新能源汽車(chē)結(jié)構(gòu)與維修 課件 任務(wù)3 行駛中動(dòng)力突然中斷的故障診斷與維修、任務(wù)4 電動(dòng)汽車(chē)無(wú)法充電的故障診斷與維修

任務(wù)3行駛中動(dòng)力突然中斷的故障診斷與維修模塊2電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池及其管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與維修學(xué)習(xí)目錄1任務(wù)接受2學(xué)習(xí)目標(biāo)3任務(wù)準(zhǔn)備4任務(wù)實(shí)施5任務(wù)總結(jié)任務(wù)3行駛中動(dòng)力突然中斷的故障診斷與維修

客戶報(bào)修：比亞迪秦ProEV純電動(dòng)汽車(chē)行駛中突然動(dòng)力中斷，組合儀表出現(xiàn)動(dòng)力系統(tǒng)故障警告燈亮，并顯示“EV功能受限”字樣，要求服務(wù)站給予維修。任務(wù)接受1.能夠描述動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的基本作用和總體組成。2.能夠解釋動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理。3.能夠分析動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的常見(jiàn)故障。4.能夠描述動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)檢測(cè)與診斷方法。5.能夠進(jìn)行電池管理器的拆裝更換。6.激發(fā)學(xué)生立志成才，培養(yǎng)學(xué)生深入思考、學(xué)生勇于創(chuàng)新的能力。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)準(zhǔn)備信息收集故障分析1.動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的作用2.動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的組成架構(gòu)3.動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的工作原理1.動(dòng)力突然中斷的故障分析維修準(zhǔn)備1.動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)維修準(zhǔn)備信息收集3.1電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集1.動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的作用動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)（BatteryManagementSystem，簡(jiǎn)稱BMS）是監(jiān)視動(dòng)力蓄電池的狀態(tài)（溫度、電壓、荷電狀態(tài)等），可以為動(dòng)力蓄電池提供通信、安全、電芯均衡及管理控制，并提供與應(yīng)用設(shè)備接口的系統(tǒng)。根據(jù)QC/T897-2011標(biāo)準(zhǔn)要求，BMS具有以下功能：實(shí)時(shí)采集監(jiān)測(cè)和顯示電源系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)；計(jì)算荷電狀態(tài)、健康狀態(tài)、放電及充電功率限制、電池壽命、車(chē)輛剩余續(xù)駛里程等；BMS內(nèi)部和外部都需要通過(guò)可靠的通訊方式發(fā)送數(shù)據(jù)信息，使車(chē)輛協(xié)調(diào)運(yùn)行；涵蓋故障診斷和處理及時(shí)報(bào)警和安全保護(hù)；蓄電池組的各單體蓄電池電壓和溫度的平衡；高壓互鎖、蓄電池預(yù)充控制等功能。

圖3-1木桶效應(yīng)

信息收集3.1電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集2.動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的組成架構(gòu)（1）BMS基本組成

動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分。硬件一般由主控模塊、高壓模塊和分布測(cè)量模塊組成，各模塊間采用CAN總線通信，如圖3-2所示。分布測(cè)量模塊（也稱數(shù)據(jù)采集器）采用專用芯片進(jìn)行電壓采集、溫度采集和均衡管理，采用CAN收發(fā)器模塊來(lái)和主控模塊通信，每個(gè)分布測(cè)量模塊可進(jìn)行多路信號(hào)采集、均衡控制和溫度監(jiān)測(cè)。

圖3-2動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)基本組成信息收集3.1電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集2.動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的組成架構(gòu)（1）BMS基本組成

高壓模塊負(fù)責(zé)總電壓、總電流采集與絕緣電阻計(jì)算，及給主控模塊上傳數(shù)據(jù)。主控模塊包括系統(tǒng)電源、輸入檢測(cè)、繼電器控制和通信接口等電路，通過(guò)CAN總線與整車(chē)控制器、電機(jī)控制器、整車(chē)控制器、組合儀表、高壓模塊和分布測(cè)量模塊進(jìn)行通信，并為高壓模塊和分布測(cè)量模塊提供12V直流電源。

圖3-2動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)基本組成信息收集3.1電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集2.動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的組成架構(gòu)(2)比亞迪秦ProEV純電動(dòng)汽車(chē)的電池管理系統(tǒng)

比亞迪ProEV純電動(dòng)汽車(chē)BMS架構(gòu)如圖3-5所示，主要包括電池管理器、信號(hào)（電壓、電流、溫度）采集系統(tǒng)、充配電總成（各種接觸器、熔絲、車(chē)載充電系統(tǒng)、充放電控制系統(tǒng)）、車(chē)載網(wǎng)絡(luò)（CAN）等。

圖3-5比亞迪秦ProEV純電動(dòng)汽車(chē)BMS架構(gòu)信息收集3.1電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集2.動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的組成架構(gòu)(2)比亞迪秦ProEV純電動(dòng)汽車(chē)的電池管理系統(tǒng)

電池管理器位于車(chē)輛前機(jī)艙充配電總成的右下方，固定在身車(chē)大支架，具體位置如圖3-6所示。電池管理器接收來(lái)自信息采集器采集到的各單體電池的電壓和溫度信息，并通過(guò)CAN總線與整車(chē)控制器進(jìn)行交換數(shù)據(jù)。

