《新能源汽車電池及管理系統(tǒng)檢修》 課件 項(xiàng)目3、4 動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)檢修、充電系統(tǒng)檢修_第1頁(yè)
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項(xiàng)目三動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)檢修新能源汽車電池及管理系統(tǒng)檢修項(xiàng)目三動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)檢修動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)檢修任務(wù)一動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)項(xiàng)目三動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)檢修一、動(dòng)力電池?zé)峁芾淼囊饬x由于車輛裝載電池的空間有限,正常運(yùn)行所需的電池?cái)?shù)目較大,電池會(huì)以不同倍率放電,并以不同生熱速率產(chǎn)生大量熱量,再加上時(shí)間累積以及空間影響將聚集大量熱量,從而導(dǎo)致電池運(yùn)行環(huán)境溫度情況復(fù)雜多變。電池包內(nèi)溫度上升嚴(yán)重影響電池組的電化學(xué)系統(tǒng)的運(yùn)行、循環(huán)壽命、充電可接受性、電池包功率和能量、安全性和可靠性等。一、動(dòng)力電池?zé)峁芾淼囊饬x1.充電影響鋰離子電池的溫度水平直接影響其使用中的能量與功率性能。溫度較低時(shí),電池的可用容量將迅速發(fā)送衰減,在過(guò)低溫度下對(duì)電池進(jìn)行充電,可能引發(fā)瞬間的電壓過(guò)充現(xiàn)象,造成內(nèi)部析鋰而引發(fā)短路。交流慢充電時(shí),電芯的溫度范圍在0-55℃之間才可以充電。當(dāng)有溫度高于55℃或低于0℃時(shí),電池管理系統(tǒng)將自動(dòng)切斷充電回路,此時(shí)將無(wú)法充電。充電前檢測(cè)箱體內(nèi)部溫度,若有低于0℃,啟動(dòng)加熱模式,待所有電芯溫度高于5℃時(shí),停止加熱。一、動(dòng)力電池?zé)峁芾淼囊饬x2.安全性動(dòng)力電池的熱相關(guān)問(wèn)題直接影響電池的安全性。生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的缺陷或使用過(guò)程中的不當(dāng)操作都可能造成電池局部過(guò)熱,并進(jìn)而引起連鎖放熱反應(yīng),最終造成冒煙、起火,甚至爆炸等嚴(yán)重的熱失控事件。3.使用壽命動(dòng)力電池的工作或存放溫度影響其使用壽命。電池的適宜溫度在10-30℃之間,過(guò)高或者過(guò)低的溫度都將引起電池壽命的較快衰減。動(dòng)力電池的大型化使得其表面積與體積之比相對(duì)減小,電池內(nèi)部熱量不易散出,更可能出現(xiàn)內(nèi)部溫度不均、局部溫升過(guò)高等問(wèn)題,從而進(jìn)一步加速電池衰減,縮短電池壽命。二、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的功能動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)是保證動(dòng)力電池使用性能、安全性和壽命的關(guān)鍵技術(shù)之一。熱管理系統(tǒng)的主要功能包括:(1)電池溫度的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè),在電池溫度較高時(shí)進(jìn)行有效散熱,防止產(chǎn)生熱失控事故;(2)在低溫環(huán)境下,對(duì)電池組進(jìn)行加熱處理,確保低溫下的充電、放電性能和安全性;(3)減小電池組內(nèi)的溫度差異,保證電池溫度場(chǎng)的均勻分布,抑制局部熱區(qū)的行成,防止高溫位置處電池過(guò)快衰減,降低電池組整體壽命。三、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理(一)冷卻方式目前動(dòng)力電池主要采用風(fēng)冷和液冷兩種冷卻方式。1.風(fēng)冷系統(tǒng)風(fēng)冷動(dòng)力電池冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3-1-1所示。冷卻空氣在動(dòng)力電池模塊中的流動(dòng)有串行、并行通風(fēng)等幾種方式。(1)串行通風(fēng)結(jié)構(gòu)如圖3-1-2所示為串行通風(fēng)結(jié)構(gòu),在該散熱模式下,冷空氣從左側(cè)吹入從右側(cè)吹出??