新能源汽車充電系統(tǒng)原理與檢修 課件 第5章 直流快充系統(tǒng)原理與檢修、附錄 新能源汽車實訓指導（整車）

catalogue新能源汽車充電系統(tǒng)原理與檢修5.1.1直流快充系統(tǒng)的構成5.1.2直流快充系統(tǒng)的零部件5.1.3

直流快充系統(tǒng)的工作原理5.1.4直流充電操作注意事項掌握直流快充系統(tǒng)的構成和零部件用途；掌握直流快充系統(tǒng)的工作原理；掌握直流充電線束的更換。學習目標直流快充系統(tǒng)的組成和工作原理新能源汽車一體化汽車實訓教室，配備如下實訓設備、儀器儀表等。（１）設備：純電動吉利帝豪EV450／北汽EV200汽車、舉升機、直流充電樁等。（２）工具量具設備：絕緣工具、絕緣手套、萬用表、檢測儀等。（３）輔助工具：二氧化碳滅火器、手電筒、抹布。（４）其他材料：教材、課件、電動汽車使用手冊等。學習準備直流快充系統(tǒng)的組成和工作原理5.1.1直流快充系統(tǒng)的構成直流快充系統(tǒng)由充電樁、直流充電座、動力電池（含BMS）、整車控制器（VCU）及連接它們的高、低壓線束等元器件構成。當直流充電設備接口連接到整車直流充電口時，直流充電設備發(fā)送充電喚醒信號給BMS，BMS根據(jù)電池的可充電功率，向直流充電設備發(fā)送充電電流指令。BMS吸合系統(tǒng)高壓繼電器，動力電池開始充電。直流快充系統(tǒng)的供電設備是直流充電樁，它固定安裝在電動汽車外，與交流電網(wǎng)連接，為電動汽車的動力電池提供直流電源。直流充電樁的輸入電源采用三相四線制，輸出為可調(diào)直流，輸出的電壓和電流調(diào)整范圍大，可以實現(xiàn)快充的要求。直流充電樁集中在城市公共快充站、高速公路快充站等。5.1.1直流快充系統(tǒng)的構成交流充電需要借助車載充電機進行充電，而直流快充系統(tǒng)并不需要車載充電機。兩者在充電速度上差異較大，一輛純電動汽車8h，而通過直流充電樁只需要2~3h。直流充電樁的整體系統(tǒng)由直流充電樁、集中器、電池管理系統(tǒng)（BMS）、直流充電樁管理服務平臺四部分組成。直流充電樁直流充電樁固定安裝在電動汽車外，與交流電網(wǎng)連接。輸入電壓采用三相四線（380VAC，精度為±15％），頻率為50Hz，輸出為可調(diào)直流電，可以提供足夠的功率，輸出的電壓和電流調(diào)整范圍較大，可以滿足快充的要求，直接為電動汽車的動力電池充電。直流充電樁由計費控制單元（PCU）、充電控制器、充電機模塊、讀卡器、彩色液晶屏、直流電能表、充電電纜、直流充電接口等組成，如圖5-1所示。由于第3章對直流充電樁電氣元件及其功能已有詳細介紹，因此下面只介紹部分部件的作用。015.1.1直流快充系統(tǒng)的構成（１）計費控制單元。計費控制單元包括硬件和軟件兩部分：硬件由生產(chǎn)廠家按照國家電網(wǎng)有限公司制定的硬件規(guī)范進行設計制造，軟件由國家電網(wǎng)有限公司統(tǒng)一分發(fā)授權。該單元具備人機顯示、計量計費、支付、數(shù)據(jù)加解密、控制充電啟停、與車聯(lián)網(wǎng)平臺通信等功能。直流充電樁015.1.1直流快充系統(tǒng)的構成（２）充電控制器。充電控制器的硬件和軟件均由生產(chǎn)廠家自行設計制造，其與計費控制單元之間的通信協(xié)議按照統(tǒng)一規(guī)范進行設計。充電控制器具備交流供電控制、充電機模塊運行管理、車輛ＢＭＳ通信、設備告警檢測處理等功能。直流充電樁015.1.1直流快充系統(tǒng)的構成（３）充電機模塊。按照充電控制器指令，充電機模塊將交流／直流電源通過整流調(diào)整為預設的電壓和電流，對電動汽車進行充電。該模塊可通過CAN網(wǎng)絡與車輛監(jiān)控系統(tǒng)通信，上傳充電機的工作狀態(tài)、工作參數(shù)和故障告警信息，接收啟動充電或停止充電的控制命令。直流充電樁015.1.1直流快充系統(tǒng)的構成（４）讀卡器。用戶刷卡或插卡，經(jīng)讀卡器識別后，充電樁可通過RS232接口與計算機控制單元PCU進行通信。（５）彩色液晶屏。具備LVDS接口7.0英寸（1英寸=2.54ｃｍ）高亮度液晶屏，在白天和晚上能自動調(diào)節(jié)亮度。直流充電樁015.1.1直流快充系統(tǒng)的構成（６）直流電能表。直流電能表采用RS485通信方式與充電樁主控連接，可根據(jù)用戶需求對充電情況進行監(jiān)控。直流電能表可直觀顯示電動汽車在直流充電站進行快速充電時的電壓、電流、功率、電量等值，便于各類數(shù)據(jù)的查詢以及異常情況記錄的查看。直流充電樁015.1.1直流快充系統(tǒng)的構成（７）充電電纜。直流充電樁采用符合GB/T18487.1-2015和GB/T20234.3-2015國家標準要求的充電電纜。直流充電樁015.1.1直流快充系統(tǒng)的構成集中器電動汽車充電樁的控制電路與集中器利用CAN總線進行數(shù)據(jù)交互，集中器與服務器平臺利用有線互聯(lián)網(wǎng)或無線GPRS網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)交互。