新能源汽車電氣技術(shù) 課件 第2章 汽車供電控制系統(tǒng)原理認(rèn)知與檢修

汽車供電控制系統(tǒng)原理認(rèn)知與檢修第二章

一輛2019年5月出廠的吉利EV450電動(dòng)汽車，按下一鍵起動(dòng)按鈕后，儀表一片漆黑。測量蓄電池電壓為12.68V，為正常值。

如果你是接車的修理技術(shù)人員，應(yīng)如何找出故障原因？修理方案應(yīng)如何制訂？問題導(dǎo)入能力目標(biāo)：1）能說出無電源控制ECU時(shí)電源分配的方法。2）能說出有電源控制ECU時(shí)電源分配的方法。3）能夠說出傳統(tǒng)燃油汽車金屬鑰匙式點(diǎn)火開關(guān)的OFF、ACC、ON、START檔的意義。4）能夠說出操作一鍵起動(dòng)按鈕的OFF、ACC、ON、READY檔的意義。5）能夠說出為什么電動(dòng)汽車可以取消ACC檔。6）能夠進(jìn)行傳統(tǒng)燃油汽車金屬鑰匙式點(diǎn)火開關(guān)的OFF、ACC、ON、START檔位操作。7）能夠進(jìn)行一鍵起動(dòng)按鈕的OFF、ACC、ON、READY檔位操作。

學(xué)習(xí)目標(biāo)8）能夠進(jìn)行一鍵起動(dòng)按鈕的OFF、ON、OK操作。9）能夠進(jìn)行非一鍵式起動(dòng)開關(guān)的OFF、ON、READY操作。10）能夠檢查ACC檔（附件檔）繼電器的工作條件及ACC繼電器電路。11）能夠檢查IG檔（點(diǎn)火檔）繼電器的工作條件及IG繼電器電路。12）能夠檢查ST檔（起動(dòng)檔）繼電器的工作條件及ST繼電器電路。學(xué)習(xí)目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)：1）小組能進(jìn)行團(tuán)隊(duì)協(xié)作，成員間積極溝通與表達(dá)。2）查閱資料的能力。學(xué)習(xí)目標(biāo)

在無電源控制ECU的供電系統(tǒng)中，由駕駛?cè)诵D(zhuǎn)操作點(diǎn)火開關(guān)的輸出端子完成供電控制。由于負(fù)載的電流要流經(jīng)點(diǎn)火開關(guān)，可能會導(dǎo)致點(diǎn)火開關(guān)損壞，也可能導(dǎo)致一些誤操作。說明：本模塊內(nèi)容兼容燃油汽車的供電系統(tǒng)。

一、點(diǎn)火開關(guān)功能

圖2-1

所示為傳統(tǒng)型點(diǎn)火開關(guān)和點(diǎn)火開關(guān)符號（OFF

檔）。

知識點(diǎn)1_無電源控制ECU

的供電控制圖2-1傳統(tǒng)型點(diǎn)火開關(guān)和點(diǎn)火開關(guān)符號（OFF檔）點(diǎn)火開關(guān)各檔功能如下：1）汽車鎖/關(guān)閉（LOCK/OFF）檔。點(diǎn)火開關(guān)在LOCK檔時(shí)，鑰匙可拔出（自動(dòng)變速器在P（Park）檔），同時(shí)轉(zhuǎn)向盤鎖死，切斷各檔的供電。2）附件（ACC）檔。點(diǎn)火開關(guān)在附件檔時(shí)，收音機(jī)、小功率車燈等可以正常使用。3）點(diǎn)火（ON）檔。點(diǎn)火開關(guān)在點(diǎn)火檔時(shí)，除了起動(dòng)機(jī)外的設(shè)備都被供電。

4）起動(dòng)（START）檔。起動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，點(diǎn)火（START檔）時(shí)，ACC檔即停止其他電器供電，點(diǎn)火完成后松開鑰匙，鑰匙會自動(dòng)返回ON檔。知識點(diǎn)1_無電源控制ECU

的供電控制二、點(diǎn)火開關(guān)供電端子

點(diǎn)火開關(guān)可直接進(jìn)行供電控制，電流經(jīng)過點(diǎn)火開關(guān)30后，可從SU、15、P、X、50這5個(gè)端子實(shí)現(xiàn)對外供電。不帶電源ECU的供電控制如圖2-2所示。

