新能源汽車控制系統(tǒng)及檢修 課件 項目4 充電系統(tǒng)認知與檢修

新能源汽車控制系統(tǒng)及檢修項目4充電系統(tǒng)認知與檢修

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修電動汽車充電系統(tǒng)是為動力電池提供充電的設(shè)備總成。包括慢速（

交流）

充電系統(tǒng)和快速（直流）充電系統(tǒng)，慢速充電系統(tǒng)通過慢速充電線束（家用慢速充電線束、充電樁慢速充電線束）分別與家用插座或交流充電樁相連為動力電池進行220V慢速（

交流）充電；快速充電系統(tǒng)通過直流充電樁（快速）為動力電池進行快速充電。通過本項目的學(xué)習(xí)，主要達到以下目標：

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修本項目的主要任務(wù)：任務(wù)1充電系統(tǒng)認知任務(wù)2充電系統(tǒng)常見故障分析與診斷任務(wù)3充電系統(tǒng)常見故障診斷與排除任務(wù)1充電系統(tǒng)認知任務(wù)描述單位新來一批實習(xí)員工，需要對比亞迪（秦）EV電動汽車有一個清晰的認識，請你準備一下，結(jié)合實際車輛和相關(guān)資料，講解比亞迪（秦）EV電動汽車充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理，并對學(xué)習(xí)效果進行評價。任務(wù)目標1.知識目標1)能描述電動汽車慢速（交流）充電系統(tǒng)的功用與組成。2)能描述電動汽車慢速（交流）充電系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理。3)能描述慢速（交流）充電系統(tǒng)有關(guān)的部件，并能準確描述其工作原理。

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修2.能力目標1)可以借助原廠資料（維修手冊）準確描述電動汽車慢速（交流）充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和

工作原理。2)能借助原廠維修資料和對車輛的理解，對電動汽車慢速（交流）充電系統(tǒng)關(guān)鍵部件

進行實車認知。3.素質(zhì)目標1)能夠按照企業(yè)5S要求和安全生產(chǎn)規(guī)范進行操作。

2)具有一定的溝通能力和團隊合作能力。4.拓展目標1)能對同一車型的慢速（交流）充電系統(tǒng)進行全面認知和分析。

2)能對其他車型的同類故障全面認知和分析。任務(wù)準備1)防護裝備：常規(guī)實訓(xùn)著裝。2)車輛、臺架、總成：比亞迪（

秦）EV電動汽車整車或比亞迪（

秦）EV電動汽車整車解剖平臺。

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修3)專用工具、設(shè)備：高壓防護工具套裝。4)輔助材料：對應(yīng)車型比亞迪（秦）EV電動汽車線路圖及維修手冊。知識準備充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理電動汽車充電系統(tǒng)主要由充電樁、充電插口、車載充電機、高壓控制盒(PCU)、動力電池、充電指示燈及高壓導(dǎo)線組成，其系統(tǒng)線路組成及連接線路的原理如圖4-1所示。其充電方式主要包含快速（直流）充電和慢速（交流）充電兩種方式，本教材僅講述慢速（交流）充電方式。車輛慢充過程主要有以下步驟：物理連接、充電模式啟動、供電設(shè)備啟動、慢充連接確認、IG繼電器控制（雙路電繼電器）、數(shù)據(jù)交換、充電功能啟動、動力電池接觸器控制、充電槍鎖止、供電設(shè)備繼電器控制、充電前預(yù)熱控制、充電過程監(jiān)控、充電散熱（冷卻）控制、充電停止、非正常條件下充電功能停止。注意：以下所有工作流程主要對于原車配備的便攜式供電設(shè)備來進行講解，其他類型的供電設(shè)備的工作過程可以以此作為參考。

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修1.物理連接物理連接就是用充電槍把供電設(shè)備和車輛側(cè)充電口連接，供電設(shè)備和AC220V交流插座連接，實現(xiàn)充電線路貫通。其中接口的形狀及其定義如圖4-2所示。圖4-1供電設(shè)備線路組成與原理圖

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修車輛充電前首先要確認外部供電(AC220V)電源正常，且車身接地(PE)線路牢靠。

如果供電電源正常，供電設(shè)備才會產(chǎn)生低壓而被激活，充電控制確認(CP)信號連接導(dǎo)引線路上的電壓才會出現(xiàn)+12V。否則將導(dǎo)致供電設(shè)備內(nèi)的控制系統(tǒng)無法獲得低壓

電源(+B),從而導(dǎo)致供電設(shè)備無法啟動，供電設(shè)備上的所有指示燈不會點亮，車輛無法充電。如果PE接地線路出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致供電設(shè)備激活其故障指示燈，但部分供電設(shè)備依然可以充電，但有的供電設(shè)備則不會啟動，車輛無法充電。關(guān)閉點火開關(guān)，且檔位處于N位或P位，打開駐車制動器。按壓充電槍鎖止按鍵，連接充電槍至車輛，松開鎖止按鍵，確認充電槍完全連接。注意：部分供電設(shè)備需要刷卡，供電設(shè)備才能完整工作。圖4-2充電接口的形狀及其定義

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修2.充電模式啟動在電動汽車和供電設(shè)備建立電氣連接后，車載充電機通過測量導(dǎo)引線路中定義的檢測點3(CC)與PE之間的電阻（電壓）值來判斷當(dāng)前充電連接裝置（電纜）的額定容量和連接狀態(tài)。如圖4-3所示為充電連接確認(CC)信號線路圖。車載充電機(OBC)內(nèi)部輸出一個高電位（約DC12V)至CC信號線路上。按壓充圖4-3充電連接確認(CC)信號線路圖

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修電槍上鎖止開關(guān)并保持，CC信號通過充電槍內(nèi)部線路中的串聯(lián)電阻R4、RC與PE接通，OBC內(nèi)部輸出的高電位（約DC12V)被電阻R4和RC拉低至4.33V左右（以10A容量充電電

纜為例）。釋放充電槍上的鎖止開關(guān)，R4被充電槍內(nèi)部開關(guān)S3短接，CC信號只通過充電槍內(nèi)部電阻RC與PE接通，OBC內(nèi)部輸出的高電位(DC10.5V左右）2.42V左右。OBC主控單元接收2.42V左右電壓時，

即確認充電槍和車輛已連接，OBC被激活

，通過P-CAN總線喚醒激活BMS、VCU、組合儀表、網(wǎng)關(guān)控制器、BCM控制器(MICU)。OBC主控單元接收2.42V左右電壓后，

即可判定當(dāng)前供電電纜的供電電流，其判定依據(jù)如圖4-4所示。如果此電壓信息不符上述要求，OBC無法被激活，同時也不能判斷連接狀態(tài)及充電槍容量，車輛無法進入充電模式。BMS、VCU、組合儀表及BCM也將無法啟動，組合儀表上無任何顯示信息。3.供電設(shè)備啟動供電設(shè)備接通交流電源后，會向CP線路輸出+12V電壓；充電槍連接后，被OBC內(nèi)部充電導(dǎo)引裝置中串聯(lián)在CP信號線路上的整流二極管和電阻R3（圖4-5中多邊形及車載充電機(OBC)內(nèi)部輸出一個高電位（約DC12V)至CC信號線路上。按壓充

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修橢圓圈示位置）拉低至9V并保持。OBC內(nèi)部監(jiān)測CP信號線路上檢測點2的電壓，如果檢測到檢測點2的電壓變?yōu)?V,則OBC判定供電設(shè)備通過充電槍與車輛已連接，OBC進入準備階段。與此同時，交流供電設(shè)備根據(jù)CP信號線路上檢測點1的9V電壓判斷供電設(shè)備與車輛已連接，供電設(shè)備也進入準備階段。圖4-4供電電纜及供電設(shè)備的供電電流判定依據(jù)

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修如果此電壓不符，交流供電設(shè)備可判知供電設(shè)備和車輛連接異常，供電設(shè)備停止充電模式