電動汽車車主能夠自助刷卡，通過使用者身份鑒別進行余額查詢、計費查詢等操作；能夠通過語音輸出接口，實現(xiàn)語音交互；能夠根據(jù)液晶顯示屏指示選擇四種充電模式：按時計費充電、按電量充電、自動充滿、按里程充電等。025.1.1直流快充系統(tǒng)的構成電池管理系統(tǒng)（BMS）電池管理系統(tǒng)（BMS）的主要功能是監(jiān)控電池的工作狀態(tài)（電池的電壓、電流和溫度），預測動力電池的電池容量（SOC）和相應的剩余行駛里程，以避免出現(xiàn)過放電、過充、過熱和單體電池之間電壓嚴重不平衡等現(xiàn)象，最大限度地利用電池存儲能力和循環(huán)壽命。035.1.1直流快充系統(tǒng)的構成充電管理服務平臺充電管理服務平臺可提供充電管理、充電運營、綜合查詢?nèi)N服務。充電管理對系統(tǒng)涉及的基礎數(shù)據(jù)（包括用戶卡信息、電動汽車信息、充電樁信息、電池信息等）進行集中式管理；充電運營可通過用戶充電來計算費用，并通過平臺扣除卡中金額。其中，客戶信息和交易信息都會進行保密處理。035.1.1直流快充系統(tǒng)的構成直流快充接口及連接線束1吉利帝豪EV450直流快充接口安裝于汽車左后車身處。待方向盤下按鈕開啟后，方可打開快充蓋。直流快充接口的結構如圖5-2所示。DC-:高壓輸出負極，連接到動力電池負極；DC+:高壓輸出正極，連接到動力電池正極；PE(CND):車身地（搭鐵）；A-:低壓輔助電源負極，接地；A+:低壓輔助電源正極，為12V；5.1.2直流快充系統(tǒng)的零部件直流快充接口及連接線束1吉利帝豪EV450直流快充接口安裝于汽車左后車身處。待方向盤下按鈕開啟后，方可打開快充蓋。直流快充接口的結構如圖5-2所示。CC1:快充連接確認線，與PE之間有一個1kΩ的電阻；CC2：快充連接確認線，與VCU相連；S+:快充CAN-H，與動力電池管理系統(tǒng)(BMS)及數(shù)據(jù)采集終端通信；S-:快充CAN-L，與動力電池管理系統(tǒng)(BMS)及數(shù)據(jù)采集終端通信。5.1.2直流快充系統(tǒng)的零部件直流快充接口及連接線束1當快充槍插入充電插座之后，形成連接檢測網(wǎng)絡，檢測結果正確后即可開始充電?？斐浣涌贐V20連接器與動力電池端高壓連接器BV23通過直流線束相連，進行電能傳輸。直流充電接口內(nèi)BV21連接器與BMS模塊線束連接器CA70相連，進行信息采集和通信，具體如圖5-3所示。5.1.2直流快充系統(tǒng)的零部件直流快充接口及連接線束1BV21連接低壓線束的連接器（直流1），BV23是連接動力電池線束的連接器（直流2），BV21、BV23連接器端子如圖5-4所示。5.1.2直流快充系統(tǒng)的零部件5.1.2直流快充系統(tǒng)的零部件動力電池是新能源汽車的核心能量源，為整車提供驅動電能。動力電池通過ＢＭＳ實現(xiàn)對電芯的管理，借助連接器CA69、CA70及相關線束將BMS與VCU相連，進行整車的通信及信息交換。BMS模塊線束連接器如圖5-5所示。動力電池及電池管理系統(tǒng)（BMS)25.1.2直流快充系統(tǒng)的零部件BMS的作用：電池保護和管理的核心部件，在動力電池系統(tǒng)中，它的作用相當于人的大腦。它不僅要保證電池安全可靠地使用，而且要充分發(fā)揮電池的能力和延長使用壽命。BMS作為電池和整車控制器以及駕駛者溝通的橋梁，通過控制接觸器來控制動力電池組的充、放電，并向VCU上報動力電池系統(tǒng)的基本參數(shù)及故障信息。BMS的功能：通過電壓、電流及溫度檢測等功能實現(xiàn)對動力電池系統(tǒng)的過壓、欠壓、過流、過高溫和過低溫保護，以及繼電器控制、SOC估算、充放電管理、均衡控制、故障報警及處理、與其他控制器通信等功能；此外，BMS還具有高壓回路絕緣檢測功能，以及為動力電池系統(tǒng)加熱的功能。動力電池及電池管理系統(tǒng)（BMS)25.1.2直流快充系統(tǒng)的零部件BMS模塊線束連接器CA69、CA70端子編號及定義如表5-1所示（見本書P118）。在直流快充系統(tǒng)中，BMS與VCU通信并接收VCU的指令進行充電喚醒，控制動力電池內(nèi)部接觸器閉合，并隨時監(jiān)測動力電池包的電壓、電流、溫度等參數(shù)，通過充電樁進行信息交流。BMS與數(shù)據(jù)采集終端的CANH、CANL之間分別串聯(lián)了一個120Ω的電阻，從快充接口測量S+與S-之間的阻值，應為兩個120Ω電阻的并聯(lián)值60Ω。動力電池及電池管理系統(tǒng)（BMS)2整車控制器（VCU）3整車控制器（VCU）是整車控制系統(tǒng)的核心，吉利帝豪EV450整車控制器通過CA66、CA67兩個低壓連接器與車輛其他系統(tǒng)相連，進行信號的采集和通信。在快充系統(tǒng)中，VCU發(fā)送給電池包的命令包括充電、放電和智能充電。VCU通過ＣＣ２信號確認充電槍連接狀態(tài)，快充接口通過低壓線束將喚醒信號送至VCU，VCU收到信號之后，喚醒BMS進入工作狀態(tài)，并發(fā)送信號到BMS繼電器。在充電連接信號被確認后，整車處于禁止行車狀態(tài)，VCU退出控制。