模块二 课题3 低压充电系统的检修（课件）《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）

同步精品课程——中职专业课 模块二课题3 低压充电系统的检修 《新能源汽车充电系统检测与维修》（第3版）中国劳动社会保障出版社 1 学习目标 模块二课题3低压充电系统的检修 知识目标 能理解低压充电系统的组成。 能力目标 能掌握低压充电系统的工作原理。 情感目标 1.让学生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。 学习内容 01 1.能理解低压充电系统的组成。 2.能掌握低压充电系统的工作原理。 3.能分析低压充电系统线束进行检修。 4.培养一丝不苟、严肃认真的工作作风。 新知学习 02 二、相关知识 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。 新知学习 02 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 新知学习 02 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。 新知学习 02 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）。 新知学习 02 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。 新知学习 02 图 2 DC/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 新知学习 02 表 1DC/DC 变换器接口端子的功能 新知学习 02 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）。 新知学习 02 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）。 新知学习 02 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） 。 新知学习 02 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。 新知学习 02 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。 新知学习 02 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”。 新知学习 02 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）。 新知学习 02 DC/DC 变换器的工作原理 新知学习 02 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。 新知学习 02 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”。 新知学习 02 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。 新知学习 02 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。 新知学习 02 表 1 DC/DC 变换器正、负极绝缘电阻的检测 新知学习 02 重点：低压充电系统的组成 难点：低压充电系统的工作原理 新知学习 02 小试牛刀 03 1.新能源汽车低压充电系统的主要组成部分不包括哪一项（ ） A. 充电桩 B.充电控制器 C.高压电池 D充电线束 答案：C.高压电池 2.低压充电系统的工作原理是通过什么方式将电能传输到电动汽车的电池（ ） 。 A.导电连接 B.电磁感应 C.机械能传输 D.光能转化 答案：A.导电连接 3.在低压充电系统中，充电控制器的主要功能是（ ） A.直接充电电池 B.监测电池状态和控制充电过程 C.提供动力给电动机 D电池冷却 答案：B.监测电池状态和控制充电过程 4.对低压充电系统线束进行检修时，首先应检查什么（ ） 。 A.充电桩的位置 B.电池的电量 C.线束的物理损伤和接触不良 D.充电时间 答案：C.线束的物理损伤和接触不良 小试牛刀 03 5.低压充电系统中，哪种类型的连接器通常用于连接充电桩和电动汽车（ ） A.USB连接器 B.RJ-45连接器 C.IEC 62196连接器 D.HDMI连接器 答案： C.IEC 62196连接器 6.在低压充电系统中，充电流大可能导致什么后果（ ） 。 A.线束过热和绝缘损坏 B.充电时间缩短 C. 电池充电效率提高 D.充电桩自动断电 答案：A.线束过热和绝缘损坏 小试牛刀 03 7.对于低压充电系统的线束检，何种工具最为合适（ ） A.钳形表 B.万用表 C.示波器 D.气压计 答案： B.万用表 8.在进行低压充电系统的检修时，为了安全起见，应遵循哪项原则（ ） 。 A.先检查电池电量 B.直接对电池进行充电 C.佩戴普通手套即可 D.断开电源后再进行检修 答案：D.断开电源后再进行检修 小试牛刀 03 课堂小结 04 1.汽车车身电器设备的额定电压有12 V、24 V 两种。电动汽车普遍采用12 V 直流电源。 2.为了使DC/DC 变换器在出现故障时保证系统能可靠安全地运行及保护部件不会损坏，DC/DC 变换器具有安全防护功能。 作业布置 05 (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。 感谢观看 $$