新能源汽車結(jié)構(gòu)與維修 課件 任務3 行駛中動力突然中斷的故障診斷與維修、任務4 電動汽車無法充電的故障診斷與維修

任務3行駛中動力突然中斷的故障診斷與維修模塊2電動汽車動力蓄電池及其管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與維修學習目錄1任務接受2學習目標3任務準備4任務實施5任務總結(jié)任務3行駛中動力突然中斷的故障診斷與維修

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

圖3-1木桶效應

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

動力蓄電池管理系統(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。分布測量模塊（也稱數(shù)據(jù)采集器）采用專用芯片進行電壓采集、溫度采集和均衡管理，采用CAN收發(fā)器模塊來和主控模塊通信，每個分布測量模塊可進行多路信號采集、均衡控制和溫度監(jiān)測。

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

高壓模塊負責總電壓、總電流采集與絕緣電阻計算，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、繼電器控制和通信接口等電路，通過CAN總線與整車控制器、電機控制器、整車控制器、組合儀表、高壓模塊和分布測量模塊進行通信，并為高壓模塊和分布測量模塊提供12V直流電源。

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

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

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

電池管理器位于車輛前機艙充配電總成的右下方，固定在身車大支架，具體位置如圖3-6所示。電池管理器接收來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CAN總線與整車控制器進行交換數(shù)據(jù)。

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

充配電總成將DC/DC轉(zhuǎn)換器、車載充電器機OBC以及高壓配電箱PDU進行高度集成，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純電動汽車充配電總成信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集2.動力蓄電池管理系統(tǒng)的組成架構(gòu)

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

另外，通過直流充電正極接觸器、直流充電負極接觸器與快充回路相連接，車載充電機通過車載充電機輸入保險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電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集2.動力蓄電池管理系統(tǒng)的組成架構(gòu)

車載充電系統(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，通過車載充電器將家用220V交流轉(zhuǎn)為高壓直流電給動力蓄電池充電；直流充電通過充電站的充電柜將直流高壓直接給動力蓄電池充電。

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

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

圖3-11比亞迪秦ProEV純電動汽車電池管理系統(tǒng)電路原理圖信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集3.動力蓄電池管理系統(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）來完成，檢測電路如圖3-12所示。如比亞迪ProEV純電動汽車通過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電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集3.動力蓄電池管理系統(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。單體蓄電池的電壓采樣有一定的時間差異性，無法與電池傳感器數(shù)據(jù)實現(xiàn)精確對齊，必需通過采集電池包總電壓進行SOC計算。在診斷繼電器時，又需要電池包內(nèi)外電壓一起比較，所有測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電路信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集3.動力蓄電池管理系統(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。單體蓄電池的電壓采樣有一定的時間差異性，無法與電池傳感器數(shù)據(jù)實現(xiàn)精確對齊，必需通過采集電池包總電壓進行SOC計算。在診斷繼電器時，又需要電池包內(nèi)外電壓一起比較，所有測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電路信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集3.動力蓄電池管理系統(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，工作時溫度是會升高的，在-10℃~10℃和40℃高溫附近，對電池性能影響較大。溫度檢測普遍采用熱敏電阻溫度傳感器進行，采集電路如圖3-14所示。

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

4）蓄電池包流體溫度采集。用于檢測電池包冷卻液溫度，通過水溫傳感器一旦發(fā)現(xiàn)冷卻液溫度過高，電池冷卻控制器就會控制冷卻水泵繼電器閉合，水泵電機運轉(zhuǎn)加強散熱效果。

5）電流檢測。因為電池包內(nèi)的單體電池是串聯(lián)起來給整車供電，所以電流檢測一般只需要一個工具。測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）實際上是一個阻值很小的電阻，當直流電流通過電阻時，在電阻兩端產(chǎn)生電壓降，用來檢測總電流的大小。

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

即當電流垂直于外磁場通過導體時，載流子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，垂直于電流和磁場的方向會產(chǎn)生一附加電場，從而在導體的兩端產(chǎn)生電勢差，電勢VH的大小與電流和磁感應強度成正比式中：K—霍爾系數(shù)，取決于材質(zhì)、溫度和尺寸；I—電流；B—磁感應強度；a—電流和磁場方向的夾角。