諝庠诹鲃?dòng)過(guò)程中不斷地被加熱,所以右側(cè)的冷卻效果比左側(cè)要差,電池箱內(nèi)電池組溫度從左到右依次升高。目前該技術(shù)應(yīng)用在第一代豐田Prius等車型。三、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理(2)并行通風(fēng)結(jié)構(gòu)并行通風(fēng)結(jié)構(gòu)如圖3-1-3所示,并行通風(fēng)方式可以使得空氣流量在電池模塊間更均勻地分布。需要對(duì)進(jìn)排氣通道、電池布置位置進(jìn)行很好的設(shè)計(jì)。其楔形的進(jìn)排氣通道使得不同模塊間縫隙上下的壓力差基本保持一致,確保吹過(guò)不同電池模塊的空氣流量的一致性,從而保證了電池組溫度場(chǎng)分布的一致性。三、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理以豐田普銳斯的動(dòng)力電池冷卻為例,其動(dòng)力電池布置于汽車后備箱中,風(fēng)冷系統(tǒng)如圖3-1-4所示。其工作原理是:散熱風(fēng)扇將車廂內(nèi)部的空氣吸入,通過(guò)位于后窗臺(tái)裝飾板上的進(jìn)氣管流入風(fēng)道,向下流經(jīng)動(dòng)力電池,為動(dòng)力電池降溫,然后再流經(jīng)BMS電池管理器、總繼電器等電器元件,對(duì)其進(jìn)行散熱后,空氣汽車后備箱內(nèi)的排風(fēng)管輸送至排風(fēng)口,排出車外。該車動(dòng)力電池的風(fēng)冷系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)口位置如圖3-1-5所示。三、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理2.液冷系統(tǒng)(1)普通水冷式冷卻系統(tǒng)通過(guò)冷卻液的強(qiáng)制循環(huán)把熱量帶走,冷卻效果相對(duì)于風(fēng)冷式要好的多,而且通過(guò)冷卻液的循環(huán)可以使電池組的溫度更加均勻,但是循環(huán)的冷卻液對(duì)電池包的密封性提出更高的要求,如果采用水這類導(dǎo)電液體,需用水套將冷卻液和電池單體隔開(kāi)。如圖3-1-6所示為普通水冷式冷卻系統(tǒng)示意圖。三、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理(2)空調(diào)循環(huán)冷卻式冷卻系統(tǒng)

空調(diào)循環(huán)冷卻式是在普通水冷式的基礎(chǔ)上,與空調(diào)系統(tǒng)連通的制冷劑循環(huán)回路,散熱效果可以調(diào)節(jié),如圖3-1-7所示。三、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理圖3-1-8所示帝豪EV300汽車的電池包內(nèi)的冷卻循環(huán)路徑,該車配備的是空調(diào)循環(huán)冷卻式冷卻系統(tǒng)。當(dāng)動(dòng)力電池需要冷卻時(shí),冷卻液在熱交換器內(nèi)被空調(diào)系統(tǒng)的制冷劑冷卻后從進(jìn)水口流入電池包,經(jīng)過(guò)每個(gè)電池模組,帶走動(dòng)力電池模組的熱量,同時(shí)冷卻液溫度升高,高溫的冷卻液從出水口流出電池包,再次進(jìn)入熱交換器,完成熱交換(降溫)后,再次進(jìn)入電池包進(jìn)水口,如此循環(huán)則可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池的溫度控制。三、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理三、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理3.風(fēng)冷與液冷的比較動(dòng)力電池冷卻系統(tǒng)的風(fēng)冷與液冷各有其特點(diǎn),如表3-1-1所示。項(xiàng)目風(fēng)冷液冷優(yōu)點(diǎn)1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,重量相對(duì)較輕。2.沒(méi)有發(fā)生漏液的可能。3.有害氣體產(chǎn)生時(shí)能有效通風(fēng)。4.成本較低。5.空氣在電池組內(nèi)的分布復(fù)雜。1.傳熱更有效。2.電池組溫度均勻性好。3.可與車輛冷卻系統(tǒng)整合在一起。4.與電池壁面間的熱交換系數(shù)高,5.冷卻、加熱速度快。6.體積小。缺點(diǎn)1.與電池壁面間的熱交換系數(shù)低,冷卻、加熱速度慢。2.吸入的空氣必須小心塵和土。3.受環(huán)境溫度影響大。1.存在液漏可能。2.重量相對(duì)較大。