整個充電過程由電池管理系統(tǒng)（BMS）完成，直至充電完成或者充電中斷，車輛控制權才可重新回到VCU。整車控制器實物圖如圖5-6所示。5.1.2直流快充系統(tǒng)的零部件整車控制器（VCU）3（１）豐田公司整車控制器。豐田公司整車控制器接收駕駛員的操作信號和汽車的運動傳感器信號，其中駕駛員的操作信號包括加速踏板信號、制動踏板信號、換擋位置信號和轉向角度信號，汽車的運動傳感器信號包括橫擺角速度信號、縱向加速信號、橫向加速信號和４個車輪的轉速信號。整車控制器將這些信號經(jīng)過控制策略計算，通過左右２組輪轂電機控制器和逆變器分別驅動左后輪和右后輪。（２）日立公司整車控制器。日立公司純電動汽車整車控制器的控制策略是在不同的工況下使用不同的電機驅動電動汽車，或者按照一定的扭矩分配比例，聯(lián)合使用２臺電機驅動電動汽車，使系統(tǒng)動力傳動效率最大。當電動汽車起步或爬坡時，由低速、大扭矩永磁同步電機驅動前輪；當電動汽車高速行駛時，由高速感應電機驅動后輪。5.1.2直流快充系統(tǒng)的零部件1）國外VCU介紹整車控制器（VCU）35.1.2直流快充系統(tǒng)的零部件（３）日產(chǎn)聆風LEAF整車控制器。日產(chǎn)聆風LEAF的整車控制器接收來自組合儀表的車速傳感器和加速踏板位置傳感器的電子信號，通過控制器控制直流電壓變換器DC/DC、車燈、除霜系統(tǒng)、空調(diào)、電機、發(fā)電機、動力電池、太陽能電池、再生制動系統(tǒng)。（４）英飛凌新能源汽車整車控制器。該控制器可兼容12V及24V兩種供電環(huán)境，適用于新能源乘用車、商用車電控系統(tǒng)，作為整車控制器或混合動力控制器。該控制器對新能源汽車動力鏈的各個環(huán)節(jié)進行管理、協(xié)調(diào)和監(jiān)控，以提高整車能量利用效率，確保安全性和可靠性。該整車控制器采集司機駕駛信號，通過CAN總線獲得電機和電池系統(tǒng)的相關信息進行分析和運算；通過CAN總線給出電機控制和電池管理指令，實現(xiàn)整車驅動控制、能量優(yōu)化控制和制動回饋控制，具備完善的故障診斷和處理功能。此外，該控制器還專門加入了一個16位處理器單元用于實現(xiàn)主處理器的安全監(jiān)控及SafetyIO的控制。1）國外VCU介紹整車控制器（VCU）3國內(nèi)市場上的整車控制器主要由一些高校和研究單位研發(fā)。其技術方案是通過微處理器的嵌入結構，編寫控制軟件代碼，實現(xiàn)高效率驅動純電動汽車的功能。它一般采集加速踏板、制動踏板、換擋位置、車速等信號，使用CAN總線與電機控制器和電池管理系統(tǒng)通信，實現(xiàn)對整車的管理與控制。XL2000型純電動整車器汽車采用集中電機驅動方式，利用CAN通信總線連接各個控制節(jié)點。其整車控制器對采集到的模擬量、開關量以及其他控制單元反饋的數(shù)據(jù)進行綜合處理，判斷車輛行駛工況，從而控制電機以及其他部件協(xié)調(diào)工作，保證純電動汽車的正常行駛。5.1.2直流快充系統(tǒng)的零部件2）國內(nèi)VCU介紹5.1.3直流快充系統(tǒng)的工作原理直流快充系統(tǒng)控制邏輯流程圖如圖5-7所示。直流快充系統(tǒng)控制邏輯流程圖01直流快充系統(tǒng)的工作電路如圖如圖5-8所示。該電路由充電樁控制器、接觸器（K1、K2、K3、K4、K5、K6）、電阻（R1、R2、R3、R4、R5）、開關S、非車載充電機和整車充電器組成。圖中K1、K2為充電樁高壓正、負繼電器；K3、K4為充電樁低壓喚醒正、負繼電器；K5、K6為電池高壓正、負繼電器；檢測點CC1提供充電樁檢測快速插頭與車輛連接狀態(tài)識別信號；檢測點CC2提供車輛控制器（VCU）檢測快充插頭與車輛連接狀態(tài)識別信號。5.1.3直流快充系統(tǒng)的工作原理直流快充系統(tǒng)的充電過程02當車輛處于直流充電模式時，直流充電機（在直流充電樁內(nèi)）與電動汽車電池管理系統(tǒng)（BMS）進行通信，當通信連接確認無誤后，BMS與直流充電機就電壓、電流等參數(shù)進行交流。BMS將動力電池的充電需求通知直流充電機，直流充電機又將供電需求通知BMS，當兩者通電正常并且符合充電要求時，直流充電機啟動并輸出電能對動力電池進行充電。當動力電池充滿以后，通過數(shù)據(jù)端口通知直流充電機，直流充電機停止輸出電能同時停止計費。5.1.3直流快充系統(tǒng)的工作原理直流快充系統(tǒng)的充電過程02直流快充過程主要分為以下幾個階段：（１）握手階段。按下充電槍槍頭按鍵，插入車輛插座，再放開槍頭按鍵。直流供電設備通過CC1回路電壓檢測DC直流槍頭是否插接良好，并提供低壓輔助電源給整車供電激活，BMS、VCU上電工作；BMS通過CC2回路電壓檢測DC直流槍頭是否插接良好（圖5-8）。5.1.3直流快充系統(tǒng)的工作原理直流快充系統(tǒng)的充電過程025.1.3直流快充系統(tǒng)的工作原理（１）握手階段。圖5-8中監(jiān)測點1用于檢測12V—6V—4V的電平變化，一旦檢測到規(guī)定的4V電壓時，充電樁將判斷充電槍插入成功，如表5-2所示，直流充電樁即確認DC直流槍頭插接良好，并將充電槍中的電子鎖鎖定，防止槍頭脫落。