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

動力蓄電池SOC大小與電池容量衰減、自放電、電池一致性、放電時的電流、溫度等眾多因素有關(guān)。其估算方法較多，有安時計量法、放電試驗法、開路電壓法、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（表3-1），是目前電動汽車研究的一個熱點。表3-1動力蓄電池SOC估算方法比較序號SOC計算方法優(yōu)點缺點1放電實驗法放電實驗法須中斷，時間長2安時計量法計算較為簡單相對誤差較大3開路電壓法在數(shù)值上接近電池電動勢需要長時間靜置4線性模型法模型簡單不夠準確5內(nèi)阻法與SOC關(guān)系密切測量困難6卡爾曼濾波法適合非線性模型需準確的模型7神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法精度比較高需大量訓練方法和數(shù)據(jù)信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集

（3）健康狀態(tài)SOH估算

動力蓄電池的健康狀態(tài)是指動力蓄電池當前的容量能力，即在一定條件下，動力蓄電池所能充入或放出電量與電池標稱容量的百分比。隨著電池充放電次數(shù)及擱置時間累積，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，都會導致電池容量能力降低。

（4）蓄電池組管理優(yōu)化原理

通過對蓄電池組的各單體蓄電池、電流和溫度等進行的均衡控制，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電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集

以均衡過程中電路對能量的消耗情況分，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電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集

（5）預充控制原理（圖3-20）

因為電動汽車的電機控制器和空調(diào)控制器等都含有電容，如果沒有預充電控制電路，動力蓄電池的主正、主負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，相當于瞬間短路，易導致主正、主負繼電器容易損壞。

a)預充電電流流向

b)預充電壓VC與預充電流IP的變化

圖3-20預充電控制電路信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集（6）動力蓄電池的熱管理

熱管理的主要功能有：1）準確測量和監(jiān)控動力蓄電池溫度。2）動力蓄電池溫度過高時有效散熱。3）低溫條件下的快速加熱，使動力蓄電池改善工作條件。4）保證動力蓄電池溫度場的均勻分布。

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純電動汽車熱管理系統(tǒng)

信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集（7）絕緣電阻檢測原理

在蓄電池管理系統(tǒng)內(nèi)，需要對整個電池系統(tǒng)和高壓系統(tǒng)進行絕緣檢測，以判斷漏電情況。比較簡單的方法是利用電橋來測量總線正極和負極對地的絕緣電阻，絕緣電阻檢測電路如圖3-24所示。圖3-24絕緣電阻檢測電路信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集

（8）高壓互鎖電路原理

高壓互鎖是用來確認高壓系統(tǒng)的完整性和安全性，當高壓總線上電之前即主、副繼電器閉合之前，高壓系統(tǒng)回路斷開或完整性被破壞時，高壓互鎖就會采取安全措施（如斷電等）。秦ProEV純電動汽車高壓互鎖主要通過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電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集

（8）高壓互鎖電路原理

高壓互鎖是用來確認高壓系統(tǒng)的完整性和安全性，當高壓總線上電之前即主、副繼電器閉合之前，高壓系統(tǒng)回路斷開或完整性被破壞時，高壓互鎖就會采取安全措施（如斷電等）。秦ProEV純電動汽車高壓互鎖主要通過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電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集

（8）高壓互鎖電路原理

高壓互鎖是用來確認高壓系統(tǒng)的完整性和安全性，當高壓總線上電之前即主、副繼電器閉合之前，高壓系統(tǒng)回路斷開或完整性被破壞時，高壓互鎖就會采取安全措施（如斷電等）。秦ProEV純電動汽車高壓互鎖主要通過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電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集

（9）故障診斷與安全保護原理

一個蓄電池包由上百節(jié)單體蓄電池組成，電壓高達434.35V，一旦發(fā)現(xiàn)異常應快速診斷并采取相應保護措施，記錄、上報故障碼和預警，并通過多重保護機制，確保電池系統(tǒng)安全。當電池系統(tǒng)出現(xiàn)嚴重故障時，高壓接觸器必須快速切斷以保護電池和整車高壓安全。電動汽車故障等級見表3-2。信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(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）進行各種信號采集，通過BMS進行信息分析處理，發(fā)出告警并進行相應處理。比亞迪秦ProEV純電動汽車的故障診斷及其處理功能見表3-3。故障分析3.2動力突然中斷的故障分析

