模块二 课题3 低压充电系统的检修（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 模块二课题3 低压充电系统的检修 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》中的模块二。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.认识到新能源汽车的重要性。 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. 低压充电系统的组成。 2. 低压充电系统的工作原理。 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 认识到新能源汽车低压的重要性。 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讲授低压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、低压充电系统的组成与工作原理 1. 低压充电系统的组成 电动汽车低压直流 12 V 充电系统主要由动力蓄电池、辅助蓄电池、低压电池管理器（BMS）、DC/DC 变换器等组成（见下图）。 1—辅助蓄电池 2—低压电池管理器接插件 1. 低压充电系统的组成 1.1 辅助蓄电池 以比亚迪 e5 汽车为例，该车装配的辅助蓄电池是铁电池（图 1）。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，如果检测到铁电池的异常状态就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“请检查低压电池系统”。 比亚迪辅助蓄电池是整车低压负载的供电电源，并联在 DC/DC 变换器输出端上，一般情况下由 DC/DC 变换器给辅助蓄电池充电，只有当输出不足时辅助蓄电池才参与整车负载供电。辅助蓄电池内部包含电池管理器，其承载电流能力有限，因此严禁使用辅助蓄电池给其他燃油车辆搭电起动，如果电池管理器或通信线路损坏，辅助蓄电池将无法正常使用。 图 1比亚迪 e5 汽车的辅助蓄电池 1—正极极柱 2—负极极柱 3—低压电池管理器接插件 1.1.1 使用注意事项 ①在非 OK 电源挡时，不要尝试开启前照灯和音响等多媒体娱乐系统。 ②不要随意更换其他型号的电池极柱螺栓，以免造成接触电阻过大。 1.1.2 充电注意事项 ①辅助蓄电池不同于铅酸蓄电池，当电压低于 12.8 V 时，建议及时充电。 ②充电时，应使用推荐的充电设备，或者在整车 OK 挡充电。 ③在车下充电时，须采用限流方式，限制电压在 14 V、电流在 30 A 以内。切勿对电池串联充电（两个或者多个串联充电都不允许）。 ④辅助蓄电池完成充电时间一般为 2～3 h，当充电电流降为 0～1 A 时，应停止充电。注意：当电池电压低于 7.5 V 时，需更换辅助蓄电池。 1. 低压充电系统的组成 1.2 DC/DC 变换器 DC/DC 变换器替代了传统燃油汽车安装在发动机上的 12 V 发电机，与辅助蓄电池并联给各用电器件提供低压电源。DC/DC 变换器在直流高压输入端接触器吸合后便开始工作，输出电压标称值为 13.8 V。DC/DC 变换器在上 OK 电时、充电时（包括交流充电和直流充电）、智能充电时都会工作，以辅助蓄电池为整车提供低压电源（下图所示）。 1. 低压充电系统的组成 1.3 DC/DC 变换器连接线束 以北汽新能源 EV200 车型为例，DC/DC 变换器的主要连接线束包括低压正负极输出线束、低压控制线束、高压输入线束等（图 1） 所示。其接口端子及其功能（图 2） 和（表 1） 所示。 图 2DC/DC 变换器接口端子 1—低压负极输出 2—低压正极输出 3—低压控制端 4—高压输入端 表 1DC/DC 变换器接口端子的功能 1. 低压充电系统的组成 1.3 DC/DC 变换器连接线束 在比亚迪 e5 汽车上，将车载充电机、DC/DC 变换器、高压控制盒等集成在高压电控总成中，这样的集成化设计简化了大量的高压线束，省去了控制线束，DC/DC 变换器的外部高压输入也是高压电控总成直流母线输入（见下图）。 2. 低压充电系统的工作原理 比亚迪 e5 汽车上 OK 电时、充电时（包括交流充电和直流充电）、智能充电时，车辆低压充电系统都会工作，其控制电路（见下图）。 2. 低压充电系统的工作原理 （1）上电时，VTOG 工作正常，将 DC/DC 使能信号传递给 DC/DC 变换器，DC/DC 变换器正常工作，将高压直流电转换为低压直流电，输送到正极熔丝盒，直接与辅助蓄电池正极相连，为辅助蓄电池充电（见下图） 。 2. 低压充电系统的工作原理 （2）下电时，车辆进行充电时，连接确认后，VTOG 被唤醒，将 DC/DC 使能信号传递给 DC/DC 变换器，DC/DC 变换器正常工作。车载充电机将 220 V 的交流电转换为高压直流电，DC/DC 变换器将高压直流电转换为低压直流电，为辅助蓄电池充电。 