圖3-6比亞迪秦ProEV純電動(dòng)汽車(chē)電池管理器信息收集3.1電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集2.動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的組成架構(gòu)(2)比亞迪秦ProEV純電動(dòng)汽車(chē)的電池管理系統(tǒng)

充配電總成將DC/DC轉(zhuǎn)換器、車(chē)載充電器機(jī)OBC以及高壓配電箱PDU進(jìn)行高度集成，其外部和內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3-7所示。

圖3-7比亞迪秦ProEV純電動(dòng)汽車(chē)充配電總成信息收集3.1電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集2.動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的組成架構(gòu)

在配電的部分，PDU主要負(fù)責(zé)把動(dòng)力蓄電池輸出的高壓電與驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器相連接，并與空調(diào)PTC、空調(diào)壓縮機(jī)、DC/DC轉(zhuǎn)換器以及電池加熱器等高壓附件進(jìn)行動(dòng)力的分配，如圖3-8所示。圖3-8充配電總成動(dòng)力分配信息收集3.1電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集2.動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的組成架構(gòu)

另外，通過(guò)直流充電正極接觸器、直流充電負(fù)極接觸器與快充回路相連接，車(chē)載充電機(jī)通過(guò)車(chē)載充電機(jī)輸入保險(xiǎn)絲與慢充回路相連接，如圖3-9所示。圖3-9充電電流走向信息收集3.1電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集2.動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的組成架構(gòu)

車(chē)載充電系統(tǒng)包含交流和直流兩部分，交流充電用于家庭充電和交流充電樁，通過(guò)車(chē)載充電器將家用220V交流轉(zhuǎn)為高壓直流電給動(dòng)力蓄電池充電；直流充電通過(guò)充電站的充電柜將直流高壓直接給動(dòng)力蓄電池充電。

車(chē)載充電系統(tǒng)主要由充配電總成、直流充電口、交流充電口、電池管理器和動(dòng)力蓄電池等組成（圖3-10）。圖3-10比亞迪秦ProEV純電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)信息收集3.1電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集比亞迪秦ProEV純電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)電路如圖3-11所示。

圖3-11比亞迪秦ProEV純電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)電路原理圖信息收集3.1電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集比亞迪秦ProEV純電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)電路如圖3-11所示。

圖3-11比亞迪秦ProEV純電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)電路原理圖信息收集3.1電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集3.動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的工作原理（1）數(shù)據(jù)采集基本原理

數(shù)據(jù)采集包括單體蓄電池的電壓、電流、溫度和電池組的總電壓、總電流，它是所有控制、保護(hù)和顯示的基礎(chǔ)。

1）單體蓄電池的電壓采集。目前普遍采用ASIC（ApplicationSpecificIntegratendCircuit）來(lái)完成，檢測(cè)電路如圖3-12所示。如比亞迪ProEV純電動(dòng)汽車(chē)通過(guò)119根電壓采樣子線，采集各單體電池的電壓信息。

圖3-12數(shù)據(jù)采集專用集成電路信息收集3.1電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集3.動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的工作原理（1）數(shù)據(jù)采集基本原理

2）蓄電池包總電壓檢測(cè)。單體蓄電池的電壓采樣有一定的時(shí)間差異性，無(wú)法與電池傳感器數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)精確對(duì)齊，必需通過(guò)采集電池包總電壓進(jìn)行SOC計(jì)算。在診斷繼電器時(shí)，又需要電池包內(nèi)外電壓一起比較，所有測(cè)量電池包電壓至少有二路U0和U1（圖3-13）。

圖3-13蓄電池包總電壓檢測(cè)電路信息收集3.1電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集3.動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的工作原理（1）數(shù)據(jù)采集基本原理

2）蓄電池包總電壓檢測(cè)。單體蓄電池的電壓采樣有一定的時(shí)間差異性，無(wú)法與電池傳感器數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)精確對(duì)齊，必需通過(guò)采集電池包總電壓進(jìn)行SOC計(jì)算。在診斷繼電器時(shí)，又需要電池包內(nèi)外電壓一起比較，所有測(cè)量電池包電壓至少有二路U0和U1（圖3-13）。

圖3-13蓄電池包總電壓檢測(cè)電路信息收集3.1電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集3.動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的工作原理（1）數(shù)據(jù)采集基本原理3）單體蓄電池的溫度采集。電池由于存在內(nèi)阻，工作時(shí)溫度是會(huì)升高的，在-10℃~10℃和40℃高溫附近，對(duì)電池性能影響較大。溫度檢測(cè)普遍采用熱敏電阻溫度傳感器進(jìn)行，采集電路如圖3-14所示。

圖3-14單體蓄電池溫度檢測(cè)電路信息收集3.1電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集3.動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的工作原理

4）蓄電池包流體溫度采集。用于檢測(cè)電池包冷卻液溫度，通過(guò)水溫傳感器一旦發(fā)現(xiàn)冷卻液溫度過(guò)高，電池冷卻控制器就會(huì)控制冷卻水泵繼電器閉合，水泵電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)加強(qiáng)散熱效果。

