模块三 课题1充电系统简单故障的诊断与排除（教案）《新能源汽车充电系统检测与维修》同步精品课堂（劳动版·第3版）

《新能源汽车充电系统检测与维修》教案 课 题 模块三课题1 充电系统简单故障诊断与排除 课 型 理论课 课 时 2 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 本节课的内容是关于《新能源汽车充电系统检测与维修》中的模块三。要求学生理解新能源汽车的功用、结构等，课标要求是掌握新能源汽车的作用。选用的教材是由中国劳动社会保障出版社出版的《新能源汽车充电系统检测与维修》（第三版），学习内容是新能源汽车的内容和各项方法。 学情分析 知识储备：对新能源汽车有着初步的了解。 能力水平：熟悉新能源汽车的各项方法。 学习特点：学习、接受新知识能力较弱，尤其是理论性强的知识，不能充分利用课余时间学习。 学习目标 知识目标：理解维护工具与设备的使用。 能力目标：能够掌握维护作业前的准备。 素质目标：1.认识到充电系统的重要性。 2.积极参与课堂，能够表达自己的观点和想法。 学习重难点 教学重点：1. 充电系统简单故障的故障现象 2. 充电系统简单故障的分析方法 教学方法 讲授法、讨论法、演示法、实物教学法 课前准备 教师准备：教学课件 学生准备：课前预习 教学媒体 多媒体教室、多媒体课件 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 1. 情境导入 让学生阅读教材导入情景，引导学生思考： 新能源汽车基本知识。 2. 展示学习目标 认识到新能源汽车充电系统的重要性。 掌握新能源汽车的基本知识的具体内容。 1.阅读导入情景，思考教师提问，结合生活中的实际，认真回答。 2.查看并记住本节任务的学习目标。 1.通过情景问话，引出本课主题。同时激发学习兴趣。 2.通过课件展示本节任务，让学生明确课堂任务。 活动二： 调动思维 探究新知 一.导入新课:组织教学、吸引学生注意力，使学生进入上课状态。 二.1.新课讲解:借助PPT讲授充电系统基本知识内容，利用课件进行讲授，对比课件中的构造简图 ，对新能源汽车基本知识有一个初步的了解。 一、低压系统无法充电故障的诊断与排除 1. 故障现象 比亚迪 e5 汽车在行驶过程中，仪表提示“请检查充电系统，请检查低压电池系统”（如图所示），汽车熄火后无法启动。 2. 故障分析 （1）辅助蓄电池故障 磷酸铁锂电池的内部结构（如图所示）。 左边是橄榄石结构的 LiFePO4 作为电池 的正极，由铝箔与电池正极连接；中间是 聚合物隔膜，它把正极与负极隔开，使锂 离子（Li+）可以通过，而电子（e-）不能 通过；右边是由碳（石墨）组成的电池负 极，由铜箔与电池的负极连接。电池的上、 下端之间是电池的电解质，电池由金属外 壳密闭封装。 2. 故障分析 磷酸铁锂电池在充电时，正极中的锂离子（Li+）通过聚合物隔膜向负极迁移；在放电过程中，负极中的锂离子（Li+）通过聚合物隔膜向正极迁移。锂离子电池就是因锂离子在充、放电时来回迁移而命名的。 单体磷酸铁锂电池的使用寿命超过 2 000 次，但电池组的寿命会大打折扣，可能只有 500 次。因为电池组由大量单体电池串、并联而成，所以电池组的整体寿命取决于使用寿命最短的那颗电池。 2. 故障分析 （1）辅助蓄电池故障 在电池的日常使用过程中，电池本身会出现各种故障，外部故障有容器或盖子产生裂纹、电桩腐蚀等；内部故障有极板硫化、极板活性物质脱落、自行放电、极板间短路和极板弯曲等。 该电池内部包含电池管理器，能监测电池的电压、电流和温度，电池管理器与整车控制模块进行相互通信。如果检测到锂离子电池的异常状态会触发故障报警功能，使仪表盘上的故障指示灯点亮，同时显示信息“请检查低压电池系统”。 2. 故障分析 （2）高压电控总成故障 比亚迪 e5 汽车的 DC/DC 变换器集成在高压电控总成中，当铁电池（辅助蓄电池）电量偏低时，控制充电继电器吸合并同时发出智能充电请求给动力蓄电池 BMS，动力蓄电池 BMS 监测条件满足智能充电允许后，控制高压配电箱主吸合器工作，并通过 DC/DC 变换器放电给辅助蓄电池充电；辅助蓄电池 BMS 监测已进入智能充电模式后发送状态报文给仪表做相应提醒，满足退出条件时辅助蓄电池将做相应控制策略退出此模式。 当 DC/DC 变换器高压输入端或 DC/DC 变换器本身出现异常不能正常工作时，便会触发故障报警功能，使仪表盘上的故障指示灯点亮，同时显示信息“请检查低压电池系统”。 2. 故障分析 （3）低压线路故障 在 DC/DC 变换器正常工作时，将高压直流电转换为低压直流电，通过高压电控总成的输出端输送到正极熔丝盒，如（图 1）所示，直接与辅助蓄电池正极相连，给辅助蓄电池充电。当低压线路出现问题时，辅助蓄电池不能进行充电，辅助蓄电池电压过低便会触发故障报警功能，使仪表盘上的故障指示灯点亮，同时显示信息“请检查低压电池系统”。 图 1 低压充电系统连接图 3. 故障诊断与排除 根据对故障可能原因的分析，结合实际车辆故障现象，进行故障诊断与排除。