純電動汽車構(gòu)造與檢修 課件全套 機械 第1-6章 純電動汽車整體認知、純電動汽車動力蓄電池檢修 -輔助系統(tǒng)檢修

純電動汽車構(gòu)造與檢修01項目一

純電動汽車整體認知任務(wù)描述新能源汽車早在19世紀末就已經(jīng)出現(xiàn)，是一臺可充電的電動汽車，但是不夠成熟，多年過去，新能源汽車早已“開枝散葉”，發(fā)展成了一個新能源汽車家族。本任務(wù)點對電動汽車概念，發(fā)展史及其分類進行講述。例舉了純電動汽車、混合動力電動汽車、燃料電池電動汽車三類電動汽車。學習目標理論知識一、電動汽車的概念電動汽車(ElectmicVehicle，EV)是指以車載能源(或其他能源)為動力，用電機驅(qū)動車輪行駛，符合道路交通和安全法規(guī)各項要求的車輛。比亞迪秦EV(一)純電動汽車純電動汽車(BatteryElecteVehicle，BEV)是驅(qū)動能量完全由電能提供的、由電機驅(qū)動的汽車。理論知識二、電動汽車的分類根據(jù)GB/T19596-2017《電動汽車術(shù)語》中的定義，電動汽車主要分為純電動汽車、混合動力電動汽車、燃料電池電動汽車三種類型。純電動汽車的優(yōu)點如下:1)污染為零、噪聲微小。傳統(tǒng)內(nèi)燃機的尾氣中含有碳氧化物、氨氧化物、碳氫化合物及各種微小顆粒等有害物質(zhì)，是造成溫室效應(yīng)等環(huán)境問題的原因之一。然而純電動汽車避免了直接排放污染物這一情況，達到“零排放、零污染”。2)結(jié)構(gòu)簡單、維護便捷。相對于結(jié)構(gòu)復雜的傳統(tǒng)內(nèi)燃機，電動汽車的動力蓄電池的結(jié)構(gòu)要簡單些，并且維修維護的工作量比維護內(nèi)燃機的要小得多。3)較高的能量轉(zhuǎn)換效率。電機驅(qū)動是電動汽車的一大特征，電機可以在電動機或者發(fā)電機兩種狀態(tài)下切換，所以在車輛制動、下坡的時候，回收這部分能量，提高了能量的利用率。另外，純電動汽車還可隨時停車、隨時起動，但只消耗較少的電能。4)削峰填谷。由于純電動汽車是利用電網(wǎng)來充電，電網(wǎng)的一個特點是存在“峰谷電”白天電網(wǎng)處于用電高峰，夜間處于用電低谷。所以純電動汽車可以避開用電高峰期。在夜間利用“谷電”進行充電，有利于電網(wǎng)負荷的均勻，減少費用的支出。(二)混合動力電動汽車混合動力電動汽車(HybndElectmieVehicle，HEV)是指能夠至少從下述兩類車載儲存的能量中獲得動力的汽車。典型的混合動力電動汽車如豐田雷凌。理論知識豐田雷凌混合動力電動汽車當前比較普遍的方案是采用發(fā)動機和動力蓄電池的組合。根據(jù)內(nèi)燃機和電機結(jié)構(gòu)上的連接方式可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式三種?；旌蟿恿﹄妱悠嚨膬?yōu)點如下：1)油耗低、排放少。不同于傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車，常見的混合動力電動汽車是通過內(nèi)燃機和動力蓄電池兩種動力源之間的協(xié)作，來完成汽車的起步、低速、高速、勻速、加速和減速等行駛狀態(tài)，以達到最經(jīng)濟的燃油消耗和尾氣排放，從而實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。2)延長了動力蓄電池壽命。相對于純電動汽車，混合動力電動汽車增加了內(nèi)燃機作為另一動力源，這就能使電池不發(fā)生過充電和過放電的情況，讓動力蓄電池始終保持在一個良好的工作狀態(tài)，從而延長了動力蓄電池的使用壽命。(三)燃料電池電動汽車燃料電池電動汽車(FuelCellElecticVehicle，F(xiàn)CEV)是指以燃料電池系統(tǒng)作為唯一動力源或以燃料電池系統(tǒng)與可充電儲能系統(tǒng)作為混合動力源的汽車燃料電池是指將外部供應(yīng)的燃料和氧化劑中的化學能通過電化學反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化為電能、熱能和其他反應(yīng)產(chǎn)物的放電裝置理論知識第二代豐田Mirai燃料電池電動汽車的優(yōu)點如下:1)近似零排放燃料電池本身工作時不產(chǎn)生CO(一氧化碳)和CO2(二氧化碳)，也沒有S(硫)、N02和微粒的排放。假如使用車載的甲醇重整催化器供給氫氣，僅僅產(chǎn)生小部分的CO和CO2。2)能量轉(zhuǎn)化率高燃料電池的能量轉(zhuǎn)化效率可以達到60%~80%，為內(nèi)燃機的2~3倍。3)運行平穩(wěn)、無噪聲燃料電池本身工作沒有噪聲，并且不像內(nèi)燃機會產(chǎn)生振動，所以對于車輛本身而言，運行比較平穩(wěn)。電動汽車(ElectrieVehicle，EV)是指以車載能源(或其他能源)為動力，用電機驅(qū)動車輪行駛，符合道路交通和安全法規(guī)各項要求的車輛。根據(jù)GB/T19596-2017《電動汽車術(shù)語》中的定義，電動汽車主要分為純電動汽車、混合動力電動汽車、燃料電池電動汽車三種類型。純電動汽車(BattenyElectrieVehicle，BEV)是驅(qū)動能量完全由電能提供的、由電機驅(qū)動的汽車?；旌蟿恿﹄妱悠?HvbndEleetneVehicle，HEV)是指能夠至少從下述兩類車載儲存的能量中獲得動力的汽車。燃料電池電動汽車(FuelCelEleetrieVehicle，F(xiàn)CEV)是指以燃料電池系統(tǒng)作為唯一動力源或以燃料電池系統(tǒng)與可充電儲能系統(tǒng)作為混合動力源的汽車。學習小結(jié)任務(wù)一電動汽車基本認知任務(wù)一電動汽車基本認知任務(wù)描述對純電動汽車的構(gòu)造以及工作原理有一定認知后，本節(jié)開始學習純電動汽車結(jié)構(gòu)及主要部件。純電動汽車電力驅(qū)動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為電力驅(qū)動模塊、車載電源模塊、輔助模塊。根據(jù)整車又細分出電源、驅(qū)動電機系統(tǒng)、整車控制器、充電系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集終端。學習目標一、純電動汽車的構(gòu)造純電動汽車的主要結(jié)構(gòu)由電力驅(qū)動控制系統(tǒng)、汽車底盤、車身以及各種輔助裝置等部分組成。除電力驅(qū)動控制系統(tǒng)外，其他部分的功能及結(jié)構(gòu)基本與傳統(tǒng)汽車相似，所以電力驅(qū)動控制系統(tǒng)決定了整個純電動汽車的結(jié)構(gòu)組成及性能特征，相當于傳統(tǒng)汽車的發(fā)動機與其他功能以機電一體化方式相結(jié)合。電力驅(qū)動控制系統(tǒng)按工作原理劃分為電力驅(qū)動模塊、電源模塊和輔助模塊三大部分。純電動汽車構(gòu)成理論知識(一)電力驅(qū)動模塊電力驅(qū)動模塊主要由電子控制器、功率轉(zhuǎn)換器、電動機、機械傳動裝置等組成。純電動汽車仍保留加速踏板、制動踏板等操縱裝置，只不過在純電動汽車上是將踏板機械位移量轉(zhuǎn)換為電信號而已。1)電子控制器它是電力驅(qū)動模塊的控制中心，主要對整輛電動汽車的控制起協(xié)調(diào)作用。根據(jù)踏板的電信號，向電機控制器發(fā)出控制指令，對電動機的旋轉(zhuǎn)進行控制，從而實現(xiàn)電動汽車的起動、加速、剎車制動。2)功率轉(zhuǎn)換器它的功能是按控制器的指令及電機的速度、電流反饋信號，對電動機的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)方向進行控制。直流電動機主要是通過斬波進行調(diào)壓調(diào)速控制的:永磁電動機主要是通過PWM轉(zhuǎn)換器進行調(diào)壓調(diào)速控制的:感應(yīng)電動機是通過DC/AC轉(zhuǎn)化器進行調(diào)頻調(diào)壓矢量控制的;磁阻電機是通過控制其脈沖頻率來進行調(diào)速的。3)電動機

電動機在純電動汽車中具有提供動力和發(fā)電的雙重功能。汽車正常行駛時電機提供動力來源，當汽車剎車或下坡時，充當發(fā)電功能，進行能量回收。對電動機的選型-定要根據(jù)負載特性和汽車行駛的特性進行選擇，汽車在起動或爬坡時需要有較大的起動轉(zhuǎn)矩和短時過載能力，并有較寬的調(diào)速范圍和優(yōu)良的調(diào)速特性，即在低速為恒轉(zhuǎn)矩、高速為恒功率。控制系統(tǒng)是最為關(guān)鍵的部件，電動汽車的動力性能主要決定于驅(qū)動系統(tǒng)的性能，并直接影響車輛的各種性能指標，如汽車的最高速度、加速性與爬坡性能及續(xù)行里程等。4)機械傳動裝置