，不再繼續(xù)進行充電功能啟動檢測。而OBC可判定供電設(shè)備和車輛連接異常，將停止在充電模式，不再進行充電功能啟動檢測，車輛無法充電，同時OBC內(nèi)可能保存故障信息并生成故障碼。注意：CP信號不能用來激活CAN總線系統(tǒng)。4.慢充連接確認圖4-5充電控制確認(CP)信號導(dǎo)引線路圖

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修OBC根據(jù)其檢測到的CC信號（

應(yīng)該為2.42V)和CP信號（

應(yīng)該

為9V)后，確認供電設(shè)備、充電槍和車輛完全連接，進而將如圖4-6所示圈示位置的BMS輸出的高電位(10.74V)充電連接信號拉低至低電位(2.86V),BMS檢測到充電連接信號變化，即確認車輛通過充電槍

與供電設(shè)備已連接，然后BMS通過其與組合儀表之間的充電指示燈控制

信號讓組合儀表上的充電連接指示燈點亮，如圖4-7所示圈示位置，提

醒駕駛?cè)塑囕v進入充電模式，充電槍已連接。圖4-6組合儀表信息顯示1

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修如果CC信號異常，OBC會基于CP信號而生成故障碼并存儲；如果CP信號異常，OBC會基于CC信號而生成故障信息產(chǎn)生故障碼并存儲。5.IG繼電器控制當(dāng)CC信號和CP信號完全正常后，OBC啟動充電模式，并將此信息發(fā)送至BMS、組合儀表、BCM等。BCM接收到充電啟動信息后，首先結(jié)合當(dāng)前總線上的熱管理信息，控制IG繼電器閉合，如圖4-8為IG繼電器控制線路圖，從中可以看出，系統(tǒng)有IG3和IG4兩個IG繼電器，其中IG3繼電器為VCU、MCU、高壓模塊水泵、BMS等提供IG信號及功率電源；IG4為動力模塊水泵、動力電池水泵、電子膨脹閥、PTC加圖4-7組合儀表信息顯示2

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修熱器、電動壓縮機、空調(diào)控制器等提供IG信號及功率電源。圖4-8IG繼電器控制線路圖

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修如果動力電池模塊內(nèi)的溫度高于或低于BMS內(nèi)部設(shè)定的閾值，為了啟動充電預(yù)熱或強制冷卻功能，BMS會在總線上發(fā)送熱管理信息，BCM結(jié)合此信息控制IG3繼電器、IG4繼電器閉合；如果此時不需要啟動動力電池充電預(yù)熱或強制冷卻功能，BCM則只閉合IG3繼電器，為VCU、MCU、高壓模塊水泵、BMS等提供IG電源及功率電源。如圖4-9所示為總線通信線路圖。高壓模塊水泵得到IG3電源后開始運轉(zhuǎn)，為電控系統(tǒng)（

包括OBC、DC-DC變換器圖4-9CAN總線通信線路圖

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修塊）散熱；VCU得到IG3電源后啟動自檢和CAN通信功能，接收和發(fā)送充電信息、檔位信息、熱管理信息、故障信息等；MCU得到IG3電源后啟動自檢和CAN通信功能

，接收和發(fā)送充電信息、禁行信息、故障信息等；BMS得到IG3電源后啟動自檢，同時為動力電池通信轉(zhuǎn)換模塊、BIC提供電源，動力電池子網(wǎng)CAN也隨之啟動。BMS對系統(tǒng)低壓供電、動力電池溫度、SOC值、絕緣、故障信息、單體電池信息等進行自檢，

同時對主負、主正、預(yù)充繼電器進行粘連檢測。系統(tǒng)自檢正常后，通過P-CAN總線將系統(tǒng)正常信息發(fā)送至總線網(wǎng)絡(luò)。如果BMS在自檢過程中出現(xiàn)低壓供電、動力電池溫度、SOC值、故障信息、單體電池信息、繼電器等異常，就會通過P-CAN總線發(fā)送異常信息，系統(tǒng)將停止充電流程，同時保存故障信息并生成故障碼并存儲，停止啟動充電，其控制流程如圖4-10所示。6.數(shù)據(jù)交換OBC、BMS、DC-DC變換器、P-CAN總線、舒適CAN總線被激活后，就進入數(shù)據(jù)交換階段（配置階段）。OBC向BMS發(fā)送時間同步信息、最高輸出電壓、最低輸出電壓、最大輸出電流等信息。BMS向OBC發(fā)送動力電池最高允許充電電壓

、最高

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修允許充電電流、慢充系統(tǒng)標稱總能量、最高允許充電總電壓、最高允許溫度、慢充系統(tǒng)荷電狀態(tài)、慢充系統(tǒng)總電壓、動力電池溫度等參數(shù)信息，向MCU發(fā)送驅(qū)動電機控制禁止啟動命令，向空調(diào)控制器、VCU發(fā)送動力電池預(yù)熱或冷卻啟動信息。在此期間，OBC檢測充電口溫度傳感器返回的電壓（溫度）值，并將此值和OBC內(nèi)部所存儲的基準電壓（溫度）值進行比對，如果在預(yù)設(shè)的安全值（

溫度值）

以下，OBC即確認充電口及充電槍溫度正常。如果此溫度值異常，OBC將可能啟動保護模式，

即不啟動充電功能或調(diào)整充電電流，這樣就可以避免由于溫度過高使充電口及充電槍絕緣層軟化而短路，造成觸電及火災(zāi)事故發(fā)生。充電口溫度傳感器電路原理如圖4-11所示。圖4-10充電喚醒流程圖圖4-11交流充電口（慢充接口）溫度傳感器電路原理圖

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修以上信息確認無誤后，BMS向OBC發(fā)送動力電池充電準備就緒信息，OBC向BMS發(fā)送充電機準備就緒信息。如果任何一條信息出現(xiàn)異常，充電系統(tǒng)將不啟動充電功能，同時可能保存故障信息并生成故障碼并存儲。7.充電功能啟動CP信號線路上9V電壓保持過程中，車輛端的容量設(shè)定、系統(tǒng)喚醒、自檢及數(shù)據(jù)交換等需在3s內(nèi)完成，如果信息出現(xiàn)異?；驘o信息持續(xù)的時間大于3s,充電功能將不啟動。如果信息正常，供電設(shè)備內(nèi)部的開關(guān)S1切換至PWM端，在圖4-12所示中紅色框內(nèi)所示。供電設(shè)備充電導(dǎo)引裝置輸出可調(diào)節(jié)的幅值為12V左右的雙極性PWM占空比信號至CP信號線路上并保持，

占空比與供電設(shè)備可提供的最大連續(xù)電流值具有相關(guān)性。在此期間，OBC繼續(xù)檢測自身是否準備完成，且無其他故障。供電設(shè)備輸出幅值為12V左右的雙極性PWM占空比信號被OBC內(nèi)部充電導(dǎo)引裝置中串聯(lián)在CP信號線路上的整流二極管（圖4-12中多邊形圈示位置）整流、被

電阻R3（圖4-12中方框圈示位置）拉低至幅值為+9V左右的單極性PWM占空比信號并保持，其波形如圖4-13所示。

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修充電系統(tǒng)正常情況下，以上兩個波形出現(xiàn)的時間非常短，不足3s或更短，且不容易測試。OBC將CP信號線路上檢測到的檢測點2的+9V左右的PWM占空比信號波形、頻率和OBC內(nèi)部所存儲的基本信號波形、頻率進行比對并進行系統(tǒng)自檢，如果正常，OBC在3s內(nèi)會閉合開關(guān)S2,將波形幅值再次拉低，準備啟動充電功能，S2開關(guān)如圖4-14所示中紅色圈示部位；如果OBC在3s自檢異常，將不會執(zhí)行啟動充電功能的下一步；如果供電設(shè)備在3s內(nèi)檢測波形如果沒有變化，供電設(shè)備內(nèi)部

