新能源汽車：九整車控制系統(tǒng)異常檢測(cè)與維修

1、學(xué)習(xí)單元3.3整車控制系統(tǒng)異常檢測(cè)與維修學(xué)習(xí)情境3 整車控制系統(tǒng)檢測(cè)與維修學(xué)習(xí)導(dǎo)航1情境導(dǎo)入2學(xué)習(xí)目標(biāo)3理論知識(shí)4實(shí)踐技能5學(xué)習(xí)小結(jié)學(xué)習(xí)單元3.3整車控制系統(tǒng)異常檢測(cè)與維修 帝豪EV450純電動(dòng)汽車在駕駛一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)汽車無(wú)法上高壓電，汽車儀表盤上顯示多個(gè)故障指示燈，提示汽車存在故障。經(jīng)過(guò)檢測(cè)后，發(fā)現(xiàn)整車控制器存在故障，現(xiàn)需要根據(jù)正確的操作規(guī)范進(jìn)行整車控制器檢測(cè)與維修。假如你是吉利新能源4S店的一名車輛維修人員，你知道如何操作嗎？情境導(dǎo)入1能夠通過(guò)與客戶交流和查閱相關(guān)維修技術(shù)資料獲取車輛信息。2能夠獨(dú)立制定工作計(jì)劃并按計(jì)劃實(shí)施。3能夠分析整車控制器輸入電路的相關(guān)信號(hào)。4能正確對(duì)整車控制器輸出

2、電路進(jìn)行檢測(cè)和故障診斷。學(xué)習(xí)目標(biāo)5. 能遵守個(gè)人和車間安全作業(yè)要求、注重個(gè)人安全防護(hù)。6嚴(yán)格執(zhí)行汽車的檢修規(guī)范，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的工作態(tài)度。7能根據(jù)環(huán)保要求，正確處理對(duì)環(huán)境和人體有害的廢料和損壞的零部件。 8. 能正確地檢查工作結(jié)果并進(jìn)行自我評(píng)估。學(xué)習(xí)目標(biāo)理論知識(shí)整車控制器電路概述帝豪EV450整車控制器常見(jiàn)電路控制原理帝豪EV450整車控制器電路檢測(cè)方法霍爾傳感器的原理與應(yīng)用理論知識(shí)整車控制器電路概述1.整車控制器輸入電路概述 整車控制器輸入電路是指在電動(dòng)汽車上直接為整車控制器提供車輛狀態(tài)信息的傳感器和控制開(kāi)關(guān)等，通常也指與整車控制器之間的電氣連接線路。整車控制器輸入電路的主要作用是遞傳感器產(chǎn)生

3、的信號(hào)和開(kāi)關(guān)信號(hào)。理論知識(shí) 傳感器能夠?qū)⒄嚑顟B(tài)信息如車速、部件工作溫度、壓力以及駕駛?cè)藢?duì)車輛的操作（如加速/制動(dòng)踏板操作、換檔操作）等物理信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并通過(guò)整車控制器輸人電路傳送至整車控制器，使得整車控制器能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控整車狀態(tài)，保證車輛正常運(yùn)行，井對(duì)駕駛?cè)瞬僮鬟M(jìn)行解讀，及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的控制從而滿足駕駛?cè)藢?duì)車輛的操控需求。理論知識(shí) 采用不同類型動(dòng)力源、不同動(dòng)力結(jié)構(gòu)的車輛應(yīng)用到的傳感器有所不同，且整車各個(gè)子控制系統(tǒng)通常存在相應(yīng)的部件控制器，一些相關(guān)的傳感器信號(hào)將會(huì)直接傳遞至部件控制器，如電動(dòng)汽車電機(jī)控制器直接接收電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)、溫度傳感器信號(hào)等。因此作為協(xié)調(diào)整車控制系統(tǒng)的整車控制器，其輸人

4、電路并非包含整車所有傳感器信號(hào)。理論知識(shí)2.整車控制器輸出電路 整車控制器的輸出電路主要由相應(yīng)執(zhí)行器和控制線路組成。控制線路連接了整車控制器和相關(guān)執(zhí)行器，能夠傳遞由整車控制器發(fā)出的用于控制相關(guān)執(zhí)行器的控制信號(hào)。 所謂執(zhí)行器就是指車輛上進(jìn)行相關(guān)動(dòng)作和操作以完成某種功能的機(jī)構(gòu)，如冷卻風(fēng)扇、冷卻水泵、驅(qū)動(dòng)電機(jī)等，執(zhí)行器的工作通常受控制器控制。理論知識(shí) 由于整車上存在眾多子系統(tǒng)控制器，因此并非整車上所有的執(zhí)行器都受到整車控制器控制。一般結(jié)構(gòu)功能較為復(fù)雜的子系統(tǒng)都具有自己的控制器，如電動(dòng)汽車上的電機(jī)控制器、空調(diào)控制器等，這些控制器通常能夠獨(dú)立控制其執(zhí)行器進(jìn)行工作； 其他結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，如電機(jī)控制器冷