電動汽車的機械傳動系統(tǒng)的功能是將電動機的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩傳輸給驅(qū)動軸，從而帶動汽車車輪行駛。由于電動機本身就具有優(yōu)良的調(diào)速特性，其變速結(jié)構(gòu)可被大為簡化，甚至采用固定減速比就可滿足整車性能的要求。(二)車載電源模塊1)蓄電池電源蓄電池是純電動汽車的部件中唯一能提供驅(qū)動行駛所需的電能和各種輔助電器的能源。蓄電池在車上安裝前需要通過串并聯(lián)的方式組合成所需要的電壓。另外由于制造工藝等因素及蓄電池其電解液濃度和特性差異，要求對其性能相近的蓄電池進行配組，這樣做有利于蓄電池的一致性和使用壽命。2)能量管理系統(tǒng)主要功能是進行能源分配，協(xié)調(diào)各部件的能量管理，提高能量利用效率。它需要與充電器共同控制充電。為提高電池的可靠性和延長其壽命，需要實時監(jiān)控蓄電池的狀態(tài)，對其各個性能參數(shù)等進行監(jiān)測。3)充電控制器它是把電網(wǎng)電能轉(zhuǎn)化為對汽車蓄電池充電要求的制式，即把交流電整流為蓄電池需要的直流電。電動汽車普遍使用三段式充電器，第一個階段為恒流階段，第二個階段為恒壓階段，第三個階段為涓流階段。(三)輔助模塊輔助模塊包括低壓電源、轉(zhuǎn)向和各種輔助裝置等。各個裝置的功能與傳統(tǒng)汽車上的基本類似。二、純電動汽車的主要部件純電動汽車的主要部件包括電源(動力蓄電池)、驅(qū)動電機系統(tǒng)、整車控制器、充電系空調(diào)系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集終端。理論知識電動汽車的電源為化學電源，向高壓動力回路提供電能，目前應(yīng)用最廣泛的電源是磷酸鐵鋰電池和三元鋰聚合物電池。動力蓄電池與普通電池相比較，具有電池串并聯(lián)、電池容量較大、電池放電倍率較大、電池安全性要求較高、電池工作溫度范圍較寬、電池的使用壽命長(一般要求5~10年)等特點。動力蓄電池(一)電源(動力蓄電池)驅(qū)動電動機(ＰＭＳＭ)是將電源的電能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置。(二)驅(qū)動電機系統(tǒng)驅(qū)動電機系統(tǒng)連接示意圖整車控制器對電動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。(三)整車控制器整車控制器在電動汽車上為動力蓄電池充電有兩種方式和路徑：一種是交流車載充電機將家庭用的220V交流電轉(zhuǎn)換為略高于300V的直流電，為動力蓄電池充電(交流慢充)；另一種是充電樁與電動汽車高壓接口連接，直接用大電流的直流電給動力蓄電池充電(直流快充)。(四)充電系統(tǒng)1)交流慢充動力蓄電池在放電終止后，應(yīng)立即充電，充電電流比較低，這種充電叫作常規(guī)充電。常規(guī)充電方法都采用小電流的恒壓或恒流充電，一般充電時間為5~8h，甚至更長。這種充電方式是利用車載充電機進行的，接220V交流電。①慢充模式的缺點:a.充電機及其安裝成本比較低。b.可充分利用電力低谷時段進行充電，降低充電成本。c.可提高充電效率和延長電池的使用壽命。②慢充模式的缺點:a.充電時間過長，因此當車輛需要緊急出行時難以滿足要求。b.充電時占用停車場時間過長，因此對停車位的數(shù)量和環(huán)境的要求比較高。車載充電機充電2)直流快充動力蓄電池常規(guī)的充電方式時間較長，給車輛出行帶來很多不便。為此，又增加了直流快充的充電方式。直流快充又稱應(yīng)急充電，是通過充電樁以較大電流在電動汽車停車的30~120mi內(nèi)，為其提供短時間充電，一般充電電流為幾十到上百安培。①快充模式的優(yōu)點:充電時間短，方便車輛的出行。②)快充模式的缺點:a.增加了電網(wǎng)的載荷和沖擊，同時也降低了電池的使用壽命。b.快充設(shè)備功率比較大，控制也比較復雜，成本高，安裝時對接人電網(wǎng)的容量要求比較高。充電樁充電3)低壓蓄電池充電電動汽車的低壓12V蓄電池的充電及低壓電氣設(shè)備的輔助供電是由DC/DC轉(zhuǎn)換器將動力蓄電池的高壓直流電轉(zhuǎn)換為低壓直流電提供的，輸出范圍在14V左右。ＤＣ/ＤＣ轉(zhuǎn)換器及其內(nèi)部構(gòu)造（五）空調(diào)系統(tǒng)

電動汽車空調(diào)系統(tǒng)與傳統(tǒng)汽車空調(diào)最大的不同就是壓縮機和暖風。電動汽車的壓縮機多采用電動渦旋式壓縮機，通過高壓電來驅(qū)動，這一點區(qū)別于傳統(tǒng)汽車空調(diào)壓縮機;暖風功能是PTC加熱器通過將高壓電轉(zhuǎn)化為熱能實現(xiàn)的，所以，當開啟空調(diào)的制冷或制熱時，消耗的是動力蓄電池的電量，電動汽車空調(diào)的響應(yīng)速度比較快，效率高，在起動空調(diào)后很短時間內(nèi)就會達到設(shè)定溫度?？照{(diào)系統(tǒng)的組成（六）冷卻系統(tǒng)電動汽車的冷卻系統(tǒng)比較簡單，冷卻系統(tǒng)由散熱器、儲液罐、12V電子水泵、電動機水道、電動機控制器水道、PDU水道及水管組成，主要是給大功率用電設(shè)備和大功率開關(guān)元器件進行散熱，加注的冷卻液類型與傳統(tǒng)汽車一樣。（七）制動系統(tǒng)目前國產(chǎn)電動汽車大部分為并聯(lián)制動，與串聯(lián)制動不同，并聯(lián)制動按一個固定的比例分配再生制動力和機械摩擦制動力。由于沒有充分發(fā)揮再生制動力的作用，因此其回收的能量沒有串聯(lián)制動高。但并聯(lián)制動對傳統(tǒng)機械摩擦制動系統(tǒng)的改動少，結(jié)構(gòu)簡單，只需增加一些控制功能即可，成本低。并聯(lián)制動系統(tǒng)的控制原理并聯(lián)制動系統(tǒng)制動力分配原理（八）轉(zhuǎn)向系統(tǒng)目前1.3t以內(nèi)的中小型電動汽車多采用小齒輪式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(P-EPS)，這種轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)在傳統(tǒng)汽車上也有應(yīng)用，主要由機械轉(zhuǎn)向部分和電控系統(tǒng)組成。該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點如下。1)助力轉(zhuǎn)矩通過轉(zhuǎn)向器放大，因此要求電動機的減速機構(gòu)的傳動比也相對較小。2)由于電動機的安裝位置距離駕駛?cè)擞卸ň嚯x，因此對電動機的噪聲要求不是太高。3)電動機的轉(zhuǎn)矩波動不容易傳到方向盤上，駕駛?cè)耸指羞m中。4)助力轉(zhuǎn)矩不通過轉(zhuǎn)向管柱傳遞，因此對轉(zhuǎn)向管柱的剛度和強度要求較低。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（九）數(shù)據(jù)采集終端數(shù)據(jù)采集終端由一根天線和一個數(shù)據(jù)記錄儀組成，數(shù)據(jù)記錄儀指示燈說明如表所示，其作用如下。數(shù)據(jù)記錄儀指示燈說明三、純電動汽車工作原理純電動汽車的基本工作原理。電池通過控制系統(tǒng)向電動機供電，在電動機中電能轉(zhuǎn)化為機械能動力并傳給傳動系統(tǒng)，最后傳給驅(qū)動車輪，力圖使驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動，并通過與地面間的相互作用產(chǎn)生使汽車行駛的牽引力。基本工作原理純電動汽車的主要結(jié)構(gòu)由電力驅(qū)動控制系統(tǒng)、汽車底盤、車身以及各種輔助裝置等部分組成。電動汽車整車分為:電源、驅(qū)動電機系統(tǒng)、整車控制器、充電系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集終端。學習小結(jié)02項目二電動汽車動力蓄電池檢修項目二

