主講人：時間：新能源汽車DC-DC低壓充電系統(tǒng)2025.903三、DC-DC轉(zhuǎn)換器深入解析01一、課程概述02二、新能源汽車低壓充電系統(tǒng)認(rèn)知04四、新能源汽車DC-DC低壓充電系統(tǒng)檢修基礎(chǔ)目錄05五、典型案例分析與技能拓展06六、總結(jié)與復(fù)習(xí)一、課程概述Part.01本課程聚焦新能源汽車DC-DC低壓充電系統(tǒng)，旨在幫助學(xué)生全面掌握該系統(tǒng)的工作原理、構(gòu)成及檢修方法，為學(xué)生未來從事新能源汽車維修相關(guān)工作奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。課程內(nèi)容緊密結(jié)合實(shí)際車型案例，理論與實(shí)踐相結(jié)合，注重培養(yǎng)學(xué)生的分析問題和解決問題的能力。課程簡介知識目標(biāo)技能目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)良好的職業(yè)道德與安全、環(huán)保意識。具備勇于探索、求真務(wù)實(shí)、追求卓越的職業(yè)精神。能正確分辨汽車DC-DC低壓充電系統(tǒng)的各組成部件。能正確、規(guī)范地進(jìn)行汽車DC-DC低壓充電系統(tǒng)故障的檢修。掌握新能源汽車DC-DC低壓充電系統(tǒng)的工作原理。掌握新能源汽車DC-DC低壓充電系統(tǒng)的構(gòu)成。熟悉新能源汽車DC-DC低壓充電系統(tǒng)的基本檢修方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)參考資料相關(guān)新能源汽車維修手冊、技術(shù)資料。汽車電氣與電子技術(shù)相關(guān)教材。學(xué)時安排理論教學(xué)：XX學(xué)時實(shí)踐操作：XX學(xué)時總計(jì)：XX學(xué)時參考資料與學(xué)時安排二、新能源汽車低壓充電系統(tǒng)認(rèn)知Part.0201新能源汽車低壓充電系統(tǒng)是將動力電池的電能通過DC-DC轉(zhuǎn)換為12V低壓電源，為車載12V蓄電池和車身電器部件提供工作電源。02混合動力汽車及電動汽車采用DC-DC轉(zhuǎn)換器之后，可省去交流發(fā)電機(jī)。因?yàn)闊o論是混合動力汽車還是電動汽車的動力電池容量都較大，因此，以動力電池為電源，利用DC-DC轉(zhuǎn)換器為低壓蓄電池充電，從而可以省去原來的交流發(fā)電機(jī)。03傳統(tǒng)燃油汽車當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低時，如果同時使用空調(diào)等會出現(xiàn)電力不足現(xiàn)象。而混合動力汽車使用動力電池和DC-DC轉(zhuǎn)換器，可不必考慮發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速。低壓充電系統(tǒng)的作用與必要性純電動汽車低壓充電系統(tǒng)組成純電動汽車DC-DC低壓充電系統(tǒng)主要部件包含動力蓄電池、高壓連接線束、高壓配電盒、高壓附件線束、DC-DC轉(zhuǎn)換器、低壓蓄電池等。如圖4-2-1所示為DC-DC低壓充電系統(tǒng)組成（此處假設(shè)圖4-2-1在實(shí)際課件中呈現(xiàn)）。圖4-2-3為比亞迪e5純電動汽車低壓電源系統(tǒng)。