直流快充系統(tǒng)的充電過程02檢測點１的電壓S1開關狀態(tài)槍頭與座的狀態(tài)12V斷開斷開6V閉合斷開6V斷開結合4V閉合結合若無問題則開始周期性發(fā)送通信握手報文，閉合接觸器K1、K2，輸出絕緣檢測電壓，進行絕緣檢測。充電樁與車輛連接可靠后，K3、K4繼電器閉合，充電樁輸出12V低壓喚醒電源到車輛控制器VCU，完成控制任務。直流快充過程主要分為以下幾個階段：（２）參數(shù)配置階段。在車輛接口完全連接后就可以開始進行絕緣檢測，充電機和BMS進入?yún)?shù)配置階段。充電機向BMS發(fā)送充電機最大輸出能力的報文，BMS根據(jù)充電機最大輸出能力判斷是否能夠進行充電。直流充電控制電路推薦參數(shù)如表5-3所示（見本書P122）。5.1.3直流快充系統(tǒng)的工作原理直流快充系統(tǒng)的充電過程02直流快充過程主要分為以下幾個階段：（３）充電階段。充電配置完成后，充電機和BMS進入充電階段。在整個充電階段，BMS實時向充電機發(fā)送電池充電需求，充電機會根據(jù)電池充電需求實時調(diào)整充電電壓和充電電流以保證充電過程正常進行。5.1.3直流快充系統(tǒng)的工作原理直流快充系統(tǒng)的充電過程02直流快充過程主要分為以下幾個階段：（３）充電階段。在充電過程中，充電機和BMS相互發(fā)送各自的充電狀態(tài)；除此之外，BMS根據(jù)要求向充電機發(fā)送動力蓄電池具體狀態(tài)信息及電壓、溫度等信息。單體動力電池電壓（BMV）、動力蓄電池溫度（BMT）、動力蓄電池預留（BSP）為可選報告，充電機不對其進行報文超時判定。5.1.3直流快充系統(tǒng)的工作原理直流快充系統(tǒng)的充電過程02直流快充過程主要分為以下幾個階段：（３）充電階段。BMS根據(jù)充電過程是否正常、電池狀態(tài)是否達到BMS自身設定的要求、充電結束條件是否滿足，以及是否收到充電機中止充電報文（包括具體中止原因、報文參數(shù)值全為0和不可信狀態(tài)）來判斷是否結束充電。5.1.3直流快充系統(tǒng)的工作原理直流快充系統(tǒng)的充電過程02直流快充過程主要分為以下幾個階段：（３）充電階段。充電機根據(jù)是否收到停止充電指令、充電過程是否正常、是否達到人為設定的充電參數(shù)值，或者是否收到BMS中止充電報文（包括具體中止原因、報文參數(shù)值全為０和不可信狀態(tài)）來判斷是否結束充電。5.1.3直流快充系統(tǒng)的工作原理直流快充系統(tǒng)的充電過程02直流快充過程主要分為以下幾個階段：（４）充電結束階段。車輛會根據(jù)BMS是否達到充滿狀態(tài)或是收到充電樁發(fā)來的“充電樁中止充電報文”來判斷是否結束充電。當確認充電結束后，充電機和BMS進入充電結束階段。在此階段BMS向充電機發(fā)送整個充電過程中的充電統(tǒng)計數(shù)據(jù)，包括初始和終了時的電池SOC、電池最低電壓和最高電壓。5.1.3直流快充系統(tǒng)的工作原理直流快充系統(tǒng)的充電過程02直流快充過程主要分為以下幾個階段：（４）充電結束階段。充電機收到BMS充電統(tǒng)計數(shù)據(jù)后，向BMS發(fā)送整個充電過程中輸出電量、累計充電時間等信息，最后停止低壓輔助電源的輸出。充電結束后，當車輛控制裝置判斷動力電池已經(jīng)充滿時，會將該信息通過S+和S-發(fā)送給充電樁，充電樁斷開K1、K2接觸器，同時車輛控制器斷開K5、K6接觸器，充電過程結束。5.1.3直流快充系統(tǒng)的工作原理直流快充系統(tǒng)的充電過程02直流快充過程主要分為以下幾個階段：（４）充電結束階段。與交流充電一樣，車輛快充系統(tǒng)也具有充電槍鎖功能。充電槍插入充電接口后，只要駕駛員按下智能鑰匙閉鎖按鈕，充電槍防盜功能將開啟，此時充電槍無法拔出。如要拔出充電槍，需先按下智能鑰匙解鎖按鈕，解鎖充電槍。5.1.3直流快充系統(tǒng)的工作原理直流快充系統(tǒng)的充電過程025.1.4直流充電操作注意事項（１）禁止在充電過程中拔出充電槍。（２）雨天禁止在露天充電，以免發(fā)生危險。（３）充電完成后，充電口蓋需鎖緊，避免發(fā)生異常。（４）BMS上報嚴重故障時，嚴禁對電池系統(tǒng)充電。（５）電池過度充電和放電都會降低其使用壽命，任何使用電池的產(chǎn)品都不能過度放電。5.1.4直流充電操作注意事項（６）要掌握正確的充電時間，電池不宜過充、過放；充電時要關掉車內(nèi)電源；充電時避免充電插頭發(fā)熱。（７）雖然電池組都設計有保護系統(tǒng)，但如果經(jīng)常把車子開到“亮紅燈”的情況，必定會影響電池組的壽命。（８）養(yǎng)成經(jīng)常充電的習慣，不要等電力過低時再去充。一般應在SOC低于30％時進行充電，耗電過度容易影響電池壽命。（９）純電動汽車補充能源需要花費更長的時間，如果選擇家庭充電樁充電，則需要近8h才能充滿電量，選擇快速充電樁的話則需要40min可以充滿80％。練習題1、簡述直流快充系統(tǒng)的工作原理。2、簡述更換快充線束步驟。3、簡述直流充電樁的組成。