《新能源汽車(chē)維護(hù)與故障診斷》課件-項(xiàng)目二 新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)

任務(wù)1新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)認(rèn)知項(xiàng)目二新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)建議課時(shí)：1課時(shí)你作為一名純電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)售人員，客戶需要你向她介紹日常充電的方式，以及快充和慢充的利弊，以便于客戶更好了解自己的愛(ài)車(chē)，你能完成這個(gè)任務(wù)嗎？1.能夠描述新能源汽車(chē)充電技術(shù)的概況；2.能夠描述新能源汽車(chē)充電的方法及優(yōu)缺點(diǎn)；3.能夠描述新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)組成與工作原理；4.能夠描述新能源汽車(chē)充電操作及注意事項(xiàng)。1.能夠向客戶介紹新能源汽車(chē)充電方法及特點(diǎn)；2.能夠進(jìn)行新能源汽車(chē)充電操作。新能源汽車(chē)充電的方法及特點(diǎn)新能源汽車(chē)充電技術(shù)的概況工作準(zhǔn)備實(shí)施步驟新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)組成與工作原理常規(guī)慢充充電方式分析1.新能源汽車(chē)充電技術(shù)的概況在快速充電技術(shù)方面世界各國(guó)都在進(jìn)行研究。歐洲已研發(fā)出10分鐘充電可行駛100公里的快速充電系統(tǒng)。美國(guó)也已經(jīng)研發(fā)出了6分鐘充電可以行駛100公里的超快速充電系統(tǒng)。這些系統(tǒng)都采用國(guó)際通用的快速充電標(biāo)準(zhǔn)接口，輸入電源可以用交流電，也可以用直流電。由于快速充電系統(tǒng)需要強(qiáng)大的瞬時(shí)功率，所以在快速充電設(shè)施中電網(wǎng)的承載能力是一個(gè)關(guān)鍵的制約因素。如果想要把充電速度進(jìn)一步提高，從普通電網(wǎng)直接供電基本上不可能。為了解決這個(gè)矛盾，技術(shù)人員正著手研發(fā)新一代帶有儲(chǔ)能緩沖環(huán)節(jié)的超快速充電系統(tǒng)。這項(xiàng)技術(shù)目前還處于早期發(fā)展階段，但已經(jīng)有示范系統(tǒng)展示。汽車(chē)在行駛中充電叫做在線充電。這也是技術(shù)人員將要研究和開(kāi)發(fā)的技術(shù)之一。這種技術(shù)一旦實(shí)施，車(chē)載的電池容量將可以降低。隨著電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)的迅速發(fā)展，這些技術(shù)一定會(huì)得到廣泛的應(yīng)用并產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。（1）充電樁充電樁作為新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)的配套設(shè)施，有交流充電樁和直流充電樁。1）交流充電樁如圖所示為交流電動(dòng)汽車(chē)充電樁，俗稱(chēng)“慢充”，固定安裝在電動(dòng)汽車(chē)外，與交流電網(wǎng)連接，為電動(dòng)汽車(chē)車(chē)載充電器（即固定安裝在電動(dòng)汽車(chē)上的充電器）提供交流電源的供電裝置。交流充電樁2）直流充電樁如圖所示為直流電動(dòng)汽車(chē)充電樁，俗稱(chēng)“快充”，固定安裝在電動(dòng)汽車(chē)外，與交流電網(wǎng)連接，可以為非車(chē)載電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池提供直流電源的供電裝置。直流充電樁（2）車(chē)載充電器車(chē)載充電器（On-boardCharger，也稱(chēng)車(chē)載充電機(jī)）如圖車(chē)載充電器2.新能源汽車(chē)充電的方法及特點(diǎn)新能源汽車(chē)動(dòng)力電池充電的方法主要有快速充電（直流快充）和常規(guī)充電（交流慢充）以及更換電池的方式等。直流快充和交流慢充方式的區(qū)別是：直流充電（快充）主要是通過(guò)充電站的充電樁將直流高壓電直接通過(guò)直流充電口給動(dòng)力電池充電。