比亞迪e5車輛低壓鐵電池與DC低壓輸出端并聯(lián)，通過正極保險盒為整車低壓電器提供13.8V電源（此處假設(shè)圖4-2-3在實(shí)際課件中呈現(xiàn)）?；旌蟿恿ζ嚨蛪撼潆娤到y(tǒng)組成圖4-2-2為混合動力汽車DC-DC為蓄電池充電示意圖（此處假設(shè)圖4-2-2在實(shí)際課件中呈現(xiàn)）。部分混合動力車型，發(fā)動機(jī)保留了發(fā)電機(jī)，低壓電器系統(tǒng)由蓄電池、DC-DC和發(fā)電機(jī)三個電源共同提供。如比亞迪秦DM低壓電器系統(tǒng)由蓄電池、DC-DC和發(fā)電機(jī)三個電源共同提供，而且蓄電池不是采用傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池，而是采用磷酸鐵鋰電池。低壓充電系統(tǒng)的構(gòu)成三、DC-DC轉(zhuǎn)換器深入解析Part.03變壓作用：DC-DC功率轉(zhuǎn)換器對動力電池的輸出電壓進(jìn)行變換后再提供給車上低壓用電設(shè)備。如電動汽車轉(zhuǎn)向助力電機(jī)、制動系統(tǒng)電機(jī)以及車身電氣包括燈光、儀表、信號、風(fēng)扇電機(jī)等需要12V直流電，因此必須有為12V蓄電池充電的系統(tǒng)。保護(hù)作用：DC-DC功率轉(zhuǎn)換器具有欠壓保護(hù)、過壓保護(hù)、過流保護(hù)、過熱保護(hù)和防反接等功能。在DC-DC功率轉(zhuǎn)換器的高、低壓線束接口設(shè)計(jì)上，都設(shè)計(jì)了不同接口的防反接保護(hù)裝置，防止因?yàn)殡娐范探訜龤щ娮悠骷樾铍姵爻潆姡涸陔妱悠囍?，需要高壓電源通過DC-DC變換器降壓后給蓄電池充電。DC-DC轉(zhuǎn)換器的作用高低壓轉(zhuǎn)換器（也叫輔助功率模塊）：此模塊的主要作用是取代傳統(tǒng)燃油汽車的12V發(fā)電機(jī)，在混合動力汽車中，發(fā)動機(jī)輸出的動力直接驅(qū)動高壓繼電器給電池系統(tǒng)補(bǔ)充電力，傳統(tǒng)的12V用電負(fù)荷就完全依靠DC-DC供給，功率范圍從1～2.2kW不等。我們常說的DC-DC轉(zhuǎn)換器一般都是指的這種。12V電壓穩(wěn)定器：主要用在部分起停（start-stop）系統(tǒng)，在起動中避免電壓波動對一些敏感的負(fù)載造成影響或損壞，例如車內(nèi)照明、收音機(jī)和顯示屏等，電壓穩(wěn)壓器的功率等級隨著用電器負(fù)荷而定，一般是200～400W。高壓升壓器：為了提高動力系統(tǒng)的效率，選用一個升壓器來提高逆變輸入的電壓，這個部件是動力總成的一部分，集成在動力總成中。如果采用鋰電池作為動力電池，升壓器就是一個十分重要的部件。DC-DC轉(zhuǎn)換器的類型DC-DC轉(zhuǎn)換器的作用和類型內(nèi)部結(jié)構(gòu)外部結(jié)構(gòu)在新能源汽車中，DC-DC既可以單獨(dú)安裝，又可以與OBC或MCU等集成在一起安裝。以單獨(dú)安裝的DC-DC為例，其外部結(jié)構(gòu)如圖4-2-4所示（此處假設(shè)圖4-2-4在實(shí)際課件中呈現(xiàn)）。由于DC-DC在工作過程中會產(chǎn)生大量的熱量，為保證DC-DC的散熱性能，其外殼上一般配有散熱片。DC-DC的高壓輸入端子與高壓控制盒的高壓輸出電纜相連，低壓輸出正、負(fù)極端子與低壓輔助電池、低壓用電設(shè)備相連，低壓控制端子與VCU、BMS等控制系統(tǒng)相連。