5）電流檢測(cè)。因?yàn)殡姵匕鼉?nèi)的單體電池是串聯(lián)起來(lái)給整車(chē)供電，所以電流檢測(cè)一般只需要一個(gè)工具。測(cè)量工具主要有智能分流器或霍爾電流傳感器（圖3-14）。

智能分流器（圖3-15）實(shí)際上是一個(gè)阻值很小的電阻，當(dāng)直流電流通過(guò)電阻時(shí)，在電阻兩端產(chǎn)生電壓降，用來(lái)檢測(cè)總電流的大小。

圖3-15電流智能分流器信息收集3.1電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集霍爾效應(yīng)（圖3-16）

即當(dāng)電流垂直于外磁場(chǎng)通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，載流子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，垂直于電流和磁場(chǎng)的方向會(huì)產(chǎn)生一附加電場(chǎng)，從而在導(dǎo)體的兩端產(chǎn)生電勢(shì)差，電勢(shì)VH的大小與電流和磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比式中：K—霍爾系數(shù)，取決于材質(zhì)、溫度和尺寸；I—電流；B—磁感應(yīng)強(qiáng)度；a—電流和磁場(chǎng)方向的夾角。

圖3-16霍爾效應(yīng)及其霍爾電流傳感器信息收集3.1電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集（2）SOC估算原理

動(dòng)力蓄電池SOC大小與電池容量衰減、自放電、電池一致性、放電時(shí)的電流、溫度等眾多因素有關(guān)。其估算方法較多，有安時(shí)計(jì)量法、放電試驗(yàn)法、開(kāi)路電壓法、卡爾曼濾波法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、內(nèi)阻法和線性模型法，各種方法都要特定的優(yōu)缺點(diǎn)（表3-1），是目前電動(dòng)汽車(chē)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。表3-1動(dòng)力蓄電池SOC估算方法比較序號(hào)SOC計(jì)算方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)1放電實(shí)驗(yàn)法放電實(shí)驗(yàn)法須中斷，時(shí)間長(zhǎng)2安時(shí)計(jì)量法計(jì)算較為簡(jiǎn)單相對(duì)誤差較大3開(kāi)路電壓法在數(shù)值上接近電池電動(dòng)勢(shì)需要長(zhǎng)時(shí)間靜置4線性模型法模型簡(jiǎn)單不夠準(zhǔn)確5內(nèi)阻法與SOC關(guān)系密切測(cè)量困難6卡爾曼濾波法適合非線性模型需準(zhǔn)確的模型7神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法精度比較高需大量訓(xùn)練方法和數(shù)據(jù)信息收集3.1電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集

（3）健康狀態(tài)SOH估算

動(dòng)力蓄電池的健康狀態(tài)是指動(dòng)力蓄電池當(dāng)前的容量能力，即在一定條件下，動(dòng)力蓄電池所能充入或放出電量與電池標(biāo)稱容量的百分比。隨著電池充放電次數(shù)及擱置時(shí)間累積，蓄電池內(nèi)部電極材料相變、電解液的分解、活性物質(zhì)的溶解、固體電解質(zhì)界面膜(SEI)的形成、正極界面阻抗的增長(zhǎng)，都會(huì)導(dǎo)致電池容量能力降低。

（4）蓄電池組管理優(yōu)化原理

通過(guò)對(duì)蓄電池組的各單體蓄電池、電流和溫度等進(jìn)行的均衡控制，從而把電池組控制在最佳效率和最佳壽命區(qū)工作（圖3-17）。圖3-17蓄電池適宜工作區(qū)信息收集3.1電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集

以均衡過(guò)程中電路對(duì)能量的消耗情況分，又可分為能量耗散型和能量非耗散型兩大類。

圖3-18能量耗散型均衡電路

圖3-19能量非耗散型電路信息收集3.1電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集

（5）預(yù)充控制原理（圖3-20）

因?yàn)殡妱?dòng)汽車(chē)的電機(jī)控制器和空調(diào)控制器等都含有電容，如果沒(méi)有預(yù)充電控制電路，動(dòng)力蓄電池的主正、主負(fù)繼電器直接與電容器C閉合，電池組電壓434V以上，而電容器兩端電壓為0V，相當(dāng)于瞬間短路，易導(dǎo)致主正、主負(fù)繼電器容易損壞。

a)預(yù)充電電流流向

b)預(yù)充電壓VC與預(yù)充電流IP的變化

圖3-20預(yù)充電控制電路信息收集3.1電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集（6）動(dòng)力蓄電池的熱管理

熱管理的主要功能有：1）準(zhǔn)確測(cè)量和監(jiān)控動(dòng)力蓄電池溫度。2）動(dòng)力蓄電池溫度過(guò)高時(shí)有效散熱。3）低溫條件下的快速加熱，使動(dòng)力蓄電池改善工作條件。4）保證動(dòng)力蓄電池溫度場(chǎng)的均勻分布。

電池的熱管理分降溫管理和升溫管理。（圖-21至圖3-23）圖3-21串聯(lián)式空氣散熱方式

圖3-22并聯(lián)式空氣散熱方式圖3-23比亞迪秦ProEV純電動(dòng)汽車(chē)熱管理系統(tǒng)