維修和保養(yǎng)復(fù)雜。3.需要水套、熱交換器等部件、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。三、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理(二)加熱方式1.液體循環(huán)加熱法目前主要的方式是采用液體與外界進(jìn)行熱交換,把熱量送入電池組,可在模間布置管線或圍繞模塊布置夾套,或把模塊沉浸在液體中。圖3-1-9所示為帝豪EV300汽車動(dòng)力電池的加熱循環(huán)。三、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理PTC(PositiveTemperatureCoefficient)的意思是可變電阻加熱元件。由于使用安全、熱轉(zhuǎn)換效率高、升溫迅速、無(wú)明火、自動(dòng)恒溫等特點(diǎn)而被廣泛使用。PTC加熱器如圖3-1-10所示,主要由上端蓋、下端蓋、主控板、發(fā)熱模塊、載熱鋁體組成,在PTC加熱器上還裝有水溫傳感器。PTC加熱器利用動(dòng)力電池的高壓直流電源使發(fā)熱模塊發(fā)熱,從而加熱在此循環(huán)的冷卻液,為動(dòng)力電池加熱提供熱源。三、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理2.加熱片式加熱加熱片式加熱是指在動(dòng)力電池適當(dāng)位置添加電加熱片,電池包需要加熱時(shí),電加熱片通電,加熱片的部分熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)方式直接傳給電池。圖3-1-11所示為北汽EV160汽車的動(dòng)力電池加熱片布局。動(dòng)力電池采用加熱片式加熱,時(shí)間較長(zhǎng),加熱后動(dòng)力電池組溫度分布不均勻,出現(xiàn)溫差較大,目前已經(jīng)較少動(dòng)力電池采用這種加熱方式了。三、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理以帝豪EV300汽車為例。在放電模式和智能充電模式下,當(dāng)電池溫度高于38℃時(shí),動(dòng)力電池水冷循環(huán)開(kāi)啟,低于32℃時(shí),動(dòng)力電池水冷循環(huán)關(guān)閉;在快充模式下,當(dāng)電池溫度高于32℃時(shí),動(dòng)力電池水冷循環(huán)開(kāi)啟,低于28℃時(shí),水冷循環(huán)關(guān)閉。動(dòng)力電池高溫時(shí)制冷控制如圖3-1-12所示。四、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的控制同樣的,在放電模式和智能充電模式下,當(dāng)電池溫度低于0℃時(shí),動(dòng)力電池加熱循環(huán)開(kāi)啟,高于3℃時(shí),加熱循環(huán)停止;在快充模式下,當(dāng)電池溫度低于10℃時(shí),動(dòng)力電池加熱循環(huán)開(kāi)啟,高于12℃時(shí),加熱循環(huán)停止,動(dòng)力電池低溫時(shí)加熱控制如圖3-1-13所示。四、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的控制任務(wù)二動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)檢修項(xiàng)目三動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)檢修一、動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)部件拆裝(一)拆裝比亞迪E5汽車的電池包冷卻水泵1.進(jìn)行整車下電操作,舉升車輛至合適位置;2.用鯉魚(yú)鉗拆下電池包冷卻水泵上的進(jìn)水管和出水管卡箍,拔下水管,如圖3-2-1所示,水管內(nèi)有冷卻液體,提前預(yù)備好專用容器用于回收電池包冷卻液。一、動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)部件拆裝3.拔下冷卻水泵低壓插接鏈接線束和冷卻水泵固定螺栓,取下冷卻水泵,所拆卸的動(dòng)力電池包冷卻水泵如圖3-2-2所示。4.安裝電池冷卻水泵。安裝電池包冷卻水泵固定螺栓,如圖3-2-3所示。插上電池包冷卻水泵低壓插頭,連接電池包冷卻水泵上進(jìn)水管和出水管,擰緊水管卡箍。如圖3-2-4所示。一、動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)部件拆裝5.管路檢查,確保冷卻管路連接完整,加注冷卻液。如圖3-2-5所示。6.將車輛啟動(dòng),連接診斷儀,選擇車型(比亞迪E5)—診斷—?jiǎng)幼鳒y(cè)試—電池冷卻內(nèi)循環(huán)控制—打開(kāi)電池冷卻內(nèi)循環(huán)控制,如圖3-2-6所示。