DC-DC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括逆變器、變壓器、整形電路等。逆變器主要是4個二極管及絕緣柵型晶體管組成。通過電路板控制絕緣柵型晶體管（IGBT）的導(dǎo)通與截止，其作用是將動力電池的高壓直流電轉(zhuǎn)換為高壓交流電。變壓器由初級繞組線圈和次級繞組線圈組成，通過初級繞組線圈和次級繞組線圈的匝數(shù)的不同可以輸出不同的目標(biāo)電壓。整流器主要由二極管組成，使用六個三極管，但是只應(yīng)用其中的兩個極，等同于二極管，每三個三極管并聯(lián)在一起，增加了電流流通能力。DC-DC轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)DC-DC轉(zhuǎn)換器通過開關(guān)IGBT的重復(fù)通斷，直流電變?yōu)榻涣麟?，交流電?jīng)變壓器降壓，降壓后的交流電再經(jīng)二極管變?yōu)榈蛪褐绷麟?，低壓直流電再?jīng)濾波電路斬波后變?yōu)榉€(wěn)定的14V左右直流電。工作原理：動力電池高壓直流電經(jīng)過高壓配電盒進(jìn)入DC-DC變換器轉(zhuǎn)換模塊的變壓器，通過內(nèi)部門極驅(qū)動開關(guān)電路，將高壓直流電斬成方波（脈沖波），通過PWM控制器調(diào)節(jié)方波的占空比，由此來調(diào)節(jié)變壓器的輸出電源，然后經(jīng)過濾波整流電路輸出低壓直流電，向低壓蓄電池和低壓用電設(shè)備提供電源。將輸出的電壓和參考電壓進(jìn)行比較，若實(shí)際輸出的電壓與參考電壓相比誤差較大，則DC-DC變換器控制器驅(qū)動門極開關(guān)調(diào)節(jié)占空比，進(jìn)而調(diào)節(jié)輸出的電壓，如圖4-2-5所示（此處假設(shè)圖4-2-5在實(shí)際課件中呈現(xiàn)）。如圖4-2-6所示為DC-DC的控制原理（此處假設(shè)圖4-2-6在實(shí)際課件中呈現(xiàn)）。通常，在新能源汽車中，當(dāng)將啟動開關(guān)置于ON擋，整車處在上高壓電或充電喚醒狀態(tài)時，動力蓄電池將進(jìn)入高壓系統(tǒng)預(yù)充電流程。完成高壓系統(tǒng)預(yù)充電流程后，被喚醒的VCU會向DC-DC發(fā)送使能信號。接收到使能信號后，DC-DC開始工作，為低壓輔助電池充電，并作為低壓電源為車輛的低壓系統(tǒng)供電。基本工作原理控制原理工作模式：DC-DC根據(jù)整車狀態(tài)的不同，會采用不同的工作模式。在車輛運(yùn)行狀態(tài)下，整車的低壓供電系統(tǒng)由低壓輔助電池、DC-DC、低壓線束、開關(guān)、繼電器等組成。車輛對低壓供電系統(tǒng)的要求：DC-DC必須在車輛運(yùn)行的所有工況下提供足夠的電能，來滿足低壓供電系統(tǒng)的用電需求，同時還要保證為低壓輔助電池充電。在充電狀態(tài)下，整車的低壓供電系統(tǒng)由低壓輔助電池、DC-DC、OBC、高低壓線束、開關(guān)、繼電器等組成。此時，低壓供電系統(tǒng)只需要提供足夠的電能，來滿足充電相關(guān)設(shè)備的低壓用電需求，并提供一定的功率為低壓輔助電池充電即可。某些新能源汽車僅在運(yùn)行狀態(tài)下，動力蓄電池才會通過DC-DC對低壓輔助電池充電，在充電狀態(tài)和OFF狀態(tài)下則停止對低壓輔助電池充電；還有些新能源汽車則在充電狀態(tài)下也能對低壓輔助電池充電，但在完成對低壓輔助電池充電后，即使整車依然處于充電狀態(tài)，也不會再次對低壓輔助電池充電，即單次充電過程中僅對低壓輔助電池充滿電一次。