5、卻系統(tǒng)等，一般接受整車控制器直接控制。除進(jìn)行相關(guān)執(zhí)行器的控制外，整車控制器還需要完成整車工作模式的判定和各子系統(tǒng)功能的協(xié)調(diào)動(dòng)作。以上功能的實(shí)現(xiàn)，都需要整車控制器輸出電路功能保持完好。理論知識(shí)整車控制器VCU除了通過(guò)CAN總線進(jìn)行整車協(xié)調(diào)控制之外，還直接控制、檢測(cè)高低壓互鎖電路完整性、控制主繼電器吸合、向DC/DC發(fā)出使能信號(hào)、控制冷卻風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)、控制冷卻水泵繼電器等。理論知識(shí)3.整車控制器通信電路 整車控制器的通信電路是指整車控制與車輛上其他部件子系統(tǒng)如驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)等進(jìn)行交換及控制指令傳輸?shù)碾娐贰８鶕?jù)整車控制器輸人電路和輸出電路可知，車輛上的眾多傳感器信號(hào)和開(kāi)關(guān)信號(hào)并非全

6、部直接輸人到整車控制器，同樣，車輛上的眾多繼電器和執(zhí)行器也并非全部都直接受到整車控制器的控制。由于許多傳感器和執(zhí)行器是直接與車輛子系統(tǒng)控制部件連接的，因此，為了獲取整車全部的狀態(tài)信息和進(jìn)行整車協(xié)調(diào)、優(yōu)化控制，整車控制器需要與子系統(tǒng)之間進(jìn)行信息的交換，而信息的交換就是通過(guò)通信電路進(jìn)行的。理論知識(shí)帝豪EV450整車控制器常見(jiàn)電路控制原理1.霍爾式加速踏板位置傳感器信號(hào) 加速踏板位置傳感器能夠?qū)⒓铀俾钒逦恢眉白儞Q速率信號(hào)傳遞給整車控制器，其信號(hào)通常為線性信號(hào)。 常見(jiàn)的加速踏板位置傳感器類型主要有電位計(jì)式和霍爾式，如圖所示。電位計(jì)式屬于接觸式傳感器，采用可變電阻分壓原理；霍爾元件式屬于非接觸式的無(wú)接觸

7、磨損，工作可靠。理論知識(shí)電位計(jì)式直接輸出線性信號(hào)給整車控制器，采用霍爾效應(yīng)轉(zhuǎn)換電路將輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為線性信號(hào)。a）電位計(jì)式傳感器 b）霍爾元件式傳感器理論知識(shí) 帝豪EV450 純電動(dòng)汽車加速踏板位置傳感器采用霍爾效應(yīng)原理，如圖所示。當(dāng)駕駛?cè)瞬认录铀偬ぐ鍟r(shí)，磁鐵會(huì)隨著加速踏板軸轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)霍爾元件的磁場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生變化，霍爾元件中輸出相應(yīng)的霍爾電壓信號(hào)，該電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路處理后發(fā)送給整車控制器。理論知識(shí)2.制動(dòng)踏板開(kāi)關(guān)信號(hào) 帝豪EV450純電動(dòng)汽車的制動(dòng)踏板開(kāi)關(guān)，制動(dòng)踏板位置決定了制動(dòng)踏板開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)的狀態(tài)。制動(dòng)踏板開(kāi)關(guān)的主要作用是將駕駛?cè)藢?duì)制動(dòng)踏板的動(dòng)作轉(zhuǎn)換為電信號(hào)專遞至整車控制器，整車控制器據(jù)此