信息收集3.1電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集（7）絕緣電阻檢測(cè)原理

在蓄電池管理系統(tǒng)內(nèi)，需要對(duì)整個(gè)電池系統(tǒng)和高壓系統(tǒng)進(jìn)行絕緣檢測(cè)，以判斷漏電情況。比較簡(jiǎn)單的方法是利用電橋來(lái)測(cè)量總線正極和負(fù)極對(duì)地的絕緣電阻，絕緣電阻檢測(cè)電路如圖3-24所示。圖3-24絕緣電阻檢測(cè)電路信息收集3.1電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集

（8）高壓互鎖電路原理

高壓互鎖是用來(lái)確認(rèn)高壓系統(tǒng)的完整性和安全性，當(dāng)高壓總線上電之前即主、副繼電器閉合之前，高壓系統(tǒng)回路斷開(kāi)或完整性被破壞時(shí)，高壓互鎖就會(huì)采取安全措施（如斷電等）。秦ProEV純電動(dòng)汽車(chē)高壓互鎖主要通過(guò)接插件的低壓連接回路完成，互鎖電路如圖3-25所示。

圖3-25高壓互鎖電路信息收集3.1電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集

（8）高壓互鎖電路原理

高壓互鎖是用來(lái)確認(rèn)高壓系統(tǒng)的完整性和安全性，當(dāng)高壓總線上電之前即主、副繼電器閉合之前，高壓系統(tǒng)回路斷開(kāi)或完整性被破壞時(shí)，高壓互鎖就會(huì)采取安全措施（如斷電等）。秦ProEV純電動(dòng)汽車(chē)高壓互鎖主要通過(guò)接插件的低壓連接回路完成，互鎖電路如圖3-25所示。圖3-25高壓互鎖電路信息收集3.1電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集

（8）高壓互鎖電路原理

高壓互鎖是用來(lái)確認(rèn)高壓系統(tǒng)的完整性和安全性，當(dāng)高壓總線上電之前即主、副繼電器閉合之前，高壓系統(tǒng)回路斷開(kāi)或完整性被破壞時(shí)，高壓互鎖就會(huì)采取安全措施（如斷電等）。秦ProEV純電動(dòng)汽車(chē)高壓互鎖主要通過(guò)接插件的低壓連接回路完成，互鎖電路如圖3-25所示。圖3-25高壓互鎖電路信息收集3.1電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集

（9）故障診斷與安全保護(hù)原理

一個(gè)蓄電池包由上百節(jié)單體蓄電池組成，電壓高達(dá)434.35V，一旦發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)快速診斷并采取相應(yīng)保護(hù)措施，記錄、上報(bào)故障碼和預(yù)警，并通過(guò)多重保護(hù)機(jī)制，確保電池系統(tǒng)安全。當(dāng)電池系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重故障時(shí)，高壓接觸器必須快速切斷以保護(hù)電池和整車(chē)高壓安全。電動(dòng)汽車(chē)故障等級(jí)見(jiàn)表3-2。信息收集3.1電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集

故障診斷采用了眾多傳感器（如加速度傳感器用于診斷碰撞信號(hào)）進(jìn)行各種信號(hào)采集，通過(guò)BMS進(jìn)行信息分析處理，發(fā)出告警并進(jìn)行相應(yīng)處理。比亞迪秦ProEV純電動(dòng)汽車(chē)的故障診斷及其處理功能見(jiàn)表3-3。故障分析3.2動(dòng)力突然中斷的故障分析

根據(jù)比亞迪秦ProEV純電動(dòng)汽車(chē)結(jié)構(gòu)原理，行駛中突然動(dòng)力中斷的故障可能原因如圖3-26所示。圖2-11故障可能原因分析故障分析3.3動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)維修準(zhǔn)備表3-4維修設(shè)備與材料名稱數(shù)量名稱數(shù)量元征X-431故障診斷儀1臺(tái)/組1000V絕緣手套1套/組汽車(chē)萬(wàn)用表1臺(tái)/組手套、抹布等1批/組常規(guī)拆裝工具1套/組動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)零部件（傳感器、執(zhí)行器、接插件等）1批/組任務(wù)實(shí)施3.4動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)故障的檢查

1.外部直觀檢查

1）檢查各傳感器接插件是否松動(dòng)，必要時(shí)重新拔插，檢查外部連線是否損壞，必要時(shí)更換。

2）檢查電源管理器各端子接插件是否松動(dòng)，必要時(shí)重新拔插，檢查外部連線是否損壞，必要時(shí)更換。

3）檢查采集線接頭是否松動(dòng)，必要時(shí)重新拔插，檢查外部線束是否損壞，必要時(shí)更換。

4）檢查風(fēng)扇接插件是否松動(dòng)，必要時(shí)重新拔插，檢查外部連線是否損壞，必要時(shí)更換。

5）檢查冷卻液是否不足，必要時(shí)添加。任務(wù)實(shí)施3.4動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)故障的檢查

2.用儀器設(shè)備進(jìn)行故障診斷（1）檢查蓄電池電壓

用萬(wàn)用表檢查，標(biāo)準(zhǔn)電壓值為11~14V，如果電壓值低于11V，在進(jìn)行下一步之前請(qǐng)充電或更換蓄電池。（2）車(chē)上檢查電池管理器端子