一、動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)部件拆裝7.擰開(kāi)膨脹罐蓋,再次緩慢加注冷卻液,直至膨脹罐內(nèi)冷卻液量達(dá)到容積80%左右,且液位不再下降為止。如圖3-2-7所示。一、動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)部件拆裝(二)拆裝比亞迪E5電池包三通水閥總成1.使用套筒扳手拆卸三通水閥的固定螺栓。如圖3-2-8所示。一、動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)部件拆裝2.拔下三通水閥的低壓插接頭,取下三通水閥。如圖3-2-10所示。一、動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)部件拆裝3.安裝電池包三通水閥總成。放置三通水閥,安裝三通水閥的低壓插接頭。4.使用鯉魚(yú)鉗把三通水閥水管卡扣拔到能鎖緊三通水管的位置,如圖3-2-11所示。5.使用套筒扳手安裝三通水閥的固定螺栓,如圖3-2-12所示,安裝完成。一、動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)部件拆裝(三)拆裝吉利EV450汽車PTC總成1.關(guān)閉汽車啟動(dòng)開(kāi)關(guān),打開(kāi)前機(jī)艙蓋,斷開(kāi)低壓蓄電池負(fù)極,等待3分鐘;2.斷開(kāi)動(dòng)力電池正負(fù)極母線(使用萬(wàn)用表對(duì)動(dòng)力電池正負(fù)極母線進(jìn)行驗(yàn)電檢測(cè)),使用絕緣測(cè)試儀檢測(cè)車輛是否處于絕緣狀態(tài);對(duì)動(dòng)力電池正負(fù)極母線插接件及線束端插接件用絕緣膠帶進(jìn)行絕緣密封,防止動(dòng)力電池正負(fù)極母線插接件及線束端插接件短路及進(jìn)入異物;一、動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)部件拆裝3.打開(kāi)冷卻液膨脹罐蓋子,如圖3-2-13所示;拆卸加熱器PTC總成和水泵連接的水管,排放冷卻液至回收容器內(nèi),如圖3-2-14所示。一、動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)部件拆裝4.斷開(kāi)加熱器PTC總成高壓線束插接器,如圖3-2-15所示,斷開(kāi)加熱器PTC總成低壓線束插接器,如圖3-2-16所示,拆除加熱器PTC總成搭鐵線。一、動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)部件拆裝5.拆卸加熱器PTC總成進(jìn)、出水管箍和脫開(kāi)加熱器PTC總成進(jìn)、出水管,如圖3-2-17所示。拆卸加熱器PTC總成固定螺母,取下加熱器PTC總成。如圖3-2-18所示。一、動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)部件拆裝6.安裝PTC總成,緊固加熱器PTC總成固定螺母,如圖3-2-19所示。一、動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)部件拆裝7.連接加熱器PTC總成暖風(fēng)出水管和進(jìn)水管,安裝加熱器PTC總成暖風(fēng)出水管環(huán)箍和進(jìn)水管環(huán)箍。如圖3-2-20所示。8.安裝加熱器PTC總成高壓線束插頭,安裝加熱器PTC總成與水泵連接的水管和卡箍。如圖3-2-21所示。9.加注冷卻液,連接蓄電池負(fù)極電纜,關(guān)閉前機(jī)艙蓋,進(jìn)行排氣處理。如圖3-2-22所示。項(xiàng)目四充電系統(tǒng)檢修新能源汽車電池及管理系統(tǒng)檢修項(xiàng)目四充電系統(tǒng)檢修充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理充電系統(tǒng)檢修任務(wù)一充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理項(xiàng)目四充電系統(tǒng)檢修一、新能源汽車充電的概述新能源汽車動(dòng)力電池充電的方法主要有快速充電(直流快充)和常規(guī)充電(交流慢充)以及更換電池的方式等。直流快充和交流慢充方式的區(qū)別是:直流充電(快充)主要是通過(guò)充電站的充電樁將直流高壓電直接通過(guò)直流充電口給動(dòng)力電池充電,如圖4-1-1所示;一、新能源汽車充電的概述交流充電(慢充)主要是通過(guò)家用電源插頭和交流充電樁接入交流充電口,通過(guò)車載充電器將220V交流電轉(zhuǎn)為與汽車動(dòng)力電池匹配的直流電給動(dòng)力電池進(jìn)行充電,如圖4-1-2所示。