8、解析駕駛?cè)艘鈭D并控制制動(dòng)燈工作。理論知識(shí)3.冷卻風(fēng)扇繼電器控制 風(fēng)扇繼電器控制原理圖如圖所示。驅(qū)動(dòng)電機(jī)中的電機(jī)溫度傳感器將驅(qū)動(dòng)電機(jī)溫度信號(hào)傳送給電機(jī)控制器，電機(jī)控制器將溫度信號(hào)通過(guò)P-CAN發(fā)送給整車控制器VCU。 當(dāng)電機(jī)溫度較低時(shí)，整車控制器控制風(fēng)扇繼電器ER12和ER13線圈回路斷電，兩個(gè)冷卻風(fēng)扇不轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)電機(jī)溫度較高時(shí)，整車控制器控制風(fēng)扇繼電器ER12線圈通電，風(fēng)扇繼電器ER13線圈回路斷電，兩個(gè)冷卻風(fēng)扇低速轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)電機(jī)溫度高時(shí)，整車控制器控制風(fēng)扇繼電器ER12和ER13線圈回路均通電，兩個(gè)冷卻風(fēng)扇高速轉(zhuǎn)動(dòng)。理論知識(shí)風(fēng)扇繼電器控制原理圖理論知識(shí)4水泵繼電器控制 冷卻系統(tǒng)的作用就是通過(guò)冷卻

9、液循環(huán)散熱為驅(qū)動(dòng)電機(jī)、車載充電機(jī)、電機(jī)控制器、動(dòng)力電池進(jìn)行散熱。車輛運(yùn)行過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)和動(dòng)力電池工作溫度通常都會(huì)高于環(huán)境溫度，通過(guò)冷卻液的流動(dòng)可以較好地將電機(jī)控制器溫度控制在正常工作溫度范圍內(nèi)。水泵的作用就是使冷卻液在冷卻系統(tǒng)中循環(huán)。 當(dāng)需要對(duì)高壓系統(tǒng)降溫時(shí)，整車控制器就會(huì)控制ER04繼電器吸合，水泵開(kāi)始工作，冷卻液在冷卻系統(tǒng)中開(kāi)始循環(huán)。水泵繼電器的工作原理如圖所示。理論知識(shí)水泵繼電器的工作原理理論知識(shí)5. 網(wǎng)絡(luò)通信 帝豪EV450整車控制系統(tǒng)各個(gè)子系統(tǒng)通過(guò)P-CAN相連。P-CAN總線網(wǎng)絡(luò)由以下部件組成：VCU( 整車控制器)、TCU、 BMS(電池控制單元)、PEU(電機(jī)控制器)、駕

10、駛模式開(kāi)關(guān)、變速器換擋開(kāi)關(guān)、遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)等。整車控制器通過(guò)P-CAN總線網(wǎng)絡(luò)的即時(shí)通信，能夠?qū)崟r(shí)獲取整車各個(gè)子系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)信息，并在需要的時(shí)候向相應(yīng)部件控制器發(fā)出指令。理論知識(shí)帝豪EV450整車控制器電路檢測(cè)方法1.整車控制器輸入電路檢測(cè)方法 在帝豪EV450電動(dòng)汽車上，整車控制器及相關(guān)傳感器大多采用了低壓供電，因此輸入電路測(cè)試以整車低壓供電系統(tǒng)為主要對(duì)象。測(cè)試時(shí)，首先應(yīng)檢查蓄電池狀態(tài)，然后根據(jù)整車電氣原理圖，逐一進(jìn)行測(cè)試。在車輛出故障時(shí)，還應(yīng)先利用診斷儀讀取故障碼，縮小故障點(diǎn)范圍，以便快速檢測(cè)出故障點(diǎn)。下面介紹著電池及輸入電路的常見(jiàn)故障及測(cè)試方法。理論知識(shí)（1）蓄電池狀態(tài)檢測(cè)方法 蓄電池檢

11、查的狀態(tài)主要包括確定蓄電池殼體是否損壞、蓄電池電極(蓄電池導(dǎo)線接頭)是否受損、蓄電池固定是否牢固以及蓄電池電量狀態(tài)。蓄電池殼體損壞會(huì)導(dǎo)致酸液流出，流出的蓄電池酸液會(huì)對(duì)車輛造成嚴(yán)重?fù)p壞。理論知識(shí)（2）輸入電路測(cè)試方法整車控制器輸人電路異常產(chǎn)生的主要原因多為相關(guān)傳感器故障，但也不排除信號(hào)線路故障。而傳感器故障又可以分為傳感器功能故障和供電線路故障，因此在進(jìn)行整車控制器輸人電路異常的檢查時(shí)，主要檢測(cè)內(nèi)容就有信號(hào)線路故障、傳感器供電故障及傳感器功能故障三部分。理論知識(shí)（3）整車控制器輸出電路檢測(cè)方法 由于整車控制器硬件一般情況下不會(huì)出現(xiàn)故障， 在正常情況下， 其內(nèi)置的控制程序也不會(huì)出現(xiàn)異常，因此整車控

