表筆分別接動力蓄電池的主正繼電器和主負(fù)繼電器前的動力蓄電池線束。6）單體電池內(nèi)阻的測量使用內(nèi)阻測試儀測量單體電池內(nèi)阻，將內(nèi)阻測試擋調(diào)到20V/2000mΩ，內(nèi)阻測試儀的紅黑表筆分別接單體電池的正極和負(fù)極，測出內(nèi)阻值，并對測出的故障單體電池內(nèi)阻值和正常的單體電池內(nèi)阻值進行對比。7）動力蓄電池模組均衡充放電使用均衡測試儀對動力蓄電池模組進行均衡充電，將均衡測試儀測試連接口與模組采樣線插頭相連，打開測試儀開關(guān)，在均衡測試儀操作界面選中模組內(nèi)有故障的單體電池，對其設(shè)置充電電壓3.7V，設(shè)定電壓不可超過額定電壓4.1V。動力電池性能檢測8）動力蓄電池絕緣測量斷開動力蓄電池與高壓盒的連接線束，確認(rèn)動力蓄電池正、負(fù)繼電器處于斷開狀態(tài)，并用放電工具對動力蓄電池及車輛高壓端子進行