?方能演亦《新能源汽車控制技術(shù)》模塊四

新能源汽車高壓電控技術(shù)任務(wù)1高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知識(shí)目標(biāo)（1）能描述新能源汽車高壓充配電系統(tǒng)的基本組成。（2）能解釋高壓充配電系統(tǒng)中各部件的作用及位置。（3）能理解充電系統(tǒng)的工作原理。2.技能目標(biāo)（1）能正確識(shí)別新能源汽車高壓充配電系統(tǒng)的各部件。（2）能熟練進(jìn)行高壓充配電系統(tǒng)中關(guān)鍵部件的更換操作。（3）能遵守高壓作業(yè)的安全規(guī)范，確保操作安全。3.素養(yǎng)目標(biāo)（1）培養(yǎng)學(xué)生良好的安全意識(shí)。（2）培養(yǎng)學(xué)生良好的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。（3）培養(yǎng)學(xué)生溝通表達(dá)能力。（4）培養(yǎng)學(xué)生良好的職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)道德。（5）樹立學(xué)生對(duì)民族汽車工業(yè)發(fā)展的自豪感。任務(wù)描述

一輛比亞迪純電動(dòng)汽車，客戶反映車輛無法充電，師傅經(jīng)過讀取故障碼和數(shù)據(jù)流，初步判斷是高壓充配電系統(tǒng)故障，需要拆卸下來檢修，你知道電動(dòng)車的高壓充配電系統(tǒng)有哪些部件，如何拆卸檢修嗎？高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換一、高壓充配電系統(tǒng)概述

新能源汽車高壓充配電系統(tǒng)是指由動(dòng)力蓄電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、高壓配電箱、車載充電機(jī)、DC/DC變換器等高壓部件組成的，用于存儲(chǔ)、分配、轉(zhuǎn)換及傳輸電能的系統(tǒng)。

該系統(tǒng)是新能源汽車的核心部分，直接影響車輛的續(xù)航性能、動(dòng)力性能及安全性。（一）系統(tǒng)定義與重要性高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換動(dòng)力蓄電池是電動(dòng)汽車的動(dòng)力源，為整車提供電能，支持整車按駕駛?cè)艘鈭D運(yùn)行，支持高壓附件系統(tǒng)如電動(dòng)壓縮機(jī)、PTC、DC/DC等正常工作。動(dòng)力蓄電池輸出電壓直流電一般在240-420V之間，輸出最大電流可達(dá)到200A。動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)包含電池模組和電池管理系統(tǒng)，動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)BMS保證動(dòng)力蓄電池高壓安全，作為整個(gè)高壓系統(tǒng)的控制中心。（二）系統(tǒng)組成1.動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)如圖所示，比亞迪秦動(dòng)力蓄電池包模組安裝位置于后排座椅與行李艙之間。動(dòng)力蓄電池包分10個(gè)模組，通過動(dòng)力蓄電池串聯(lián)線串聯(lián)為一體。高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換集成于變速器總成之內(nèi)，安裝在前艙；由外圈的定子與內(nèi)圈的轉(zhuǎn)子組成；可以作為發(fā)電機(jī)發(fā)電。（二）系統(tǒng)組成2.驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換（二）系統(tǒng)組成3.高壓配電箱高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換

電動(dòng)汽車高壓配電箱又稱為高壓配電盒，是高壓系統(tǒng)電源分配單元。電動(dòng)汽車具有高電壓和大電流的特點(diǎn)，通常配備300V以上的高壓系統(tǒng)，工作電可達(dá)200A以上，可能危及人身安全和高壓零部件的使用安全性。因此，在設(shè)計(jì)和規(guī)劃高壓動(dòng)力系統(tǒng)時(shí)，不僅要充分滿足整車動(dòng)力驅(qū)動(dòng)要求，還要確保汽車運(yùn)行安全、駕乘人員安全和汽車運(yùn)行環(huán)境安全（二）系統(tǒng)組成3.高壓配電箱高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換