電動汽車動力蓄電池檢修任務(wù)描述動力蓄電池是純電動汽車驅(qū)動能量的唯一來源，動力蓄電池的性能直接關(guān)系到電動汽車的動力性能、續(xù)航能力和安全性。本任務(wù)從動力蓄電池的組成、分類以及動力蓄電池的工作原理與性能指標等方面進行介紹。學習目標理論知識一、動力蓄電池的組成與分類蓄電池是純電動汽車的唯一能源，它除了為汽車驅(qū)動行駛提供所需的電能以外，還要為汽車上的各種輔助設(shè)備提供工作所需電源。(一)組成車載電源系統(tǒng)主要由輔助動力源和動力蓄電池系統(tǒng)(動力蓄電池組、電池管理系統(tǒng)、動力蓄電池箱及輔助元器件)組成。1)動力蓄電池系統(tǒng)的組成電池模塊是指一組并聯(lián)的電池單體的組合，該組合額定電壓與電池單體的額定電壓相等是電池單體在物理結(jié)構(gòu)和電路上連接起來的最小分組，可作為一個單元替換。由多個電池模塊或單體電池串聯(lián)組成的組合體，又稱為模組。動力蓄電池系統(tǒng)的組成2)純電動汽車電池的工作要求1)電池組要有足夠的能量和容量，以保證典型的連續(xù)放電不超過1C.典型峰值放電一般不超過3C;如果電動汽車具有回饋制動功能，電池組必須能夠接受高達5C的脈沖電流充電。持續(xù)穩(wěn)定的大電流放電，能夠保證汽車保持一定的行駛速度。2)電池要能夠?qū)崿F(xiàn)深度放電(如80%)而不影響其壽命，在必要時能實現(xiàn)滿負荷甚至全負荷放電。有短暫大電流放電的能力，保證汽車在加速、上坡時有足夠的動力。3)能一次性提供足夠的能源，保證汽車有一定的行駛里程。4)需要安裝電池管理系統(tǒng)和熱管理系統(tǒng)，以顯示電池組的剩余電量和實現(xiàn)溫度控制。5)由于動力蓄電池組體積和重量較大，電池箱的設(shè)計、電池的空間布置和安裝問題都需要認真研究。(二)分類動力蓄電池一般可分為物理電池、生物電池和化學電池三大類。1）鉛酸蓄電池鉛酸蓄電池是以酸性水溶液為電解質(zhì)，電極以鉛及其氧化物為材料，故稱為鉛酸蓄電池。鉛酸蓄電池正極活性物質(zhì)的主要成分為二氧化鉛，負極活性物質(zhì)的主要成分為絨狀鉛，隔板由微孔橡膠、顏料玻璃纖維等材料制成，電解液由濃硫酸和凈化水配制而成。鉛酸蓄電池的構(gòu)造鉛酸蓄電池外形各異，但主要構(gòu)成部件相似，主要由正極板、負極板、隔板、電解液、殼體、極柱和排氣閥等組成。１)極板極板是電池的基本部件，它的作用是接收充人的電能和向外釋放電能。極板由柵架和活性物質(zhì)組成，分為正極板和負極板，正極板和負極板都浸在一定濃度的硫酸水溶液中，隔板為電絕緣材料，將正極板和負極隔開。正極板上的活性物質(zhì)是棕紅色的二氧化鉛(P6O2),負極板上的活性物質(zhì)是青灰色的海綿狀純鉛(Pb)，正、負兩極活性物質(zhì)在電池放電后都轉(zhuǎn)化為硫酸鉛(PbSO4)。蓄電池的極板結(jié)構(gòu)蓄電池的極板柵架(見圖a)一般由鉛銻合金鑄成，其作用是固結(jié)活物質(zhì)。為了降低蓄電池的內(nèi)阻，改善蓄電池起動性能，有些鉛蓄電池采用了放射型柵架結(jié)構(gòu)(見圖b)所示。蓄電池的極板柵架2)隔板:隔板安裝在正極板和負極板之間，其作用是使正極板和負極板盡量靠近而不致短路。隔板一面平整，一面有溝槽，溝槽應(yīng)面對著正極板且與底部垂直，以便充放電時電解液能通過溝槽及時供給正極板，當正極板上的活性物質(zhì)二氧化鉛脫落時能迅速通過溝槽沉入容器底部。3)電解液:電解液由純凈的硫酸和蒸餾水按一定比例配制而成，也叫稀硫酸。蓄電池的電解液密度一般為1.24~1.30g/cm3。電解液的密度對蓄電池的工作有重要影響，密度大，可減少結(jié)冰的危險并提高蓄電池的容量，但密度過大，則黏度大，反而會降低蓄電池的容量縮短其使用壽命。使用時，電解液的密度應(yīng)根據(jù)地區(qū)氣候條件和制造廠家的要求而定。4)外殼:蓄電池每組極板所產(chǎn)生的電動勢大約為2V，要想獲得更高的電動勢，通常要將多組極板串聯(lián)起來。因此，在制造蓄電池外殼時，將一個電池外殼分成若干個單格，每個單格的底部制有凸筋，用來擱置極板組。凸筋之間的空隙可以堆積極板的脫落物質(zhì)，防止正極板和負極板短路。蓄電池的工作過程蓄電池的工作過程2.鎳鎘蓄電池(1)鎳鎘蓄電池的結(jié)構(gòu)錦鎘蓄電池屬于堿性蓄電池，采用海綿狀金屬鎘作負極活性物質(zhì)，氫氧化鎳作正極活性物質(zhì)。負極材料分別填充在穿孔的附鎳鋼帶(或鎳帶)中，經(jīng)拉漿滾壓、燒結(jié)、化成或成膏、烘干、壓片等方法制成極板;用聚酰胺非織布等材料作隔離層電解液通常為氫氧化鎘或氫氧化鉀溶液。(2)鎳鎘蓄電池的工作原理鎳鎘蓄電池充電后，正極板上的活性物質(zhì)變?yōu)闅溲趸囏摌O板上的活性物質(zhì)變?yōu)榻饘冁k:鎳鎘蓄電池放電后，正極板上的活性物質(zhì)變?yōu)闅溲趸囏摌O板上的活性物質(zhì)變?yōu)闅溲趸k。３.鎳氫蓄電池(1)基本結(jié)構(gòu)鎳氫蓄電池是在鎳鎘蓄電池的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型綠色電池。鎳氫蓄電池的正極是球狀氧化鎳粉末與添加劑、塑料和黏合劑等制成的涂膏，用自動涂膏機涂在正極板上，然后經(jīng)過干燥處理成發(fā)泡的氫氧化鎳正極板(稱氧化鎳電極)，負極活性物質(zhì)為金屬氫化物，也稱儲氫合金(電極稱儲氫電板);電解液為氫氧化鉀水溶液;隔膜主要有尼龍纖維、聚丙烯纖維和維綸纖維等，共同組成鎳氫單體電池。鎳氫蓄電池的基本構(gòu)造(2)鎳氫蓄電池的工作原理鎳氫蓄電池的工作原理如圖所示，鎳氫蓄電池正極的活性物質(zhì)是氫氧化鎳，負極的活性物質(zhì)是儲氫合金，用氫氧化鉀作為電解質(zhì)，在正負極之間有隔膜，在金屬鉑催化作用下，完成充電和放電的可逆反應(yīng)。在電池充電過程中，水在電解質(zhì)溶液中分解為氫離子和氫氧離子。充電時，負極析出氫氣，儲存在容器中，正極由氫氧化亞鎳變成氫氧化鎳和H20:放電時氫氣在負極上被消耗掉，正極由氫氧化鎳變成氫氧化亞鎳。４.鋰離子蓄電池(1)鋰離子蓄電池的結(jié)構(gòu)鋰離子蓄電池是指以鋰離子嵌人化合物為正極材料的電池的總稱。它主要由正負極流體、正負極材料、隔板、電解液和安全閥等組成。電池的集流體即是與外電路的連接部分，也是正負極材料的的載體。鎳氫蓄電池的工作原理鋰離子蓄電池正、負極及電解質(zhì)材質(zhì)上的差異使其具有不同的性能，尤其是正極材料對電池的性能影響最大。鋰離子蓄電池有方形和圓柱形兩種。鋰離子蓄電池(2)鋰離子蓄電池的類型鋰離子蓄電池的正極材料有很多種，根據(jù)正極材料的不同分為鈷酸鋰鋰離子蓄電池、錳酸鋰鋰離子蓄電池、磷酸鐵鋰鋰離子蓄電池和三元材料鋰離子蓄電池等:根據(jù)所用電解質(zhì)材料不同，分為液態(tài)鋰離子蓄電池(lithium-ionbatery，LIB)和聚合物鋰離子蓄電池(polymerlihium-ionbateny，LIP)兩大類。三元材料鋰離子蓄電池以其能量密度高、安全性好等優(yōu)點在電動汽車上得到了廣泛的應(yīng)用。(3)鋰離子蓄電池的工作原理鋰離子蓄電池的工作原理５.固態(tài)電池在固態(tài)離子學中，固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解液的電池。固態(tài)電池一般功率密度較低，能量密度較高。由于固態(tài)電池的功率重量比較高，所以它是電動汽車很理想的電池。鋰離子蓄電池充電(一)動力蓄電池系統(tǒng)的功能動力蓄電池系統(tǒng)的功能為接收和存儲由車載充電機、制動能量回收裝置和外置充電裝置提供的高壓直流電，并且為驅(qū)動電機控制器、DC/DC轉(zhuǎn)換器、電動空調(diào)和PTC(正溫度系數(shù))等高壓元件提供高壓直流電。北汽EV160整車動力系統(tǒng)連接示意圖。北汽ＥＶ１６０整車動力系統(tǒng)連接示意圖二、動力蓄電池的工作原理與性能指標(二)動力蓄電池系統(tǒng)的性能指標1.電壓(V)1)電動勢:電池正極和負極之間的電位差，通常用符號E表示。2)開路電壓:電池在開路時的端電壓。一般開路電壓與電池的電動勢近似相等。3)額定電壓:電池在標準規(guī)定條件下工作時應(yīng)達到的電壓。4)工作電壓(負載電壓、放電電壓):在電池兩端接上負載R后，在放電過程中顯示出的電壓。5)終止電壓:電池在一定標準所規(guī)定的放電條件下放電時，電池的電壓將逐漸降低，當電池再不宜繼續(xù)放電時，電池的最低工作電壓。２.電流(Ａ)放電時電池里輸出的電流稱為放電電流，充電時電池里流過的電流稱為充電電流，電池在放電或充電時所允許的電流最大值稱為最大允許電流。電池的放電電流或充電電流通常用充/放電率表示。I=kCn式中,1為蓄電池的充/放電電流，A;n為與蓄電池額定容量對應(yīng)的標定放電時間;C為蓄電池的額定容量，A·h;k為比例系數(shù)。３.電池容量電池的容量是指充滿電的電池在指定的條件下放電到終止電壓時輸出的電量，單位為A·h。純電動客車錳酸鋰鋰離子蓄電池組的電池容量為360A·h。1)理論容量:根據(jù)蓄電池活性物質(zhì)的特性，按法拉第定律計算出的最高理論值，一般用質(zhì)量容量(A·h/kg)或體積容量(A·h)表示。2)實際容量:在一定條件下所能輸出的電量，等于放電電流與放電時間的乘積。3)標稱容量(公稱容量):用來鑒別電池適當?shù)慕瓢矔r值，由于沒有指定放電條件因此，只標明電池的容量范圍而沒有確切值。4)額定容量(保證容量):按一定標準所規(guī)定的放電條件，電池應(yīng)該放出的最低限度的容量。5)充電狀態(tài)(SOC):是指電池容量的變化。S0C=1即表示電池為充滿狀態(tài)。隨著蓄電池放電，蓄電池的電荷逐漸減少，此時可以用S0C的比例(%)來表示蓄電池中電荷的變化狀態(tài)。一般蓄電池放電高效率區(qū)為50%~-80%S0C。對S0C精確的實時辨識是電池管理系統(tǒng)的一個關(guān)鍵技術(shù)。４.功率(ｋＷ)功率是指在一定的放電條件下，電池在單位時間內(nèi)所輸出的能量的大小，電池的功率決定電動汽車的加速性能。1)比功率(W、kg):指電池單位質(zhì)量中所具有電能的功率。2)功率密度(W/L):指電池單位體積中所具有的電能的功率。5.能量電池的能量是指在按一定標準所規(guī)定的放電條件下，電池所輸出的電能，單位為瓦時(w·h)或干瓦時(kw·h)1)標稱能量:指按一定標準所規(guī)定的放電條件，電池所輸出的能量。電池的標稱能量是電池的額定容量與額定電壓的乘積2)實際能量:在一定條件下電池所輸出的能量。電池的實際能量是電池的實際容量與平均工作電壓的乘積。3)比能量(w·h/kg):電池單位質(zhì)量中所能輸出的能量。電池的質(zhì)量包括電池本身結(jié)構(gòu)件質(zhì)量和電解質(zhì)質(zhì)量。6.電池的內(nèi)阻電流通過電池內(nèi)路時受到的阻力，使電池的電壓降低，此阻力稱為電池的內(nèi)阻。電池的內(nèi)阻作用使得電池在放電時端電壓低于電動勢和開路電壓，在充電時端電壓高于電動勢和開路電壓。7.電池的循環(huán)使用壽命電池的循環(huán)使用壽命是指以電池充電和放電一次為一個循環(huán)，按一定測試標準，當電池容量降到某一規(guī)定值(一般規(guī)定為額定值的80%)以前，電池經(jīng)歷的充放電循環(huán)總次數(shù)。循環(huán)使用壽命是評價電池壽命性能的一項重要的指標。8.使用壽命電池除了以循環(huán)次數(shù)表示使用時間外，通常還要用電池的使用年限來表示電池的壽命。使用壽命是指電池在規(guī)定條件下的有效壽命期限。電池發(fā)生內(nèi)部短路或損壞而不能使用以及容量達不到規(guī)范要求時電池失效，這時電池的使用壽命終止。電池的使用壽命包括使用期限和使用周期。使用期限是指電池可供使用的時間，包括電池的存放時間。使用周期是指電池可供重復使用的次數(shù)9.放電速率(也稱為放電率)一般用電池在放電時的時間或放電電流與額定電流的比值來表示。1)時率(也稱小時率):電池以某種電流強度放電直到電池的電壓降低到終止電壓時所經(jīng)過的放電時間。汽車用電池一般用20h率容量表示。2)倍率:電池以某種電流強度放電的數(shù)值為額定容量數(shù)值的倍數(shù)。10.自放電率電池的自放電率是指電池在存放期間容量的下降率，即電池無負荷時自身放電使容量損失的速度。自放電率用單位時間內(nèi)容量下降的比例(%)表示。式中，C,為電池存儲前的容量，A·h;C,為電池存儲后的容量，A·h;T為電池存儲的時間，常用天、月計算。11.電池的一致性對于同一類型、同一規(guī)格、同一型號電池之間在電壓、內(nèi)阻、容量等參數(shù)方面存在的差別稱為電池的一致性。一組電池的壽命在很大程度上取決于它的一致性。由于電動汽車動力蓄電池都是成組使用，因此，一致性是評價電池組性能的關(guān)鍵指標之一。影響電池一致性的因素主要有單體電池的設(shè)計和制造水平、用戶的使用方式等。動力蓄電池主要性能指標本章主要介紹了動力蓄電池的組成、分類以及動力蓄電池的工作原理與性能指標動力蓄電池系統(tǒng)一般由BMS、箱體、模組、電子電器元件以及其他(連接線束、維修開關(guān)、輔助原件)動力蓄電池一般可分為物理電池、生物電池和化學電池三大類。動力蓄電池系統(tǒng)的功能為接收和存儲由車載充電機、制動能量回收裝置和外置充電裝置提供的高壓直流電，并且為驅(qū)動電機控制器、DC/DC轉(zhuǎn)換器、電動空調(diào)和PTC(正溫度系數(shù))等高壓元件提供高壓直流電。動力蓄電池的性能指標主要包括:電壓、電流、電池容量、功率、能量、電池內(nèi)阻、電池的循環(huán)使用壽命、使用壽命、放電速率。學習小結(jié)任務(wù)二動力蓄電池及管理系統(tǒng)檢修任務(wù)二動力蓄電池及管理系統(tǒng)檢修任務(wù)描述電池管理系統(tǒng)BMS是一個本世紀才誕生的新產(chǎn)品，因為電化學反應(yīng)的難以控制和材料在這個過程中性能變化的難以捉摸，所以才需要這么一個管家來時刻監(jiān)督調(diào)整限制電池組的行為，以保障使用安全。本任務(wù)分別介紹了電池管理系統(tǒng)的組成、工作原理與功能以及蓄電池的熱管理。學習目標理論知識一、電池管理系統(tǒng)的組成與工作原理（一）電池管理系統(tǒng)的組成電池管理系統(tǒng)一般由一些傳感器（用于測量電壓、電流和溫度等）、一個帶微處理器的控制單元和一些輸入/輸出接口等組成。電池管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1.電池組管理系統(tǒng)管理電池的工作情況，避免出現(xiàn)過放電、過充電、過熱，對出現(xiàn)的故障應(yīng)能及時報警，以便最大限度地利用電池的存儲能力和循環(huán)壽命。電池組管理系統(tǒng)包括電池組電壓測試、電池組電流測試、電池組和單節(jié)電池的溫度測試、SOC計算以及顯示技術(shù)、電池組剩余電量顯示、車輛在線可行駛里程顯示、自動診斷系統(tǒng)和報警系統(tǒng)、安全防護系統(tǒng)。2.電線線路管理系統(tǒng)動力蓄電池組是由很多節(jié)單節(jié)電池串聯(lián)組成的，如果是鉛酸蓄電池，需要8～32節(jié)12V的單節(jié)電池串聯(lián)起來，其他電池需要用更多的單節(jié)電池串聯(lián)而成。為了能夠分別安裝在混合動力汽車的不同位置處，通常動力蓄電池組上分為多個小的電池組分散進行布置，這樣有利于電池組的機械化安裝、拆卸和檢修。3.熱（溫度）管理系統(tǒng)包括電池組組合方式、電池組分組和支架布置、通風管理系統(tǒng)和風扇、溫度管理ECU及溫度傳感器、熱能的管理與應(yīng)用等。4.電壓平衡控制系統(tǒng)平衡各電池的充電量，能延長電池壽命，并對更換后的新電池進行容量平衡。電池管理系統(tǒng)的主要作用以及相應(yīng)的傳感器輸入與輸出控制見表。作用傳感器輸入的信號執(zhí)行器件防止過充電電池電壓、電流和溫度充電機避免深度放電電池電壓、電流和溫度電動機電能轉(zhuǎn)換器溫度控制電池溫度空調(diào)機電池組件電壓和溫度平衡電池電壓和溫度平衡裝置預(yù)測電池的剩余電量和還能行駛的里程電池電壓、電流和溫度顯示裝置電池故障的診斷電池電壓、電流和溫度非在線分析裝置