圖4-12充電系統(tǒng)控制原理圖（見彩插）圖4-13充電控制確認(CP)信號波形圖

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修的開關(guān)S1將切換回+12V端，CP信號線路恢復(fù)至+9V,車輛充電功能禁止，同時OBC可能保存故障信息并生成故障碼存儲。S2開關(guān)閉合后，開關(guān)S2通過電阻R2將CP信號線路接地，同時與R3并聯(lián)，這導(dǎo)致CP信號線路接地電阻進一步減小，從而使CP信號的幅值被拉低至+6V左右并保持，其波形如圖4-15所示。此時OBC將檢測到的CP信號與OBC內(nèi)部所存儲的信號幅值進行比對。OBC在3s內(nèi)對檢測點2的+6V左右PWM波形幅值持續(xù)檢測，

同時再次自檢系統(tǒng)內(nèi)故障信息，以及BMS、MCU（含DC-DC變換器）、VCU等狀態(tài)，如果狀態(tài)正常，OBC發(fā)送充電功能啟動信息，BMS接收到此信息后準備接通高壓繼電器工作，同時BMS根據(jù)動力電池溫度發(fā)送動力電池?zé)峁芾硇畔ⅲA(yù)熱、預(yù)／充電、充電）需求至空調(diào)控制器。在以上過程中，若有一項信息錯誤或異常，OBC內(nèi)部的開關(guān)S2斷開，導(dǎo)致CP信號線路上的+6V左右PWM波形恢復(fù)至+9V左右PWM波形，同時OBC停止啟動充電功能，OBC可能保存故障信息并生成故障碼。而供電設(shè)備通過檢測點1也會同時檢測到CP信號波形變化，隨即將開關(guān)S1切換回+12V端，CP信號線路恢復(fù)至+

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修的開關(guān)S1將切換回+12V端，CP信號線路恢復(fù)至+9V,車輛充電功能禁止，同時OBC可能保存故障信息并生成故障碼存儲。S2開關(guān)閉合后，開關(guān)S2通過電阻R2將CP信號線路接地，同時與R3并聯(lián)，這導(dǎo)致CP信號線路接地電阻進一步減小，從而使CP信號的幅值被拉低至+6V左右并保持，其波形如圖4-15所示。此時OBC將檢測到的CP信號與OBC內(nèi)部所存儲的信號幅值進行比對。OBC在3s內(nèi)對檢測點2的+6V左右PWM波形幅值持續(xù)檢測，同時再次自檢系統(tǒng)內(nèi)圖4-14充電系統(tǒng)控制原理圖（見彩插）圖4-15充電控制確認(CP)信號波形圖

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修

故障信息，以及BMS、MCU（含DC-DC變換器）、VCU等狀態(tài)，如果狀態(tài)正常，OBC發(fā)送充電功能啟動信息，BMS接收到此信息后準備接通高壓繼電器工作，同時BMS根據(jù)動力電池溫度發(fā)送動力電池?zé)峁芾硇畔ⅲA(yù)熱、預(yù)熱／充電、充電）需求至空調(diào)控制器。在以上過程中，若有一項信息錯誤或異常，OBC內(nèi)部的開關(guān)S2斷開，導(dǎo)致CP信號線

路上的+6V左右PWM波形恢復(fù)至+9V左右PWM波形，同時OBC停止啟動充電功能，OBC可能保存故障信息并生成故障碼。而供電設(shè)備通過檢測點1也會同時檢測到CP信號波形變化，隨即將開關(guān)S1切換回+12V端，CP信號線路恢復(fù)至+9V,供電設(shè)備禁止充電功能啟動，此時車輛無法充電。8.動力電池接觸器控制BMS接收到OBC發(fā)送的充電功能啟動信息及整車無故障信息后、首先控制主負接觸器閉合，同時對總線上的信息持續(xù)檢測，并對主負接觸器斷路、預(yù)充電阻斷路

、預(yù)充接觸器粘連、主正接觸器粘連進行檢測，如果檢測成功，閉合預(yù)充接觸器，如圖4-16所示。由于高壓線路中容性元件、感性元件的存在，

為防止過大的電流對這些元件造成沖擊，主負接觸器閉合后如果檢測成功，系統(tǒng)會首先閉合預(yù)充接觸器，

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修車輛進入預(yù)充電狀態(tài)。在預(yù)充階段，BMS對預(yù)充接觸器斷路、預(yù)充電阻、整車高壓絕緣進行檢測。如果異常，BMS將停止接觸器控制過程，并斷開已接通的預(yù)充及主負接觸器，充電流程停止，BMS系統(tǒng)生成并存儲故障碼信息，同時將故障信息及停止啟動充電功能通過CAN總線發(fā)送至VCU、OBC、MCU（含DC-DC變換器）等，OBC接收到此信息后，內(nèi)部控制開關(guān)S2斷開，CP信號線路信號變化，隨即供電設(shè)備以及OBC停止充電功能。如果預(yù)充階段一切正常，動力電池母線電壓達到90%以上時，預(yù)充結(jié)束，BMS圖4-16動力電池內(nèi)部接觸器控制線路圖

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修控制主正接觸器閉合，接通高壓主正回路，然后3s內(nèi)斷開預(yù)充接觸器。主正接觸器接通后，BMS檢測主正接觸器狀態(tài)、整車高壓絕緣狀態(tài)，所有系統(tǒng)通信、檢測正常后，OBC開始輸出DC408.8V高壓，開始為車輛進行充電，同時MCU（含DC-DC變換器）啟動DC-DC變換器工作，為輔助蓄電池提供持久的+B充電電源。主正接觸器接通后，如果檢測出主正接觸器狀態(tài)有粘連、開路、短路或整車高壓絕緣狀態(tài)異常時，BMS將停止接觸器控制過程，并斷開已接通的主正及主負接觸器，充電流程停止，BMS系統(tǒng)生成并存儲故障碼信息；同時將故障信息及停止啟動充電功能通過CAN總線發(fā)送至VCU、OBC、MCU等，OBC接收到此信息后，內(nèi)部控制開關(guān)S2斷開，CP信號線路信號變化，隨即供電設(shè)備以及OBC停止充電功能。BMS控制主正、主負接觸器開始工作后，整車高壓系統(tǒng)上電完成。注意：在數(shù)據(jù)交換階段（配置階段）確認信息無誤后，BMS系統(tǒng)首先檢測外界溫度和動力電池溫度，如果溫度低于內(nèi)部預(yù)設(shè)的閾值，則啟動充電前預(yù)熱功能；如果溫度高于內(nèi)部預(yù)設(shè)的閾值，則不需要啟動充電前預(yù)熱功能，直接進入接觸器控制階段（動力電池上電）。

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修9.充電槍鎖止為防止車輛充電過程中充電槍丟失，車輛具有充電槍鎖功能。BMS控制主正、主負接觸器吸合，整車高壓上電成功后，OBC將充電槍鎖鎖止信息發(fā)送至動力CAN總線上，BCM接收到鎖槍信息后，控制充電槍鎖止電機鎖止充電槍，同時充電槍鎖反饋鎖狀態(tài)信號至BCM,此時充電槍無法拔出，如圖4-17所示為充電槍鎖控制線路圖。10.供電設(shè)備繼電器控制供電設(shè)備在自檢的同時，會持續(xù)監(jiān)測檢測點1的6V左右的PWM波形幅值在3s內(nèi)有沒有變化。如果自檢正常，隨即啟動充電功能，接通內(nèi)部交流接觸器K1和K2,如圖4-18所示中藍色框圈示部分，AC220V電源就可以供給OBC,OBC結(jié)合當(dāng)前供電圖4-17充電槍鎖控制線路圖

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修電流以及動力電池狀態(tài)調(diào)整充電電流輸出。如果供電設(shè)備檢測到檢測點1的波形異?；蜃詸z異常，即停止啟動充電功能，并將開關(guān)S1切換至+12V端，導(dǎo)致CP信號線路上波形消失，變?yōu)榉€(wěn)態(tài)電壓。OBC檢測到波形消失、變?yōu)殡妷汉?，隨即將開關(guān)S2斷開，導(dǎo)致CP信號線路上電壓變?yōu)?V,同時OBC停止啟動充電功能，保存故障信息并生成故障碼存儲。OBC檢測到高壓交流電(AC220V)輸入，隨即結(jié)合充電槍上RC的阻值（圖4-19圖4-18充電系統(tǒng)控制原理圖（見彩插）