低压系统无法充电故障诊断与排除步骤（见下表）。 低压系统无法充电故障诊断与排除步骤 4. 故障总结 本次故障诊断主要通过读取系统故障码直接锁定故障点，然后通过验证 DC/DC 变换器的输出电压确定故障在 DC/DC 变换器，更换高压电控总成后故障排除。 车辆行驶过程中，DC/DC 变换器与辅助蓄电池并联给整车低压电器供电，当辅助蓄电池单节电压过低时会由 DC/DC 变换器将电池包的高压电降压给辅助蓄电池充电。当DC/DC 变换器故障时，辅助蓄电池得不到充电；当辅助蓄电池单节电压低压为 3.1 V时，会进入超低功耗模式。正常的 DC/DC 变换器输出电压为 13.8 V 左右。 二、充电指示灯异常、无法充电故障的诊断与排除 1. 故障现象 某车主反映一辆 2017 款比亚迪 e5 纯电动汽车在插上充电枪后，仪表显示充电界面但无充电功率，并且充电连接指示灯不亮，车辆无法进行交流充电。 2. 故障分析 根据故障现象，可能的故障原因为充电枪故障、充电接触器故障、充电口到 VTOG的高压线束故障、VTOG 到电池管理器的低压线束故障、VTOG 到 BCM 的低压线束故障等。 （图 1）分析比亚迪 e5 汽车交流充电系统工作原理，当充电枪插到充电口之后，VTOG 会通过 CP 线接收到充电确认信号，通过 CC 线检测充电连接信号，如（图 2）所示。 图 2 充电连接 CC、CP 电路 2. 故障分析 当检测到这两个信号之后，VTOG 会发送 充电连接信号到 BMS（电池管理系统）和 BCM（车身控制器），由 BCM 控制双路电 继电器工作，双路电唤醒 DC/DC 变换器、 BMS、网关以及组合仪表，双路电工作电路图 （见下图）。而 BMS 在被唤醒之后检测 VTOG 发送的充电连接信号，然后控制分压接触器、 正极接触器、负极接触器、预充接触器、交流 充电接触器工作，实现外部电源对车辆的交流 充电。 3. 故障诊断与排除 根据对故障可能原因的分析，结合实际车辆故障现象，进行故障诊断与排除。充电指示灯异常、无法充电故障诊断与排除步骤（见下表）。 充电指示灯异常、无法充电故障诊断与排除步骤 4. 故障总结 本次故障诊断主要通过分析充电系统的工作原理和电路图锁定故障点，然后通过验证 BMS 与 VTOG 之间的通信故障，恢复它们之间的通信线路后故障排除。 在未收到 VTOG 发送的充电连接信号时，BMS 不会对分压接触器、正极接触器、负极接触器、预充接触器、交流充电接触器发出控制命令，高压电控总成 64 针插头 19号针脚恰好是 VTOG 到 BMS 的充电连接信号线。当 VTOG 到 BMS 的充电连接信号线断路时，BMS 没有接收到充电连接信号，也就没有控制相应的接触器闭合，同时就没有控制仪表盘上的充电连接指示灯点亮。 将退针拆除，更换新针重新插入。将低压插头与高压电控总成紧固好后，连接蓄电池负极，再次进行交流充电。考虑到维修成本问题，可以通过拆除退针更换新针的方式，但是如果再次出现退针情况，就只能更换整条低压线束。 三.课堂互动: 组织学生进行小组讨论，分享学习心得和体会，教师进行点评和指导。 四.巩固练习:布置相关练习题和思考题，让学生巩固所学知识，教师进行个别辅导 学习新能源汽车基本知识的总体认知 学生以小组为单位，巩固旧课，展示预习情况 (1) 听课、思考、结合生活实际，认真回答教师提出的问题。 (2) 听课、理解新能源汽车基本知识的总体认知 积极发言 (3) 结合生活实际，思考现代新能源汽车基本知识的总体构造及作用。 请学生先结合教材自行归纳分类 观看PPT、图片及动画，学生自主分析，各小组派代表阐述本组学习成果。 针对特点，提出相应的保育要点 注意要点，提醒学生结合生活经验分析。 通过视频、多媒体学习。以小组为单位进行阐述。 小组讨论，根据所学知识进行总结，阐述。 1.通过导入情景以及学生思考结果引出新能源汽车基本知识的总体内容。为进一步学习本课重点奠定基础。 2.教师讲述新能源汽车基本知识总体认知等重点知识。 活动三： 巩固练习 素质提升 1.提问学生充电系统简单故障的分析方法。 2.提问学生充电系统简单故障的故障现象。 学生课上复习，并完成本节教学重点。 加深对本节内容的理解并加强课堂知识点的记忆。 课堂小结 作业布置 1.课堂小结： 本节课通过讲解、示范、小组讨论和案例分析等多种教学方法和手段，使学生掌握了新能源汽车基本知识等内容，培养了学生对于新能源汽车充电系统故障诊断与排除这门课程的兴趣，树立了良好的职业道德观念。同时，也让学生认识到新能源汽车的基本内容，为今后的学习和工作打下坚实的基础。 2.作业： (1)简述充电系统简单故障的分析方法。 (2)简述充电系统简单故障的故障现象。 板书设计 三、低压系统充电异常 1.蓄电池故障 2..指示灯故障 3.综合分析 一、低压系统无法充电故障 1.故障现象 2.故障分析 3.故障诊断 4.故障排除 二、充电指示灯异常 1.故障现象 2.故障分析 3.故障诊断 4.工作原理图 教学反思 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$