由圖2-2可知，機(jī)械式點(diǎn)火開關(guān)D從30引腳將電引入開關(guān)，從SU、15、P、X、50這5個(gè)端子輸出，SU、15、P、X、50分別為附件端子、點(diǎn)火端子、駐車端子、大荷端子、起動(dòng)端子。說明：早期汽車用電器較少，用電量較小，用點(diǎn)火開關(guān)直接進(jìn)行各檔電源分配即可。隨著用電器增加，各檔電流增大，金屬觸點(diǎn)容易燒蝕。另外，為了滿足電源分配的智能化，這種通過開關(guān)直接進(jìn)行電源分配的點(diǎn)火開關(guān)被帶有電源分配管理功能的ECU代替。知識點(diǎn)1_無電源控制ECU

的供電控制圖2-2無電源控制ECU的供電控制知識點(diǎn)1_無電源控制ECU

的供電控制一、以機(jī)械鑰匙在點(diǎn)火鎖內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)到不同位置的信號作為電源分配的輸入

大眾速騰的電源控制系統(tǒng)沒有專門的電源控制ECU，而是采用了基本電氣控制單（J519）作為電源控制ECU，其點(diǎn)火開關(guān)電路和點(diǎn)火鎖總成如圖2-3所示。點(diǎn)火開關(guān)向基本電氣控制單元

（J519）提供15號線、X線及s線信號，再由基本電氣控制單元（J519）實(shí)施相應(yīng)的繼電器供電控制。

知識點(diǎn)2_“有”鑰匙的電源分配控制圖2-3大眾速騰的點(diǎn)火開關(guān)電路和點(diǎn)火鎖總成二、采用鑰匙插入鑰匙盒不同位置產(chǎn)生的不同信號作為電源分配輸入

進(jìn)入和起動(dòng)授權(quán)開關(guān)E415需要插入電子點(diǎn)火開關(guān)內(nèi)部，通過接觸相應(yīng)的機(jī)械觸點(diǎn)以達(dá)到與機(jī)械鑰匙相同的作用（圖2-4）。

進(jìn)入和起動(dòng)授權(quán)開關(guān)E415的插腳和不同位置的接通觸點(diǎn)如圖2-5和2-6所示。

知識點(diǎn)2_“有”鑰匙的電源分配控制圖2-4進(jìn)入和起動(dòng)授權(quán)開關(guān)E415圖2-5E415的插腳圖2-6E415不同位置的接通觸點(diǎn)

在采用一鍵起動(dòng)的傳統(tǒng)燃油汽車或電動(dòng)汽車必須配有電源控制ECU。下面介紹復(fù)位開關(guān)+非復(fù)位開關(guān)的電源控制ECU的例子。復(fù)位開關(guān)產(chǎn)生鑰匙信號，非復(fù)位開關(guān)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。

一、IG保持電路

電源控制ECU根據(jù)從按鈕開關(guān)、制動(dòng)開關(guān)和ECU接收的信號控制按鈕起動(dòng)功能。電源控制ECU通過BEAN與收發(fā)器鑰匙ECU及智能進(jìn)入和起動(dòng)系統(tǒng)ECU保持通信。此外，還有一條專門串行通信線獨(dú)立地與收發(fā)器鑰匙ECU及轉(zhuǎn)向所ECU保持通信。

保持電路的工作原理如圖2-7所示。當(dāng)IG1繼電器激活電路和IG2繼電器激活電路出現(xiàn)故障時(shí)，電源控制ECU提供一條保持電路以維持IG1和IG2的起動(dòng)。該電路防止了車輛行駛過程中由于IG1繼電器激活電路和IG2繼電器激活電路出現(xiàn)故障而導(dǎo)知識點(diǎn)3_有鑰匙、有起動(dòng)按鈕的電源分配控制致電源被切斷。若IG2繼電器激活電路有故障時(shí)，保持電路直接輸出，這時(shí)IG1繼電器和IG2繼電器同時(shí)工作。知識點(diǎn)3_有鑰匙、有起動(dòng)按鈕的電源分配控制圖2-7保持電路的工作原理