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修中圈示部分），控制內(nèi)部功率轉(zhuǎn)換電路輸出大于408.8V直流高壓，為動力電池充電。在充電過程中，OBC、BMS根據(jù)當(dāng)前充電電壓、電流以及充電口溫度傳感器信息，實時計算出動力電池充滿電所需時間及當(dāng)前功率，然后和當(dāng)前動力電池電量信息(SOC)一起通過P-CAN發(fā)送至VCU、組合儀表，組合儀表顯示車輛當(dāng)前充電狀態(tài)、動力電池電量、充電功率、滿電所需時間，如圖4-20所示。在這過程中，如果OBC檢測到使用的慢供電設(shè)備為大功率(32A以上）且充電口圖4-19車輛充電狀態(tài)儀表顯示圖1圖4-20車輛充電狀態(tài)儀表顯示圖2

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修溫度傳感器信號異常時，將限制OBC輸出功率，防止充電口溫度過高，導(dǎo)致安全事故發(fā)生。11.充電前預(yù)熱控制在低溫條件下充電，BMS系統(tǒng)因動力電池內(nèi)部溫度低而對充電電流進行限制，

只能在十幾安甚至幾安的狀態(tài)下充電，只有經(jīng)過較長時間的低速充電之后，電池芯自然升溫，充電電流才可以慢慢提高，這會嚴重影響充電時間，尤其是快充。所以在沒有預(yù)加溫功能的純電動汽車充電時，

電流長時間徘徊在較低的數(shù)值。電池芯只能靠充電時產(chǎn)生的熱量自然升溫，充電等候時間被拉長。如果車輛配有充電前的預(yù)熱方案，如果環(huán)境溫度及動力電池內(nèi)部溫度過低，在連接充電

樁之后系統(tǒng)首先會對動力電池進行預(yù)加溫，當(dāng)動力電池內(nèi)部溫度迅速達到合適的數(shù)值后，再啟動對動力電池組的充電。這不僅減少了充電時間，而且還避免低溫狀態(tài)下快充對電池芯可能造成的傷害。在車輛充電前，BMS檢測動力電池溫度及環(huán)境溫度，

當(dāng)動力電池溫度及環(huán)境溫度低于預(yù)設(shè)的閾值時，BMS通過P-CAN發(fā)出動力電池充電預(yù)熱請求信息至OBC、VCU、網(wǎng)關(guān)控制器。網(wǎng)關(guān)控制器接收到此信息后，通過舒適2-CAN總線發(fā)出動力

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修電池充電預(yù)熱請求信息至空調(diào)控制單元以及PTC水加熱器控制模塊，其控制方式參照本書學(xué)習(xí)單元3相關(guān)內(nèi)容。12.充電過程監(jiān)控如圖4-21所示，在充電過程中主要監(jiān)控以下三方面：(1)連接狀態(tài)、功率變化監(jiān)控OBC通過CC信號獲取供電設(shè)備電流，同時，BMS控制動力電池包內(nèi)部接觸器閉合后，通過其母線電流傳感器檢測母線電流，并發(fā)送至OBC,OBC主要根據(jù)當(dāng)前這兩個電流來計算和控制充電時間、充電功率，并通過P-CAN發(fā)送至組合儀表進行顯示。在整個充電過程中，OBC不間斷地測量檢測點2的電壓值及CP信號端子的PWM圖4-21充電過程控制結(jié)構(gòu)圖

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修

信號的占空比。當(dāng)占空比有變化時，OBC實時調(diào)整自身的輸出功率。(2)充電系統(tǒng)的故障監(jiān)控在整個充電過程中檢測點2或CP信號端子的PWM信號出現(xiàn)異常時，OBC會立即關(guān)閉輸出，停止充電。如果供電設(shè)備在充電過程中出現(xiàn)故障，則自行斷開交流輸出端的接觸器，供電設(shè)備內(nèi)部開關(guān)S1從PWM輸出切換到+B輸出。(3)溫度監(jiān)控在充電過程中OBC檢測功率轉(zhuǎn)換線路溫度，如果溫度過高，將啟動水泵，加速冷卻液循環(huán)，為OBC功率轉(zhuǎn)換線路降溫。13.充電散熱（冷卻）控制在車輛充電過程中，電控單元和動力電池由于自身功率負載和化學(xué)反應(yīng)，都將產(chǎn)生熱量。如果熱量持續(xù)增加，將會導(dǎo)致OBC、DC-DC變換器控制單元、動力電池由于過溫?zé)龤?，甚至發(fā)生火災(zāi)事故。因此，在充電過程中，需要對OBC、DC-DC變換器控制單元、動力電池等的溫度進行監(jiān)控，如果出現(xiàn)過溫，將啟動電控單元及動力電池散熱功能。在充電過

程中主要分兩個散熱系統(tǒng)，即電控單元和動力電池散熱。

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修(1)電控單元散熱慢充系統(tǒng)動力電池的外部主要工作單元有VCU、OBC、DC-DC變換器控制單元

，其中OBC、DC-DC變換器控制單元是車輛在慢充過程中的功率輸出單元。OBC將AC220V電通過內(nèi)部變壓器、大功率管等轉(zhuǎn)換為車輛所用的DC408.8V,這些變壓器、大功率管工作時，有一部分電能會轉(zhuǎn)化為熱能，聚集在這些功率元件上，致使元件溫度升高；同樣，DC-DC變換器控制單元將DC408.8V電通過內(nèi)部變壓器、大功率管等轉(zhuǎn)換為車輛低壓電氣所用的DC12V,這些變壓器、大功率管工作過程中，也會將一部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，

聚集在功率元件上，致使元件溫度升高。如果在這些元件工作時不將這些熱量散發(fā)出去，將導(dǎo)致元件過溫而損壞，甚至發(fā)生火災(zāi)。因此，車輛為充電設(shè)計了一套熱管理系統(tǒng)，以控制、穩(wěn)定充電過程中的元器件溫度，防止事故發(fā)生。其具體控制方式參照項目1中整車熱管理內(nèi)容。(2)動力電池散熱在車輛充電（快充、慢充）過程中，動力電池溫度上升，如果不加以控制，將嚴重影響動力電池性能，甚至發(fā)生火災(zāi)事故，因此BMS會隨時監(jiān)測動力電池溫度，

當(dāng)動力電池溫

度高于預(yù)設(shè)的閾值時，BMS發(fā)出動力電池冷卻請求信息至空調(diào)控制

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修單元?？照{(diào)控制單元以PWM占空比方式控制動力電池冷卻水泵開始工作，通過管路循環(huán)降低動力電池內(nèi)部流出的冷卻液溫度。如果需要啟動強制冷卻需求，BMS通過CAN總線發(fā)出啟動強制冷卻命令至空調(diào)壓縮機控制單元，空調(diào)壓縮機啟動，制冷劑流入熱交換器，降低動力電池內(nèi)部流出的冷卻液溫度，再通過電池?zé)峁芾硭脡喝雱恿﹄姵叵鋬?nèi)部冷卻管路，形成散熱冷卻循環(huán)，降低動力電池溫度。其具體控制方式參照本書學(xué)習(xí)單元3動力電池?zé)峁芾韮?nèi)容。14.充電停止在充電過程中，當(dāng)達到車輛設(shè)置的結(jié)束條件，即BMS檢測到動力電池SOC值為100%,通過CAN總線向OBC發(fā)送停止充電命令，OBC控制開關(guān)S2斷開，并使OBC處于停止?fàn)顟B(tài)。同時CP信號線路上波形幅值上升至9V,此時供電設(shè)備檢測到CP信號（檢測點1)波

形信號變化，控制開關(guān)S1切換到+12V的連接狀態(tài)并等待，如圖4-22所示，此時供電設(shè)備CP信號保持+9V電壓。在此過程中，OBC再次詢問BMS是否停止充電，如果確認，供電設(shè)備內(nèi)部將在100ms內(nèi)斷開接觸器K1和K2,切斷交流供電線路，超過3s未檢測到+9V,供電設(shè)備