5.2.1直流快充系統(tǒng)常見的故5.2.2故障診斷思路5.2.3直流快充系統(tǒng)故障的檢修新能源汽車充電系統(tǒng)原理與檢修熟悉直流快充系統(tǒng)電路圖；掌握直流快充系統(tǒng)的故障診斷和排除方法；學會直流快充系統(tǒng)常見故障的處理方法。學習目標直流快充系統(tǒng)常見故障的檢修新能源汽車一體化汽車實訓教室，配備如下實訓設備、儀器儀表等。（１）設備：純電動吉利帝豪EV450／北汽EV200汽車、舉升機、直流充電樁等。（２）工具量具設備：絕緣工具、絕緣手套、萬用表、檢測儀等。（３）輔助工具：二氧化碳滅火器、手電筒、抹布。（４）其他材料：教材、課件、電動汽車使用手冊等。學習準備直流快充系統(tǒng)常見故障的檢修5.2.1直流快充系統(tǒng)常見的故障當車輛與充電樁成功連接后，VCU通過CC2信號確認連接，快充接口把喚醒信號發(fā)送給VCU，VCU接收信號后喚醒BMS并輸送信號到BMS繼電器，使得接觸器閉合，即可開始充電。正常快充需要滿足以下條件：（１）充電連接確認信號CC1、CC2正常；（２）高低壓線束連接正常；（３）確保VCU供電、搭鐵正常，VCU無故障；（４）CAN通信正常；（５）確保動力電池供電、搭鐵正常，BMS無故障，動力電池電壓、電流、溫度等正常；（６）快充接口喚醒ＶＣＵ信號正常，VCU喚醒BMS信號正常；（７）VCU控制BMS繼電器信號正常。直流快充系統(tǒng)正常工作條件15.2.1直流快充系統(tǒng)常見的故障下面以北汽EV150車輛為例，介紹電動汽車在使用的過程中，直流快充系統(tǒng)的常見故障現(xiàn)象診斷與排除方法。（１）充電樁顯示車輛未連接。檢查快充口CC1端與PE端是否有1kΩ電阻；檢查快充口導電層是否脫落；檢查充電槍CC2與PE是否導通。（２）動力電池繼電器未閉合。檢查充電樁輸出正極喚醒信號是否正常；檢查充電樁輸出負極喚醒信號與PE是否導通；檢查充電樁CAN通信是否正常。（３）電池繼電器能正常閉合，但無輸出電流。檢查充電樁與動力電池BMS軟件版本是否匹配；檢查高壓連接器及線纜是否正確連接；用汽車故障診斷儀查看充電監(jiān)控狀態(tài)，以北汽新能源EV系列車輛為例，充電監(jiān)控狀態(tài)如表5-4所示（見本書P124）。直流快充系統(tǒng)常見故障現(xiàn)象15.2.1直流快充系統(tǒng)常見的故障下面以北汽EV150車輛為例，介紹電動汽車在使用的過程中，直流快充系統(tǒng)的常見故障現(xiàn)象診斷與排除方法。（４）DC/DC轉換器不工作。檢查連接器是否正常連接；檢查高壓熔斷絲是否熔斷；檢查使能信號輸入是否正常（12V）。（５）快充與車輛無法通信。檢查喚醒線路保險絲是否損壞、搭鐵點搭鐵是否不良；檢查快充槍、快充接口、快充線束、低壓電器盒、整車控制器、低壓控制是否插件等部件的針腳是否損壞、退針、燒蝕等；檢查動力電池和數(shù)據(jù)采集終端快充CAN總線間的電阻是否異常等。（６）快充與車輛通信正常，但無充電電流。檢查快充繼電器線路保險絲、主保險絲、低壓電器盒、快充線束是否損壞；檢查動力電池BMS快充喚醒是否失常等。直流快充系統(tǒng)常見故障現(xiàn)象1（１）對快充系統(tǒng)進行基本檢查。首先對快充接口、快充線束、動力電池的連接情況進行檢查，查看是否有元件燒蝕、損壞以及線路短路、斷路情況發(fā)生。（２）使用故障診斷儀讀取故障代碼。使用故障診斷儀讀取故障代碼及故障說明，并分析數(shù)據(jù)流，縮小故障范圍。（３）對于無法通信故障的排除思路。首先檢查線路連接情況，然后檢查快充系統(tǒng)各部件的低壓輔助電源、連接確認信號以及快充CAN線路等的針腳情況、電壓、電阻等是否符合要求。（４）對于可以通信卻沒有充電電流故障的排除思路。汽車、充電樁可以通信，表示汽車無低壓通信故障，首先檢查高壓供電線路的保險、線束、繼電器等有無問題，然后檢查動力電池連接插件的電壓、動力電池BMS快充喚醒信號是否正常。5.2.2故障診斷思路1.快充樁與車輛無法通信故障的檢修（１）用故障診斷儀訪問車載充電機，查看是否有DTC，有則根據(jù)DTC提示進行維修。（２）檢查快充接口是否有燒蝕、損壞現(xiàn)象；檢查各端子的導電圈是否脫落；檢查充電插座和充電插頭的連接是否松動。如出現(xiàn)異常，則進行修理。（３）檢查車輛軟件版本，確保整車控制器（VCU）和動力電池管理系統(tǒng)（BMS）軟件版本號為最新，快充測試連接良好。（４）檢查快充接口搭鐵情況。如果快充接口PE端子與車身連接不良，可能會出現(xiàn)充電樁無法操作、無法與車輛通信的問題。測量快充接口ＰＥ端子與車身負極搭鐵的阻值，應小于0.5Ω。如果阻值不符，則有可能是螺栓松動、接觸面銹蝕、螺紋處油漆未處理干凈等原因造成的。如果ＰＥ端子與搭鐵線端子完全不導通，則應更換快充接口的線束，如圖5-9所示。5.2.3直流快充系統(tǒng)故障的檢修1.快充樁與車輛無法通信故障的檢修（５）測量快充接口CC1與PE端子之間的阻值是否為（1000±50）Ω，如果阻值與標準值不符，則更換快充線束；如正常，則繼續(xù)進行下面的步驟。5.2.3直流快充系統(tǒng)故障的檢修1.快充樁與車輛無法通信故障的檢修（６）檢測喚醒信號。①將車輛與快充樁連接好，測試充電喚醒信號是否正常。如果儀表未顯示喚醒，則首先測量BV21插件5號端子是否有喚醒電壓，如圖５３所示。