它將電池包的高壓直流電分配給整車高壓電器使用，其上游是電池包，下游包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器及DC總成、PTC水加熱器、電動(dòng)壓縮機(jī)、漏電傳感器；也將車載充電機(jī)的高壓直流電分配給電池包。（二）系統(tǒng)組成4.車載充電機(jī)高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換

車載充電機(jī)內(nèi)部可分為主電路、控制電路、線束及標(biāo)準(zhǔn)件三部分。主電路前端將交流電轉(zhuǎn)換為恒定電壓的直流電，主電路后端為DC/DC變換器，將前端轉(zhuǎn)出的直流高壓電變換為合適的電壓及電流供給動(dòng)力蓄電池。

車載充電機(jī)安裝于后行李艙右部，其外觀及插頭示意如圖4-1-7所示。它將交流充電插孔傳遞過來的交流電源轉(zhuǎn)換為直流高壓電為動(dòng)力蓄電池充電，同時(shí)在充電過程中給低壓鐵電池進(jìn)行補(bǔ)充電。1—220V交流輸入2—低壓接插件3—高壓直流輸出（二）系統(tǒng)組成4.車載充電機(jī)高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換

充電控制原理：交流充電連接裝置與車載充電機(jī)總成連接無誤后，車載充電機(jī)總成控制交流充電連接裝置輸出220V交流電并控制交流充電及OFF檔充電繼電器吸合，通過交流充電及OFF檔充電繼電器給蓄電池管理系統(tǒng)及高壓配電箱提供低壓電源；同時(shí)車載充電機(jī)總成與蓄電池管理系統(tǒng)進(jìn)行通訊，在充電允許的情況下，蓄電池管理系統(tǒng)控制交流充電接觸器及負(fù)極接觸器吸合；車載充電機(jī)檢測(cè)到動(dòng)力蓄電池包的反饋電壓后輸出充電電壓進(jìn)行充電。（二）系統(tǒng)組成5.DC/DC變換器高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換

DC/DC變換器的主要作用是取代傳統(tǒng)燃油車上面的12V發(fā)電機(jī)，在行車過程中控制動(dòng)力蓄電池將高壓直流電轉(zhuǎn)換為低壓直流電向低壓12V蓄電池充電，以滿足車輛運(yùn)行時(shí)低壓用電設(shè)備的需要。它主要分為降壓DC/DC變換器、升壓DC/DC變換器以及雙向DC/DC變換器。目前純電動(dòng)汽車采用的是降壓型DC/DC變換器。（二）系統(tǒng)組成5.DC/DC變換器高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換

比亞迪汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器和DC/DC變換器兩個(gè)高壓零部件集成一體，安裝于車輛前艙，如圖4-1-10所示，其中驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器作為動(dòng)力系統(tǒng)的總控中心，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行，根據(jù)工況控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)、功率、扭矩、轉(zhuǎn)速等；協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)工作；硬件采集電機(jī)的旋變、溫度，制動(dòng)、油門踏板開關(guān)信號(hào)；通過CAN通訊采集剎車深度、擋位信號(hào)、駐車開關(guān)信號(hào)、啟動(dòng)命令、蓄電池管理系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)、控制器的故障信息；內(nèi)部處理的信號(hào)有直流側(cè)母線電壓、交流側(cè)三相電流、IGBT溫度、電機(jī)的三相繞組阻值。二、高壓充配電系統(tǒng)的組成及工作原理（一）充電系統(tǒng)的組成高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換

新能源汽車充電系統(tǒng)主要由充電樁、充電線束、車載充電機(jī)、高壓控制盒、動(dòng)力蓄電池、DC/DC變換器、低壓蓄電池以及各種高壓線束和低壓控制線束等組成。（一）充電系統(tǒng)的組成高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換1.充電樁交流充電樁直流充電樁

交流電動(dòng)汽車充電樁，俗稱“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)汽車車載充電機(jī)（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，沒有充電功能，需連接車載充電機(jī)為電動(dòng)汽車充電，相當(dāng)于只是起了一個(gè)控制電源的作用直流電動(dòng)汽車充電樁，俗稱“快充”，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)力蓄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)力蓄電池充電。（一）充電系統(tǒng)的組成高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換2.車載充電機(jī)