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修將強制斷開

交流供電接觸器K1和K2結(jié)束充電。同時，BMS發(fā)送DC-DC變換器停止命令，DC-DC變換器停止；然后BMS先控制主正繼電器斷開，延時20ms，控制主負繼電器斷開，高壓下電。15.非正常條件下充電功能停止車輛在充電過程中如果發(fā)生以下任一情況，車輛充電結(jié)束：1)PE與檢測點3之間的電阻值發(fā)生改變，即充電槍插頭與車輛插座連接狀態(tài)發(fā)圖4-22充電充電控制確認(CP)信號導(dǎo)引線路圖

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修生改變

斷開

，OBC在100ms內(nèi)停止充電

，斷開S2開關(guān)。2)檢測點2的PWM信號發(fā)生改變，中斷或波形不符，OBC在3s內(nèi)停止充電，斷開S2開關(guān)。3)檢測點1的電壓值發(fā)生改變，如12V、9V或其他非6V狀態(tài)，充電樁在100ms內(nèi)斷開交流繼電器，以切斷交流回路。4)在充電過程中，如果漏電保護器動作，OBC處于失電狀態(tài)，斷開S2開關(guān)，停止充電。5)供電設(shè)備監(jiān)測OBC實際工作電流，當(dāng)供電設(shè)備的PWM信號對應(yīng)的最大供電電

流≤20A,且OBC實際工作電流超過最大供電電流2A并保持5s,或供電設(shè)備的PWM信號對應(yīng)的最大供電電流＞20A,且OBC實際工作電流超過最大供電電流1.1倍并保持5s,供電設(shè)備切換S1開關(guān)至+12V,斷開交流繼電器，切斷交流回路。6)當(dāng)S2開關(guān)斷開（檢測點1電壓9V)時，供電設(shè)備在100ms內(nèi)斷開交流供電回路，持續(xù)輸出PWM。7)在供電接口完全連接但未閉合交流回路時，如果發(fā)生異常，充電樁在100ms內(nèi)切換S1開關(guān)至+12V連接狀態(tài)，同時不閉合交流繼電器。任務(wù)實施

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修1)在教師的引導(dǎo)下，以小組為單位學(xué)習(xí)相關(guān)技能，并完成下列作業(yè)。①

電動汽車慢速（交流）

充電系統(tǒng)的主要功能有哪些？

。②

簡述電動汽車慢速（交流）

充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成有哪些？

。③

簡述電動汽車慢速（交流）

充電系統(tǒng)的工作流程。

。2)在教師的引導(dǎo)下分組，以小組為單位學(xué)習(xí)相關(guān)知識，并結(jié)合電動汽車慢速（

交流）充電系統(tǒng)線路圖，完成以下作業(yè)：①

認識線路圖中的元素、編碼、規(guī)則。②

勾畫出線路圖中的系統(tǒng)通信線路。③

在車輛上查找系統(tǒng)部件，繪制部件線路圖。④

按照下列表格索引，測量線路和元件標準值，并完成下列數(shù)據(jù)采集表格。

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修評價反饋一

、學(xué)習(xí)效果評價找一輛不同車型的新能源汽車

，完成與本任務(wù)相同的作業(yè)。二

、學(xué)習(xí)過程評價

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修任務(wù)2充電系統(tǒng)常見故障分析與診斷任務(wù)描述一輛純電動轎車，可以正常行駛，快充正常，但對車輛進行慢充電時，車輛無法充電，請在約定的時間內(nèi)對車輛進行診斷與維修，并給客戶提供用車建議。

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修任務(wù)目標1.知識目標1)能描述電動汽車充電系統(tǒng)故障現(xiàn)象產(chǎn)生機理。2)能描述電動汽車充電系統(tǒng)關(guān)鍵部件的認知和故障檢測。3)能描述電動汽車充電系統(tǒng)線路及通信線路結(jié)構(gòu)和原理。4)能描述電動汽車BMS的結(jié)構(gòu)與原理。

5)能描述電動汽車BMS的檢測與診斷。2.能力目標1)能借助原廠維修資料和對車輛的理解

，對常規(guī)充電方式進行規(guī)范操作。2)能借助原廠維修資料和對車輛的理解

，對充電系統(tǒng)關(guān)鍵部件進行認知和故障檢測。

3)能借助原廠維修資料和對車輛的理解

，對充電系統(tǒng)故障進行系統(tǒng)分析。3.素質(zhì)目標1)能夠按照企業(yè)5S要求和安全生產(chǎn)規(guī)范進行操作。

2)具有一定的溝通能力和團隊合作能力。

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修4.拓展目標1)能對同一車型的充電系統(tǒng)故障進行診斷與排除。

2)能對其他車型的同類故障進行診斷與排除。任務(wù)準備1)防護裝備：常規(guī)實訓(xùn)著裝。2)車輛、臺架、總成：比亞迪（

秦）EV電動汽車整車或比亞迪（

秦）EV電動汽車整車解剖平臺。3)專用工具、設(shè)備：高壓防護工具套裝。4)輔助材料：對應(yīng)車型比亞迪（秦）EV電動汽車線路圖及維修手冊。知識準備一

、故障分析因車輛可以正常行駛，且快充正常，說明除了與慢充系統(tǒng)工作有關(guān)的其他系統(tǒng)均正常，即BMS、MCU、DC-DC變換器控制、車載充電機管理、高壓絕緣檢測、高壓互鎖等功能均正常。慢充異常，可能只是由于慢充系統(tǒng)存在故障，結(jié)合如圖4-23所示的充電系統(tǒng)線路圖可以看出，系統(tǒng)存在以下一項或多項故障，從而造成車輛慢充功能失效。

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修圖4-23充電系統(tǒng)線路圖1)供電設(shè)備（包括便攜式供電設(shè)備）供電、自身故障。

2)充電電纜斷路、虛接、短路故障。

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修3)車輛端的充電連接口到車載充電機之間的CC信號線路斷路、虛接、短路故障。

4)車輛端的充電連接口到車載充電機之間的CP信號線路斷路、虛接、短路故障。5)BMS與車載充電機之間的充電連接信號線路斷路、虛接、短路故障。

6)充電槍鎖止開關(guān)（機械卡滯）及內(nèi)部線路斷路、虛接、短路故障。7)電流傳感器電源、信號線路斷路、虛接、短路以及自身故障。注意：對比亞迪（秦）EV電動汽車來講，車載充電機電源或CAN總線出現(xiàn)故障后，將導(dǎo)致車載充電機無法啟動工作，且整車系統(tǒng)和車載充電機之間無法通信，在整車低壓、高壓上電自檢過程中，無法獲取車載充電機的信息，這將導(dǎo)致儀表上的“READY”燈無法點亮，車輛也無法行駛。注意：其他車型或者比亞迪（秦）EV電動汽車其他年款的車輛，是否也是這樣的控制策略，需要進行試驗后確定，不要一概而論。1.車輛動力電池電量檢查踩制動踏板、打開點火開關(guān)，觀察儀表上的動力電池電量值顯示狀態(tài)(SOC),如圖4-24所示。如果儀表顯示電量充足，則需要對車輛進行放電，等到電量降至95%以下時再對

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修車輛進行充電功能檢查。如果放電結(jié)束后充電正常，則為動力電池電量充足所致；如果車輛行駛放電后電量不下降，說明動力電池電量顯示狀態(tài)(SOC)錯誤，應(yīng)進行針對性修理。2.車輛慢充電功能檢查注意：

本教材中有關(guān)實際測試中所用的供電設(shè)備或充電樁均特指原車配備的便攜式供

電設(shè)備

，設(shè)備外形及指示燈如圖4-25所示。將車輛置于P位，啟動電子駐車制動器，關(guān)閉點火開關(guān)，然后進行如下試驗：1)檢查充電槍上的鎖止開關(guān)，按壓和釋放充電槍鎖止開關(guān)時，開關(guān)應(yīng)靈活無卡滯現(xiàn)象，如圖4-26所示。如果開關(guān)有卡滯現(xiàn)象，則需維修或更換供電設(shè)備。圖4-24組合儀表ON檔時動力電池電量值顯示狀態(tài)(SOC)圖4-25供電設(shè)備指示燈顯示狀態(tài)

