汽車維護(hù) 教案 6-2 新能源汽車高壓部件的認(rèn)識與絕緣檢測

機(jī)械工業(yè)出版社汽車維護(hù)教案PAGE1項(xiàng)目六新能源汽車的維護(hù)任務(wù)名稱任務(wù)2新能源汽車高壓部件的認(rèn)識與絕緣檢測學(xué)時(shí)數(shù)4學(xué)時(shí)教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)1.認(rèn)識高壓部件的結(jié)構(gòu)和原理；2.掌握高壓絕緣檢測的方法。技能目標(biāo)1.能夠?qū)χ赋鲭妱?dòng)汽車各部件的位置；2.能夠?qū)囕v進(jìn)行絕緣檢測。素養(yǎng)目標(biāo)1.樹立安全責(zé)任意識；2.樹立環(huán)保意識。教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)高壓部件的結(jié)構(gòu)和原理。難點(diǎn)對車輛進(jìn)行絕緣檢測。教學(xué)方法項(xiàng)目教學(xué)法、講述法、小組學(xué)習(xí)法。教具智慧云黑板、實(shí)訓(xùn)車輛、舉升機(jī)、工具車、車內(nèi)外三件套、手電筒、抹布、照明燈、滅火器、防護(hù)用具、無紡布、玻璃清洗液等教學(xué)流程教學(xué)過程備注任務(wù)引入小李是某汽車4S店新入職的維修工，早晨接到一輛發(fā)生故障的純電動(dòng)汽車，師傅讓小李對該純電動(dòng)汽車進(jìn)行高壓系統(tǒng)檢測，以保證安全檢修。你能告訴小李如何安全規(guī)范地對吉利EV450純電動(dòng)汽車進(jìn)行高壓系統(tǒng)檢測嗎？教學(xué)內(nèi)容一、動(dòng)力電池動(dòng)力電池安裝在車輛底部，其外形結(jié)構(gòu)如圖所示。動(dòng)力電池及其控制系統(tǒng)的主要功用與組成：動(dòng)力電池的位置北汽新能源汽車EV150和EV160采用的是磷酸鐵鋰電池，這種電池壽命長，循環(huán)壽命大于2000次，安全性能高，但能量密度相對較低；EV200則采用的是韓國SK三元鋰離子電池，這種電池能量密度相對較高，但循環(huán)壽命只有1000次。內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。動(dòng)力電池內(nèi)部電池總成內(nèi)部的構(gòu)造屬于行業(yè)機(jī)密，每個(gè)廠家的動(dòng)力電池系統(tǒng)都不大一樣。EV200所使用的電芯為SK三元鋰電電芯，電池包布局結(jié)構(gòu)為3P91S（3個(gè)并聯(lián)，91個(gè)串聯(lián)），共3×91=273個(gè)電芯。例如EV160電池布局為動(dòng)力電池由10個(gè)電池模組串聯(lián)，每個(gè)模組10個(gè)單體電池串聯(lián)，每個(gè)單體電池3.2V，動(dòng)力電池總電壓為320V，具體結(jié)構(gòu)如下圖所示。同時(shí)BMS（電池管理系統(tǒng)）監(jiān)控每個(gè)電芯并反饋給VCU（整車控制系統(tǒng)），以確保每塊電池工作在最佳狀況。動(dòng)力電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)二、驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)指驅(qū)動(dòng)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器及它們工作必需的輔助裝置（如冷卻系統(tǒng)）的組合。