根據(jù)比亞迪秦ProEV純電動汽車結(jié)構(gòu)原理，行駛中突然動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動力蓄電池管理系統(tǒng)維修準備表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/組1000V絕緣手套1套/組汽車萬用表1臺/組手套、抹布等1批/組常規(guī)拆裝工具1套/組動力蓄電池管理系統(tǒng)零部件（傳感器、執(zhí)行器、接插件等）1批/組任務實施3.4動力蓄電池管理系統(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，必要時重新拔插，檢查外部連線是否損壞，必要時更換。

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

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

4）檢查風扇接插件是否松動，必要時重新拔插，檢查外部連線是否損壞，必要時更換。

5）檢查冷卻液是否不足，必要時添加。任務實施3.4動力蓄電池管理系統(tǒng)故障的檢查

2.用儀器設(shè)備進行故障診斷（1）檢查蓄電池電壓

用萬用表檢查，標準電壓值為11~14V，如果電壓值低于11V，在進行下一步之前請充電或更換蓄電池。（2）車上檢查電池管理器端子

斷開動力電池管理器接插件，用萬用表測量線束端BK45（A）、BK45(B)輸入電壓；之后接回電池管理器插接件，測量各端子（圖3-27），其正常值見表3-5。圖3-27電池管理器檢測端子任務實施3.4動力蓄電池管理系統(tǒng)故障的檢查任務實施3.4動力蓄電池管理系統(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，整車電源位于ON檔，進入電池管理器代碼診斷（見表3-6）。如有故障碼，則應檢查對應的故障碼。如無故障碼，應全面檢查系統(tǒng)。任務實施3.4動力蓄電池管理系統(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實施3.4動力蓄電池管理系統(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BK51接插件（圖3-30），電源置于OK檔，用萬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實施3.4動力蓄電池管理系統(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_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接插件任務實施3.4動力蓄電池管理系統(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BK45(A)接插件，用萬用表檢查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與車身地、BK45(A)-10與車身地之間的阻值，檢查結(jié)果如表3-12所示。

圖3-31電池管理模塊電路

任務實施3.5動力蓄電池管理系統(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，首先將電源開關(guān)置于OFF檔，等待5min。再打開前艙蓋,斷開蓄電池負極。然后拔掉電池管理器上連接的整車低壓線束的插接件，并用8號套筒拆卸PTC驅(qū)動器支架。最后，反轉(zhuǎn)支架，用8號套筒拆卸電池管理器的四個固定螺栓，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，并提供與應用設(shè)備接口的系統(tǒng)。其主要功能是實時采集監(jiān)測和顯示電源系統(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、SOC等），根據(jù)檢測數(shù)據(jù)，計算SOC、SOH值，可靠的通信功能，進行電池的故障診斷、報警和安全保護（過壓、欠壓、過流、低溫、高溫、漏電、短路等保護），實施電池的優(yōu)化管理等。2.動力蓄電池管理系統(tǒng)主要由硬件和軟件兩部分組成。硬件一般由主控模塊、高壓模塊和分布測量模塊組成。軟件分別對主控模塊和測量模塊的各功能單元編寫軟件程序，而后聯(lián)結(jié)起來構(gòu)成整個系統(tǒng)程序。任務總結(jié)3.動力蓄電池的電壓采集目前普遍采用ASIC專用集成電路來完成，電池溫度檢測普遍采用熱敏電阻溫度傳感器進行，電流檢測采用霍爾電流傳感器進行，SOC估算可采用安時積分法等多種方法進行。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；預充控制采用預充繼電器有效降低瞬時高電壓沖擊；動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，升溫管理通過小電流充電保護逐步升溫進行。5.電池組絕緣電阻檢測是利用電橋來測量總線正極和負極對地的絕緣電阻；高壓互鎖（HVIL）是在高壓總線上電之前，高壓系統(tǒng)回路斷開或完整性被破壞時采取的安全措施。任務總結(jié)6.動力蓄電池管理系統(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、風扇接插件及其外部連線是否松動、損壞的檢查，還有冷卻液的檢查。7.動力蓄電池管理系統(tǒng)故障檢查盡量采用專用設(shè)備進行科學檢測，通過讀取故障碼和數(shù)據(jù)流進行判斷。結(jié)合萬用表檢測各端子的電壓、電阻等參數(shù)，可以更具體判斷故障部位和零部件好壞。任務總結(jié)感謝聆聽！任務4電動汽車無法充電的故障診斷與維修模塊2電動汽車動力蓄電池及其管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與維修學習目錄1任務接受2學習目標3任務準備4任務實施5任務總結(jié)任務4電動汽車無法充電的故障診斷與維修