如果無電壓，則應斷開充電槍，在點火開關處于關閉狀態(tài)下，檢查快充線束端子有無退針、銹蝕、接觸不實等現(xiàn)象；檢測BV21到BV20插件線束是否正常，發(fā)現(xiàn)問題須及時修復。②如果線束端子沒有問題，則測量快充接口SO83接口5號端子到CA70插件4號端子是否導通。如不導通則進行分段測量，并更換相關線束；如導通則繼續(xù)進行下一步驟。③根據(jù)電路圖5-10(見本書P126)，繼續(xù)測量CA69插件4號端子、3號端子到CA66插件8號端子、7７號端子是否導通，如不導通則應檢查并修復線束，在不能有效修復的情況下需要更換線束。5.2.3直流快充系統(tǒng)故障的檢修1.快充樁與車輛無法通信故障的檢修5.2.3直流快充系統(tǒng)故障的檢修（７）檢測確認信號。檢查完快充喚醒信號及相關線束都正常，若車輛仍舊不能通信，則需要對車輛端連接確認信號進行檢測。①測量快充接口（CC2）端子與快充線束的BV21接口2號端子是否導通。如不導通則檢查有無退針，必要時修復，無法修復則更換快充線束；如導通則繼續(xù)對低壓電機線束進行檢測。②測量SO83插件2號端子與BMS的CA70插件3號端子間的阻值，應小于0.5Ω，如不符合標準，則對線束進行檢查并修復，不能有效修復則更換。1.快充樁與車輛無法通信故障的檢修（８）檢查通信線路。對車輛進行快充測試，如不能通信則繼續(xù)檢測。關閉點火開關，測量快充接口CANH、CANL端子間的阻值是否為（60±5）Ω，如果阻值不符，則根據(jù)電路圖檢查相關電路。①測量快充接口4號端子和快充線束BV21接口3號端子是否導通，如果不導通，則更換快充線束。②測量快充接口５號端子和快充線束BV21接口4號端子是否導通，如果不導通，則更換快充線束。③測量SO83接口3號端子和4號端子之間的阻值是否為（60±5）Ω，如果不符合，則根據(jù)電路圖繼續(xù)檢測。④測量SO83接口3號端子、4號端子分別與動力電池BMSCA70插件１號端子、２號端子之間的電阻值（應小于0.5Ω），如不符合標準，則檢查插件端子有無銹蝕或虛接現(xiàn)象，有則對線束進行修復，無法修復的更換線束總成。5.2.3直流快充系統(tǒng)故障的檢修1.快充樁與車輛無法通信故障的檢修（８）檢查通信線路。對車輛進行快充測試，如不能通信則繼續(xù)檢測。關閉點火開關，測量快充接口CANH、CANL端子間的阻值是否為（60±5）Ω，如果阻值不符，則根據(jù)電路圖檢查相關電路。⑤測量診斷接口CAN總線間的電阻值，如果不在（60±5）Ω范圍內(nèi)，根據(jù)快充CAN總線所涉及的終端電阻和線束走向進行檢查。CAN總線上，分別在數(shù)據(jù)采集終端和動力電池管理系統(tǒng)之間并聯(lián)，2個終端電阻并聯(lián)后的電阻值應是60Ω。⑥測量數(shù)據(jù)采集終端20芯插件Ａ的1、2端子之間的電阻值，應為（120±5）Ω，如不符合則需要更換數(shù)據(jù)采集終端；符合則進入下一步驟。5.2.3直流快充系統(tǒng)故障的檢修1.快充樁與車輛無法通信故障的檢修（９）測量快充接口A-號端子的接地情況。測量快充接口A-號端子與車身負極之間的電阻值，應小于0.5Ω；如果阻值不符，則按照如下步驟進行檢測：①檢查BV21插件與SO83插件是否有退針、虛接現(xiàn)象，用專用端子測試工具進行測試，看端子是否有母端連接過松現(xiàn)象。②檢查動力電池低壓線束的搭鐵點有無螺栓松動、接觸面銹蝕、螺紋處油漆未處理干凈等問題。③測量動力電池BMS的CA70插件5號端子和搭鐵端子之間的電阻值，應小于0.5Ω，如測量值與標準不符則檢查線束并修復，如不能有效修復則更換低壓電機線束。5.2.3直流快充系統(tǒng)故障的檢修2.充電樁與車輛典型故障的檢修5.2.3直流快充系統(tǒng)故障的檢修充電樁與車輛可以進行通信，但充電電流為0A，該故障的檢測與排除流程如下：（１）檢查充電槍與充電接口的連接是否松動，充電接口、導電接口是否有燒蝕、損壞現(xiàn)象，有則進行修復。（２）用故障診斷儀讀取故障碼，查看是否有DTC，有則根據(jù)DTC提示進行維修?？斐涔收喜糠止收洗a及說明如表5-5所示。故障碼故障說明P15E094充電故障：快充異常，終止充電P159D-01充電故障;快充設備故障P159C-00快充預充失敗P15D2-94整車非期望的整車停止充電P15D3-83充電機與BMS功率不匹配，無法充電2.充電樁與車輛典型故障的檢修5.2.3直流快充系統(tǒng)故障的檢修充電樁與車輛可以進行通信，但充電電流為0A，該故障的檢測與排除流程如下：（３）檢查快充線束通斷。①測量BV20插件1號端子到BV23插件1號端子之間的電阻值，應小于1Ω，否則修復線束或者更換線束；②測量BV20插件2號端子到BV23插件2號端子之間的電阻值，應小于1Ω，否則修復線束或者更換線束。（４）測量BV23插件端子電壓。快充樁顯示充電電壓，但沒有充電電流，在確保安全的情況下，測量動力電池端BV23插件1號端子和2號端子之間的電壓值，應與動力電池電壓值保持一致。如沒有電壓，則檢查BMS工作狀態(tài)。2.充電樁與車輛典型故障的檢修5.2.3直流快充系統(tǒng)故障的檢修充電樁與車輛可以進行通信，但充電電流為0A，該故障的檢測與排除流程如下：（５）檢查BMS電源狀態(tài)。