斷開(kāi)動(dòng)力電池管理器接插件，用萬(wàn)用表測(cè)量線束端BK45（A）、BK45(B)輸入電壓；之后接回電池管理器插接件，測(cè)量各端子（圖3-27），其正常值見(jiàn)表3-5。圖3-27電池管理器檢測(cè)端子任務(wù)實(shí)施3.4動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)故障的檢查任務(wù)實(shí)施3.4動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)故障的檢查

（3）用診斷儀讀取故障碼

將診斷儀連接DLC3診斷口，整車(chē)電源位于ON檔，進(jìn)入電池管理器代碼診斷（見(jiàn)表3-6）。如有故障碼，則應(yīng)檢查對(duì)應(yīng)的故障碼。如無(wú)故障碼，應(yīng)全面檢查系統(tǒng)。任務(wù)實(shí)施3.4動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)故障的檢查

（4）電池管理模塊電源電路檢查

電池管理模塊電源電路如圖3-28所示。

1）用萬(wàn)用表檢查F2/20熔絲、F1/22熔絲，如有燒毀則更換熔絲。

2）檢查線束，分別斷開(kāi)BK45（A）接插件、BK45（B）接插件，電源打到ON擋，正常值如表3-7所示。圖3-28電池管理模塊電源電路任務(wù)實(shí)施3.4動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)故障的檢查

（5）霍爾傳感器故障檢查

霍爾傳感器電路如圖3-29所示。

1）檢查傳感器電源。斷開(kāi)BK51接插件（圖3-30），電源置于OK檔，用萬(wàn)用表檢查線束端子值。正常值如表3-8所示。

圖3-29霍爾傳感器電路任務(wù)實(shí)施3.4動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)故障的檢查

（5）霍爾傳感器故障檢查

霍爾傳感器電路如圖3-29所示。

檢查線束?？蓴嚅_(kāi)BK51及BK45(A)接插件，檢查線束端子間阻值。正常值如表3-9所示。表3-9線束端子間電阻值圖3-30BK51接插件任務(wù)實(shí)施3.4動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)故障的檢查

（6）電池管理模塊通訊故障

電池管理模塊電路如圖3-31所示。

檢查CAN線，斷開(kāi)BK45(A)接插件，用萬(wàn)用表檢查BK45(A)-1與BK45(A)-10端子之間的阻值，插回BK45(A)接插件，檢查BK45(A)-1與車(chē)身地、BK45(A)-10與車(chē)身地之間的阻值，檢查結(jié)果如表3-12所示。

圖3-31電池管理模塊電路

任務(wù)實(shí)施3.5動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)的維修

1.電池管理器拆裝

1）電池管理器拆卸步驟：如圖3-34所示，首先將電源開(kāi)關(guān)置于OFF檔，等待5min。再打開(kāi)前艙蓋,斷開(kāi)蓄電池負(fù)極。然后拔掉電池管理器上連接的整車(chē)低壓線束的插接件，并用8號(hào)套筒拆卸PTC驅(qū)動(dòng)器支架。最后，反轉(zhuǎn)支架，用8號(hào)套筒拆卸電池管理器的四個(gè)固定螺栓，取下電池管理器。

2）按拆卸相反的步驟安裝電池管理器。圖3-34電池管理器拆裝1動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）是監(jiān)視蓄電池的狀態(tài)（溫度、電壓、荷電狀態(tài)等），可以為蓄電池提供通信、安全、電芯均衡及管理控制，并提供與應(yīng)用設(shè)備接口的系統(tǒng)。其主要功能是實(shí)時(shí)采集監(jiān)測(cè)和顯示電源系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)（總電壓、總電流、單體蓄電池的電壓與溫度、漏電信號(hào)、SOC等），根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算SOC、SOH值，可靠的通信功能，進(jìn)行電池的故障診斷、報(bào)警和安全保護(hù)（過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、低溫、高溫、漏電、短路等保護(hù)），實(shí)施電池的優(yōu)化管理等。2.動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)主要由硬件和軟件兩部分組成。硬件一般由主控模塊、高壓模塊和分布測(cè)量模塊組成。軟件分別對(duì)主控模塊和測(cè)量模塊的各功能單元編寫(xiě)軟件程序，而后聯(lián)結(jié)起來(lái)構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)程序。任務(wù)總結(jié)3.動(dòng)力蓄電池的電壓采集目前普遍采用ASIC專用集成電路來(lái)完成，電池溫度檢測(cè)普遍采用熱敏電阻溫度傳感器進(jìn)行，電流檢測(cè)采用霍爾電流傳感器進(jìn)行，SOC估算可采用安時(shí)積分法等多種方法進(jìn)行。4.電池組管理優(yōu)化原理主要是均衡控制蓄電池組的各單體電池、電流和溫度，從而把蓄電池組控制在最佳效率和最佳壽命區(qū)工作；預(yù)充控制采用預(yù)充繼電器有效降低瞬時(shí)高電壓沖擊；動(dòng)力蓄電池的熱管理分降溫管理和升溫管理，降溫管理根據(jù)介質(zhì)不同有空氣冷卻、液體冷卻和相變材料，升溫管理通過(guò)小電流充電保護(hù)逐步升溫進(jìn)行。5.電池組絕緣電阻檢測(cè)是利用電橋來(lái)測(cè)量總線正極和負(fù)極對(duì)地的絕緣電阻；高壓互鎖（HVIL）是在高壓總線上電之前，高壓系統(tǒng)回路斷開(kāi)或完整性被破壞時(shí)采取的安全措施。任務(wù)總結(jié)6.動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)故障外部直觀檢查主要有各傳感器接插件及其外部連線、電源管理器各端子接插件及其外部連線、各采集線接頭及其外部線束、風(fēng)扇接插件及其外部連線是否松動(dòng)、損壞的檢查，還有冷卻液的檢查。7.動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)故障檢查盡量采用專用設(shè)備進(jìn)行科學(xué)檢測(cè)，通過(guò)讀取故障碼和數(shù)據(jù)流進(jìn)行判斷。結(jié)合萬(wàn)用表檢測(cè)各端子的電壓、電阻等參數(shù)，可以更具體判斷故障部位和零部件好壞。任務(wù)總結(jié)感謝聆聽(tīng)！任務(wù)4電動(dòng)汽車(chē)無(wú)法充電的故障診斷與維修模塊2電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池及其管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與維修學(xué)習(xí)目錄1任務(wù)接受2學(xué)習(xí)目標(biāo)3任務(wù)準(zhǔn)備4任務(wù)實(shí)施5任務(wù)總結(jié)任務(wù)4電動(dòng)汽車(chē)無(wú)法充電的故障診斷與維修