客戶報修：比亞迪秦ProEV純電動汽車在私家停車位交流充電樁上充電，插槍后儀表一直顯示“充電連接中，請稍侯”。前往公共快充站充電，插槍后儀表黑屏，同時充電指示燈也不亮，請求服務站給予維修。任務接受1.能夠描述電動汽車充電系統(tǒng)的基本作用和充電方式。2.能夠解釋電動汽車充電系統(tǒng)的總體組成與結(jié)構(gòu)原理。3.能夠給電動汽車進行充電。4.學會電動汽車充電系統(tǒng)檢修方法。5.能夠進行電動汽車充電系統(tǒng)常見故障的檢修。6.培養(yǎng)良好的職業(yè)道德與安全、環(huán)保意識。學習目標任務準備信息收集故障分析1.電動汽車充電系統(tǒng)作用及其充電方式2.電動汽車充電系統(tǒng)的基本組成3.電動汽車充電系統(tǒng)的基本工作原理1.電動汽車無法充電的故障分析維修準備1.電動汽車充電系統(tǒng)維修準備信息收集4.1電動汽車充電系統(tǒng)的信息收集（1）充電系統(tǒng)作用

充電系統(tǒng)作用是給電動汽車動力蓄電池及時補充能量，并能根據(jù)動力蓄電池電量情況和充電時環(huán)境狀態(tài)，及時調(diào)整充電電流。（2）充電方式

電動汽車充電方式常見的有以下4種（表4-1）。

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

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

（1）充電口

比亞迪秦ProEV

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

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

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

（1）充電口

比亞迪秦ProEV

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

圖4-3（圖4-4）2.電動汽車充電系統(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電動汽車充電系統(tǒng)的信息收集

（2）車載充電機

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

（3）雙向逆變充放電式電機控制器

比亞迪秦ProEV純電動汽車采用雙向逆變充放電式電機控制器，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力蓄電池充電。2.電動汽車充電系統(tǒng)的基本組成信息收集4.1電動汽車充電系統(tǒng)的信息收集

（3）雙向逆變充放電式電機控制器

比亞迪秦ProEV純電動汽車采用雙向逆變充放電式電機控制器，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力蓄電池充電。2.電動汽車充電系統(tǒng)的基本組成信息收集4.1電動汽車充電系統(tǒng)的信息收集

以比亞迪秦ProEV純電動汽車為例，基本原理如圖4-6所示，當通過直流充電口對動力蓄電池進行充電時，直流充電正極接觸器與直流充電負極接觸器閉合，直接利用其電勢差對動力蓄電池進行充電；當通過交流充電口對動力蓄電池進行充電時，則需通過車載充電機將220V進行變壓后再對動力蓄電池進行充電，家用充電電流一般為8A，充電樁充電電流一般為14A。3.電動汽車充電系統(tǒng)的基本工作原理圖4-6比亞迪秦ProEV純電動汽車充電系統(tǒng)工作原理圖故障分析4.2電動汽車無法充電的故障分析根據(jù)比亞迪秦ProEV純電動汽車結(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電動汽車充電系統(tǒng)維修準備表4-2比亞迪秦ProEV純電動汽車不充電的維修設(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/組1000V絕緣手套1套/組汽車萬用表1臺/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1臺/組任務實施4.4電動汽車充電系統(tǒng)故障的檢查

1.外部直觀檢查

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

2.用儀器設(shè)備進行故障診斷

（1）檢查蓄電池電壓

用萬用表檢查，標準電壓值為11~14V，如果電壓值低于11V，在進行下一步之前請充電或更換蓄電池。任務實施4.4電動汽車充電系統(tǒng)故障的檢查（2）檢查充配電總成電路