驅(qū)動(dòng)電機(jī)是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能為車輛行駛提供驅(qū)動(dòng)力的電氣裝置，該裝置也可具備機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能的功能。驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器是控制動(dòng)力電源與驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間能量傳輸?shù)难b置，由控制信號接口電路、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制電路和驅(qū)動(dòng)電路組成。驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)主要由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)控制器、冷卻系統(tǒng)組成。驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)組成三、高壓配電箱高壓配電箱（HighVoltageDistributionAssy，簡稱HVDB），位于后行李艙電池包支架右上方。如圖所示高壓配電箱安裝位置高壓配電箱外部有高壓端子、低壓線束、漏電傳感器檢測線、空調(diào)保險(xiǎn)、車載充電保險(xiǎn)高壓配電箱外部高壓端子。如圖所示高壓配電箱外部高壓端子高壓配電箱內(nèi)部有接觸器、保險(xiǎn)、電流霍爾傳感器。如圖所示高壓配電箱結(jié)構(gòu)四、充電系統(tǒng)動(dòng)力電池是電動(dòng)汽車的重要組成部分，它是電動(dòng)汽車能量的來源。因此，需要一個(gè)電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)來保證電池的充電過程。這一重要部件主要基于功率轉(zhuǎn)換，允許電能在電網(wǎng)和電動(dòng)汽車電池之間轉(zhuǎn)移。因此，這些EV充電器可以根據(jù)幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類，包括充電器位置、能量傳遞方向、充電器結(jié)構(gòu)、連接類型和功率轉(zhuǎn)換的數(shù)量等。1.快充系統(tǒng)快充系統(tǒng)采用直流快充，充電口一般位于機(jī)艙蓋前方車標(biāo)內(nèi)部，用于連接快充樁輸出端的充電插頭。當(dāng)充電口蓋板打開時(shí)，儀表充電指示燈應(yīng)常亮，當(dāng)關(guān)閉充電口蓋板時(shí)儀表充電指示燈應(yīng)熄滅。如果充電口蓋板出現(xiàn)問題，車輛無法正常啟動(dòng)。（1）充電樁常見的充電樁主要有交流充電樁、直流充電樁和交直流一體充電樁，如圖所示。充電樁（2）充電插口的組成充電插口是指用于連接活動(dòng)電纜和電動(dòng)汽車的充電部件，主要由充電插座與充電插頭兩部分組成，如圖所示。充電插口的組成連接快充口到高壓控制盒之間的線束，其作用為將快充樁輸入的高壓直流電輸送到高壓控制盒。如圖快充系統(tǒng)連接2.慢充系統(tǒng)慢充系統(tǒng)使用交流220V單相民用電，通過車載充電機(jī)整流變換，將交流電變換為高壓直流電給動(dòng)力電池供電。慢充系統(tǒng)主要部件有：供電設(shè)備、慢充口、慢充線束、車載充電機(jī)、高壓控制盒、動(dòng)力電池等。目前，北汽新能源車輛的慢充口大多數(shù)在傳統(tǒng)汽車的加油口位置，用于連接慢充樁—充電線。當(dāng)充電口蓋板打開時(shí)，儀表充電指示燈應(yīng)常亮，當(dāng)關(guān)閉充電口蓋板時(shí)儀表充電指示燈應(yīng)熄滅。如果充電口蓋板出現(xiàn)問題，車輛無法正