電池管理系統(tǒng)的主要作用以及相應(yīng)的傳感器輸入和輸出控制（二）電池管理系統(tǒng)的工作原理

電池管理系統(tǒng)（BMS）的工作原理是，數(shù)據(jù)采集電路采集電池電壓、電流和溫度等狀態(tài)信息數(shù)據(jù)后，通過CAN總線將數(shù)據(jù)傳送給主控制單元，進行數(shù)據(jù)分析和處理，然后電池管理系統(tǒng)根據(jù)分析結(jié)果對系統(tǒng)內(nèi)的相關(guān)功能模塊發(fā)出控制指令（如控制風機開、關(guān)等），并對外界傳遞參數(shù)信息；同時，電池管理系統(tǒng)也能通過CAN總線與組合儀表及充電機等進行通信，實現(xiàn)參數(shù)顯示、充電監(jiān)控等功能。二、電池管理系統(tǒng)的功能電池管理系統(tǒng)的功能框圖，它主要包括數(shù)據(jù)采集、電池狀態(tài)估計、熱管理、數(shù)據(jù)通信、安全管理、能量管理等功能。電池管理系統(tǒng)的功能框圖（一）數(shù)據(jù)采集功能電池管理系統(tǒng)的所有算法都是以采集的動力蓄電池數(shù)據(jù)作為輸入，它是電池管理系統(tǒng)所有功能的基礎(chǔ)，需要采集的信息有電池電壓、電流、電池模塊電壓和溫度。（二）電池狀態(tài)估計功能電池狀態(tài)估計功能包括電池組荷電狀態(tài)（stateofcharge，SOC）和電池組健康狀態(tài)（stateofheath，SOH）兩方面。SOC提供電池剩余電量的信息，是計算和估計電動汽車續(xù)駛里程的基礎(chǔ)，SOH提供電池健康狀態(tài)的信息，預(yù)計可用壽命等健康狀態(tài)的參數(shù)。SOC是防止動力蓄電池過充電和過放電的主要依據(jù)，只有準確估算電池組的SOC，才能有效提高動力蓄電池組的利用效率，保證動力蓄電池組的使用壽命。在電動汽車中，準確估算蓄電池的

SOC,可以保護蓄電池，提高整車性能，降低對動力蓄電池的要求以及提高經(jīng)濟性等。目前的電池管理系統(tǒng)都實現(xiàn)了

SOC估計功能，SOH估計技術(shù)尚不成熟。（三）熱管理功能

熱管理指BMS根據(jù)熱管理控制策略控制電池組熱管理系統(tǒng)的工作，主要用于電池工作溫度高于適宜工作溫度上限時對電池進行冷卻，低于適宜工作溫度下限時對電池進行加熱，使電池處于適宜的工作溫度范圍內(nèi)，并在電池工作過程中保持電池單體間溫度的均衡。對于大功率放電和高溫條件下使用的電池，電池的熱管理尤為必要。（四）數(shù)據(jù)通信功能

數(shù)據(jù)通信功能是指電池管理系統(tǒng)與整車控制器、電動機控制器等車載設(shè)備及上位機等非車載設(shè)備進行數(shù)據(jù)交換的功能。

（五）安全管理功能電動車輛上的電池組具有數(shù)百伏的高壓電，為保證用電安全，BMS必須實時監(jiān)控電池電壓、電流和高壓電路狀態(tài)，在出現(xiàn)異常狀況后能立即給予及時報警并進行緊急處理。（六）能量管理功能能量管理功能是指對電池組充放電過程的控制，其中包括對電池組內(nèi)單體或模塊進行電量均衡。能量管理主要包括以電流、電壓、溫度、SOC和SOH為輸入進行充電過程控制及以SOC、SOH和溫度等參數(shù)為條件進行放電功率控制兩個部分。

（七）均衡控制功能電池組的工作狀態(tài)由其內(nèi)部最差電池單體決定，電池的一致性差異導致的電池組的工作狀態(tài)是由最差電池單體決定的。在電池組各個電池之間設(shè)置均衡電路，實施均衡控制的目的是使各單體電池充、放電的工作情況盡量一致，以提高整體電池組的工作性能。