車載充電機(jī)將輸入的220V交流電轉(zhuǎn)換成直流電輸出，為動(dòng)力蓄電池充電，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力蓄電池電量的補(bǔ)給，車載充電機(jī)工作過程需要與充電樁、BMS、VCU等部件進(jìn)行通訊。

車載充電機(jī)根據(jù)動(dòng)力蓄電池需求可調(diào)節(jié)輸出功率，軟關(guān)斷功能。為了保證電源切斷時(shí)，避免立即斷電對(duì)電器模塊造成大電壓的沖擊，增加了軟關(guān)斷控制器。給高壓負(fù)載一個(gè)卸載時(shí)間。在鑰匙從ON檔關(guān)閉時(shí)，高壓電源會(huì)延遲3s斷電。

目前多數(shù)新款車型的車載充電機(jī)均采用一體化的集成方式安裝，將車載充電機(jī)、DC-DC轉(zhuǎn)換器、高壓控制盒集成為一體。（二）充電系統(tǒng)低壓部分的功能高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換1.車載充電機(jī)低壓部分

12V電源（低壓蓄電池）供電用于在供充電過程中的BMS、VCU、儀表等用電。CAN通信BMS通過CAN通信控制車載充電機(jī)工作狀態(tài)二、高壓充配電系統(tǒng)的組成及工作原理（二）充電系統(tǒng)低壓部分的功能高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換2.DC-DC變換器低壓部分

通過使能控制DC-DC變換器轉(zhuǎn)換器，12V電源提供整車低壓系統(tǒng)用電。二、高壓充配電系統(tǒng)的組成及工作原理（三）快充模式充電系統(tǒng)組成和原理高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換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(dòng)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)原理圖整車控制器是直流快充功能的主控模塊。將直流快充接口由充電樁連接至車輛快充接口以后，整車控制器通過CC線判斷充電接口已經(jīng)正確連接，并啟用喚醒線路喚醒車輛內(nèi)部充電系統(tǒng)電路及部件。整車控制器通過輸出高壓接觸器接通指令至高壓控制盒，實(shí)現(xiàn)直流快充樁與動(dòng)力蓄電池之間高壓電路的接通。接通并實(shí)現(xiàn)充電時(shí)，整車控制器向儀表輸出正在充電顯示信息。二、高壓充配電系統(tǒng)的組成及工作原理（三）快充模式充電系統(tǒng)組成和原理高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換3.快充充電條件要求（1）充電線連接確認(rèn)信號(hào)正常。（2）BMS供電電源正常（12V）。（3）充電喚醒信號(hào)輸出正常（12V）。（4）充電樁、VCU、BMS之間通訊正常（主繼電

器閉合、發(fā)送電流強(qiáng)度需求）。（5）動(dòng)力蓄電池電芯溫度＞5℃/＜45℃。（6）單體蓄電池最高電壓與最低電壓差＜0.3V

（300mv）。（7）單體蓄電池最高溫度與最低溫度差＜15℃。（8）絕緣性能＞20MΩ。（9）實(shí)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(yuǎn)程開關(guān)關(guān)閉狀