交流充電（慢充）主要是通過(guò)家用電源插頭和交流充電樁接入交流充電口，通過(guò)車(chē)載充電器將220V交流電轉(zhuǎn)為330V直流電（比亞迪E6為例）給動(dòng)力電池進(jìn)行充電。（1）快速充電常規(guī)蓄電池的充電方法一般時(shí)間較長(zhǎng)，給實(shí)際使用帶來(lái)諸多不便。快速充電電池的出現(xiàn)，為純電動(dòng)汽車(chē)的商業(yè)化提供了技術(shù)支持?？焖俪潆娪址Q(chēng)直流快充或應(yīng)急充電，是以較大直流電流短時(shí)間在電動(dòng)汽車(chē)停車(chē)的20min至2h的短時(shí)間內(nèi)，為其提供充電服務(wù)，一般充電電流為150～400A。（2）常規(guī)充電蓄電池在放電終止后，應(yīng)立即充電（在特殊情況下也不應(yīng)超過(guò)24h）。常規(guī)充電電流相當(dāng)?shù)?，約為15A，這種充電叫做常規(guī)充電（交流慢充或慢速充電）。常規(guī)蓄電池的充電方法都采用小電流的恒壓或恒流充電，一般充電時(shí)間為5～8h，甚至長(zhǎng)達(dá)10～20h。這種充電方式是利用車(chē)載充電器，接220V交流電即可。公共服務(wù)充電樁（3）更換電池方式通過(guò)直接更換電動(dòng)汽車(chē)的電池組來(lái)達(dá)到為其充電的目的。由于電池組重量較大，更換電池的專(zhuān)業(yè)化要求較強(qiáng)，需配備專(zhuān)業(yè)人員借助專(zhuān)業(yè)機(jī)械來(lái)快速完成電池的更換、充電和維護(hù)。動(dòng)力電池組3.新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)組成與工作原理（1）充電系統(tǒng)低壓設(shè)計(jì)的功能純電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)的低壓部分主要是用于低壓供電及控制信號(hào)。1）車(chē)載充電器相關(guān)低壓部分12V電源（低壓蓄電池）供電：供充電過(guò)程中BMS、VCU、儀表等用電。CAN通訊：BMS通過(guò)CAN通訊控制車(chē)載充電器工作狀態(tài)。CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，如圖CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，如圖充電系統(tǒng)相關(guān)的CAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖2）DC/DC轉(zhuǎn)換器低壓部分通過(guò)使能控制DC/DC轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)機(jī)，12V電源提供整車(chē)低壓系統(tǒng)用電。低壓充電系統(tǒng)控制方式，如圖低壓充電系統(tǒng)控制方式（2）慢充和快充控制策略1）充電系統(tǒng)控制過(guò)程作為純電動(dòng)汽車(chē)的核心，動(dòng)力電池的充電過(guò)程由BMS進(jìn)行控制及保護(hù)。車(chē)載充電器工作狀態(tài)及指令均由BMS發(fā)出的指令進(jìn)行控制，包括工作模式指令、動(dòng)力電池允許最大電壓、充電允許最大電流、加熱狀態(tài)電流值?？斐浜吐涞牧鞒叹鶠椋翰捎煤懔鳌銐撼潆姺椒?，在不同溫度范圍內(nèi)以恒定電流充電至動(dòng)力電池組總電壓達(dá)到或最高單體電壓達(dá)到此溫度條件下的規(guī)定電壓值，以恒定電壓充電至電流小于0.8A后停止充電。（3）快充模式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖快充模式充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖見(jiàn)圖所示?？斐淠Ｊ匠潆娤到y(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖（4）慢充模式慢充模式充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖見(jiàn)圖所示慢充模式充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖3）充電控制流程充電控制過(guò)程如下（如圖所示）：慢充模式充電控制過(guò)程4）充電條件要求?