工作條件主要包括以下兩個：高壓輸入電壓的范圍為DC290～420V。低壓使能信號電壓的范圍為DC9～14V。工作模式與條件DC-DC轉(zhuǎn)換器的工作原理與控制四、新能源汽車DC-DC低壓充電系統(tǒng)檢修基礎(chǔ)Part.040201當(dāng)DC-DC發(fā)生故障時，首先，應(yīng)確認(rèn)故障現(xiàn)象；然后，結(jié)合DC-DC的工作原理進(jìn)行分析，判斷故障原因，制訂診斷流程，并通過相應(yīng)的檢測與診斷技術(shù)確認(rèn)故障部位；最后，對故障部位進(jìn)行維修，排除故障。在故障診斷和檢修過程中，應(yīng)秉持由簡到繁、由易到難的原則，可利用故障診斷儀讀取故障碼，根據(jù)故障碼確定故障類型，然后結(jié)合電路圖，確定診斷流程，對相關(guān)零部件和線路進(jìn)行檢測，確定故障部位并排除故障。檢修原則與流程01萬用表：用于測量電壓、電流、電阻等參數(shù)。02故障診斷儀：用于讀取故障碼、數(shù)據(jù)流等。03示波器：用于觀察電信號的波形，輔助分析電路故障。04常用拆裝工具：扳手、螺絲刀等，用于部件的拆裝。常用檢修工具與設(shè)備030201第一步：首先測量低壓蓄電池靜態(tài)電壓，將點(diǎn)火開關(guān)旋至“LOCK”檔位，把萬用表調(diào)整到直流電壓檔位，測量蓄電池端電壓。第二步：點(diǎn)火開關(guān)處于“ON”檔位，上電成功后，組合儀表“READY”綠色指示燈點(diǎn)亮，測量低壓蓄電池電壓。第三步：讀取第二步的電壓，如果在13.5~14.8V之間，則說明DC-DC變換器向低壓蓄電池充電，如果較大幅度低于第一步所測量的電壓，說明DC-DC轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換模塊不充電。DC-DC變換器充電檢查方法五、典型案例分析與技能拓展Part.05一輛北汽EV200，將啟動開關(guān)置于ON擋后，組合儀表無反應(yīng)，整車無法上高壓電，測量低壓輔助電池電壓為5V。更換低壓輔助電池后，組合儀表上顯示DC-DC故障。故障現(xiàn)象DC-DC的電路連接如圖4-2-7所示，其端子分布如圖所示，其各端子功能說明如表4-2-1所示（此處假設(shè)圖4-2-7和表4-2-1在實(shí)際課件中呈現(xiàn)）。連接故障診斷儀，讀取故障碼，根據(jù)故障碼對DC-DC進(jìn)行檢測。檢測前，先確認(rèn)線束及其連接器是否完好，是否有絕緣破損、退針等現(xiàn)象。確保線路連接正常后，按下面流程進(jìn)行診斷。步驟一：判斷DC-DC是否正常工作。在保證線路連接正常的情況下，將點(diǎn)火開關(guān)置于OFF擋，斷開車內(nèi)所有用電設(shè)備并拔出車鑰匙，測量低壓蓄電池靜態(tài)電壓，把萬用表調(diào)整到直流電壓檔位，經(jīng)測量，結(jié)果為12.3V，在正常范圍內(nèi)。將點(diǎn)火開關(guān)置于ON擋，上電成功后，組合儀表“READY”綠色指示燈點(diǎn)亮，測量低壓蓄電池電壓，這時所測得的電壓為DC-DC輸出的電壓，正常應(yīng)為13.5～14V。注意：車內(nèi)所有用電設(shè)備未關(guān)閉會影響測量結(jié)果，測量前應(yīng)確保已關(guān)閉車內(nèi)所有用電設(shè)備。經(jīng)測量，結(jié)果仍為12.3V，說明DC-DC未對低壓蓄電池充電。