客戶報(bào)修：比亞迪秦ProEV純電動(dòng)汽車(chē)在私家停車(chē)位交流充電樁上充電，插槍后儀表一直顯示“充電連接中，請(qǐng)稍侯”。前往公共快充站充電，插槍后儀表黑屏，同時(shí)充電指示燈也不亮，請(qǐng)求服務(wù)站給予維修。任務(wù)接受1.能夠描述電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)的基本作用和充電方式。2.能夠解釋電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)的總體組成與結(jié)構(gòu)原理。3.能夠給電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行充電。4.學(xué)會(huì)電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)檢修方法。5.能夠進(jìn)行電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)常見(jiàn)故障的檢修。6.培養(yǎng)良好的職業(yè)道德與安全、環(huán)保意識(shí)。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)準(zhǔn)備信息收集故障分析1.電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)作用及其充電方式2.電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)的基本組成3.電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)的基本工作原理1.電動(dòng)汽車(chē)無(wú)法充電的故障分析維修準(zhǔn)備1.電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)維修準(zhǔn)備信息收集4.1電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)的信息收集（1）充電系統(tǒng)作用

充電系統(tǒng)作用是給電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池及時(shí)補(bǔ)充能量，并能根據(jù)動(dòng)力蓄電池電量情況和充電時(shí)環(huán)境狀態(tài)，及時(shí)調(diào)整充電電流。（2）充電方式

電動(dòng)汽車(chē)充電方式常見(jiàn)的有以下4種（表4-1）。

還有一種車(chē)輛之間相互充電的，有這種配置的車(chē)輛可用。1.電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)作用及其充電方式信息收集4.1電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)的信息收集

以比亞迪秦ProEV純電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)為例，主要由交流充電口、直流充電口、充配電總成、動(dòng)力蓄電池、電池管理系統(tǒng)以及電壓線束等組成（圖4-1）。

2.電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)的基本組成圖4-1比亞迪秦ProEV純電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)組成信息收集4.1電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)的信息收集

（1）充電口

比亞迪秦ProEV

純電動(dòng)汽車(chē)電池充電接口在汽車(chē)側(cè)面，有交流充電口和直流充電口(圖4-2）

圖4-3（圖4-4）2.電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)的基本組成圖4-2比亞迪秦PorEV純電動(dòng)汽車(chē)充電口

圖4-3交流充電口插頭和插座端子布置圖信息收集4.1電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)的信息收集

（1）充電口

比亞迪秦ProEV

純電動(dòng)汽車(chē)電池充電接口在汽車(chē)側(cè)面，有交流充電口和直流充電口(圖4-2）

圖4-3（圖4-4）2.電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)的基本組成圖4-4交流充電口插頭和插座端子布置圖信息收集4.1電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)的信息收集

（2）車(chē)載充電機(jī)

車(chē)載充電機(jī)作用是將家用220V交流電轉(zhuǎn)為直流高壓給動(dòng)力蓄電池充電。如圖4-5所示。2.電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)的基本組成圖4-5車(chē)載充電器信息收集4.1電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)的信息收集

（3）雙向逆變充放電式電機(jī)控制器

比亞迪秦ProEV純電動(dòng)汽車(chē)采用雙向逆變充放電式電機(jī)控制器，將三相交流電轉(zhuǎn)為與電池電壓相匹配的直流高壓電給動(dòng)力蓄電池充電。2.電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)的基本組成信息收集4.1電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)的信息收集