（八）電池狀態(tài)故障診斷功能

故障診斷功能是BMS的重要組成部分，故障診斷可以在動力蓄電池組工作過程中，實時掌握電池的各種狀態(tài)，甚至在停機狀態(tài)下也能將電池故障信息定位到動力蓄電池系統(tǒng)的各個部分（包括電池模塊）。三、蓄電池的熱管理（一）蓄電池熱管理的原理1.蓄電池高溫控制原理通常采取強制冷風的方法來降低蓄電池的溫度。蓄電池管理系統(tǒng)通過實時監(jiān)測，得到蓄電池組中各蓄電池的溫度信息。當蓄電池工作溫度達到設(shè)定的高限值時，蓄電池就需要進行散熱處理，包括采取風冷和水冷等措施，以保證蓄電池的溫度和溫升控制在一定的范圍內(nèi)。在蓄電池的溫度管理失效以后，當蓄電池溫度達到最高允許值時，則蓄電池管理系統(tǒng)就會發(fā)出報警信號，并會斷開電路，控制蓄電池停止充放電，以保證蓄電池的使用安全。2.蓄電池低溫控制原理在低溫時，蓄電池的活性差。對鋰離子蓄電池來說，由于負極石墨的嵌入能力下降，此時以大電流充電很可能出現(xiàn)鋰離子蓄電池熱失控，甚至出現(xiàn)安全事故。為了避免這一問題，當蓄電池管理系統(tǒng)監(jiān)測到蓄電池的溫度過低時，會向充電裝置發(fā)出控制信號，充電裝置根據(jù)蓄電池管理系統(tǒng)的控制信號，轉(zhuǎn)入小電流充電。另外，在低溫環(huán)境（小于10°C)下，蓄電池的內(nèi)阻增大，在充電過程中，蓄電池的歐姆極化增大，充電效率下降，而這部分能量轉(zhuǎn)化為熱量，使蓄電池的溫度逐漸升高。因此，當蓄電池管理系統(tǒng)監(jiān)測到環(huán)境溫度過低時，也會控制充電裝置轉(zhuǎn)入小電流充電，直至蓄電池管理系統(tǒng)監(jiān)測到正常溫度時，再控制充電裝置恢復至正常電流模式充電。（二）電池組熱管理系統(tǒng)的類型從控制的角度看，目前的動力蓄電池組熱管理系統(tǒng)可以分為主動式、被動式兩類，從傳熱介質(zhì)的角度看，熱管理系統(tǒng)主要包括氣體冷卻法、液體冷卻法、相變材料冷卻法及帶加熱的熱管理系統(tǒng)等。1.氣體冷卻法采用空氣作為傳熱介質(zhì)，直接把空氣引入動力蓄電池，使其流過動力蓄電池以達到散熱目的，一般需有風扇、進出口風道等部件。氣體冷卻法主要包括自然對流冷卻法和強迫空氣對流冷卻法。（1）串行通行方式（見圖a）

當蓄電池需要散熱時，風機工作，使空氣從一側(cè)進，從另一側(cè)出。冷空氣進入后，在經(jīng)過蓄電池時不斷地被加熱。這樣，在蓄電池入口一側(cè)被空氣帶走的熱量相對較多，而在蓄電池出口一側(cè)的散熱效果要差于在空氣一側(cè)。所以，采用串行通風方式的蓄電池的散熱均勻性不太理想，目前已較少采用。（2）并行通風方式（見圖b）

通過對蓄電池的布置以及對楔形進排氣通道的合理設(shè)計，可以確保進入每個蓄電池縫隙之間的空氣流量均勻，蓄電池組各蓄電池散熱一致，熱電池溫度一致性好。并行通風方式是目前采用較多的蓄電池散熱結(jié)構(gòu)。幾種典型的氣體冷卻方式2.液體冷卻法以液體為介質(zhì)的傳熱，需在動力蓄電池組與液體介質(zhì)之同建立傳熱通道，比如水套，以對流和導熱兩種形式進行間接式加熱/冷卻，傳熱介質(zhì)可以采用水、乙二醇，甚至制冷劑，也有把動力蓄電池組沉浸在電介質(zhì)的液體中直接傳熱的方式，但必須采用絕緣措施，以免發(fā)生短路。液體冷卻法主要包括被動式液體冷卻和主動式液體冷卻。一種典型的液體冷卻系統(tǒng)的構(gòu)成3.相變材料冷卻法近年來在國外和國內(nèi)出現(xiàn)了采用相變材料PCM冷卻的動力蓄電池熱管理系統(tǒng)，針對動力蓄電池在充電時吸熱、放電時放熱的特點，在全封閉的動力蓄電池單體之間填充相變材料，靠相變材料的融化或凝固來工作。4.帶加熱的熱管理系統(tǒng)在較冷的環(huán)境中，動力蓄電池性能會降低，造成電動汽車整車性能降低，此時需要對動力蓄電池進行加熱。在寒冷環(huán)境中給動力蓄電池加熱比使動力蓄電池散熱更困難。福特公司研發(fā)出的鋰離子蓄電池熱管理系統(tǒng)即包括冷卻和加熱兩種功能。（三）注意事項蓄電池組安放在箱體內(nèi)通過風機降溫，如果通風不當，則容易造成箱內(nèi)各蓄電池的溫度不一致，進而導致蓄電池的容量、內(nèi)阻的不一致。在蓄電池的使用過程中，容量較小的蓄電池容易產(chǎn)生過充電和過放電，進而影響其性能和壽命，并造成安全隱患。因此，蓄電池箱體內(nèi)蓄電池的布置和散熱風道的布局，均要盡量保證蓄電池組的散熱均勻性。另外，在電動汽車上，由于動力蓄電池組各個蓄電池或各個分電池組布置在車輛不同的位置上，各處的散熱環(huán)境都不同，這些差別也會對蓄電池充、放電性能和蓄電池的使用壽命造成影響。為了保證每個蓄電池都能有良好的散熱條件和環(huán)境，將電動汽車的動力蓄電池組裝在一個強制冷卻系統(tǒng)中，使各個蓄電池的溫度保持一致或相接近，并且使各個蓄電池的周邊環(huán)境條件相似。四、BMS常見故障類型及檢修方法（一）CAN總線通信故障CAN總線或電源線脫落、端子退針都會導致通信故障。在保證BMS供電正常的狀態(tài)下，將萬用表調(diào)至直流電壓檔，紅表筆觸碰內(nèi)部CAN-H，黑表筆觸碰內(nèi)部CAN-L，測量通信電路的輸出電壓，即通信電路內(nèi)部CAN-H與CAN-L之間的電壓，正常電壓值為1.5V左右，若電壓值異常，則可判定為BMS硬件故障，需更換。1.BMS未正常工作當出現(xiàn)BMS未正常工作現(xiàn)象時，可重點考慮以下幾個方面：（1）BMS的供電電壓

首先測量整車接插件處，整車給BMS的供電電壓是否有穩(wěn)定的輸出。（2）CAN總線或輔助蓄電池線連接不可靠

CAN總線或電源輸出線連接不可靠會導致通信故障。應(yīng)對主板到從板或高壓板的通信線、電源線進行檢查，發(fā)現(xiàn)脫落斷開的線束，應(yīng)進行更換或重新連接。（3）接插件退針或損壞

低壓通信航空插頭退針會導致從板無電源或從板數(shù)據(jù)無法傳輸?shù)街靼?，?yīng)檢查插頭和接插件，發(fā)現(xiàn)退針或損壞的應(yīng)進行更換。（4）控制主板

換板進行監(jiān)控，更換后故障解除則確定為主板問題。2.電壓采集異常當出現(xiàn)電壓采集異?，F(xiàn)象時，重點考慮下列幾種情況：（1）動力蓄電池本身欠壓

將監(jiān)控電壓值與萬用表實際測量的電壓值對比，確認后更換動力蓄電池。（2）采集線端子緊固螺栓松動或采集線與端子接觸不良

螺栓松動或端子接觸不良會導致單體電壓采集不準，此時輕搖采集端子，確認接觸不良后，緊固或更換采集線。（3）采集線熔絲損壞

測量熔絲阻值，若在1Ω以上，需進行更換。（4）從板檢查問題

確認采集電壓與實際電壓不一致，其他從板若采集電壓與動力蓄電池電壓一致，則需更換從板并收集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，讀取歷史故障數(shù)據(jù)，進行分析。3.溫度采集異常當出現(xiàn)溫度采集異常現(xiàn)象時，重點考慮下列幾種情況：（1）溫度傳感器失效

若單個溫度數(shù)據(jù)缺失時，檢查中間對接插頭，若無連接異常，可確定為傳感器損壞，更換即可。（2）溫度傳感器線束連接不可靠

檢查中間對接插頭或者控制口溫度傳感器線束，發(fā)現(xiàn)松動或者脫落，應(yīng)更換線束（3）BMS存在硬件故障

監(jiān)測發(fā)現(xiàn)BMS無法采集整體溫度，并確認從控制線束到轉(zhuǎn)接插頭以及從轉(zhuǎn)接插頭到溫度傳感器的線束導通正常，則可判定為BMS硬件問題，更換對應(yīng)的從板。（4）更換從板后是否重新加載電源

在更換故障從板后要重新加載電源，否則監(jiān)控值會顯示異常。4.絕緣故障BMS中工作線束的接插件內(nèi)芯與外殼短接、高壓線破損與車體短接會導致絕緣故障，同時電壓采集線破損與動力蓄電池箱體短接，也會導致絕緣故障。針對此類情況，按下列方法分別分析診斷維修：（1）高壓負載漏電

依次斷開DC/DC轉(zhuǎn)換器、PCU、充電機和空調(diào)等，直到故障解除，然后對故障件進行更換。（2）高壓線或插接器破損

使用兆歐表進行測量，檢查確認后進行更換。（3）動力蓄電池箱進水或動力蓄電池漏液

對動力蓄電池箱內(nèi)部進行處理或更換動力蓄電池。（4）電壓采集線破損

確定動力蓄電池箱內(nèi)部漏電后檢查采集線，若發(fā)現(xiàn)破損進行更換。高壓板檢測誤報

對高壓板進行更換，更換后故障解除則確定為高壓板檢測故障。5.總壓檢測故障導致總壓檢測故障的原因可分為：采集線與端子間松動或脫落，導致總壓采集故障；螺母松動導致打火和總壓采集故障；高壓插接器松動導致打火和總壓檢測故障；維修開關(guān)按下導致總壓采集故障等。在實際檢測過程中，可分別按下列方法進行維修處理：（1）總壓采集線兩端端子連接不可靠

用萬用表測量檢測點總壓與監(jiān)控總壓對比，然后檢查檢測電路，發(fā)現(xiàn)連接不可靠，進行緊固或更換。（2）高壓回路連接異常

用萬用表測量檢測點總壓與監(jiān)控總壓，并進行對比，然后從檢測點依次檢查維修開關(guān)、螺栓、插接器和熔絲等，發(fā)現(xiàn)異常，進行更換。（3）高壓板檢測故障