充電線連接確認(rèn)信號(hào)正常。?充電機(jī)供電電源正常（含220V和12V）及充電機(jī)工作正常。?充電喚醒信號(hào)輸出正常（12V）。?充電機(jī)、VCU、BMS之間通訊正常（主繼電器閉合、發(fā)送電流強(qiáng)度需求）。?動(dòng)力電池電芯溫度＞0℃/＜45℃。?單體電池最高電壓與最低電壓差＜0.3V（300mv）。?單體電池最高溫度與最低溫度差＜15℃。?絕緣性能＞20MΩ。?實(shí)際單體最高電壓不大于額定單體電壓0.4V。?高、低壓電路連接正常（遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)關(guān)閉狀態(tài)）。4.充電操作及注意事項(xiàng)（1）充電電源選擇電動(dòng)汽車(chē)的逐步普及已是不爭(zhēng)的事實(shí)，然而目前充電和行程問(wèn)題成為普及推廣的主要瓶頸。新能源汽車(chē)車(chē)主在給電動(dòng)汽車(chē)選擇充電電源時(shí)需要注意以下事項(xiàng)。私拉電線安全隱患（2）交流充電（慢充）充電樁和充電口選擇1）慢充充電樁慢充充電的充電樁和主要技術(shù)參數(shù)，如圖交流充電樁和主要技術(shù)參數(shù)可以采用停車(chē)位樁體式（落地安裝）（250V/AC32A/16A）和家用車(chē)庫(kù)掛壁式（250V/AC16A）充電樁，也可以采用家用插座交流充電器（240V/AC8A）。如圖家用插座交流充電器家用車(chē)庫(kù)壁掛式充電樁停車(chē)位樁體式充電樁2）慢充充電口慢充充電口在實(shí)車(chē)上的位置，如圖慢充充電口的位置（3）直流充電（快充）充電樁和充電口選擇1）快充充電樁直流充電的充電樁和主要技術(shù)參數(shù)，如圖直流充電的充電樁和主要技術(shù)參數(shù)內(nèi)容技術(shù)指標(biāo)額定輸出電壓DC750V（200～750V）額定輸出電流DC100A/250A/400A輸出穩(wěn)定精度≤±0.5%輸出穩(wěn)流精度≤±1%功率因素≥0.99？（含APFC）效率≥93%（半載以上）2）快充充電口快充充電口在實(shí)車(chē)上的位置，如圖快充充電口在實(shí)車(chē)上的位置（北汽EV150）常規(guī)實(shí)訓(xùn)著裝無(wú)北汽EV200無(wú)新能源汽車(chē)充電規(guī)范操作以下以北汽EV200純電動(dòng)汽車(chē)的交流慢充操作為例，介紹新能源汽車(chē)充電操作步驟（1）關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，拔出車(chē)鑰匙。（2）打開(kāi)車(chē)輛快速充電口保護(hù)蓋，如圖（3）從快充充電樁上拔出充電槍。（4）將充電槍插入車(chē)輛快速充電口。（5）點(diǎn)擊充電樁顯示屏上的刷卡充電按鈕，如圖打開(kāi)快速充電口保護(hù)蓋點(diǎn)擊充電按鈕（6）將充電卡放置充電樁感應(yīng)區(qū)域3至5秒，如圖（7）輸入充電密碼并確認(rèn)。（8）選擇自動(dòng)充電點(diǎn)擊確認(rèn)，如圖將充電卡放置感應(yīng)區(qū)域進(jìn)入自動(dòng)充電系統(tǒng)（9）選擇自動(dòng)充滿點(diǎn)擊確認(rèn)。（10）充電樁充電指示燈閃爍，如圖（11）待充電完成后點(diǎn)擊結(jié)束充電，如圖充電指示燈閃爍結(jié)束充電按鈕（12）查看車(chē)輛充電結(jié)算信息，如圖（13）拔出充電槍。（14）關(guān)閉車(chē)輛快速充電保護(hù)蓋。（15）將充電槍放回至充電樁。車(chē)輛充電結(jié)算信息（1）新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)最關(guān)鍵的問(wèn)題是如何能實(shí)現(xiàn)高效率的快速充電。（2）新能源汽車(chē)動(dòng)力蓄電池充電的方法主要有快速充電和常規(guī)充電以及更換電池的方式等。（3）常規(guī)蓄電池的充電方法都采用小電流的恒壓或恒流充電。（4）新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)根據(jù)動(dòng)力蓄電池的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行控制啟動(dòng)充電和停止充電。（5）在快充模式下，充電系統(tǒng)主要由充電樁（快充樁）、快充接口、高壓控制盒、動(dòng)力電池、整車(chē)控制器、高壓線束和低壓控制線束等組成。（1）充電電流越大越好。