首先排查車載充電機本身是否故障。如果沒有，進一步全面分析與診斷車輛故障。下面以比亞迪秦ProEV純電動汽車為例，說明故障診斷過程，充配電總成電路原理圖如圖4-8所示。圖4-8比亞迪秦ProEV純電動汽車充配電總成原理圖任務實施4.4電動汽車充電系統(tǒng)故障的檢查用萬用表檢測BK46各端子（圖4-9），其正常值見表4-3。如端子值不正常，則應更換線束。如端子值正常，則應進一步檢查。圖4-9BK46接插件任務實施4.4電動汽車充電系統(tǒng)故障的檢查任務實施4.4電動汽車充電系統(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）用萬用表測量交流充電口（圖4-10）及高低壓線束（充配電總成外接高壓線布局見圖4-11，充配電總成低壓插接器插孔編號見圖4-9）導通情況，正常值如表4-5所示。如果異常，進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實施4.4電動汽車充電系統(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）用萬用表測量交流充電口（圖4-10）及高低壓線束（充配電總成外接高壓線布局見圖4-11，充配電總成低壓插接器插孔編號見圖4-9）導通情況，正常值如表4-5所示。如果異常，進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。任務實施4.4電動汽車充電系統(tǒng)故障的檢查（3）交流充電口總成高低壓線束檢查

3）檢測CC端子對車身地的電壓，未插槍時，應約為12V；插槍時，應約為2.6V（充電槍規(guī)格：250V/10A）。

4）檢測溫度傳感器（圖4-13）

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

圖4-13交直流充電口電路任務實施4.4電動汽車充電系統(tǒng)故障的檢查（4）直流充電口總成高低壓線束檢查

1）用萬用表測量直流充電口（圖4-14）及高低壓線束導通情況，正常值如表4-6所示。如果異常，進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實施4.4電動汽車充電系統(tǒng)故障的檢查（4）直流充電口總成高低壓線束檢查

1）用萬用表測量直流充電口（圖4-14）及高低壓線束導通情況，正常值如表4-6所示。如果異常，進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，進入下一步。任務實施4.4電動汽車充電系統(tǒng)故障的檢查（4）直流充電口總成高低壓線束檢查

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

3）檢測溫度傳感器（圖4-13）

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

檢測直流負極溫度傳感器，測量接插件KB53(B)-9端子與KB53(B)-10端子之間的電阻，正常應為7KΩ左右(室溫約20℃)。注：溫度傳感器采負溫度系數(shù)熱敏電阻，電阻值隨環(huán)境溫度增大而減小。任務實施4.4電動汽車充電系統(tǒng)故障的檢查（5）故障碼檢測

用元征X-431故障診斷儀檢測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任務3行駛中動力突然中斷的故障診斷與維修（表3-6）。任務實施4.5電動汽車充電系統(tǒng)的使用與維修

1.給電動汽車充電

以比亞迪秦ProEV純電動汽車的家庭用交流充電為例，充電步驟如下：

1）電源置于OFF檔，并解鎖車輛門鎖，按下充電口蓋，充電口蓋自動彈開。

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，按下車輛插頭上的鎖止按鈕(黑色按鈕)，將車輛插頭插入車輛插座中，然后松開鎖止按鈕。此時，組合儀表充電連接指示燈點亮，充電設(shè)備自動運行，確認充電指示燈(綠色)一直閃爍(閃爍時間間隔1s)，充電完成后指示燈(綠色)停止閃爍，保持長亮（圖4-17）。4）結(jié)束充電，直接斷開車輛端交流充電器，按下開關(guān)，拔出交流充電器。5）斷開供電插頭，關(guān)閉充電口蓋和充電口艙門。6）整理充電連接裝置，充電結(jié)束。圖4-16

連接車輛端交流充電器

圖4-17

連接車輛端交流充電器任務實施4.5電動汽車充電系統(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，當前故障碼報P157016（交流側(cè)電壓低）與P1AD900（充電口溫度采樣點異常）。

（1）交流充電故障診斷過程

交流側(cè)電壓低說明車載充電機未工作。進一步讀取車載模塊數(shù)據(jù)流，插槍狀態(tài)下，PWM波占空比數(shù)值一直為0。為了確認故障點，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信號電壓顯示為0V，問題出在充配電總成，需進行更換。任務實施4.5電動汽車充電系統(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程

充電口溫度采樣點異常說明溫度傳感器及其線束存在故障。檢測直流正極溫度傳感器