啟動開關使電源模式至ON狀態(tài)，測量BMS線束連接器CA69的1號、7號端子對車身接地的電壓值，將測得電壓值和標準電壓值（11～14Ｖ）進行比較，若電壓值異常，則對供電線路進行進一步的檢測和維修。（６）檢查BMS接地狀態(tài)。測量BMS線束連接器CA69的2號端子與車身接地之間的電阻值，和標準電阻值（小于１Ω）進行比較。若電阻值不正常，則修理或者更換BMS接地線束，正常則繼續(xù)進行下一步驟。（７）檢查BMS。更換BMS，啟動開關使電源模式至ON狀態(tài)，檢查BMS功能是否正常。如BMS工作正常，則證明原本故障是由BMS內(nèi)部故障造成的，則維修或者更換BMS。新能源汽車充電系統(tǒng)原理與檢修隨著電動汽車的發(fā)展和普及，世界各國紛紛研制對新能源電動汽車進行無線能量傳輸?shù)脑O備和技術，實現(xiàn)電動汽車的無線充電。無線充電具有安全性高、使用便捷、易于安裝等優(yōu)點。無線充電樁采用分散布局方式，以減小對電網(wǎng)的壓力，可使電動車充電無須固定場所，自由度更高。5.3國內(nèi)外電動車無線充電技術發(fā)展現(xiàn)狀1、無線充電的原理2、國家標準3、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀4、典型案例無線充電的原理是通過近場感應，由無線充電設備將能量傳導到充電終端設備，終端設備再將接收到的能量轉化為電能存儲在設備的電池中，如圖5-11所示。能量傳導采用的原理是電感耦合，可以保證無外露的導電接口，不僅省去設備間雜亂的傳輸線，對于諸如電動牙刷等經(jīng)常與液體等導電介質(zhì)接觸的電子設備也更加安全。目前無線充電主要有電磁感應式無線充電、磁場共振式無線充電、無線電波式無線充電三種形式。5.3國內(nèi)外電動車無線充電技術發(fā)展現(xiàn)狀1、無線充電的原理2020年4月28日國家標準化管理委員會發(fā)布了GB/T38775-2020系列電動汽車無線充電四項國家標準，包括:《電動汽車無線充電系統(tǒng)第1部分：通用要求》（GB/T38775.1-2020）《電動汽車無線充電系統(tǒng)第２部分：車載充電機與充電設備之間的通信協(xié)議》（GB/T38775.2-2020）《電動汽車無線充電系統(tǒng)第３部分：特殊要求》（GB/T38775.3-2020）《電動汽車無線充電系統(tǒng)第４部分：電磁環(huán)境限值與測試方法》（GB/T3877.4-2020）該標準于2020年11月1日正式實行，雖然目前國內(nèi)市場還沒有一款支持無線充電的量產(chǎn)車型，但標準的出臺標志著有行業(yè)標準可循，相信在不久的將來，電動汽車無線充電會日益普及。5.3國內(nèi)外電動車無線充電技術發(fā)展現(xiàn)狀2、國家標準從國外車企來看，特斯拉、沃爾沃、奧迪、寶馬、奔馳等傳統(tǒng)汽車都已經(jīng)開始研發(fā)或測試旗下電動車的無線充電系統(tǒng)。目前國內(nèi)從事電動汽車無線充電的企業(yè)有華為、中興新能源、中惠創(chuàng)智及其他技術公司和科研院校。上汽榮威、比亞迪、北汽新能源等主流車企也都對電動汽車無線充電系統(tǒng)進行了研發(fā)測試。如中興新能源等多家無線充電技術領域領先者共同參與，一同進行標準編制。這次國家標準的制定將為電動汽車無線充電技術提供導向作用，并加強行業(yè)管理與指導，進一步推動無線充電樁的普及和應用，助力新能源汽車步入無線充電的時代。5.3國內(nèi)外電動車無線充電技術發(fā)展現(xiàn)狀3、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1.3.4電動汽車蓄電池的種類及特點4、典型案例（１）特斯拉無線充電系統(tǒng)。特斯拉為ModelS推出的大功率無線充電系統(tǒng)PluglessPowerｒ的充電功率可達7.2kＷ。每小時為ModelS充入的電量可以提供32km的續(xù)航里程。這套系統(tǒng)為電磁感應式，被設計成了類似掃地機器人的模塊形狀。使用時車主需將車輛停在該無線充電模塊上，此時固定在地面的無線充電模塊和車內(nèi)加裝的約16kg的無線充電模塊接收端便可以開始工作，為ModelS充入電能。（２）沃爾沃無線充電系統(tǒng)。沃爾沃無線充電系統(tǒng)的充電站包括地面上的充電器與安裝在車身底盤上的感應裝置。該系統(tǒng)使用線圈制造電磁場進行充電。通過在一輛88.2kW的電動版C30際測試中顯示，采用無線充電技術的電動車充電時間可以縮短至最小2.5h，利用無線充電技術的充電時間比有線充電的時間大為縮減。1.3.4電動汽車蓄電池的種類及特點4、典型案例（３）奧迪無線充電系統(tǒng)。奧迪采用可升降的感應式無線充電系統(tǒng)，其原理是充電板內(nèi)的交變磁場將交變電流感應至集成在車內(nèi)次級線圈的空氣層中，實現(xiàn)電網(wǎng)電流逆向并輸入到車輛的大功率無線充電系統(tǒng)中。充電時間與電纜充電所需的充電時間大致相同，當電池組充滿電時，充電將自動中止。用戶可以隨時中斷充電并使用車輛。