二、轉(zhuǎn)向所總成1、簡述

圖2-8所示為轉(zhuǎn)向所總成控制原理。鎖止電機(jī)實(shí)現(xiàn)電力鎖止轉(zhuǎn)向柱和開鎖。當(dāng)駕駛?cè)藢㈦娮予€匙插入鑰匙孔后，按下發(fā)動(dòng)機(jī)開關(guān)或通過持有的鑰匙進(jìn)入車輛時(shí)，該系統(tǒng)打開轉(zhuǎn)向柱。在電源模式為OFF或ACC時(shí)，駕駛?cè)藢㈣€匙從鑰匙孔中拔出后，系統(tǒng)會鎖止轉(zhuǎn)向柱。同樣，在變速桿處于P位時(shí)，任意一個(gè)車門處于打開狀態(tài)（發(fā)動(dòng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)下）系統(tǒng)都會鎖止轉(zhuǎn)向柱。

轉(zhuǎn)向鎖ECU集成在轉(zhuǎn)向鎖總成中，通過控制鎖止電機(jī)來控制轉(zhuǎn)向鎖總成中的鎖條。電子轉(zhuǎn)向鎖ECU檢測鎖條的位置（鎖止/開鎖）并將信息發(fā)送給電源控制ECU、收發(fā)器鑰匙ECU和其他ECU。轉(zhuǎn)向鎖ECU和電源控制ECU、收發(fā)器鑰匙ECU相連接，知識點(diǎn)3_有鑰匙、有起動(dòng)按鈕的電源分配控制當(dāng)收到兩者ECU的批準(zhǔn)信號后，開動(dòng)鎖止電機(jī)。轉(zhuǎn)向鎖ECU也將開鎖信號發(fā)送給電源控制ECU和收發(fā)器鑰匙ECU。收到信號后，電源控制ECU允許發(fā)動(dòng)機(jī)ECU起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，收發(fā)器鑰匙ECU使停機(jī)系統(tǒng)失效。知識點(diǎn)3_有鑰匙、有起動(dòng)按鈕的電源分配控制圖2-8轉(zhuǎn)向鎖總成控制原理轉(zhuǎn)向鎖總成發(fā)動(dòng)機(jī)開關(guān)2、結(jié)構(gòu)和工作原理

轉(zhuǎn)向鎖的結(jié)構(gòu)和工作原理如圖2-9所示。轉(zhuǎn)向鎖功能：1）發(fā)動(dòng)機(jī)開關(guān)控制2）轉(zhuǎn)向鎖控制3）診斷