（錯(cuò)）（2）快速充電又稱(chēng)應(yīng)急充電，30分鐘就可以充電100%。

（錯(cuò)）（3）慢充可以有效延長(zhǎng)電池壽命。

（對(duì)）（4）慢充方式的優(yōu)點(diǎn)是充電所需功率和電流相對(duì)較低，充電設(shè)備成本比較低。（對(duì)）（5）常規(guī)充電模式的主要缺點(diǎn)為充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，當(dāng)車(chē)輛有緊急運(yùn)行需求時(shí)難以滿足。（對(duì)）（6）目前電動(dòng)車(chē)的保有量和充電樁的保有量是不成正比的。

（對(duì)）（1）蓄電池在放電終止后，應(yīng)立即充電，充電電流相當(dāng)?shù)停s為（B）A.10AB.15AC.20AD.25A（2）快速充電的電流是（A）A.直流B.交流C.都正確D.都錯(cuò)誤（3）北汽新能源采?。–）解決充電難題。A.直流快充B.交流慢充C.更換電池D.上門(mén)服務(wù)（4）車(chē)載充電機(jī)用于（B）充電模式A.快充模式B.慢充模式C.都采用D.都不采用1.新能源汽車(chē)充電技術(shù)最關(guān)鍵的是什么？現(xiàn)在這個(gè)技術(shù)情況如何？2.新能源汽車(chē)充電的方法有哪些？各自有什么優(yōu)缺點(diǎn)？3.新能源汽車(chē)的充電系統(tǒng)應(yīng)具有哪些功能？4.充電系統(tǒng)快充模式相關(guān)的組成部件有哪些？5.充電系統(tǒng)慢充模式相關(guān)的組成部件有哪些？6.充電系統(tǒng)慢充模式的工作過(guò)程是什么？根據(jù)制定的計(jì)劃實(shí)施，完成以下任務(wù)并記錄1.北汽EV200新能源汽車(chē)快速充電操作流程任務(wù)2新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)檢修項(xiàng)目二新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)建議課時(shí)：1課時(shí)一輛新能源汽車(chē)無(wú)法充電，主管診斷為車(chē)載充電機(jī)損壞，你能進(jìn)行更換嗎？1.能夠描述車(chē)載充電器的功能、位置和電路；2.能夠描述新能源汽車(chē)充電接口和通信協(xié)議；3.能夠描述充電樁的功用和類(lèi)型；4.能夠描述新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)故障診斷和檢修方法。1.能夠進(jìn)行車(chē)載充電器的拆裝；2.能夠正確使用外部充電樁進(jìn)行充電。充電接口和通信協(xié)議車(chē)載充電器的功能、位置和電路工作準(zhǔn)備實(shí)施步驟充電樁新能源汽車(chē)無(wú)線充電技術(shù)新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)常見(jiàn)故障與檢修無(wú)線充電在電動(dòng)汽車(chē)方面的應(yīng)用1.車(chē)載充電器的功能、位置和電路（1）車(chē)載充電器的功能車(chē)載充電器具備如下的功能：1）車(chē)載充電器將輸入的交流電轉(zhuǎn)換成直流電輸出，為動(dòng)力蓄電池充電。2）車(chē)載充電器工作過(guò)程需要與充電樁、BMS、VCU等部件進(jìn)行通訊。3）車(chē)載充電器根據(jù)動(dòng)力蓄電池需求可調(diào)節(jié)輸出功率。（2）車(chē)載充電器的安裝位置如圖是比亞迪E6車(chē)載充電器及充電系統(tǒng)組成部件的安裝位置。比亞迪E6充電系統(tǒng)組成部件的安裝位置（3）車(chē)載充電器的電路如圖是比亞迪E6充電系統(tǒng)電路圖。（4）車(chē)載充電器技術(shù)參數(shù)1）比亞迪E6車(chē)載充電器的技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)備注輸入電壓220V/AC

輸入電流交流額定14A滿功率充電：使用16A以上充電樁或類(lèi)似設(shè)備高壓輸出200V/DC-400V/DC給高壓動(dòng)力電池充電低壓輸出12V/DC給低壓蓄電池充電2）北汽EV系列車(chē)載充電器的技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)備注輸入電壓220V/AC