二、充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理(一)直流快充1.直流快充主要設(shè)備(1)直流快充樁如圖4-1-3所示為一種直流快充樁,固定安裝在電動(dòng)汽車外,與交流電網(wǎng)連接,可以為非車載電動(dòng)汽車動(dòng)力電池提供直流電源的供電裝置。直流充電樁的輸入電壓采用三相四線AC380V±15%,頻率50Hz,輸出為可調(diào)直流電,直接為電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池充電。由于直流充電樁采用三相四線制供電,可以提供足夠的功率,輸出的電壓和電流調(diào)整范圍大,可以實(shí)現(xiàn)快充的要求。二、充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理二、充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理直流充電樁的特點(diǎn)如下:采用分體式結(jié)構(gòu),主要由整流柜、充電樁、整流柜和充電樁之間的連接電纜、充電樁和電動(dòng)汽車之間的連接電纜及充電連接器等部分組成。整流柜由整流模塊和充電主控制系統(tǒng)組成,由充電樁完成與用戶之間的人機(jī)交互功能,并實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車充電的管理、計(jì)費(fèi)和相應(yīng)的電池狀態(tài)檢測(cè)等功能。具備通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)與BMS通信的功能,來(lái)判斷電池類型,獲得動(dòng)力電池系統(tǒng)參數(shù)、充電前和充電過(guò)程中動(dòng)力電池的狀態(tài)參數(shù)。與充電站后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)通信,上傳充電器和動(dòng)力電池的工作狀態(tài)、工作參數(shù)、故障報(bào)警等信息,并接受監(jiān)控系統(tǒng)的控制命令,執(zhí)行遙控動(dòng)作;能夠判斷充電連接器、充電電纜是否正確連接。當(dāng)充電連接器與電動(dòng)汽車蓄電池系統(tǒng)正確連接后,充電器才允許啟動(dòng)充電過(guò)程;當(dāng)充電器檢測(cè)到與電動(dòng)汽車蓄電池系統(tǒng)的連接不正常時(shí),能立即停止充電,并發(fā)出報(bào)警信息。二、充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理能夠?yàn)殡妱?dòng)汽車提供低壓輔助電源,用于在充電過(guò)程中為電動(dòng)汽車BMS供電;具有高效、高可靠、便于維護(hù)、靈活擴(kuò)容、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。采用數(shù)字化均流技術(shù),均流性能穩(wěn)定,脫離管理模塊也能穩(wěn)定工作并自主均流;采用模塊化架構(gòu),可適應(yīng)10~200kW的不同功率需求。動(dòng)態(tài)優(yōu)化的功率模塊管理,適應(yīng)在各種功率輸出狀態(tài)下的最大效率輸出;具有輸出電壓、電流調(diào)節(jié)范圍寬的特點(diǎn),能滿足不同類型蓄電池組端電壓的充電要求;具有電源過(guò)溫、輸入側(cè)過(guò)壓、欠壓、輸出側(cè)過(guò)流、過(guò)壓保護(hù)等安全防護(hù)功能;整流模塊采用ARM作為控制核心,具有很高的靈活性和一致性;采用高頻變壓器,體積小、功率密度高;采用IGBT配套最新的驅(qū)動(dòng)技術(shù),穩(wěn)定性高;具備寬電壓輸入范圍,以及寬工作溫度范圍;友好的人機(jī)界面,動(dòng)態(tài)顯示電壓、電流以及故障信息;具有輸入側(cè)過(guò)/欠壓保護(hù)、輸出側(cè)過(guò)壓保護(hù)、欠壓告警、過(guò)流及短路保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)等功能。二、充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理(2)直流充電口《國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電用連接裝置》(GB/T20234—2015)規(guī)定了交流與直流接口的標(biāo)準(zhǔn),直流接口采用的是九針設(shè)計(jì),國(guó)內(nèi)車企都是遵循這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì),其結(jié)構(gòu)和針腳定義如圖4-1-4所示。二、充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理2.