三、發(fā)動(dòng)機(jī)開關(guān)控制1、簡述

駕駛?cè)藢㈣€匙插入鑰匙孔后，收發(fā)器鑰匙ECU識別鑰匙的ID代碼時(shí)，或者駕駛?cè)顺钟需€匙進(jìn)入車輛后按下發(fā)動(dòng)機(jī)開關(guān)時(shí)，智能進(jìn)入和起動(dòng)系統(tǒng)ECU識別鑰匙的ID代碼，電源控制ECU批準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)開關(guān)的操作。結(jié)果，電源轉(zhuǎn)換為發(fā)動(dòng)機(jī)開關(guān)選定的模知識點(diǎn)3_有鑰匙、有起動(dòng)按鈕的電源分配控制式。變速桿在P位時(shí)，每次按下發(fā)動(dòng)機(jī)開關(guān)，電源模式都經(jīng)歷三個(gè)階段（OFF→ACC→IG-ON→OFF）。無論之前是何種電源模式，如果駕駛?cè)瞬认轮苿?dòng)踏板（導(dǎo)致制動(dòng)燈開關(guān)打開）的同時(shí)按下發(fā)動(dòng)機(jī)開關(guān)，則電源模式轉(zhuǎn)換成發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)。電源模式處于ACC大約1h后，電源控制ECU將自動(dòng)關(guān)閉電源。2、OFF→ACCOFF→ACC的控制原理如圖2-9所示，駕駛?cè)藢㈣€匙插入鑰匙孔，或者駕駛?cè)顺钟需€匙進(jìn)入車輛后按下發(fā)動(dòng)機(jī)開關(guān)，收發(fā)器鑰匙ECU或智能進(jìn)入和起動(dòng)系統(tǒng)ECU檢查鑰匙的ID代碼。這種狀態(tài)下，如果駕駛?cè)瞬徊认轮苿?dòng)踏板而按一次發(fā)動(dòng)機(jī)開關(guān)，則電源控制ECU核實(shí)鑰匙ID代碼的檢查結(jié)果和收發(fā)器鑰匙ECU提供的制動(dòng)燈開關(guān)狀態(tài)。知識點(diǎn)3_有鑰匙、有起動(dòng)按鈕的電源分配控制知識點(diǎn)3_有鑰匙、有起動(dòng)按鈕的電源分配控制圖2-9OFF→ACC的控制原理3、ACC→IG-ONACC→IG-ON的控制原理如圖2-10所示，當(dāng)電源模式處于ACC狀態(tài)，駕駛?cè)藳]有踏下制動(dòng)踏板而按一次發(fā)動(dòng)機(jī)開關(guān)時(shí)，電源控制ECU將打開IG1和IG2繼電器，以起動(dòng)IG電源。此時(shí)，ACC繼電器保持ON狀態(tài)。此時(shí)，電源控制ECU保持發(fā)動(dòng)機(jī)開關(guān)上的黃色指示燈亮起。4、OFF→發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)OFF→發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的控制原理如圖2-11所示，當(dāng)鑰匙插入鑰匙孔后，收發(fā)器鑰匙ECU檢測鑰匙的ID代碼。知識點(diǎn)3_有鑰匙、有起動(dòng)按鈕的電源分配控制知識點(diǎn)3_有鑰匙、有起動(dòng)按鈕的電源分配控制圖2-10ACC→IG-ON的控制原理圖2-11OFF→發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的控制原理5、發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)或IG-ON→OFF發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)或IG-ON→OFF的控制原理如圖2-12所示，當(dāng)車輛停止且變速桿處于P位時(shí)，如果駕駛?cè)税聪掳l(fā)動(dòng)機(jī)開關(guān)使電源模式從發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)或IG-ON變?yōu)镺FF，則ACC、IG1和IG2繼電器將被關(guān)閉，然后關(guān)閉電源。如果變速桿處于P位以外的檔位時(shí)，駕駛?cè)税聪掳l(fā)動(dòng)機(jī)開關(guān)，則電源模式將從IG-ON變?yōu)锳CC。因此，將變速桿置于P位并按下發(fā)動(dòng)機(jī)開關(guān)兩次直到電源模式變?yōu)镺FF。當(dāng)電源模式從IG-ON變?yōu)镺FF時(shí)，電源控制ECU關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)開關(guān)上的指示燈以通知駕駛?cè)四壳盀镺FF模式。知識點(diǎn)3_有鑰匙、有起動(dòng)按鈕的電源分配控制知識點(diǎn)3_有鑰匙、有起動(dòng)按鈕的電源分配控制圖2-12發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)或IG-ON→OFF的控制原理

四、轉(zhuǎn)向鎖控制1、開鎖操作

駕駛?cè)藢㈣€匙插入鑰匙孔或者駕駛?cè)顺钟需€匙進(jìn)入汽車后，收發(fā)器鑰匙ECU或智能進(jìn)入和起動(dòng)系統(tǒng)ECU識別鑰匙的ID代碼。然后，駕駛?cè)税聪掳l(fā)動(dòng)機(jī)開關(guān)即可使轉(zhuǎn)向鎖開鎖。操作條件為（以下條件必須依次滿足）：1）完成ID代碼識別2）按下發(fā)動(dòng)機(jī)開關(guān)2、鎖止操作

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)正在運(yùn)行（車輛停止）時(shí)，將變速桿置于P位，按下發(fā)動(dòng)機(jī)開關(guān)，然后拔出鑰匙或打開任意車門，轉(zhuǎn)向鎖即鎖止。操作條件為（以下條件必須依次滿足）：知識點(diǎn)3_有鑰匙、有起動(dòng)按鈕的電源分配控制1、有一健起動(dòng)開關(guān)

大多數(shù)電動(dòng)汽車采用一鍵起動(dòng)開關(guān)（吉利、比亞迪等電動(dòng)汽車）、制動(dòng)開關(guān)操作來實(shí)現(xiàn)對ACC繼電器、IG繼電器的控制。2、無一鍵起動(dòng)開關(guān)

對于一些未設(shè)計(jì)一鍵起動(dòng)開關(guān)的電動(dòng)汽車，通常采用制動(dòng)開關(guān)操作、換檔鎖止開關(guān)操作及檔位操作來實(shí)現(xiàn)對ACC繼電器、IG繼電器的控制。知識點(diǎn)4_“無”鑰匙的電源分配控制練習(xí)