對比實際總壓和監(jiān)控總壓，更換高壓板后，若總壓恢復正常，則可確定為高壓板故障，予以更換。6.預(yù)充電故障導致出現(xiàn)預(yù)充電故障的原因可分為：外總壓采集端子松動脫落導致預(yù)充電故障，主板控制線無12V電壓導致預(yù)充電繼電器不閉合，預(yù)充電電阻損壞導致預(yù)充電失敗等。結(jié)合實車，可按以下幾類情況分別進行檢查：（1）外部高壓部件故障

當BMS報預(yù)充電故障時，斷開總正、總負繼電器后，若預(yù)充電成功，則故障由外部高壓部件引起，分段排查高壓接線盒和PCU。（2）主板問題不能閉合預(yù)充電繼電器

檢測預(yù)充電繼電器是否有12V電壓，如果沒有則更換主板，若更換后預(yù)充電成功，則確定主板故障。（3）主熔絲或預(yù)充電阻損壞

測量預(yù)充電熔絲導通情況和電阻阻值，若異常則更換。（4）高壓板外部總壓檢測故障

換高壓板后預(yù)充電成功，則可確定高壓板故障，更換即可。7.無法充電無法充電現(xiàn)象大致可總結(jié)為下列兩種情況，一是接插件兩端

CAN總線端子退針或脫落，異致主板與充電機無法通信，從而導致無法充電；二是充電熔絲損壞會導致充電回路無法形成，充電無法完成。實際車輛檢測中若遇到無法充電的情況，可從以下幾個方面入手，進行故障的維修處理：（1）充電機與主板未正常通信

使用儀器讀取整車CAN總線工作數(shù)據(jù)，若發(fā)現(xiàn)無充電機或者BMS工作數(shù)據(jù)時，立即檢查CAN總線通信線束，有接插件接觸不良或電路中斷，立即進行修復。（2）充電機或主板故障不能正常起動

對充電機或主板進行更換，然后重新加載電壓，若更換后可以充電，則可確定為充電機或主板故障。（3）BMS檢查到故障，不允許充電

通過監(jiān)控判斷故障類型，然后解頭故障直至充電成功（4）充電熔絲損壞，無法形成充電回路

使用萬用表檢測充電熔絲導通情況，若無法導通，則立即更換。8.電流顯示異常故障BMS控制線束的端子脫落或螺栓松動、端子或螺栓表面氧化均會導致電流誤差。當出現(xiàn)電流顯示異常時，應(yīng)完整詳細地檢查電流采集線的安裝情況。（1）電流采集線未正確連接

此時會導致電流正負顛倒，更換即可。（2）電流采集線連接不可靠

首先確定高壓回路有穩(wěn)定電流，而當監(jiān)控電流波動較大時，檢查分流器兩端電流采集線，發(fā)現(xiàn)螺檢松動應(yīng)立即進行緊固。（3）檢測端子表面氧化情況

首先確定高壓回路有穩(wěn)定電流，而當監(jiān)控電流遠低于實際電流時，檢測端子或螺栓表面是否有氧化層，有則對其表面進行處理。（4）高壓板電流檢測異常

斷開維修開關(guān)后，若監(jiān)控電流值在0.2A以上，則高壓板電流檢測異常，應(yīng)對高壓板進行更換。9.高壓互鎖故障打至

ON檔時，測量此處是否有高壓輸入，檢查四個端子是否插接牢靠，并測量驅(qū)動端是否有12V電壓（細線為電壓驅(qū)動線)。按照具體情況，可分為以下三類：1）DC/DC轉(zhuǎn)換器故障。2）測量DC/DC轉(zhuǎn)換器高壓輸入插頭，在打開ON檔時是否有短時高壓，有則確定為DC/DC轉(zhuǎn)換器故障，予以更換。3）DC/DC轉(zhuǎn)換器繼電器端子未插接牢靠。4）檢查繼電器高壓、低壓端子，不可靠的重新插接牢靠。5）主板或轉(zhuǎn)接板故障導致DC/DC轉(zhuǎn)換器繼電器不閉合。6）測量DC/DC轉(zhuǎn)換器繼電器電壓驅(qū)動端，打至ON檔短時間無12V電壓，則更換主板或轉(zhuǎn)接板。本任務(wù)具體介紹了電池管理系統(tǒng)的組成、工作原理與功能以及蓄電池的熱管理。電池管理系統(tǒng)一般由一些傳感器（用于測量電壓、電流和溫度等）、一個帶微處理器的控制單元和一些輸入/輸出接口等組成。電池管理系統(tǒng)（BMS）的工作原理是，數(shù)據(jù)采集電路采集電池電壓、電流和溫度等狀態(tài)信息數(shù)據(jù)后，通過CAN總線將數(shù)據(jù)傳送給主控制單元，進行數(shù)據(jù)分析和處理，然后電池管理系統(tǒng)根據(jù)分析結(jié)果對系統(tǒng)內(nèi)的相關(guān)功能模塊發(fā)出控制指令（如控制風機開、關(guān)等），并對外界傳遞參數(shù)信息；同時，電池管理系統(tǒng)也能通過CAN總線與組合儀表及充電機等進行通信，實現(xiàn)參數(shù)顯示、充電監(jiān)控等功能。電池管理系統(tǒng)的功能主要包括數(shù)據(jù)采集、電池狀態(tài)估計、熱管理、數(shù)據(jù)通信、安全管理、能量管理等功能。蓄電池性能的發(fā)揮與其溫度有密切的關(guān)系。蓄電池必須保持在適當?shù)臏囟确秶畠?nèi)，才能保證電池組正常工作并延長蓄電池的壽命。學習小結(jié)任務(wù)三純電動汽車充電系統(tǒng)檢修任務(wù)描述對于電動汽車來說，不同的運行模式對電池的充電時間有不同的要求。而充電時間的不同，則需要不同的充電方式來滿足，并且不同電池都有其最佳的充電電壓、電流和充電時間。因此，電動汽車的充電技術(shù)是維持電動汽車運行的一項必要手段。本任務(wù)介紹了電動汽車的不同充電方式以及不同的充電設(shè)施。學習目標任務(wù)三純電動汽車充電系統(tǒng)檢修一、充電方式（一）常規(guī)充電方式（慢充方式）常規(guī)充電方式是以較小電流（約為15A），采用恒壓、恒流的充電方式對電動車進行充電，充電時問通常為6~10h，有利于提高充電效率和延長電池的使用壽命。以120A?h的蓄電池為例，充電時間要持續(xù)8h以上。（二）快速充電方式快速充電方式是指在短時間（20~30min)內(nèi)使電動汽車的蓄電池達到或接近完全充滿狀態(tài)的一種方法。（三）更換電池方式更換電池方式是通過直接更換車載電池的方法補充電能，即在蓄電池電量耗盡時，用充滿電的電池更換已經(jīng)耗盡電的電池。（四）無線充電方式純電動汽車無線充電技術(shù)是一種新型的電動汽車電能供給方式。電動汽車無線充電方式的原理類似于在車里使用移動電話，將電能轉(zhuǎn)換成一種符合現(xiàn)行技術(shù)標準要求的特殊激光或微波束，在汽車頂上安裝一個專用天線接收即可。理論知識無線充電技術(shù)主要通過電磁感應(yīng)、電池共振、射頻、微波、激光等方式實現(xiàn)非接觸式的電力傳輸。純電動汽車的無線充電方式有電磁感應(yīng)式（見圖磁共振式、微波式（無線電）三種。

電磁感應(yīng)式充電

三種無線充電方式的比較項目電磁感應(yīng)式磁共振式微波式充電原理向地面下的一次線圈提供交流電流，線圈產(chǎn)生交變磁場，感應(yīng)在車底部的二次線圈，二次線圈產(chǎn)生交流電基本原理與電磁感應(yīng)式相同，只是一次線圈和二次線圈使用同一共振頻率，可將阻抗控制在最低，增大發(fā)送距離充電部分和接收部分均采用2.45Ghz的微波使用頻率范圍22kHz13.56kHz2.45Ghz輸出功率/kW3011傳送距離/mm1004001000充電效率/%929538

1.電磁感應(yīng)式電磁感應(yīng)充電是通過送電線線圈和接收線圈之間傳輸電力，這是接近實用化的一種充電方式。2.磁共振式磁共振充電主要由電源、電力輸出、電力接收、整流器等主要部分組成，基本原理與電磁感應(yīng)方式基本相同。3.微波式又叫移動式充電。對電動汽車蓄電池而言，最理想的情況是汽車在路上行駛時充電，即所謂的移動式充電。（五）純電動汽車無接觸電能傳輸系統(tǒng)構(gòu)成新型感應(yīng)耦合式無接觸電能傳輸系統(tǒng)主要由三大部分組成，即能量發(fā)送端、無接觸變壓器和能量接收端。

純電動汽車無接觸電能傳輸系統(tǒng)構(gòu)成二、充電接口充電接口是指用于連接活動電纜和電動汽車的充電部件，由充電插座和充電插頭兩部分構(gòu)成。由于是連接電纜使用，因而充電插頭是傳導式充電機的必備設(shè)備。充電插頭在充電過程中與充電插座結(jié)構(gòu)進行耦合，從而實現(xiàn)電能的傳輸。（一）對充電接口的要求在電動汽車的產(chǎn)業(yè)化過程中，充電接口的標淮化至關(guān)重要。充電接口應(yīng)該滿足以下要求。1）能夠?qū)崿F(xiàn)較大電流的傳輸和傳導，避免因電流過大而引起插座發(fā)熱和故障。2）插頭能夠與插座充分耦合，接觸電阻小，避免因接觸不良而引起火花塞燒蝕或虛接。3）能夠?qū)崿F(xiàn)必要的通信功能，便于電動汽車CAN通信或者電池管理系統(tǒng)與電動機對接。4）具備防誤插功能：由于電動汽車使用的充電設(shè)備或者電池的型號和性能不同，因而所需要的電源就不一樣；同時，由于各插頭的性能不同，故插頭的電極不能插錯，這就需要對不同的電源插頭要有一定的識別能力。5）具備合理的外形，便于執(zhí)行插拔作業(yè)。（二）充電接口形式電動汽車充電接口的類型主要由單相交流充電接口、三相交流充電接口和直流充電接口三種。1.交流充電接口交流充電由于受不同國家和地區(qū)電網(wǎng)系統(tǒng)的影響，在充電標準中對充電連接器電壓和電流的要求也不盡相同。從交流接口的外形來看，三種標準也有區(qū)別。