直流快充工作原理直流充電的過(guò)程:直流充電樁與汽車握手通信且滿足協(xié)議條件,充電樁識(shí)別出汽車動(dòng)力電池所需要的充電電壓,直流充電樁將來(lái)自電網(wǎng)的380V交流電逆變成與動(dòng)力電池匹配的直流電,經(jīng)過(guò)直流充電口,將直流電充入動(dòng)力電池,如圖4-1-5所示。二、充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理直流快充控制策略如圖4-1-6所示。二、充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理(1)快充槍與車輛未連接時(shí)檢測(cè)點(diǎn)1的電壓為6V,按下解鎖按鍵時(shí)檢測(cè)點(diǎn)1的電壓為12V(6V和12V都代表充電槍未連接),檢測(cè)點(diǎn)2為12V(未連接);(2)快充槍與車輛未完全連接時(shí)檢測(cè)點(diǎn)1的電壓為6V,在點(diǎn)火開(kāi)關(guān)打開(kāi)的情況下整車控制器的檢測(cè)點(diǎn)2電壓降至6V,檢測(cè)到充電槍連接,立即下高壓,車輛禁止進(jìn)入行駛狀態(tài);(3)快充槍連接過(guò)程中,繼續(xù)接觸到的是DC+和DC-端子,然后接觸到的是輔助電源的A+和A-端子;(4)快充槍連接接近完成且鎖止機(jī)構(gòu)未落下(S開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)),檢測(cè)點(diǎn)1的電壓為6V;(5)快充槍連接完成且鎖止機(jī)構(gòu)落鎖(S開(kāi)關(guān)處于閉合狀態(tài)),檢測(cè)點(diǎn)1的電壓為4V,充電樁認(rèn)為充電槍處于連接狀態(tài),會(huì)閉合K3、K4輔助電源繼電器,喚醒車輛的整車控制器;二、充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理(7)喚醒車輛的整車控制器后,閉合K1、K2并根據(jù)整車控制器提供的握手報(bào)文(最高允許充電電壓)對(duì)高壓系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)行絕緣檢測(cè);(8)高壓系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)行絕緣檢測(cè)完成后,需要對(duì)高壓系統(tǒng)放電處理,泄放完成后斷開(kāi)K1、K2,高壓電路泄放完成后斷開(kāi)K1、K2,整車控制器確認(rèn)充電槍連接狀態(tài)后,引導(dǎo)車輛高壓上電;(9)車輛高壓上電完成,快充樁會(huì)驗(yàn)證車輛通過(guò)報(bào)文反饋的高壓系統(tǒng)總電壓是否與檢測(cè)電壓接近,符合要求后閉合K1K2,高壓充電回路導(dǎo)通;(10)符合要求后閉合K1、K2,高壓充電回路導(dǎo)通。充電樁根據(jù)車輛的充電需求調(diào)整充電電壓和充電電流,使其與需求一致。二、充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理(二)交流充電1.交流充電主要設(shè)備(1)交流充電樁交流充電樁即日常所說(shuō)的慢充。固定安裝在電動(dòng)汽車外,與交流電網(wǎng)連接,為電動(dòng)汽車車載充電器(即固定安裝在電動(dòng)汽車上的充電器)提供交流電源的供電裝置。交流充電樁只提供電力輸出,沒(méi)有充電功能,需連接車載充電器為電動(dòng)汽車充電,如圖4-1-7所示為落地式交流充電樁。二、充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理交流充電樁設(shè)計(jì)的特點(diǎn):可以提供AC220V/7kW供電能力。交流充電樁的電源要求為,輸入電壓:?jiǎn)蜗郃C220V±10%,輸出頻率50Hz±2%,輸出為AC220V/7kW。具備漏電、短路、過(guò)壓、欠壓、過(guò)流等保護(hù)功能,確保充電樁安全可靠運(yùn)行。具備顯示、操作等必需的人機(jī)接口。交流充電計(jì)量。設(shè)置刷卡接口,支持RFID卡、IC卡等常見(jiàn)的刷卡方式,并可配置打印機(jī),提供票據(jù)打印功能。具備充電接口的連接狀態(tài)判斷、控制導(dǎo)引等完善的安全保護(hù)控制邏輯。二、充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理(2)便攜式充電槍圖4-1-8所示為便攜式充電槍,便攜式充電槍常常隨車攜帶,在沒(méi)有充電樁的條件下,通過(guò)連接民用電插座即可為汽車動(dòng)力電池充電,其缺點(diǎn)是允許的充電功率較小,充電速度慢。