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修2)連接供電設(shè)備至AC220V電源插座

，

同時觀察供電設(shè)備上的指示燈狀態(tài)。此時供電設(shè)備上的電源指示燈應(yīng)點亮。如果電源指示燈不亮，則可能由于以下一項或多項故障所致：①AC220V電源供電故障。②

供電設(shè)備自身故障。3)按壓充電槍口蓋，打開充電口蓋，充電槍口照明指示燈應(yīng)正常點亮，如圖4-27所示。如果不能正常點亮，結(jié)合電路原理（圖4-28)，則可能由于以下一項或多項故障所致：①

充電口蓋開關(guān)自身及接地

、信號線路故障。圖4-26供電設(shè)備鎖止開關(guān)圖4-27充電口照明指示燈

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修②

車身控制模塊（局部）故障。③

充電口照明指示燈及控制、接地線路故障。4)連接充電槍至車輛側(cè)慢充接口，釋放充電槍鎖止開關(guān)，如圖4-29a所示。在此后8s內(nèi)應(yīng)聽到主正、主負繼電器發(fā)出“咔嗒”的工作聲，同時充電槍鎖也應(yīng)發(fā)出“咔嗒”的鎖止聲；同時觀察供電設(shè)備指示燈狀態(tài)，其充電狀態(tài)指示燈應(yīng)開始閃爍，如圖4-29b所示。圖4-28充電口照明指示燈電路原理圖圖4-29綠色充電狀態(tài)指示燈

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修如果主正、主負繼電器及充電槍鎖均沒有發(fā)出“咔嗒”的鎖止聲，同時供電設(shè)備上的充電狀態(tài)指示燈也不能正常閃爍，說明充電功能沒有正常啟動，說明充電系統(tǒng)存在故障，但不好確定具體故障部位，只有按照充電流程進行診斷才會進一步縮小故障范圍。5)觀察儀表顯示狀態(tài)，儀表上的充電連接指示燈應(yīng)點亮，

同時儀表中部提示“充電連

接中”，如圖4-30所示。5s后，儀表中部顯示充滿電所需時間、SOC、當(dāng)前充電機功率動態(tài)，如圖4-31所示。圖4-30組合儀表充電連接指示圖4-31組合儀表充電狀態(tài)指示1

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修①

如果儀表上無任何信息顯示，據(jù)此判定為組合儀表沒有對充電線束連接做出反應(yīng)，一方面可能是因為車載充電機沒有接收到正確的CC、CP信號，或者車載充電機對CC、CP信號做出正確的反應(yīng)，

或者是車載充電機、BMS沒有把連接信號輸送給儀表，結(jié)合如圖4-32所示的充電控制邏輯，可能原因為：a)供電設(shè)備或其電源存在故障。b)充電槍自身(CC、CP信號線路）故障。c)車載充電口與車載充電機之間線路(CC、CP信號線路）故障。

d)車載充電機局部故障。e)車載充電機與BMS之間的充電連接信號線路故障。

f)BMS局部故障。g)BMS與組合儀表之間的充電指示燈控制信號線路故障。

h)組合儀表局部故障。②

如果在充電槍連接完成8s內(nèi)聽到主正、主負繼電器及充電槍鎖發(fā)出的“咔嗒”鎖止聲，同時供電設(shè)備上的充電燈正常閃爍，儀表上充電連接指示燈點亮，SOC顯示正常，同時顯示充電中

，但是儀表中部的充電功率及充電時間顯示異常，如

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修圖4-33~圖4-35所示。說明車載充電機根據(jù)CC、CP、BMS及自身的性能計算出一個合適的充電電流，在實際充電過程中，如果儀表顯示不出充電電流，說明系統(tǒng)檢測不到充電電流，進而無法計算出充電時間，系統(tǒng)會出現(xiàn)上述故障現(xiàn)象。而造成BMS接收不到正確的電流傳感器信號的可能原因有：a)電流傳感器自身故障。

b)電流傳感器線路故障。

c)BMS自身局部故障。圖4-32組合儀表充電狀態(tài)控制邏輯圖圖4-33組合儀表充電狀態(tài)指示2

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修如果儀表出現(xiàn)如圖4-34、圖4-35所示情況，應(yīng)立即斷開供電設(shè)備電源，防止安全事故發(fā)生。二

、DTC分析現(xiàn)在的汽車一般都具有自診斷功能，即使通過故障現(xiàn)象可以明確故障范圍，但也最好首先讀取故障記憶，因為這有助于進一步判斷之前的分析是否正確。如果有故障碼，應(yīng)清楚故障碼的定義和生成的條件，并基于此展開診斷和故障檢修；如果沒有故障碼，則基于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理和診斷流程進行分析。讀取故障碼時，首先連接故障診斷儀器到車輛，掃描車載充電機，讀取故障碼，實測過程中通常會遇到三種情況：1)診斷儀器可以正常和車載充電機通信，但系統(tǒng)沒有故障記憶，這種情況下只圖4-34組合儀表充電狀態(tài)指示3圖4-35組合儀表充電狀態(tài)指示4

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修能根據(jù)故障現(xiàn)象，按照無故障碼的診斷方法進行診斷。2)診斷儀器可以正常和車載充電機通信，并可以讀取到系統(tǒng)中所存儲的故障碼

，此時應(yīng)結(jié)合故障碼信息進行維修。3)在打開點火開關(guān)后，操作診斷儀器，診斷儀器不能正常和車載充電機通信。此時，應(yīng)操作診斷儀器和其他控制模塊進行通信，綜合所有控制模塊的通信狀況及所讀取的故障碼

來判定故障所在。如圖4-36所示為診斷儀器和車載充電機之間的通信原理圖，從中可以看出，診斷儀器通過連接線DLC（或無線或藍牙通信）OBD—Ⅱ診斷接口、CAN—BUS與車載充電機及其他控制單元進行通信。圖4-36診斷儀器和車載充電機之間的通信原理圖

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修如果診斷儀器無法進入車輛所有系統(tǒng)，則可能是故障診斷儀器、診斷連接線、無線或藍牙通信、OBD—Ⅱ診斷接口、CAN—BUS中的一個或多個出現(xiàn)故障；如果只是某個控制單元無法進入，則可能是該控制單元或其電源線路、相鄰的CAN—BUS區(qū)間出現(xiàn)故障，如圖4-37所示。利用故障碼進行故障診斷時，通常按以下步驟進行：1)第一步讀取故障碼，查閱資料了解故障碼的定義和生成條件。2)第二步則必須是驗證故障碼的真實性，驗證的方法也分兩步。①

清除故障碼、模仿故障工況運行車輛、再次讀取故障碼。②

通過數(shù)據(jù)流或在線測量值來判定故障真實性，并由此展開系統(tǒng)測量。圖4-37車載充電機電源線路圖

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修三

、故障診斷面對慢充電過程中所發(fā)生的各種故障，診斷及處理失誤將給企業(yè)和個人造成相當(dāng)大的損失。正確的診斷及處理，不可能來自于盲目的主觀臆斷，而應(yīng)該建立在獲取與故障有關(guān)信息的基礎(chǔ)上，依據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理，運用科學(xué)的分析方法，按照合理的步驟進行綜合分析，去偽存真、舍次取主，排除故障受害者，找出故障肇事者，這才是提高故障診斷準確性的關(guān)鍵所在。為了便于分析，不至于被眾多雜亂無章的信息擾亂思路，需要結(jié)合線路圖，遵從以下流程進行診斷維修。慢充系統(tǒng)充電異常診斷流程，如圖4-38所示。圖4-38慢充系統(tǒng)充電異常診斷流程

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修圖4-38慢充系統(tǒng)充電異常診斷流程（續(xù)）

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修圖4-38車載充電機電源線路圖（續(xù)）

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修根據(jù)慢充系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理，對外部的供電設(shè)備供電電源、接地保護、充電電纜、充電導(dǎo)引信號以及車輛上充電導(dǎo)引信號、車載充電機通信、車載充電機電源、充電槍鎖、交流插座溫度傳感器、充電指示燈控制等線路進行檢測。根據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理，對外部的供電設(shè)備供電電源插座、充電電纜、充電槍鎖止開關(guān)、充電槍鎖、交流插座溫度傳感器、車載充電機等元器件進行檢測。四