（3）雙向逆變充放電式電機(jī)控制器

比亞迪秦ProEV純電動(dòng)汽車(chē)采用雙向逆變充放電式電機(jī)控制器，將三相交流電轉(zhuǎn)為與電池電壓相匹配的直流高壓電給動(dòng)力蓄電池充電。2.電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)的基本組成信息收集4.1電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)的信息收集

以比亞迪秦ProEV純電動(dòng)汽車(chē)為例，基本原理如圖4-6所示，當(dāng)通過(guò)直流充電口對(duì)動(dòng)力蓄電池進(jìn)行充電時(shí)，直流充電正極接觸器與直流充電負(fù)極接觸器閉合，直接利用其電勢(shì)差對(duì)動(dòng)力蓄電池進(jìn)行充電；當(dāng)通過(guò)交流充電口對(duì)動(dòng)力蓄電池進(jìn)行充電時(shí)，則需通過(guò)車(chē)載充電機(jī)將220V進(jìn)行變壓后再對(duì)動(dòng)力蓄電池進(jìn)行充電，家用充電電流一般為8A，充電樁充電電流一般為14A。3.電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)的基本工作原理圖4-6比亞迪秦ProEV純電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)工作原理圖故障分析4.2電動(dòng)汽車(chē)無(wú)法充電的故障分析根據(jù)比亞迪秦ProEV純電動(dòng)汽車(chē)結(jié)構(gòu)原理，故障可能原因如圖4-7所示。圖4-7故障可能原因故障分析4.3電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)維修準(zhǔn)備表4-2比亞迪秦ProEV純電動(dòng)汽車(chē)不充電的維修設(shè)備與材料名稱數(shù)量名稱數(shù)量元征X-431故障診斷儀1臺(tái)/組1000V絕緣手套1套/組汽車(chē)萬(wàn)用表1臺(tái)/組手套、抹布等1批/組常規(guī)拆裝工具1套/組電工膠布等2卷/組充電樁1套/組工作臺(tái)1臺(tái)/組任務(wù)實(shí)施4.4電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)故障的檢查

1.外部直觀檢查

直觀檢查動(dòng)力蓄電池充電系統(tǒng)外部有否損壞、漏液。充配電總成外部接口是否對(duì)接良好，交（直）流充電插座低壓接插件有否脫落、松動(dòng)等現(xiàn)象，并予以排除。

2.用儀器設(shè)備進(jìn)行故障診斷

（1）檢查蓄電池電壓

用萬(wàn)用表檢查，標(biāo)準(zhǔn)電壓值為11~14V，如果電壓值低于11V，在進(jìn)行下一步之前請(qǐng)充電或更換蓄電池。任務(wù)實(shí)施4.4電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)故障的檢查（2）檢查充配電總成電路

首先排查車(chē)載充電機(jī)本身是否故障。如果沒(méi)有，進(jìn)一步全面分析與診斷車(chē)輛故障。下面以比亞迪秦ProEV純電動(dòng)汽車(chē)為例，說(shuō)明故障診斷過(guò)程，充配電總成電路原理圖如圖4-8所示。圖4-8比亞迪秦ProEV純電動(dòng)汽車(chē)充配電總成原理圖任務(wù)實(shí)施4.4電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)故障的檢查用萬(wàn)用表檢測(cè)BK46各端子（圖4-9），其正常值見(jiàn)表4-3。如端子值不正常，則應(yīng)更換線束。如端子值正常，則應(yīng)進(jìn)一步檢查。圖4-9BK46接插件任務(wù)實(shí)施4.4電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)故障的檢查任務(wù)實(shí)施4.4電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)故障的檢查（3）交流充電口總成高低壓線束檢查

根據(jù)BK46引腳檢查結(jié)果，可進(jìn)一步檢查充電口總成高低壓線束，方法如下：1）電源置為OFF檔。2）用萬(wàn)用表測(cè)量交流充電口（圖4-10）及高低壓線束（充配電總成外接高壓線布局見(jiàn)圖4-11，充配電總成低壓插接器插孔編號(hào)見(jiàn)圖4-9）導(dǎo)通情況，正常值如表4-5所示。如果異常，進(jìn)一步檢查是否插好交流充電口低壓接插件（圖4-12），或者相關(guān)線束是否損壞。圖4-10交流充電口圖

圖4-11充配電總成外接高壓線布局圖4-12交流充電口低壓接插件任務(wù)實(shí)施4.4電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)故障的檢查（3）交流充電口總成高低壓線束檢查

根據(jù)BK46引腳檢查結(jié)果，可進(jìn)一步檢查充電口總成高低壓線束，方法如下：1）電源置為OFF檔。2）用萬(wàn)用表測(cè)量交流充電口（圖4-10）及高低壓線束（充配電總成外接高壓線布局見(jiàn)圖4-11，充配電總成低壓插接器插孔編號(hào)見(jiàn)圖4-9）導(dǎo)通情況，正常值如表4-5所示。如果異常，進(jìn)一步檢查是否插好交流充電口低壓接插件（圖4-12），或者相關(guān)線束是否損壞。任務(wù)實(shí)施4.4電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)故障的檢查（3）交流充電口總成高低壓線束檢查

3）檢測(cè)CC端子對(duì)車(chē)身地的電壓，未插槍時(shí)，應(yīng)約為12V；插槍時(shí)，應(yīng)約為2.6V（充電槍規(guī)格：250V/10A）。