二、充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理(4)車載充電機(jī)車載充電機(jī)固定安裝在電動(dòng)汽車上,主要負(fù)責(zé)將外部電網(wǎng)220V交流電轉(zhuǎn)換為動(dòng)力電池的直流電,給動(dòng)力電池進(jìn)行充電。車載充電機(jī)工作時(shí)依據(jù)充電樁、VCU、電池管理系統(tǒng)等部件提供的數(shù)據(jù),動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)充電電流和電壓,保證充電過(guò)程動(dòng)力電池的安全和自動(dòng)充滿電的能力。車載充電機(jī)提供的保護(hù)功能包括欠壓、過(guò)壓、欠流、過(guò)流等多種保護(hù)措施,當(dāng)充電系統(tǒng)出現(xiàn)異常會(huì)自動(dòng)切斷供電。帝豪EV450車載充電機(jī)與分線盒是一體設(shè)計(jì),如圖4-1-10所示。二、充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理車載充電機(jī)的內(nèi)部組成如圖4-1-11所示,由交流輸入端口、功率單元、控制單元、低壓輔助單元、輸出端口等組成。二、充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理2.交流充電的工作原理交流充電的過(guò)程:交流充電樁與汽車握手通信且滿足協(xié)議條件,交流充電樁將來(lái)自電網(wǎng)的220V交流電(部分車型380V)輸送至車載充電機(jī),車載充電機(jī)將交流電你變成與動(dòng)力電池匹配的直流電,將直流電充入動(dòng)力電池,如圖4-1-12所示。二、充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理交流充電控制策略如圖4-1-13所示。二、充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理(1)交流充電槍與車輛未連接時(shí),開(kāi)關(guān)S1與+12V連接,檢測(cè)點(diǎn)1的電壓為12V,充電樁識(shí)別為充電槍未連接;(2)在將交流充電槍插入交流充電口過(guò)程中,PE首先接觸,然后充電樁端LN接觸,再然后充電樁端CC、CP連接,檢測(cè)點(diǎn)4與接地導(dǎo)通,樁端通過(guò)CC信號(hào)確認(rèn)充電槍已連接;(3)充電樁端連接完畢,車輛端充電槍連接PE先接觸,之后LN端子接觸,然后車輛端充電槍連接CC、CP端子接觸,S3開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài);(4)車輛端充電槍連接CC、CP端子接觸,檢測(cè)點(diǎn)1的電壓由12V變?yōu)?V,充電樁檢測(cè)到充電槍已連接;(5)充電樁檢測(cè)到充電槍已連接,充電樁的S1開(kāi)關(guān)切換到12V的PWM波信號(hào)端,檢測(cè)點(diǎn)1的信號(hào)由9V直流電壓信號(hào)變?yōu)?V的PWM波信號(hào),表示充電設(shè)備進(jìn)入準(zhǔn)備就緒狀態(tài);二、充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理(6)檢測(cè)點(diǎn)3會(huì)檢測(cè)到與接地之間的電阻為RC+R4的阻值時(shí),判斷為充電槍為半連接狀態(tài);(7)S3開(kāi)關(guān)(車端充電槍解鎖按鍵彈起)閉合,檢測(cè)點(diǎn)3會(huì)檢測(cè)到與接地之間的電阻為RC的阻值時(shí),判斷為充電槍為連接狀態(tài);(8)車輛檢測(cè)充電槍為連接狀態(tài)后,充電機(jī)會(huì)根據(jù)動(dòng)力電池的充電需求以及動(dòng)力電池是否有不能充電的故障,確定充電機(jī)無(wú)故障時(shí),充電機(jī)會(huì)閉合S2繼電器,表示車輛準(zhǔn)備就緒,請(qǐng)求充電;(9)充電機(jī)會(huì)閉合S2繼電器,充電樁端檢測(cè)點(diǎn)1會(huì)從9V的PWM波信號(hào)變?yōu)?V的PWM波信號(hào),充電樁檢測(cè)到該信號(hào)確認(rèn)車輛準(zhǔn)備就緒,請(qǐng)求充電;(10)充電樁檢測(cè)到該信號(hào)確認(rèn)車輛準(zhǔn)備就緒,請(qǐng)求充電后會(huì)閉合K1、K2繼電器給車輛端供電。二、充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理充電電流的控制:正常充電過(guò)程中,檢測(cè)點(diǎn)3與PE之間的電阻值為RC,通過(guò)RC的電阻值,可以映射出充電電纜的額定容量(允許充電電流),詳見(jiàn)表4-1-1所示。