、總結(jié)拓展技術(shù)報告：參照高、中職新能源汽車大賽工作頁完成診斷報告，教師應(yīng)根據(jù)需要設(shè)置好故障點，也可根據(jù)本書中提供的實際附件制定標準答案。拓展實訓(xùn)：教師可以在車輛上給學(xué)生設(shè)置類似的其他故障，讓學(xué)生獨立完成，

以考核學(xué)生的掌握水平。任務(wù)實施1)教師根據(jù)下表內(nèi)容設(shè)置故障，學(xué)生對車輛進行測試，確認故障現(xiàn)象，進行系統(tǒng)分析，并得出故障可能原因。（配微課和視頻以指導(dǎo)教師設(shè)置故障）

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修2)完成工作頁填寫。評價反饋1)小組討論。2)各小組互評。3)教師記錄過程并進行評價。

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修任務(wù)3充電系統(tǒng)常見故障診斷與排除任務(wù)描述一輛電動轎車，來到修理廠進行修理，車主向業(yè)務(wù)員主訴說車輛無法進行慢充，但快充能夠正常充電。服務(wù)顧問試車后確定此故障為空調(diào)控制系統(tǒng)線路故障。請你在約定的時間內(nèi)對車輛進行檢修，完成診斷報告單，將修好的車輛返還業(yè)務(wù)部門，并給客戶提供用車建議。注意填寫后附件中的汽車維修服務(wù)接車單。

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修任務(wù)目標1.知識目標1)能描述電動汽車充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理。

2)能描述電動汽車充電系統(tǒng)故障診斷流程。2.能力目標1)能借助原廠維修資料和對車輛的理解，編制充電系統(tǒng)及控制系統(tǒng)不能運行的故障樹（診斷流程）。2)能借助原廠維修資料和對車輛的理解，按照編制的故障樹（診斷流程）進行系統(tǒng)診斷，以確定故障所在。3)能借助原廠維修資料和對車輛的理解，正確排除診斷出的故障，并對車輛進行試驗，以確保車輛運行正常。4)能借助原廠維修資料和對車輛的理解，正確完成診斷報告，并給客戶提供用車建議。任務(wù)準備1)防護裝備：常規(guī)實訓(xùn)著裝。

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修2)車輛、臺架、總成：比亞迪（

秦）EV電動汽車整車或比亞迪（

秦）EV電動汽車整車解剖平臺。3)專用工具、設(shè)備：

高壓防護工具套裝。4)輔助材料：對應(yīng)車型比亞迪（秦）EV電動汽車線路圖及維修手冊。知識準備故障現(xiàn)象1:CC信號故障導(dǎo)致車輛無法充電故障1.原理簡介及系統(tǒng)影響從充電導(dǎo)引結(jié)構(gòu)圖（圖4-39)上可以看出，在充電連接電纜連接到供電設(shè)備的時候，供電設(shè)備端的CC信號從連接前的高電平切換到連接后的低電平。在充電連接電纜連接到車輛充電口的過程中，車輛接口端的CC信號會發(fā)生如下變化：1)不插槍時，CC信號為充電機充電導(dǎo)引裝置輸出的電壓，一般為10.71V。2)插上連接電纜，按下S3開關(guān)（斷開），CC信號通過充電槍內(nèi)部的RC和R4與PE接通

，導(dǎo)致線路（檢測點3)電壓下降

，其電平信號為4.33V左右。3)接著松開S3開關(guān)（閉合），CC信號通過充電槍內(nèi)部的RC和S3與PE接通，導(dǎo)

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修致線

路（檢測點3)電壓進一步下降，其電平信號為2.42V左右。充電導(dǎo)引裝置接收到2.42V左右的電壓時，

即確認連接電纜和車輛已連接。如果供電設(shè)備、連接電纜、車載充電機中的充電導(dǎo)引裝置CC出現(xiàn)問題，將導(dǎo)致車載充電機無法被激活，系統(tǒng)無法充電。注意：①

本案例所用供電設(shè)備均為原車配備的便攜式充電器。②

本案例提供的為基本參考電壓，由于低壓蓄電池+B的電壓變化，會導(dǎo)致測試圖4-39充電導(dǎo)引結(jié)構(gòu)圖

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修的電壓和課程提供的基本參考電壓不一致，但其數(shù)值誤差不會超過±1V。2.故障現(xiàn)象描述車輛行駛正常，儀表板未提示相關(guān)故障信息；連接供電設(shè)備至外部交流插座，按壓充電槍鎖止開關(guān)，連接至車輛慢充接口，釋放充電槍鎖止開關(guān)，供電設(shè)備電源指示燈正常，但充

電槍鎖無動作，充電槍無法鎖止；觀察儀表無任何反應(yīng)，車輛無法充電。此時打開點火開關(guān)，儀表依然沒有任何與充電有關(guān)的提示。3.故障現(xiàn)象分析充電過程中儀表上的充電連接指示燈不亮，說明“交流電源→供電設(shè)備→充電連接電

纜→車輛接口→車載充電機→BMS→組合儀表”的控制流程存在故障。而整車運行正常，說明車載充電機、BMS、組合儀表的電源與通信工作正常。所以，據(jù)此判定為組合儀表沒有對充電線束連接做出反應(yīng)，一方面可能是因為車載充電機沒有接收到正確的CC、CP信號，或者車載充電機沒有對CC、CP信號做出正確的反應(yīng)，或者是車載充電機、BMS沒有把連接信號輸送給儀表，結(jié)合充電控制邏輯，可能原因為：1)供電設(shè)備或其電源存在故障。2)充電槍自身(CC、CP信號線路）故障。

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修3)車載充電口與車載充電機之間線路(CC、CP信號線路）故障。

4)車載充電機局部故障。5)車載充電機與BMS之間的充電連接信號線路故障。

6)BMS局部故障。7)BMS與組合儀表之間的充電指示燈控制信號線路故障（結(jié)合不能充電的事實，可以基本排除）。8)組合儀表局部故障（結(jié)合不能充電的事實，可以基本排除）。4.故障診斷過程第一步：讀取故障碼(DTC)。連接診斷儀器至車輛OBD診斷接口后，踩制動踏板并保持，打開點火開關(guān)，使用診斷儀器與車載充電機進行通信，在OBC內(nèi)部讀取到的故障碼見表4-1。記錄當(dāng)前診斷儀器上的故障碼信息；斷開供電設(shè)備，通過診斷儀器清除故障碼。連接充電槍至車輛慢充接口，如果故障現(xiàn)象消失，車輛正常充電，則可能為系統(tǒng)故表4-1在OBC內(nèi)部讀取到的故障碼信息

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修障碼保護，造成車載充電機進入功能性保護模式，車輛無法充電；如果車輛還不能充電，則通過診斷儀器讀取故障碼，并與先前的故障碼進行比對，如果減少，減少的可能為偶發(fā)故障；如果增加，增加的可能為當(dāng)前系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性故障。第二步：故障碼(DTC)分析。在充電槍物理連接完成后，車載充電機檢測到正確的CC信號，即確認充電槍已經(jīng)連接，準備進入充電模式。此時車載充電機可能只檢測到檢測點2(CP)的信號，沒有檢測到檢測點3(CC)的信號，因此產(chǎn)生故障碼P157897。第三步：讀取診斷數(shù)據(jù)流，驗證故障碼生成機理（圖4-40)。表4-40組合儀表充電狀態(tài)指示燈顯示圖

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修結(jié)合數(shù)據(jù)流顯示的信息，此時第5項PWM波占空比顯示“13%”，說明CP信號正常，而第7項和第16項顯示“斷開”以及“未連接”，由此進一步確認CC異常，故障碼由此比對后產(chǎn)生。第四步：測量車載充電機端CC信號對地電壓，見表4-2。表4-2車載充電機端子BK46/4對地電壓測試