輸出電壓240-410V/DC

功率3.3KW

輸入電流12A

輸出電流8A

2.充電接口和通信協(xié)議除了是電動(dòng)汽車(chē)故障原因外，電動(dòng)汽車(chē)無(wú)法充電的原因可以從充電接口和通信協(xié)議兩個(gè)方面來(lái)解釋。（1）充電接口我國(guó)采用的七針交流慢充充電口的定義，如圖慢充充電口的定義九針直流快充充電口的定義，如圖快充充電口的定義（2）通信協(xié)議通信協(xié)議上，充電協(xié)議的差異是導(dǎo)致無(wú)法充電的最主要原因，解釋這個(gè)問(wèn)題需要對(duì)交流充電與直流充電的基本原理及過(guò)程有所了解。新能源汽車(chē)充電卡3.充電樁充電樁（Chargingpile）又叫充電栓、充電柜等，其功能類(lèi)似于加油站里面的加油機(jī)，可以固定在地面或墻壁，安裝于公共建筑（公共樓宇、商場(chǎng)、公共停車(chē)場(chǎng)等）和居民小區(qū)停車(chē)場(chǎng)或充電站內(nèi)，可以根據(jù)不同的電壓等級(jí)為各種型號(hào)的電動(dòng)汽車(chē)充電。（1）充電樁的功用充電樁是能實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)、計(jì)電度、計(jì)金額充電的裝置，可以作為市民購(gòu)電終端。同時(shí)，為提高公共充電樁的效率和實(shí)用性，今后將陸續(xù)增加一樁多充和為電動(dòng)自行車(chē)充電的功能。（2）充電樁的類(lèi)型1）按安裝方式分按安裝方式,，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(chē)位。掛壁式充電樁適合安裝在靠近墻體的停車(chē)位，如圖充電樁的兩種形式3）按充電接口數(shù)分按充電接口數(shù)，可分為一樁一充和一樁多充公共充電樁多用充電樁4.新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)故障診斷（1）儀表故障指示燈說(shuō)明以北汽新能源EV系列汽車(chē)為例，儀表充電系統(tǒng)相關(guān)的故障指示燈如表所示。（2）車(chē)載充電器常見(jiàn)的故障診斷與排除車(chē)載充電器故障信息將通過(guò)CAN總線報(bào)至總線上，通過(guò)CAN總線可以找出發(fā)生的故障信息。車(chē)載充電器常見(jiàn)的故障如下：1）12V低壓供電異常2）充電器檢測(cè)的電池電壓不滿足要求3）充電器檢測(cè)與充電樁握手不正常4）充電樁輸入電壓正常，由于施工時(shí)電源線不符合標(biāo)準(zhǔn)所引起的無(wú)法充電故障（3）快充常見(jiàn)的故障診斷與排除1）充電樁顯示車(chē)輛未連接2）動(dòng)力電池繼電器未閉合3）電池繼電器正常閉合，但無(wú)輸出電流4）充電樁顯示車(chē)輛未連接5）動(dòng)力電池繼電器未閉合6）電池繼電器正常閉合，但充電器無(wú)輸出電流7）DC-DC轉(zhuǎn)換器不工作（4）慢充常見(jiàn)的故障診斷與排除1）車(chē)輛無(wú)法充電2）充電時(shí)充電樁跳閘3）充電器指示燈不亮絕緣防護(hù)裝備檢測(cè)儀器、放電工具、萬(wàn)用表、隨車(chē)充電器；220V交流電源北汽EV150/EV160/EV200；或同類(lèi)純電動(dòng)汽車(chē)組合工具絕緣拆裝工具一套；手電筒、高壓警告牌；干凈抹布1.車(chē)載充電器拆裝根據(jù)實(shí)訓(xùn)室的車(chē)輛配置，對(duì)新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷，并對(duì)車(chē)載充電器進(jìn)行拆裝。掌握本次實(shí)訓(xùn)課所使用儀器及設(shè)備的使用方法，并強(qiáng)調(diào)實(shí)訓(xùn)中的安全注意事項(xiàng)。以下步驟適用2012——2014款北汽E150EV和2014-2015款北汽EV160、EV200，其他車(chē)型參照維修手冊(cè)。拆卸步驟：（1）關(guān)閉車(chē)輛點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，拔出車(chē)鑰匙。（2）鋪設(shè)車(chē)輛翼子板布，斷開(kāi)車(chē)輛負(fù)極，如圖（3）斷開(kāi)高壓控制盒與動(dòng)力電池高壓連接線束，如圖斷開(kāi)車(chē)輛負(fù)極斷開(kāi)高壓控制盒高壓連接線束（4）測(cè)量動(dòng)力電池高壓線束電壓，如圖（5）測(cè)量完畢后關(guān)閉萬(wàn)用表，如圖測(cè)量動(dòng)力電池高壓線束電壓關(guān)閉萬(wàn)用表（6）拆卸車(chē)載充電機(jī)交流輸入插頭，如圖（7）拆卸車(chē)載充電機(jī)直流輸出插頭，如圖拆卸車(chē)載充電機(jī)交流輸入插頭拆卸車(chē)載充電機(jī)直流輸出插頭（8）拆卸車(chē)載充電機(jī)低壓通信插頭，如圖（9）拆卸車(chē)載充電機(jī)固定螺栓，如圖拆卸車(chē)載充電機(jī)低壓通信插頭拆卸車(chē)載充電機(jī)固定螺栓（10）取出車(chē)載充電機(jī)，如圖（11）安裝車(chē)載充電機(jī)步驟參照拆卸流程以倒序形式進(jìn)行取出車(chē)載充電機(jī)（1）直流充電（快充）是將直流高壓電直接通過(guò)直流充電口給動(dòng)力蓄電池充電。（2）交流充電（慢充）是通過(guò)家用電源插頭和交流充電樁接入交流充電口，通過(guò)車(chē)載充電器將交流電轉(zhuǎn)為直流電給動(dòng)力蓄電池進(jìn)行充電。（3）純電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)的