電阻對(duì)應(yīng)充電電纜允許的充電電流備注1.4~1.6KΩ10A隨車充電槍580~780Ω16A3.3KW充電樁180~260Ω32A7KW充電樁60~140Ω63A三相交流充電樁2KΩ放電功能放電功率3.3KW二、充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理正常充電過(guò)程中,車輛控制裝置通過(guò)判斷監(jiān)測(cè)點(diǎn)2的PWM信號(hào)占空比確認(rèn)供電設(shè)備的最大可供電能力(最大供電電流),詳見(jiàn)表4-1-2所示。PWM最大允許充電電流Imax(A)D<3%不允許充電3%≤D≤7%5%的占空比表示需要數(shù)字通訊,再充電7%<D<8%不允許充電8%≤D<10%Imax=610%≤D≤85%Imax=(D*100)*0.685%<D≤90%Imax=(D*100-64)*2.5且Imax≤6390%<D≤97%預(yù)留D>97%暫未設(shè)定二、充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理車輛控制裝置對(duì)供電設(shè)備當(dāng)前提供的最大供電電流值、車載充電機(jī)的額定輸入電流值及電纜的額定容量進(jìn)行比較,將其最小值設(shè)定為車載充電機(jī)當(dāng)前最大允許輸入電流,設(shè)置完成后,車載充電機(jī)開(kāi)始對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充電。任務(wù)二充電系統(tǒng)檢修項(xiàng)目四充電系統(tǒng)檢修一、充電系統(tǒng)部件拆裝(一)比亞迪E5汽車的充配電總成拆裝1.關(guān)閉汽車點(diǎn)火開(kāi)關(guān),斷開(kāi)低壓蓄電池負(fù)極,如圖4-2-1所示;2.取出高壓維修開(kāi)關(guān),該汽車的高壓維修開(kāi)關(guān)位于扶手箱USB面板下部,如圖4-2-2所示;一、充電系統(tǒng)部件拆裝3.拆卸充配電總成DC低壓直流輸出連接線,如圖4-2-3所示;4.拆卸PTC插接器、壓縮機(jī)插接器和交流充電插接器,如圖4-2-4所示;一、充電系統(tǒng)部件拆裝5.拆卸直流充電維修蓋板,如圖4-2-5所示;拆卸直流充電高壓線固定螺栓,如圖4-2-6所示;一、充電系統(tǒng)部件拆裝6.拔出直流充電正極和負(fù)極母線,如圖4-2-7所示;7.拆卸動(dòng)力電池輸入維修蓋板,如圖4-2-8所示;一、充電系統(tǒng)部件拆裝8.拆卸動(dòng)力電池母線連接固定螺栓,拆卸電機(jī)控制器輸出三相交流電高壓線固定螺栓,如圖4-2-9所示,并用磁力棒取出固定螺栓,如圖4-2-10所示;一、充電系統(tǒng)部件拆裝9.拔下動(dòng)力電池母線,拔下電機(jī)控制器輸出三相交流電高壓線,如圖4-2-11所示;10.使用鯉魚(yú)鉗拆卸充配電總成進(jìn)出水管卡扣,如圖4-2-12所示;一、充電系統(tǒng)部件拆裝11.取下充配電總成進(jìn)出水管,如圖4-2-13所示;12.拆卸充配電總成搭鐵螺栓,取下搭鐵線,如圖4-2-14所示;一、充電系統(tǒng)部件拆裝13.拔出充配電總成的低壓插接器,如圖4-2-15所示;14.拆卸充配電總成的固定螺栓,如圖4-2-16所示;一、充電系統(tǒng)部件拆裝15.取出充配電總成,如圖4-2-17所示;16.安裝相反的順序裝配充配電總成,安裝完畢后,需要添加冷卻液,如圖4-2-18所示;二、充電系統(tǒng)故障診斷1.充電槍的故障檢測(cè)故障現(xiàn)象:

一輛2019款吉利帝豪EV450電動(dòng)汽車,在交流充電口插入隨車的便攜式充電槍之后,汽車儀表無(wú)任何顯示,無(wú)法充電。故障診斷過(guò)程:

(1)使用另一個(gè)車載充電槍插入汽車的交流充電口之后,儀表能正常顯示充電,汽車充電正常,說(shuō)明汽車的充電系統(tǒng)無(wú)故障。故障存在于便攜式充電槍,后續(xù)僅需對(duì)充電槍進(jìn)行檢測(cè)。(2)將便攜式充電槍連接上電源,使用萬(wàn)用表電壓檔,紅色表筆連接CP,黑色表筆連接PE,測(cè)得電壓為12V,正常。二、充電系統(tǒng)故障診斷(3)斷開(kāi)便攜式充電槍的電源,使用萬(wàn)用表的電阻檔測(cè)量充電槍CC與PE之間的電阻,如圖4-2-19所示,測(cè)得電阻為無(wú)窮大,異常,正常值為1.4~1.6KΩ。(4)拆解便攜式充電槍盒子,檢查CC線路,如圖4-2-20所示,發(fā)現(xiàn)是CC電路的接頭接觸不良所致。使用電烙鐵,重新焊接CC電路接頭,恢復(fù)便攜式充電槍。二、充電系統(tǒng)故障診斷(5)連接便攜式充電槍的電源,并將修復(fù)的便攜式充電槍插入交流充電口,汽車儀表顯示正常充電,檢修完畢。二、充電系統(tǒng)故障診斷2.帝豪EV450汽車的充電系統(tǒng)故障診斷故障現(xiàn)象:

一輛2019款吉利帝豪E

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