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修第五步：測量車輛側(cè)交流充電口端CC信號對地電壓，見表4-3。第六步：測量車輛側(cè)交流充電口端PE信號對地電壓

，見表4-4。第七步：測量車端PE信號線路的導(dǎo)通性

，見表4-5。表4-3車輛側(cè)交流充電口端子2對地電壓測試表4-4車輛側(cè)交流充電口端子4對地電壓測試表4-5車輛側(cè)交流充電口端子2至車載充電機端子BK46/4之間線路導(dǎo)通性測試

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修第八步：測量充電槍CC端子和PE端子之間電阻，見表4-6。第九步：測量車載充電機端CC線路對地或電源是否短路或虛接，見表4-7。第十步：測量車載充電機端CC線路對地阻值

，見表4-8。表4-6充電槍CC端子和PE端子之間電阻測試表4-7車載充電機端子BK46/4對地電壓測試表4-8車載充電機端子BK46/4對地電阻測試

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修5.診斷結(jié)論驗證注意：完成診斷修理后，某些DTC需要將點火開關(guān)旋至關(guān)閉位置，然后旋回至打開位置后，故障診斷儀功能才會清除DTC。1)將點火開關(guān)置于OFF（關(guān)閉）位置。2)將供電設(shè)備從車輛上移除，并斷開供電設(shè)備AC220V電源。

3)安裝所有診斷時拆下或更換的部件及插接器。4)診斷時，拆除過或更換過的部件及模塊，根據(jù)需要執(zhí)行調(diào)整、編程或設(shè)置程序。

5)將點火開關(guān)置于ON（打開）位置。6)清除DTC。7)關(guān)閉點火開關(guān)60s。8)連接慢充設(shè)備AC220V電源插座，連接充電槍至車輛慢充接口，并確認車輛充電及儀表顯示正常。9)維修結(jié)束。6.故障機理分析如果CC信號存在故障，將造成車載充電機沒有接收到CC,從而無法確認充電槍連

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修接狀態(tài)，

因此無法完成充電引導(dǎo)程序，儀表不顯示充電槍連接狀態(tài)，車載充電機無法啟動，車輛無法充電。7.總結(jié)與拓展教師可以在車輛上給學(xué)生設(shè)置表4-9中所列舉的故障，參照中、高職新能源汽車相關(guān)大賽工作頁，讓學(xué)生獨立或成組完成，并填寫診斷報告，以考核學(xué)生的掌握水平?，F(xiàn)象故障2:CP信號異常導(dǎo)致無法充電故障1.原理簡介及系統(tǒng)影響車載充電機通過其端子BK46/5的CP信號電壓特性可以確定自身與供電設(shè)備連接完成，并且知曉了供電設(shè)備的功率；而供電設(shè)備通過其內(nèi)部的監(jiān)測點1的CP信號電表4-9拓展練習(xí)故障

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修壓特性也可以確定自身與車載充電機連接完成。如果該信號出現(xiàn)問題，將造成車載充電機與供電設(shè)備無法完成握手，最終導(dǎo)致車輛無法充電，儀表上也不會有任何與充電有關(guān)的提示。如圖4-41所示為比亞迪（秦）EV電動汽車交流充電系統(tǒng)原理圖，從圖中可以看出：1)充電槍連接后，供電設(shè)備輸出至CP線路上的+12V電壓，被車載充電機內(nèi)部串聯(lián)的整流二極管和電阻R3拉低至9V。車載充電機內(nèi)部監(jiān)測CP信號電壓，如果為9V,則車載充電機判定供電設(shè)備與車輛已連接，車載充電機進入充電準備階段。圖4-41交流充電系統(tǒng)原理圖

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修2)當(dāng)供電設(shè)備充電導(dǎo)引裝置判斷自身無故障時，其內(nèi)部的開關(guān)S1切換至PWM端，供電設(shè)備內(nèi)的CP信號切換為9V左右幅值的雙極性PWM占空比信號，而車載充電機內(nèi)的CP信號電壓切換為+9V左右幅值的單極性PWM占空比信號。3)當(dāng)車載充電機檢測到其內(nèi)部的CP信號變?yōu)?9V左右幅值的單極性PWM占空比信號并保持一段時間后，會控制開關(guān)S2閉合，致使CP信號進一步變化為+6V左右幅值的單極性PWM占空比信號，車載充電機根據(jù)該信號的占空比和其內(nèi)部所存儲的數(shù)值進行比對，以知曉供電設(shè)備的功率，并通過CAN總線通知BMS準備接通主負、主正繼電器，同時BMS根據(jù)動力電池溫度高低發(fā)送動力電池?zé)峁芾硇畔⑿枨笾量照{(diào)控制器。4)供電設(shè)備在接收到6V左右幅值的PWM占空比信號時，會控制接觸器K1和K2閉合，接通交流供電回路給車載充電機。注意：在上述握手過程中，系統(tǒng)在任何時候發(fā)現(xiàn)嚴重故障，都會終止握手過程。2.故障現(xiàn)象描述1)連接充電電纜到供電設(shè)備和車輛充電接口，釋放充電槍鎖止開關(guān)，15s內(nèi)沒有聽到車輛高壓接觸器發(fā)出“咔嗒”的工作聲，

同時交流充電插座電子鎖無動作。

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修2)觀察供電設(shè)備，只有電源指示燈點亮，充電指示燈不亮（未閃爍）。3)觀察儀表，儀表上充電連接指示燈未點亮。4)打開點火開關(guān)，儀表上充電連接指示燈點亮。3.故障現(xiàn)象分析充電過程中儀表上的充電連接指示燈不亮，說明“交流電源→供電設(shè)備→充電連接電纜→車輛接口→車載充電機→BMS→組合儀表”的控制流程存在故障。而打開點火開關(guān)后儀表上的充電連接指示燈點亮，說明“充電連接電纜(CC)→車輛接口

→

車載充電機→BMS→組合儀表”的控制流程工作正常。據(jù)此判定為在充電過程中組合儀表沒有對充電線束連接做出反應(yīng)，一方面可能是因為車載充電機沒有接收到正確的CP信號，或者車載充電機未對CC、CP信號做出正確的反應(yīng)，結(jié)合充電控制邏輯，可能原因為：1)供電設(shè)備或其電源存在故障。2)充電槍自身(CP信號線路）故障。3)車載充電口與車載充電機之間線路(CP信號線路）故障。

4)車載充電機局部故障。

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修4.故障診斷過程第一步：讀取故障碼(DTC)。連接診斷儀器至車輛OBD診斷接口后，踩制動踏板并保持，打開點火開關(guān)，使用診斷儀器與車載充電機進行通信，在OBC內(nèi)部讀取到的故障碼見表4-10。記錄當(dāng)前診斷儀器上的故障碼信息；斷開供電設(shè)備，通過診斷儀器清除故障碼。連接充電槍至車輛慢充接口，如果故障現(xiàn)象消失，車輛正常充電，則可能為系統(tǒng)故障碼保護，造成

車載充電機進入功能性保護模式，車輛無法充電；如果車輛還不能充電，則通過診斷儀器讀取故障碼，并和先前的故障碼進行比對，如果減少，減少的可能為偶發(fā)故障；如果增加，增加的可能為當(dāng)前系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性故障。P157400的定義：在充電槍物理連接完成后，車載充電機內(nèi)部檢測到CC信號時，即確認充電槍已經(jīng)連接，準備進入充電模式。而此時車載充電機檢測到其內(nèi)部的CP信號異常，并持表4-10故障碼信息

項目4充電系統(tǒng)認知與檢修續(xù)異常的時間超過3s,就會產(chǎn)生該故障碼。第二步：讀取故障診斷數(shù)據(jù)流列表，驗證故障碼。如圖4-42所示數(shù)據(jù)流顯示的信息第5項PWM波占空比顯示“0”,說明CP信號異常，而第6項和第7項顯示“正?！?，第17項顯示“標準槍連接”，說明CC信號正常，此時可進一步確定故障部位為CP信號故障。下一步需要對車載充電機端的CP信號進行測量。第三步：測量車載充電機端CP信號的波形。關(guān)閉點火開關(guān)，供電設(shè)備和AC220V電源正