態(tài)）。二、高壓充配電系統(tǒng)的組成及工作原理（四）慢充模式充電系統(tǒng)組成和原理高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換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、車載充電機(jī)、高壓控制盒、動(dòng)力蓄電池、整車控制器（VCU）、高壓線束和低壓控制線束等組成。二、高壓充配電系統(tǒng)的組成及工作原理（四）慢充模式充電系統(tǒng)組成和原理高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換2.慢充模式充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖充電槍連接通過車載充電機(jī)（充電器）反饋到整車控制器，再喚醒儀表顯示連接狀態(tài)（負(fù)觸發(fā)）；充電機(jī)同時(shí)喚醒整車控制器和動(dòng)力蓄電池管理模塊（正觸發(fā)），整車控制器喚醒儀表啟動(dòng)顯示充電狀態(tài)（負(fù)觸發(fā)）；正、負(fù)主繼電器由整車控制器發(fā)出指令由動(dòng)力蓄電池管理模塊控制閉合。二、高壓充配電系統(tǒng)的組成及工作原理（四）慢充模式充電系統(tǒng)組成和原理高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換2.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)工作電路圖所示，充電樁通過CC連接確認(rèn)信號(hào)后，把S1開關(guān)從12V端切換到PWM端；當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)1電壓降到6V時(shí)，充電樁K1\K2開關(guān)閉合輸出電流。二、高壓充配電系統(tǒng)的組成及工作原理（四）慢充模式充電系統(tǒng)組成和原理高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換3.慢充充電控制過程（1）連接確認(rèn)。（2）車載充電機(jī)初始化。（3）供電請(qǐng)求。。（4）充電喚醒。（5）實(shí)時(shí)通信。（6）充電請(qǐng)求。（7）加熱請(qǐng)求。（8）與VCU的交互。二、高壓充配電系統(tǒng)的組成及工作原理（四）慢充模式充電系統(tǒng)組成和原理高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換4.慢充充電條件要求（1）充電線連接確認(rèn)信號(hào)正常。（2）充電機(jī)供電電源正常（含220V和12V）及充電

機(jī)工作正常。（3）充電喚醒信號(hào)輸出正常（12V）。（4）充電機(jī)、VCU、BMS之間通訊正常（主繼電器

閉合、發(fā)送電流強(qiáng)度需求）。（5）動(dòng)力蓄電池電芯溫度＞0℃/＜45℃。（6）單體蓄電池最高電壓與最低電壓差＜0.3V

（300mv）。（7）單體蓄電池最高溫度與最低溫度差＜15℃。（8）絕緣性能＞20MΩ。（9）實(shí)際單體蓄電池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(yuǎn)程控制開關(guān)關(guān)閉

狀態(tài)）。三、高充配電總成更換操作（一）更換前的準(zhǔn)備工作高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換個(gè)人防護(hù)用品的準(zhǔn)備：穿戴符合標(biāo)準(zhǔn)的絕緣手套、絕緣鞋、防護(hù)眼鏡等個(gè)人防護(hù)用品。場(chǎng)地防護(hù)及警示標(biāo)識(shí)的設(shè)置：確保操作區(qū)域整潔有序，設(shè)置警示標(biāo)識(shí)（如“高壓危險(xiǎn)”、“禁止觸摸”等）以提醒相關(guān)人員注意安全工具及設(shè)備的準(zhǔn)備：準(zhǔn)備所需的更換工具（如螺絲刀、扳手等）及檢測(cè)設(shè)備（如絕緣電阻測(cè)試儀、萬用表等）三、高充配電總成更換操作（二）充配電總成的更換步驟高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換1.斷開維修開關(guān)