常啟動(dòng)。（1）慢充樁慢充就是這個(gè)電流轉(zhuǎn)換過程是在車內(nèi)完成。電網(wǎng)的交流電通過交流充電樁，輸入電動(dòng)汽車的慢充口，經(jīng)過汽車內(nèi)部的車載充電機(jī)把交流電轉(zhuǎn)成直流電，再輸入給電池組，完成充電。交流充電樁只是起了一個(gè)控制電源的作用，后續(xù)AC/DC是由車載充電機(jī)完成。慢充樁（2）車載充電機(jī)車載充電機(jī)的作用是將輸入的220V交流電轉(zhuǎn)換為動(dòng)力電池所需的290~410V高壓直流電，實(shí)現(xiàn)電池電量的補(bǔ)給，工作過程中需要協(xié)調(diào)充電樁、BMS等部件。車載充電機(jī)（3）慢充口交流慢充接口安裝在車輛LOGO處，充電時(shí)，根據(jù)選擇的充電類型，連接交流充電槍或者直流充電槍到相應(yīng)的充電接口，連接正確后開始充電。充電接口連接后形成檢測回路，當(dāng)出現(xiàn)連接故障時(shí)，整車控制單元（VCU）可以檢測該故障。慢充口五、絕緣檢測對于封閉回路的高壓直流電氣系統(tǒng)，其絕緣性能通常用電氣系統(tǒng)中電源對地漏電流的大小來表征。1.絕緣檢測的方法現(xiàn)在普遍使用兩種漏電流檢測方法：輔助電源法和電流傳感法。使用電子式絕緣表或手搖式絕緣電阻表進(jìn)行絕緣檢測時(shí)，首先要進(jìn)行儀表的檢查，再進(jìn)行正確的測試，純電動(dòng)汽車相應(yīng)部件的絕緣檢測，要注意進(jìn)行高壓防護(hù)。2.絕緣檢測操作安全要點(diǎn)電動(dòng)汽車絕緣檢測操作過程中，必須遵循一些原則，否則容易出現(xiàn)電擊、損壞器件等危害，操作安全基本要點(diǎn)如下：（1）使用儀表前檢查表筆的絕緣層是否完好，應(yīng)無破損，檢查儀表后蓋是否蓋好，未蓋好前嚴(yán)禁使用，否則會有電擊的危險(xiǎn)。（2）測試前先確認(rèn)導(dǎo)線的連接插頭已緊密地插入端子內(nèi)，功能選擇開關(guān)設(shè)定在與被測對象相應(yīng)的位置上。（3）為避免電擊，在測試時(shí)，測試人員及其他人員嚴(yán)禁接觸測試引線頭及被測電路和零部件，因其在被檢測時(shí)已經(jīng)帶有高壓強(qiáng)電。在測試時(shí)請勿轉(zhuǎn)動(dòng)功能選擇開關(guān)。（4）使用后務(wù)必將功能選擇開關(guān)旋于OFF位置。（5）儀表處于潮濕狀態(tài)下，請勿使用或更換電池。（6）請勿在易燃性場所測試，火花可能引起爆炸。（7）儀表在使用過程中，機(jī)殼或測試線發(fā)生斷裂而造成金屬外露時(shí)請停止使用。（8）測試端子間請勿加超過AC或DC600V的電壓。（9）測試端子間請勿加超過AC或DC600V的電壓。（10）儀表顯示電量不足時(shí)應(yīng)及時(shí)更換電池，以確保測量的準(zhǔn)確性，長期不使用時(shí)，請將電池取出保管。（11）更多要求詳見《數(shù)字式絕緣電阻測試儀使用說明書》（隨儀器）。（12）絕緣檢測需要穿戴絕緣防護(hù)套裝。（13）絕緣檢測應(yīng)符合以下標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)空氣相對濕度≤90%時(shí)，檢測的絕緣電阻值應(yīng)≥20MΩ；當(dāng)空氣相對濕度＞90%時(shí)，檢測的絕緣電阻值應(yīng)≥2MΩ，不符合以上標(biāo)準(zhǔn)則應(yīng)查明原因，直至符合絕緣標(biāo)準(zhǔn)為止。3.絕緣檢測注意事項(xiàng)（1）檢查激勵(lì)電路中所有通過熔絲、開關(guān)裝置和斷路器的漏泄電流。漏泄電流會導(dǎo)致讀數(shù)不一致和錯(cuò)誤。