4）檢測(cè)溫度傳感器（圖4-13）

檢測(cè)交流充電口溫度傳感器，測(cè)量低壓接插件KB53(A)-7端子與KB53(A)-8端子之間的電阻，應(yīng)為3.26KΩ左右。

圖4-13交直流充電口電路任務(wù)實(shí)施4.4電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)故障的檢查（4）直流充電口總成高低壓線束檢查

1）用萬(wàn)用表測(cè)量直流充電口（圖4-14）及高低壓線束導(dǎo)通情況，正常值如表4-6所示。如果異常，進(jìn)一步檢查是否插好接插件（圖4-15），或者相關(guān)線束是否損壞。如果正常，進(jìn)入下一步。

圖4-14直流充電口插座

圖4-15直流充電口低壓接插件任務(wù)實(shí)施4.4電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)故障的檢查（4）直流充電口總成高低壓線束檢查

1）用萬(wàn)用表測(cè)量直流充電口（圖4-14）及高低壓線束導(dǎo)通情況，正常值如表4-6所示。如果異常，進(jìn)一步檢查是否插好接插件（圖4-15），或者相關(guān)線束是否損壞。如果正常，進(jìn)入下一步。任務(wù)實(shí)施4.4電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)故障的檢查（4）直流充電口總成高低壓線束檢查

2）檢測(cè)CAN總線，電源置于OFF檔，測(cè)量S+與S-端子之間的阻值，約120Ω。OK檔時(shí)，S+端子與車(chē)身地的電壓約為2.6V，S-端子與車(chē)身地的電壓約為2.6V。

3）檢測(cè)溫度傳感器（圖4-13）

檢測(cè)直流正極溫度傳感器，測(cè)量接插件KB53(B)-7端子與KB53(B)-8端子之間的電阻，正常應(yīng)為7KΩ左右(室溫約20℃)。

檢測(cè)直流負(fù)極溫度傳感器，測(cè)量接插件KB53(B)-9端子與KB53(B)-10端子之間的電阻，正常應(yīng)為7KΩ左右(室溫約20℃)。注：溫度傳感器采負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，電阻值隨環(huán)境溫度增大而減小。任務(wù)實(shí)施4.4電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)故障的檢查（5）故障碼檢測(cè)

用元征X-431故障診斷儀檢測(cè)充配電總成與電池管理器故障碼（表4-4與表3-6）。其中，電池管理器故障碼見(jiàn)任務(wù)3行駛中動(dòng)力突然中斷的故障診斷與維修（表3-6）。任務(wù)實(shí)施4.5電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)的使用與維修

1.給電動(dòng)汽車(chē)充電

以比亞迪秦ProEV純電動(dòng)汽車(chē)的家庭用交流充電為例，充電步驟如下：

1）電源置于OFF檔，并解鎖車(chē)輛門(mén)鎖，按下充電口蓋，充電口蓋自動(dòng)彈開(kāi)。

2）將充電連接裝置的供電插頭插入家用供電插座中。

3）如圖4-16所示，按下車(chē)輛插頭上的鎖止按鈕(黑色按鈕)，將車(chē)輛插頭插入車(chē)輛插座中，然后松開(kāi)鎖止按鈕。此時(shí)，組合儀表充電連接指示燈點(diǎn)亮，充電設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行，確認(rèn)充電指示燈(綠色)一直閃爍(閃爍時(shí)間間隔1s)，充電完成后指示燈(綠色)停止閃爍，保持長(zhǎng)亮（圖4-17）。4）結(jié)束充電，直接斷開(kāi)車(chē)輛端交流充電器，按下開(kāi)關(guān)，拔出交流充電器。5）斷開(kāi)供電插頭，關(guān)閉充電口蓋和充電口艙門(mén)。6）整理充電連接裝置，充電結(jié)束。圖4-16

連接車(chē)輛端交流充電器

圖4-17

連接車(chē)輛端交流充電器任務(wù)實(shí)施4.5電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)的使用與維修2.充配電總成拆裝與儀表板線束更換

連接元征X-431故障診斷儀，掃描充配電總成與電池管理器，當(dāng)前故障碼報(bào)P157016（交流側(cè)電壓低）與P1AD900（充電口溫度采樣點(diǎn)異常）。

（1）交流充電故障診斷過(guò)程

交流側(cè)電壓低說(shuō)明車(chē)載充電機(jī)未工作。進(jìn)一步讀取車(chē)載模塊數(shù)據(jù)流，插槍狀態(tài)下，PWM波占空比數(shù)值一直為0。為了確認(rèn)故障點(diǎn)，在充配電總成低壓接插件BK46-5端子CP插上背插針，插上充電槍后，CP信號(hào)電壓顯示為0V，問(wèn)題出在充配電總成，需進(jìn)行更換。任務(wù)實(shí)施4.5電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)的使用與維修2.充配電總成拆裝與儀表板線束更換

（2）直流充電故障診斷過(guò)程

充電口溫度采樣點(diǎn)異常說(shuō)明溫度傳感器及其線束存在故障。檢測(cè)直流正極溫度傳感器