比亚迪 e5 汽车拥有智能充电模式，当电源开关在 OFF 挡位下，辅助蓄电池电压过低，且机舱盖关闭信号有效时，辅助蓄电池会请求进行智能充电（前提是高压系统无故障，动力蓄电池电量在 10% 以上）。智能充电结束后自行终止，开机舱盖会导致智能充电被迫终止。当车辆仪表提示“低压电池电量过低，请检查车辆状态”的报警信息时，说明智能充电失效，需及时检查车辆状态，排除故障。 电源开关在 OFF 挡位下，整车智能充电失效且辅助蓄电池电压低于一定值时，为保证有足够的电量用于下次起动车辆，可能会进入超低功耗模式，此时辅助蓄电池会切断输出，防盗指示灯不闪烁。可以尝试按下左前门微动开关按钮，重新唤醒辅助蓄电池供电，唤醒后应及时上到 OK 挡为辅助蓄电池充电，并及时检查车辆状态，排除故障。 车辆在 OFF 挡的安全条件下（无车速），辅助蓄电池电压过低时，为避免电池放电而损坏，可能会进入低电压保护模式，进入后整车断电，并且无法通过左前门微动开关唤醒。如果需要继续使用，必须及时为辅助蓄电池充电（在该模式下，高电位可自动唤醒），否则电池会一直处于这种自我保护模式。 二、低压充电系统的检修 1. 准备工作 同“直流充电系统的检修”的准备工作。 2. DC/DC 变换器连接线束的检修 （1）DC/DC 变换器连接线束的拆装 以北汽新能源 EC180 汽车为例，将车载充电机模块、DC/DC 变换器模块集成在DC/OBC 集成控制器中，将原本大量的高压线束优化后，在内部母排中集成体现，提高了高压母线的屏蔽效果，其各个接口根据整车的需求进行定制化设计，提高了高压线束的装配便捷性和可靠性。DC/DC 变换器连接线束的拆装同“交流充电系统的检修”中的“车载充电机连接线束的拆装”。 2. DC/DC 变换器连接线束的检修 （2）DC/DC 变换器连接线束的检修 目测检查 DC/DC 变换器连接线束和接插件外观是否有破损、裂痕。在充电过程中线束会产生热量，因此，线束如有破损应及时更换。 3. DC/DC 变换器的检修 3.1 DC/DC 变换器的工作原理 DC/DC 变换器将动力蓄电池的高压直流电转换为低压直流电，为整车低压用电设备供电，以及为辅助蓄电池充电。 DC/DC 变换器的工作原理（见下图）。 当 ECU 控制 IGBT2 和 IGBT3 导通时，动力蓄电池高压电流从电池正极流经 IGBT2到变压器一次侧绕组上端，向下流过一次侧绕组，经过 IGBT3 到电池负极，完成回路。 当 ECU 控制 IGBT1 和 IGBT4 导通时，动力蓄电池高压电流从电池正极经 IGBT1到变压器一次侧绕组下端，向上流过一次侧绕组，经过 IGBT4 到电池负极，完成回路。 两次不同的导通过程，在变压器一次侧绕组中产生不同方向的交变磁场，在变压器二次侧绕组感应出低压交变电流。此过程将高压直流电转变为交变电流，经变压器进行降压，在二次侧绕组输出低压交变电流。 低压交变电流经全波整流器进行整流，再经滤波电路过滤整形，形成一个趋于平稳的直流波形输出。 3. DC/DC 变换器的检修 3.2 DC/DC 变换器的拆装 以北汽新能源 EC180 汽车为例，其拆装步骤详见“交流充电系统的检修”中的“车载充电机的拆装”。 以比亚迪 e5 汽车为例，其拆装步骤详见“直流充电系统的检修”中的“高压控制盒的拆装”。 3. DC/DC 变换器的检修 3.3 DC/DC 变换器的检修 3.3.1 在做好高压安全防护准备后，检查并清洁 DC/DC 变换器外表面，应无异物，散热齿上应无杂物、灰尘等，以保证散热时风道畅通。检查 DC/DC 变换器外壳，应无变形和碰撞痕迹。 3.3.2 检查 DC/DC 变换器的功能。 将车钥匙置于 ON 挡位，使用专用万用表电压挡测量辅助蓄电池的电压，这时所测得的电压值就是 DC/DC 变换器的输出电压，在关闭车上用电设备的情况下，DC/DC 变换器的正常输出电压应为 13～14 V。 3.3.3 检测 DC/DC 变换器的正、负极绝缘电阻（表 1）。 经检测，该车高压电控总成低压输出端电压为 11.3 V，电压远小于 13.8 V，判断DC/DC 变换器不工作导致低压电池馈电，更换高压电控总成后故障排除。 表 1 DC/DC 变换器正、负极绝缘电阻的检测 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.提问学生低压充电系统由哪几部分组成。 2.提问学生DC/DC 变换器的作用是什么。 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)简述低压充电系统由哪几部分组成。 (2)简述DC/DC 变换器的作用是什么。 板书设计 三、低压充电系统的检修 1.准备工作 2..DC/DC 变换器连接线束的检修 3.DC/DC 变换器的检修 一、低压充电系统 1.组成 2.动力蓄电池 3.辅助蓄电池 4.低压电池管理器 5.DC/DC 变换器 二、低压充电系统的工作原理 1.上电时 2.下电时 3.工作状态 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 $$