（2）由于在絕緣被損壞時(shí)儀器會產(chǎn)生電弧，請勿在危險(xiǎn)或爆炸性氣體環(huán)境中使用絕緣電阻測試儀。（3）請勿在電子器件上使用絕緣電阻測試儀。（4）在連接測試線時(shí)請使用絕緣橡膠手套。任務(wù)實(shí)施一、認(rèn)識并使用絕緣工具1.任務(wù)描述認(rèn)識絕緣認(rèn)證及等級，會使用絕緣基本操作工具進(jìn)行安全操作，會使用絕緣測試儀、絕緣電阻表測量。2.實(shí)施條件（1）工位：準(zhǔn)備4個(gè)工位；（2）設(shè)備：電動(dòng)汽車4輛；（3）工具：車內(nèi)外三件套，手電筒，抹布，絕緣工具，警示標(biāo)志，警示隔離帶，遮攔，絕緣手套（等級1000V/300A以上），勞動(dòng)手套或防滑手套，絕緣帽，絕緣鞋，護(hù)目鏡、絕緣測試儀、絕緣電阻表、測量器件（導(dǎo)線、鋼管等）。；（4）資料：汽車維修手冊3.實(shí)施步驟（1）準(zhǔn)備工具。（2）根據(jù)套裝工具，逐類認(rèn)識絕緣基本操作工具，并找到所有工具相應(yīng)認(rèn)證及等級。（3）佩戴高壓防護(hù)用具，使用一種絕緣基本操作工具進(jìn)行簡單的拆解練習(xí)。（4）認(rèn)識數(shù)字式兆歐表，并正確地連接測量線，進(jìn)行電壓、電阻等基本項(xiàng)目的測量，并進(jìn)行絕緣檔的使用練習(xí)。數(shù)字兆歐表（a）絕緣表基本檢查。（b）在已知帶電體上進(jìn)行功能性試驗(yàn)檢查。（c）進(jìn)行基本電壓、電阻的測量練習(xí)。（d）進(jìn)行絕緣檔位基本測量練習(xí)。（5）認(rèn)識手搖式絕緣電阻表，正確地連接測量線，進(jìn)行基本器件絕緣性測試練習(xí),方法如圖使用方法（6）使用前的準(zhǔn)備工作：（a）檢查絕緣電阻表是否能正常工作。將絕緣電阻表水平放置，空搖絕緣電阻表手柄，指針應(yīng)該指到∞處，再慢慢搖動(dòng)手柄，使L和E兩接線樁輸出線瞬時(shí)短接，指針應(yīng)迅速指零。注意在搖動(dòng)手柄時(shí)不得讓L和E短接時(shí)間過長，否則將損壞絕緣電阻表。（b）檢查被測電氣設(shè)備和電路，看是否已全部切斷電源。絕對不允許設(shè)備和線路帶電時(shí)用絕緣電阻表去測量。（c）測量前，應(yīng)對設(shè)備和線路先行放電，以免設(shè)備或線路的電容放電危及人身安全和損壞絕緣電阻表，這樣還可以減少測量誤差，同時(shí)注意將被測試點(diǎn)擦拭干凈。（7）水平放置絕緣電阻表。（8）正確接測量線。（9）搖動(dòng)手柄的轉(zhuǎn)速要均勻，一般規(guī)定為120r/min，允許有±20%的變化，最多不應(yīng)超過±25%。通常都要搖動(dòng)1min后，待指針穩(wěn)定下來再讀數(shù)。如被測電路中有電容時(shí)，先持續(xù)搖動(dòng)一段時(shí)間，讓絕緣電阻表對電容充電，指針穩(wěn)定后再讀數(shù)，測完后先拆去接線，再停止搖動(dòng)。若測量中發(fā)現(xiàn)指針指零，應(yīng)立即停止搖動(dòng)手柄。（10）測量完畢，應(yīng)對設(shè)備充分放電，否則容易引起觸電事故。二、絕緣檢測工具的使用與實(shí)車絕緣檢測1.任務(wù)描述能使用電子式絕緣電阻萬用表進(jìn)行絕緣檢測，并掌握基本步驟。2.實(shí)施條件（1）工位：準(zhǔn)備4個(gè)工位；（2）設(shè)備：電動(dòng)汽車4輛；（3）工具：車內(nèi)外三件套，手電筒，抹布，絕緣工具，警示標(biāo)志，警示隔離帶，遮攔，絕緣手套（等級1000V/300A以上），勞動(dòng)手套或防滑手套，絕緣帽，絕緣鞋，護(hù)目鏡、絕緣電阻表、測量器件（導(dǎo)線、鋼管等）。；（4）資料：汽車維修手冊3.實(shí)施步驟（1）進(jìn)行場地安全警