奧迪電動汽車駛入車位后即可自動開始充電，充電技術效率超過90％，而且不受雨雪或結冰等天氣因素的影響。因交變磁場只有當車輛在充電板上方時才會進行充電，因此不會對人體或動物構成傷害。若在公路上設有感應線圈，則可以一邊行駛一邊充電。1.3.4電動汽車蓄電池的種類及特點4、典型案例（４）寶馬無線充電系統(tǒng)。寶馬在2017年首次展示了無線充電功能，然后一年后在德國試行。寶馬無線充電系統(tǒng)包括可安裝在車庫或室外停車位的感應充電基板和固定在車輛底部的車輛感應線圈。充電基板和感應線圈之間的非接觸式能量傳輸可在8cm左右的距離內(nèi)進行。其原理是：充電基板生成磁場，車載感應線圈感應電流，從而為高壓電池充電。寶馬無線充電系統(tǒng)能產(chǎn)生電磁場，將電力從底座傳輸至車輛底座。該充電系統(tǒng)功率為3.2kＷ，530eiPerformance插電式混動汽車可在3.5h內(nèi)完成充電。1.3.4電動汽車蓄電池的種類及特點4、典型案例（５）中興無線充電系統(tǒng)。中興通訊的無線充電系統(tǒng)是大功率充電系統(tǒng)，通過非接觸的電磁感應方式進行電力傳輸。當充電車輛在大功率無線充電停車位停下后，就能自動通過無線接入大功率無線充電場的通信網(wǎng)絡，建立起地面系統(tǒng)和車載系統(tǒng)的通信鏈路，可完成車輛鑒權和其他相關信息交換。充電位也可以通過有線或無線的方式和云服務中心進行互聯(lián)。一旦出現(xiàn)充電和受電的任何隱患，地面充電模塊將立即停止充電并報警，確保充電過程安全可靠。最重要的是，大功率無線充電系統(tǒng)在車輛運行時完全不工作，即使車輛在上面駛過，或者在雷雨等惡劣天氣情況下，也能確保安全。中興大功率無線充電系統(tǒng)具有4個方面的優(yōu)勢：充電不占場地，全自動無人值守，不增加車輛自身重量，良好的電池保護功能。一輛車充滿電量需要5~6h，一次充電車輛可以運營200km以上。練習題1、簡述快充系統(tǒng)的喚醒過程。2、簡述快充線束絕緣的檢測方法。3、簡述無線充電的原理。THANKS新能源汽車充電系統(tǒng)原理&檢修授課老師：新能源汽車充電系統(tǒng)原理與檢修認識新能源汽車的類型、特點和主要參數(shù)；認識車輛（吉利帝豪EV450或北汽EV200）銘牌信息和車輛參數(shù)；了解車型（吉利帝豪EV450或北汽EV200）主要零部件的位置，并說出作用；掌握啟動、行駛及滅火操作；培養(yǎng)科學的態(tài)度，能夠分工協(xié)作，注意安全防護，可獨立完成任務。實訓要求電動汽車的認識和基本操作防護裝備，實訓著裝；實訓用車：吉利帝豪EV450或北汽EV200車型；專用修車工具；手工常用工具。實訓準備查找新能源汽車主要零部件位置，并說出作用；學習了解新能源汽車高壓上電、行駛和下電的基本操作。實訓內(nèi)容電動汽車的認識和基本操作見書P131-133實訓步驟新能源汽車充電系統(tǒng)原理與檢修掌握個人防護用品的使用方法；掌握電動汽車高壓禁用方法；掌握高壓元件的警示標志含義；培養(yǎng)科學的態(tài)度，能夠分工協(xié)作，注意安全防護，可獨立完成任務。實訓要求高壓元件識別和安全防護實訓用車：吉利帝豪EV450或北汽EV200車型；防護裝備：絕緣鞋、絕緣手套、護目鏡、防護服；專用修車工具：萬用表、滅火器等；手工常用工具；輔助材料。實訓準備高壓元件識別和安全防護根據(jù)實訓場地個人安全防護設備的類型，練習使用個人安全防護設備，并學會如何正確自檢安全防護設備。熟悉高壓元件位置、車輛（EV450／EV200）高壓元件識別和安全防護方法。實訓內(nèi)容見書P134-136實訓步驟新能源汽車充電系統(tǒng)原理與檢修高壓安全防護與高壓元件檢測掌握個人防護用品的檢查和使用方法；掌握電動汽車高壓禁用方法；掌握電動汽車檢測工具的使用方法；認識EV450或EV200交流充電的組成；認識EV450或EV200直流充電的組成；認識EV450或EV200低壓充電的組成；正確掌握萬用表的使用方法；培養(yǎng)科學的態(tài)度，能夠分工協(xié)作，注意安全防護，可獨立完成任務。實訓要求高壓安全防護與高壓元件檢測實訓用車：吉利帝豪EV450或北汽EV200車型；防護裝備：絕緣鞋、絕緣手套、護目鏡、防護服；專用修車工具：萬用表、滅火器等；手工常用工具；輔助材料。實訓準備根據(jù)實訓場地個人安全防護設備的類型，練習使用個人安全防護設備，并學會如何正確自檢安全防護設備。熟悉高壓元件位置、車輛（EV450／EV200）高壓元件識別和安全防護方法。實訓內(nèi)容見書P136-138實訓步驟高壓安全防護與高壓元件檢測新能源汽車充電系統(tǒng)原理與檢修新能源汽車充電操作步驟能區(qū)分快、慢充電插座；能正確打開和關閉充電口，并會正確使用充電槍；會正確讀取儀表充電顯示值；能正確使用防護裝備和絕緣工具；能正確拆裝車載充電機；掌握車載充電機拆裝注意事項；能正確使用汽車故障診斷儀、萬用表；培養(yǎng)科學的態(tài)度，能夠分工協(xié)作，注意安全防護，可獨立完成任務。實訓要求實訓用車：吉利帝豪EV450或北汽EV200車型；防護裝備：絕緣鞋、絕緣手套、護目鏡、穿絕緣著裝；專用修車工具：汽車故障診斷儀、萬用表、滅火器等；手工常用工具；輔助材料。實