幾種充電標準汽車插頭接口界面比較

我國制定的交流充電接口形式交流充電接口端子功能定義觸點識別額定電壓/V額定電流/A功能定義L25013/32交流電源N25016/32中線PE

保護接地，連接供電設(shè)備地線和汽車底盤地線CP362控制確認CC362充電連接確認NC1

預(yù)留通信端子NC2

預(yù)留通信端子2.直流充電接口為了實現(xiàn)對商用汽車及乘用汽車的快速能源補給，可利用非車載充電機將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，通過直流充電接口完成充電過程。

直流充電接口端子功能定義觸點編號觸點標識額定電壓/V額定電流/A功能定義1DC+750125/250直流電源正極，連接直流電源正極與電池正極2DC-750125/250直流電源負極，連接直流電源負極與電池負極3PE

保護接地，連接供電設(shè)備地線和汽車底盤地線4S+362充電通信CAN-H，連接非車載充電機與電動汽車的通信線5S-362充電通信CAN-L，連接非車載充電機與電動汽車的通信線6CC1362充電連接確認17CC2362充電連接確認28A+3620低壓輔助電源正極，非車載充電機為電動汽車提供低壓輔助電源正極9A-3620低壓輔助電源負極，非車載充電機為電動汽車提供低壓輔助電源負極出于安全的考慮，在充電接口連接過程中端子連接順序為，保護接地、直流電源正極、直流電源負極、低壓輔助電源正極、低壓輔助電源負極、充電電通信；在脫開的過程中則順序相反。電動汽車的汽車控制裝置能夠通過測量檢查點的峰值電壓判斷充電插頭與充電插座是否充分連接。直流充電接口三、充電設(shè)施電動汽車充電設(shè)施主要包括充電站及其附屬設(shè)備，如充電機、充電站監(jiān)護系統(tǒng)、充電樁、配電室以及安全防護設(shè)備等。（一）充電機電動汽車充電機與交流電網(wǎng)連接，從供電電源提取能量，以合適的方式傳遞給動力蓄電池，從而建立供電電源與動力蓄電池之間的功率轉(zhuǎn)換接口。它一般由功率單元、控制單元、計量單元、充電接口、供電接口及人機交互界面等部分組成，實現(xiàn)充電、計量等功能，并擴展具有反接、過載、短路、過熱等多重保護功能，以及延時起動、軟起動、斷電記憶自起動等功能。一般情況下，充電機應(yīng)至少能為以下三種類型動力蓄電池中的一種（或多種）充電：鋰離子蓄電池、鉛酸蓄電池、鎳-氫電池。1.充電機的類型電動汽車充電機按不同的分類標準，可以分成多種類型，見表。分類標準充電機類型安裝位置車載充電機地面充電機輸入電源單機充電機三相充電機連接方式傳導式充電機感應(yīng)式充電機功能普通充電機多功能充電機功率變換元件及控制原理磁放大型充電機相控型充電機高頻開關(guān)模塊型充電機

電動汽車充電機類型（1）按安裝位置可以分為車載充電機和地面充電機車載充電機又稱為交流充電機，是指安裝在電動汽車上可采用地面交流電網(wǎng)電源對電池組進行充電的裝置。

車載充電機與充電電源的連接地面充電機又稱為直流充電機，指采用直流充電模式為電動汽車動力蓄電池總成進行充電的充電機。電動汽車與地面充電機充電連接（2）按輸入電源可以分為單相充電機和三相充電機

1）單相充電機。

充電機的交流輸入電源為單相電源，功率較小，一般用于車載充電機。2）三相充電機。充電機的交流輸入電源為三相電源，功率較大，一般用于地面充電機。（3）按連接方式可以分為傳導式充電機和感應(yīng)式充電機

傳導式充電機的輸出端直接連接到電動汽車上，兩者之間存在實際的物理連接，電動汽車上不裝備電子電路。這種充電方式結(jié)構(gòu)簡單，能量傳遞效率高且造價低，目前大多數(shù)充電機采用的都是這種傳導式。（4）按充電機的使用功能可以分為普通充電機和多功能充電機

普通充電機只提供對電池的充電功能，無自動控制、對電網(wǎng)諧波的抑制及無功補償?shù)裙δ埽瑢π铍姵氐某潆娪扇斯な謩涌刂?。而多功能充電機除了提供對電池的充電功能以外，還能夠提供諸如對電池進行容量測試、對電網(wǎng)進行諧波抑制、無功功率補償和負載平衡等功能。由于當前實際運用的充電機基本上以交流電源作為輸入電源，所以充電機的功率轉(zhuǎn)換單元本質(zhì)上是一個

AC/DC轉(zhuǎn)換器。（5）按所采用的功率交換元件及控制原理的不同可以分為磁放大型充電機、相控型充電機及高頻開關(guān)模塊型充電機1）磁放大型充電機。

磁放大型充電機由飽和電抗器和整流變壓器構(gòu)成，利用飽和電抗器的調(diào)整繞組進行調(diào)壓，接線簡單，調(diào)試方便，但容量較小。2）相控型充電機。相控型充電機由接在隔離變壓器二次繞組上的晶閘管整流器進行調(diào)壓，接線較復雜，容量較大。3）高頻開關(guān)模塊型充電機。高頻開關(guān)模塊型充電機將高頻開關(guān)頻率結(jié)合脈寬調(diào)制技術(shù)應(yīng)用在開關(guān)電源上，取消了龐大的隔離變壓器。它在高頻化、小型化及模塊化上有很大進展，具有輸出穩(wěn)流、穩(wěn)壓精度高、紋波系數(shù)小等優(yōu)點。2.充電機功能（1）充電設(shè)定方式可分為自動設(shè)定和手動設(shè)定兩種

自動設(shè)定方式是在充電過程中，充電動機依據(jù)蓄電池管理系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)動態(tài)調(diào)整充電參數(shù)，執(zhí)行相應(yīng)動作，完成充電過程。（2）充電機采用高頻開關(guān)電源模塊

主要功能是將交流電源變換為高品質(zhì)的直流電源，采用的是脈沖寬度調(diào)制方式原理。模塊由全波整流及濾波器、高頻變換及高頻變壓器、高頻整流濾波器等組成。（二）充電站充電站是快速高效、經(jīng)濟安全地為各種電動汽車提供運行中所需電能的服務(wù)性基礎(chǔ)設(shè)施。為提高電動汽車的使用率和使用方便性。1.標準充電站（又稱充電樁）標準充電站是為帶車載充電機的電動汽車設(shè)計的，采用正常電流充電，一般分布在居民區(qū)或工作場所附近的停車場，規(guī)模較大，以便能夠同時為很多電動汽車采用正常充電電流充電，—般電動汽車充滿電需要6～8h。（1）充電樁的組成

充電樁是充電機為電動汽車充電的終端輔助設(shè)備，實現(xiàn)提供充電接口、人機接口等功能，對電動汽車的充電進行控制。電動汽車充電樁交流充電樁基本構(gòu)成（2）充電樁的類型1）以安裝條件進行分類，主要分為立式充電樁和壁掛式充電樁。立式充電樁無需靠墻固定，適用于戶外停車位或小區(qū)停車位，而壁掛式充電樁必須依靠墻體固定，適用于室內(nèi)和地下停車位。2）以服務(wù)對象進行分類，主要分為公共充電樁、專用充電樁和自用充電樁。對不同服務(wù)對象的充電樁是可以進行角色互換的，這里只是一種對充電樁的用途的區(qū)分。公共充電樁由政府機關(guān)等具有公其服務(wù)性質(zhì)的機構(gòu)置辦，服務(wù)對象面向任何電動汽車車主，例如公共停車場。而專用充電樁多為企業(yè)建造，服務(wù)對象為客戶和內(nèi)部人員，例如商場停車場。自用充電樁為私人充電樁，安裝于私人領(lǐng)域，不對外開放。3）以安裝地點進行分類，主要分為室內(nèi)充電樁和室外充電樁。室內(nèi)充電樁的防護等級起碼要達到IP32以上，而室外充電樁需要面臨風雨交加的惡劣環(huán)境，需要更好的絕緣性和避雷條件，其防護等級起碼要達到IP54級以上，方可保障人身安全、車身安全和充電設(shè)備安全。4）以充電接口的數(shù)量進行分類，主要分為一樁一充充電樁和一樁多充充電樁。目前市場上充電樁以一樁一充充電樁為主，在公交停車場這伴的大型停車場中，需要一樁多充充電樁，同步支持多輛電動汽車充電，不但加快了充電效率，也節(jié)省了人工。5）以充電類型進行分類，主要分為交流充電樁、直流充電樁和交直流一體充電樁。交流充電樁是安裝在電動汽車外，與交流電網(wǎng)連接，為電動汽車車載充電機提供交流電源的供電裝置，同時具備計量計費功能。交流充電樁一般提供小電流，樁體較小，安裝靈活，充滿電的時間一般為6～8h，適用于小型乘用電動汽車，多應(yīng)用于公共停車場、大型購物中心和社區(qū)車庫中，家用充電樁也多為交流充電樁。2.快速充電站快速充電站又稱應(yīng)急充電站，可以在短時間內(nèi)為電動汽車充電，充電時間與燃油汽車加油時間接近?？焖俪潆娬究梢蕴岣唠妱悠嚨氖褂梅奖阈?，但是也會給電力系統(tǒng)帶來負面影響，如諧波污染、用電高峰的高電流需求等，另外對電池使壽命也會產(chǎn)生很大的影響。在上述兩種充電模式中，標準充電模式適用于辦公樓或商場的停車場充電，快速充電則因充電電流大而通常在公共充電站進行。3.充電站的主要功能與布局充電站的主要功能決定其總體布局。一般來說，一個功能完備的充電站由配電室、充電區(qū)、電池更換區(qū)、維護區(qū)和監(jiān)控區(qū)這五個基本部分組成。根據(jù)充電站規(guī)模和服務(wù)功能的不同，在功能區(qū)設(shè)置上存在一定的差異。例如，不需要對電池進行更換的充電站，可不設(shè)置更換區(qū)，也不用配備電池更換設(shè)備和大量電池的存儲設(shè)備。