12、制器輸出電路異常產(chǎn)生的主要原因?yàn)榫€路異?；驁?zhí)行機(jī)構(gòu)功能異常。對(duì)于整車控制器輸出電路的檢測(cè)，主要是對(duì)其輸出信號(hào)線進(jìn)行排查。理論知識(shí)（5）整車控制器通信電路的檢測(cè)方法 CAN總線通信電路常見(jiàn)故障除了極少發(fā)生的硬件故障外，主要以線路故障和插接件故障為主，硬件本身的故障可以通過(guò)更換新硬件來(lái)判定，線路和插接件故障需要借助萬(wàn)用表，按照CAN總線系統(tǒng)特點(diǎn)進(jìn)行排查。理論知識(shí)霍爾傳感器的原理與應(yīng)用 霍爾器件是一種磁感器件，具有結(jié)構(gòu)牢固、體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、安裝方便、功耗小、頻率高、耐腐蝕等許多優(yōu)點(diǎn)。霍爾器件通常用于有磁場(chǎng)存在的場(chǎng)合，它能夠?qū)⒅T多非電、非磁的物理量如力、力矩、壓力、位置、位移、速度、加速度、轉(zhuǎn)

13、速等轉(zhuǎn)變成電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和控制?；魻柶骷墓ぷ髟硎腔诨魻栃?yīng)的，通常具有霍爾效應(yīng)的元器件被稱為霍爾元件。理論知識(shí)1. 霍爾元件 霍爾元件是指具有霍爾效應(yīng)的元器件，多由半導(dǎo)體材料如Ge、Si、InSb、 GaAs等，以及多層半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)量子材料制成，其輸出特性根據(jù)半導(dǎo)體材料的不同而不同，例如由InSb和GaAs兩種材料制成的霍爾元件的輸出特性理論知識(shí) 霍爾集成電路 霍爾集成電路是將霍爾元件與相關(guān)的信號(hào)處理電路集成在一個(gè)芯片上的集成電路，按其輸出信號(hào)類型可分為霍爾線性電路和霍爾開(kāi)關(guān)電路兩類。實(shí)踐技能加速踏板位置傳感器故障分析實(shí)踐技能1.故障現(xiàn)象帝豪EV450純電動(dòng)汽車某駕駛?cè)嗽谕７乓欢螘r(shí)間后

14、，發(fā)現(xiàn)汽車可以上高壓電，但儀表顯示多個(gè)故障指示燈，汽車無(wú)法行駛，如圖所示。儀表盤故障提示實(shí)踐技能2.故障診斷過(guò)程(1)安全提示 整車控制器輸入電路屬于低壓系統(tǒng)，在進(jìn)行故障檢修時(shí)，無(wú)須高壓下電，但是需要注意在進(jìn)行操作前，要穿戴好防護(hù)設(shè)備，操作時(shí)不要碰觸高壓線束，必要時(shí)進(jìn)行低壓系統(tǒng)下電， 搭鐵測(cè)試時(shí)關(guān)閉啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，操作嚴(yán)格按照作業(yè)流程進(jìn)行。實(shí)踐技能(2)讀取故障碼讀取故障碼為了縮小故障點(diǎn)的排查范圍，首先需要利用故障診斷儀讀取車輛故障碼， 具體操作步驟如下： 1)打開(kāi)車門。 2)安裝腳墊。 3)安裝轉(zhuǎn)向盤套。 4)安裝座椅套。 5)起動(dòng)開(kāi)關(guān)置于OFF位。 6)將故障診斷僅連接端子一頭插在車輛故障診斷接

15、口上。7)將端子另一頭插在故障診斷儀計(jì)算機(jī)上。 8)將起動(dòng)開(kāi)關(guān)置ON位。 9)運(yùn)行故障診斷軟件。 10)選擇車型帝豪EV450純電動(dòng)汽車。 11)選擇整車控制系統(tǒng)（VCU）。 12)選擇整車控制器。實(shí)踐技能13)讀取故障碼。通過(guò)讀取故障碼，發(fā)現(xiàn)診斷軟件上顯示有五個(gè)故障，分別為：故障碼P1C1F04加速路板信號(hào)1開(kāi)路或者短路到地、故障碼P1C2104加速路板信號(hào)2開(kāi)路或者短路到地、故障碼P1C3E01 ESC失效、故障碼P1C2200 加速踏板信號(hào)不可信、故障碼P1C3C96 TCS報(bào)故障。實(shí)踐技能（3）查看數(shù)據(jù)流 數(shù)據(jù)流的查看可以清楚判斷汽車相應(yīng)執(zhí)行部件的具體情況，清楚的分析出故障存在地方。根