步驟二：檢查低壓熔斷器是否正常。DC-DC變換后的低壓直流電需要經(jīng)過一個150A的熔斷器才能為低壓蓄電池供電。經(jīng)檢查，該熔斷器正常，說明DC-DC無低壓電輸出，故障范圍縮小至DC-DC及其控制線束。步驟三：檢測VCU向DC-DC輸出的使能信號是否正常。用數(shù)字萬用表測量DC-DC使能線的電壓，正常應(yīng)為9～14V；否則，應(yīng)檢查VCU端子62至DC-DC端子1之間線束的導(dǎo)通情況。經(jīng)測量，VCU向DC-DC輸出的使能信號正常。步驟四：檢查高壓熔斷器是否熔斷。根據(jù)要求做好高壓安全防護(hù)工作，然后用數(shù)字萬用表測量高壓熔斷器的電阻，正常應(yīng)小于1Ω；否則，應(yīng)更換高壓熔斷器。經(jīng)測量，高壓熔斷器的電阻為0.5Ω，符合要求。步驟五：更換DC-DC。由于以上檢測結(jié)果均正常，初步判斷DC-DC存在故障。更換DC-DC后重新測試，故障排除。若DC-DC單獨(dú)布置，高壓熔斷器一般放置在高壓控制盒中；若DC-DC未單獨(dú)布置，則高壓熔斷器一般放置在DC-DC內(nèi)部電路中。由于涉及高壓部件的拆裝，在測量之前，必須按要求執(zhí)行“高壓斷電”操作。因此，該步驟比較煩瑣，應(yīng)在前面低壓系統(tǒng)線束檢查完全結(jié)束，確認(rèn)低壓系統(tǒng)線束無故障后再執(zhí)行此操作。故障分析與診斷流程北汽EV200DC-DC故障案例（一）實(shí)訓(xùn)目標(biāo)能正確使用工具套裝進(jìn)行DC-DC總成的拆裝。能正確使用診斷儀讀取DC-DC系統(tǒng)數(shù)據(jù)流。能夠配合實(shí)車說出DC-DC工作原理。能獨(dú)立完成DC-DC系統(tǒng)故障診斷。實(shí)訓(xùn)準(zhǔn)備設(shè)備及工具準(zhǔn)備：比亞迪秦proEV1輛交流充電槍1套故障診斷儀1臺萬用表1套場地設(shè)備準(zhǔn)備：任務(wù)實(shí)施前，需要做好場地防護(hù)準(zhǔn)備，檢查實(shí)訓(xùn)場地和設(shè)備設(shè)施是否存在安全隱患，如發(fā)現(xiàn)不正常的地方，需及時報(bào)告老師或?qū)嶒?yàn)員進(jìn)行處理后，方可實(shí)施任務(wù)。本實(shí)訓(xùn)任務(wù)用到實(shí)車，任務(wù)實(shí)施前需要在車輛周圍圍上隔離帶，并擺上注意安全提示牌。安全防護(hù)準(zhǔn)備：禁止在車輛上電高壓情況下檢查與更換電池模組。禁止在帶電狀態(tài)下觸碰任何帶安全警示標(biāo)志的部件。禁止徒手觸摸所有橙色的線束。實(shí)施步驟與記錄步驟1：故障現(xiàn)象：（學(xué)生記錄實(shí)際觀察到的故障現(xiàn)象）步驟2：原因分析：（學(xué)生根據(jù)故障現(xiàn)象進(jìn)行初步原因分析）步驟3：讀取車輛故障信息故障代碼：（學(xué)生使用診斷儀讀取并記錄）步驟4：讀取模塊數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流記錄：（學(xué)生使用診斷儀讀取并記錄關(guān)鍵數(shù)據(jù)流）步驟5：查看電氣原理圖：（學(xué)生結(jié)合電路圖進(jìn)行分析）步驟6：DC-DC高壓側(cè)電壓檢測：實(shí)測值V，標(biāo)準(zhǔn)值V，是否正常：是否步驟7：DC-DC低壓輸出側(cè)電壓檢測：實(shí)測值V，標(biāo)準(zhǔn)值V，