充電站總體結(jié)構(gòu)三、充電系統(tǒng)組成和原理（一）快充模式充電系統(tǒng)組成和原理1.組成在快充模式下，充電系統(tǒng)主要由充電樁（直流快充樁）、快充接口、高壓控制盒、動力蓄電池、整車控制器、高壓線束和低壓控制線束等組成。2.快充模式充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理整車控制器是快速充電功能的主控模塊。快充模式充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖3.充電條件要求1）充電線連接確認信號正常。2）BMS供電電源正常（12V）。3）充電喚醒信號輸出正常（12V）。4）充電樁、VCU、BMS之間通信正常（主繼電器閉合、發(fā)送電流強度需求）。5）5℃<動力蓄電池電芯溫度<45℃。6）單體電池最高電壓與最低電壓差<0.3V（300mV）。7）單體電池最高溫度與最低溫度差<15℃。8）絕緣性能>20MΩ。9）實際單體最高電壓不大于額定單體電壓0.4V。10）高、低壓電路連接正常（遠程開關(guān)關(guān)閉狀態(tài)）。（二）慢充模式充電系統(tǒng)組成和原理1.組成在慢充模式下，充電系統(tǒng)主要由供電設(shè)備（充電樁）、慢充接口、車載充電器、高壓控制盒、動力蓄電池、整車控制器（VCU）、高壓線束和低壓控制線束等組成。2.慢充模式充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理充電槍連接通過車載充電機（充電器）反饋到整車控制器，再喚醒儀表顯示連接狀態(tài)（負觸發(fā)）；充電機同時喚醒整車控制器和動力蓄電池管理模塊（正觸發(fā)），整車控制器喚醒儀表起動顯示充電狀態(tài)（負觸發(fā)）；正、負主繼電器由整車控制器發(fā)出指令由動力蓄電池管理模塊控制閉合。慢充模式充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖

慢充模式充電系統(tǒng)工作電路圖3.充電控制過程充電控制過程如下：1）交流供電。2）充電喚醒。3）BMS檢測充電需求。4）BMS給車載充電機發(fā)送工作指令并閉合繼電器。5）車載充電機開始工作，進行充電。6）電池檢測充電完成后，給車載充電機發(fā)送停止指令。7）車載充電機停止工作。8）電池斷開繼電器。慢充模式充電控制過程4.充電條件要求1）充電線連接確認信號正常。2）充電機供電電源正常（含220V和12V）及充電機工作正常。3）充電喚醒信號輸出正常（12V）。4）充電機、VCU、BMS之間通信正常（主繼電器閉合、發(fā)送電流強度需求）。5）0℃動力蓄電池電芯溫度<45℃。6）單體電池最高電壓與最低電壓差<0.3V（300mV）。7）單體電池最高溫度與最低溫度差<15℃。8）絕緣性能>20MΩ。9）實際單體最高電壓不大于額定單體電壓0.4V。10）高、低壓電路連接正常（遠程控制開關(guān)關(guān)閉狀態(tài)）。四、充電系統(tǒng)檢修1.比亞迪秦電動汽車直流充電樁無法充電故障（1）故障現(xiàn)象車主反映車輛在直流充電樁無法充電，顯示起動充電未能成功，嘗試更換多個充電樁也無法充電，但可以使用交流充電樁充電。（2）原因分析1）直流充電口故障。2）直流充電低壓通信線路故障。3）電池管理器故障或者控制直流充電的低壓線路故障。（3）維修過程1）首先測試插充電槍后，儀表只有充電連接指示燈亮，再無其他充電的相關(guān)信息，充電樁上顯示充電起動未能成功，但交流可以充電，由此可以暫定電池管理器能正常工作，故障應(yīng)該在直流充電過程中涉及的元器件或線束。2）但由于車輛充電連接指示燈點亮，充電樁上卻顯示充電未能成功起動，將故障定位于充電過程中的CAN線信息交互失敗上。3）接下來插上充電槍充電，測量電池管理器BK45（B）接插件的14號針腳無電壓，測量20號針腳電壓為2.9V，CAN線電壓正常應(yīng)為2.5V左右，測量電池管理器BK45（B）接插件的14號針腳到充電口S-端子不導通，電池管理器BK45（B）接插件的20號針腳到充電口S+端子導通正常。4）測量充電口的S-端和S+端到前艙線束BJB01（B）接插件4號端子和5號端子都導通正常，可以排除直流充電口故障，再測量前艙線束BJB01（A）接插件5號端子到電池管理器BK45（B）接插件20號端子導通正常，BJB01（A）接插件4號端子和電池管理器BK45（B）接插件14號端子不導通，判定故障為該線束斷路導致，更換前艙線束后故障排除。（4）維修小結(jié)此次故障維修需要非常了解整個直流充電的過程才能在有限的信息下做出正確的判斷。直流充電流程分析：插槍后充電柜檢測到

CC11kΩ電阻確認槍插好，直流充電柜控制吸合直流充電繼電器，電池管理器得到雙路電可以工作，車輛檢測到CC21kΩ電阻后確認充電柜連接正常，電池管理器控制點亮儀表充電連接指示燈并與直流充電柜進行CAN通信，通信無異常后，直流充電柜輸出高壓電為車輛充電。根據(jù)直流充電流程，該車輛電池管理器已經(jīng)控制點亮儀表充電連接指示燈，說明

CC1、CC2已經(jīng)完成，判斷為CAN通信未完成，懷疑CAN線路或充電口故障導致。在維修新能源車輛時經(jīng)常會遇到故障碼U02A200：與主動泄放模塊通信故障，該故障碼形成原因是每次高壓上電不成功或者充電不成功時，電池管理器內(nèi)就會報主動泄放模塊通信故障，所以維修時不能根據(jù)此故障碼來確定故障點。2.比亞迪秦電動汽車無法交流充電故障（1）故障現(xiàn)象一輛比亞迪電動汽車無法交流充電，儀表一直顯示充電連接中，可以上OK電正常行駛。（2）故障分析1）交流充電設(shè)備故障。2）交流充電口故障。3）電池包及BMS故障。4）四合一故障。5）線路故障。（3）維修過程1）使用交流充電盒或是單相壁掛式充電盒，儀表都一直顯示充電連接中。2）如果儀表顯示充電連接中，則說明充電設(shè)備和整車還沒有交互完成。3）BMS數(shù)據(jù)流中顯示有充電感應(yīng)信號-交流，說明CC信號正常。4）而VTOG數(shù)據(jù)流中CP占空比信號一直是0%，說明CP信號不正常。測量交流充電口CP針腳與VTOG的64針接插件CP針腳導通性，發(fā)現(xiàn)不導通，仔細檢查發(fā)現(xiàn)BJB01的12號針腳退針，檢修后試車，故障排除。（4）維修小結(jié)處理此類故障，需要掌握充電控制流程。VTOG充電流程：將交流充電槍插入充電口，VTOG檢測插槍信號（即CC信號）后，給BCM發(fā)出充電連接信號。BCM控制雙路電繼電器吸合，BMS與VTOG獲得雙路電。VTOG檢測CP信號、BMS接收到充電感應(yīng)信號后自檢（無故障），BMS控制電池包內(nèi)接觸器和預(yù)充接觸器吸合進行預(yù)充（預(yù)充完成后，吸合交流充電接觸器、斷開預(yù)充接觸器），VTOG檢測到動力蓄電池包的反饋電壓后控制交流充電樁輸出交流電（給VTOG）進行充電。純電動汽車構(gòu)造與檢修03項目三

驅(qū)動電機及控制系統(tǒng)檢修任務(wù)一驅(qū)動電機檢修任務(wù)描述

主要重點掌握驅(qū)動電機構(gòu)造，驅(qū)動電機的拆裝以及了解按照驅(qū)動電機系統(tǒng)的工作原理和控制策略，對后續(xù)的檢修工作打下基礎(chǔ)。學習目標理論知識

如果說發(fā)動機是傳統(tǒng)內(nèi)燃機的心臟，驅(qū)動電機就是純電動汽車的心臟。它同發(fā)動機的功能一樣，擔負著純電動汽車的驅(qū)動功能，驅(qū)動電機性能的好壞直接影響純電動汽車性能的高低。一、驅(qū)動電機系統(tǒng)的組成及工作原理（一）直流電動機直流電動機是指通入直流電流而產(chǎn)生機械運動的電動機（見圖3-1和圖3-2）。1.直流電動機的結(jié)構(gòu)

直流電動機的結(jié)構(gòu)形式很多，但總體上不外乎由定子（靜止部分）和轉(zhuǎn)子（運動部分）組成（見圖3-2）。2.直流電動機的工作原理

通電導線在磁場中會受到磁場力的作用，由左手定則（見圖3-11），把左手放入磁場中，讓磁力線垂直穿入手心，磁力線從N極出發(fā)進入S極，四指指向電流所指方向，則大拇指的方向就是導體受力的方向。

電源的直流電加于電刷A（正極）和B（負極）上，則線圈abcd中流過電流：在導體ab中，電流由a指向b；在導體cd中，電流由c指向d。用左手定則可知導體ab所受到的磁場力從右向左，導體cd所受到的磁場力從左向右，這樣形成的轉(zhuǎn)矩M為逆時針方向。在該轉(zhuǎn)矩作用下電樞將逆時針方向旋轉(zhuǎn)，如圖3-12a所示。當電樞轉(zhuǎn)過了180°，直流電仍由電刷A流入、從電刷B流出，電流在電樞內(nèi)的流向改變?yōu)閐到c、b到a，由左手定則可知導體cd所受到的磁場力從右向左，ab所受磁場力從左向右，轉(zhuǎn)矩M方向仍為逆時針，則可保持電樞持續(xù)逆時針動，如圖3-12b所示。3.直流電動機的勵磁方式

按勵磁方式不同，直流電動機可分為他勵直流電動機、并勵直流電動機、串勵直流電動機和復勵直流電動機4種類型。圖3-13至圖3-17中，Ia為電樞電流，Ea為電樞反電勢，F(xiàn)f為他勵和并勵方式下的勵磁電流，F(xiàn)s為串勵和復勵方式下的勵磁電流。(1)他勵直流電動機他勵直流電動機的電樞和勵磁繞組由兩個獨立的直流電源供電（見圖3