16、據(jù)故障診斷儀讀取數(shù)據(jù)流，根據(jù)數(shù)據(jù)流，明細(xì)發(fā)現(xiàn)油門踏板信號(hào)異常，如圖所示。實(shí)踐技能油門踏板數(shù)據(jù)流異常實(shí)踐技能 （4）動(dòng)態(tài)測(cè)試 動(dòng)態(tài)測(cè)試是在確定故障點(diǎn)為加速踏板信號(hào)故障后，應(yīng)首先對(duì)加速踏板位置傳感器進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試，測(cè)試傳感器輸出信號(hào)是否正常，具體操作步驟如下：1）將起動(dòng)開(kāi)關(guān)管ON位。2）進(jìn)人故障診斷系統(tǒng)，選擇整車控制器，讀取加速防板位置數(shù)據(jù)流。3）當(dāng)踩下并松開(kāi)加速踏板，發(fā)現(xiàn)加速踏板信號(hào)電壓不會(huì)變化，保持在0.0V，說(shuō)明加速路板位置傳感器信號(hào)異常。4）用數(shù)字萬(wàn)用表調(diào)至電壓檔在故障診斷盒上測(cè)IP63/4、IP63/6號(hào)端子電壓，發(fā)現(xiàn)相應(yīng)電壓異常。5）通過(guò)踩下油門踏板，傳感器有兩路信號(hào)，當(dāng)踩下加速路板時(shí)，

17、發(fā)現(xiàn)只有6號(hào)期子輸出信號(hào)正常，4號(hào)端子沒(méi)有信號(hào)輸出。實(shí)踐技能 （5） 靜態(tài)測(cè)試 對(duì)于缺失的路信號(hào)， 為了確定其失效原因是傳感器硬件故障還是傳感器供電故障，需要進(jìn)行靜態(tài)測(cè)試。靜態(tài)測(cè)試包括供電電路測(cè)試和搭鐵電路測(cè)試，具體操作步強(qiáng)如下: 1)將起動(dòng)開(kāi)關(guān)置OFF位。 2)拔下加速防板位置傳感器插頭。 3)將起動(dòng)開(kāi)關(guān)置ON位。 4)用方用表檢測(cè)加速路板位置傳感器插頭IP63上的1號(hào)端子與搭鐵之間的電壓0V，插接器CA67上99號(hào)端子對(duì)地電壓為5V，異常。 5)用萬(wàn)用表檢測(cè)加速路板位置傳感器插頭IP63上的2號(hào)端子與搭鐵之間的電壓0V電壓，插接器CA67上100號(hào)端子對(duì)地電壓為5V，異常。實(shí)踐技能 6)將

18、起動(dòng)開(kāi)關(guān)置OFF位，斷負(fù)極。 7）萬(wàn)用表測(cè)量CA67/99-IP63/1電阻無(wú)從大，異常：用萬(wàn)用表測(cè)量CA67/100-IP63/2電阻無(wú)從大，異常?？梢耘袛喑龉收宵c(diǎn)無(wú)油門踏板供電電源斷路。 8)用萬(wàn)用表檢測(cè)加速踏板位置傳感器插頭IP63上的3號(hào)端子與指鐵之間的電阻，萬(wàn)用表顯示為1左右。 9)用萬(wàn)用表檢測(cè)加速路板位置傳感器插頭IP63上的5號(hào)端子與拼鐵之間的電阻，萬(wàn)用表顯示為1左右，說(shuō)明傳感器搭鐵電路正常。實(shí)踐技能（6）故障修復(fù)對(duì)于傳感器硬件故障，通常采用的修復(fù)方法是進(jìn)行加速踏板總成的更換。帝豪EV450加速踏板總成由四個(gè)螺檢固定于車身上。進(jìn)行更換時(shí)，首先拔下傳感器插頭，然后依次拆下緊固螺栓，最后換上新的加速路板總成。實(shí)踐技能（7）試車加速踏板總成更換完成后， 重新連接故障診斷儀，打開(kāi)起動(dòng)開(kāi)關(guān)，顯示儀表無(wú)故障提示；利用故障診斷軟件重新讀取故障碼、清除故