車輛熄火（退至OFF擋），拆副儀表臺(tái)，斷開動(dòng)力蓄電池維修開關(guān)。2.拆卸外部接口（1）使用水管鉗拆卸進(jìn)水管、出水管、排氣管三、高充配電總成更換操作（二）充配電總成的更換步驟高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換2.拆卸外部接口（2）使拆卸低壓線束接插件、空調(diào)PTC接插件、空調(diào)壓縮機(jī)接插件、交流充電輸入接插件三、高充配電總成更換操作（二）充配電總成的更換步驟高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換2.拆卸外部接口（3）使用13號(hào)套筒工具拆卸低壓正極線、2條搭鐵線三、高充配電總成更換操作（二）充配電總成的更換步驟高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換3.拆卸充配電總成上蓋用專用工具拆卸10個(gè)小蓋內(nèi)五花螺栓三、高充配電總成更換操作（二）充配電總成的更換步驟高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換4.拆卸充配電總成內(nèi)部線鼻子（1）拆開充配電總成小蓋后，用萬用表測(cè)量直流母線電壓，電壓為0后再進(jìn)行下一步操作。（2）用10號(hào)套筒工具拆卸電控甩線、直流母線（接電池）和直流充電線束共12個(gè)M6螺栓三、高充配電總成更換操作（二）充配電總成的更換步驟高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換5.裝配充配電總成小蓋用專用工具裝配10個(gè)小蓋內(nèi)五花螺栓三、高充配電總成更換操作（二）充配電總成的更換步驟高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換6.拆卸充配電總成安裝腳用13號(hào)套筒工具拆卸充配電總成安裝腳4個(gè)M10螺栓三、高充配電總成更換操作（二）充配電總成的更換步驟高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換7.裝配說明取出故障充配電總成，更換一個(gè)新的充配電總成，按照拆卸的倒序，用同樣的工具，裝配好充配電總成。其中M5螺栓安裝力矩2.8±0.3N.m，M6螺栓安裝力矩9±1Nm，M10螺栓安裝力矩15±1Nm。三、高充配電總成更換操作（三）更換后的檢測(cè)與調(diào)試高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換絕緣電阻測(cè)試：使用絕緣電阻測(cè)試儀檢測(cè)高壓部件的絕緣性能是否符合要求。功能測(cè)試：對(duì)更換后的高壓部件進(jìn)行功能測(cè)試（如充電測(cè)試、驅(qū)動(dòng)測(cè)試等），確保其正常工作。調(diào)試與優(yōu)化：根據(jù)測(cè)試結(jié)果對(duì)高壓充配電系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試與優(yōu)化（如調(diào)整充電參數(shù)、優(yōu)化控制策略等），以提高系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換任務(wù)實(shí)施新能源汽車安全保護(hù)功能認(rèn)知工作任務(wù)單班級(jí)：姓名：實(shí)訓(xùn)地點(diǎn)：實(shí)訓(xùn)時(shí)間：1.車輛信息記錄品牌

整車型號(hào)

生產(chǎn)年月

驅(qū)動(dòng)電機(jī)型號(hào)

電池電量

行駛里程

車輛識(shí)別碼

2.作業(yè)場(chǎng)地準(zhǔn)備檢查設(shè)置隔離欄¨是

¨否檢查設(shè)置安全警示牌¨是

¨否檢查滅火器壓力、有效期¨是

¨否安裝車輛擋塊¨是

¨否3.對(duì)儀器進(jìn)行檢查檢查儀器名稱是否正常防護(hù)用具：絕緣手套、車輛防護(hù)用具¨是

¨否4.認(rèn)知、檢查與操作內(nèi)容實(shí)施步驟是否完成5.車輛熄火（退至OFF擋），拆副儀表臺(tái)，斷開動(dòng)力蓄電池維修開關(guān)¨是

¨否6.使用水管鉗拆卸進(jìn)水管、出水管、排氣管¨是

¨否7.手工拆卸低壓線束接插件、空調(diào)PTC接插件、空調(diào)壓縮機(jī)接插件、交流充電輸入接插件¨是

¨否8.使用13號(hào)套筒工具拆卸低壓正極線、2條搭鐵線¨是

¨否9.用專用工具拆卸充配電總成上蓋10個(gè)小蓋內(nèi)五花螺栓¨是

¨否10.拆卸充配電總成內(nèi)部線鼻子，測(cè)量直流母線電壓¨是

¨否11.用10號(hào)套筒工具拆卸電控甩線、直流母線（接電池）和直流充電線束共12個(gè)M6螺栓¨是

¨否12.用專用工具裝配充配電總成小蓋，10個(gè)小蓋內(nèi)五花螺栓¨是

¨否137S管理14.建立安全操作環(huán)境¨是

¨否15.清理及整理工具量具¨是

¨否16.清理及復(fù)原車輛正常狀況¨是

¨否17.清洗場(chǎng)地¨是

¨否18.物品回收和環(huán)?！?/p>

¨否完善和檢查工作¨是

¨否實(shí)訓(xùn)人（簽字）：監(jiān)督人（簽字）：高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換任務(wù)評(píng)價(jià)高壓充配電系統(tǒng)的認(rèn)知與更換實(shí)習(xí)日期：姓名：班級(jí)：