纯电动汽车电气基础及维修.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,纯电动汽车电气基础,河南力帆技术质量部,纯电动汽车电气基础知识,第一章 电气基础知识,第二章 高压系统,第三章 低压系统,第四章 电气维修常见问题总结,第一章 电气基础知识,一、电气回路,二、线束,三、基础元器件,四、万用表简介,第一章 电器基础知识,一、电气回路,电流通过器件或其他介质后流回电源的通路。通常指,闭合电路,。,搭铁：由于,汽车车身,和发动机都是金属结构，其本身就有导电能力，加上汽车电器比较多,如果每个电器都用两根线构成回路，将会使电路结构复杂，成本高，故障率高，维修难度增加，于是根据汽车自身的结构特点，电路制成单线制，即,蓄电池,负极与车架或发动机相连，而每个电器的一根线都与车架相连。即所谓的搭铁。,第一章 电器基础知识,二、线束,线束信息包括,线号、,截面、,颜色,第一章 电器基础知识,序号,标识字母,英文,颜色,1,B,Black,黑色,2,W,white,白色,3,R,red,红色,4,Y,yellow,黄色,5,G,green,绿色,6,O,orange,橘色,7,V,violet,紫色,8,BL,blue,蓝色,9,Br,Brown,棕色,10,Gr,gray,灰色,11,LG,Light green,浅绿色,12,BY,黑,/,黄,13,GBr,绿,/,棕,第一章 电器基础知识,三、基础元器件,1、熔断保险,第一章 电器基础知识,第一章 电器基础知识,2、汽车继电器：切换负载功率大，,抗冲、抗振性高,。汽车中的电源多用,12V,，线圈电压大都设计为,12V,。由于是,蓄电池,供电、电压不稳定，吸动电压,V60%VH,（定额工作电压）,;,线圈过电压允许达,1.5VH,。,线圈功耗较大，一般为,1.6,2W,，温升较高,。,第一章 电器基础知识,特殊继电器,电子闪光继电器：主要控制左右转向和双闪。,B,：电源端；,L,：闪光器控制端；,E,：搭铁端；,第一章 电器基础知识,四、万用表简介,万用表是电气检测不可缺少的测量,仪表，一般以测量电压、电流和电阻,为主要目的。由于电动轿车存在低电压、,高电流的情况，在日常检测工作中，一,般只使用电压档和电阻（通断）档。,第二章 高压系统,整个电轿电气系统分为高压和低压两个系统。,高压系统主要是,72/64V,动力电源，主要负责启动、行驶、充放电、空调动力。,第二章 高压系统,第二章 高压系统,1,、动力电池：作为车载电源，用周期性的充电来补充电能。动力电池组是,EV,的关键装备，储存的电能、质量和体积，对,EV,性能起决定性影响，也是发展,EV,的主要研究和开发对象。,EV,发展的症结在于电池，电池技术对,EV,的制约仍然是,EV,发展的瓶颈。,动力电池组提供约,155380V,高压直流电。,动力电池组是,供电机工作,的唯一动力电源。,空调系统的,空压机,，动力转向系统的,油泵,和制动系统的,真空泵,等，也需要动力电池组提供动力电能。,第二章 高压系统,第一代,EV,电池：,铅酸电池,优点：技术成熟，成本低。,缺点：比能量和比功率低不能满足,EV,续驶里程和动力性能的需求，但进一步发展了,阀控铅酸电池,(,VRLA),、,铅布电池,等，使铅酸电池的比能量有所提高。,第二章 高压系统,第二代高能电池：镍,镉电池、,镍,氢电池,、钠,硫电池、钠,氯化镍电池、,锂离子电池,、,锂聚合物电池,、锌,空气电池和铝,空气电池等,优点：比能量和比功率都比铅酸电池高，大大提高了,EV,的动力性能和续驶里程。,缺点：有些高能电池需要复杂的电池管理系统和温度控制系统，各种电池对充电技术有不同要求。而且电化学电池中的活性物质在使用一定的期限后，会老化变质以至完全丧失充电和放电功能而报废，从而使,EV,的使用成本高。,第二章 高压系统,第三代电池：飞轮电池、超级电容器,飞轮电池,是电能,机械能,电能转换的电池。,超级电容器,是电能,电位能,电能转换的电池。,这两种储能器在理论上都具有很大的转换能力，而且充电和放电方,便迅速，但尚处于研制阶段。,电池管理系统,BMS,对动力电池组充电与放电时的电流、电压、放电深度、再生制动反馈电流、电池温度等进行控制。,个别电池性能变化后，会影响到整个动力电池组性能，故需用电池管理系统来对整个动力电池组及其每一单体电池进行监控，保持各个单体电池间的一致性。,第二章 高压系统,动力电池新国标在,2015,年,5,月颁布,(,部分标准将在,10,月份或年底颁布,),，与旧标准之间有一年的过渡期，从,2016,年开始，相关企业都将遵循新的标准进行相关检测。新国标与工信部,2015,年,3,月发布的,汽车动力蓄电池行业规范条件,一起，将加速动力电池行业的洗牌，提高行业集中度水平。,电池最新标准,1,GB/T 31484-2015,电动汽车用动力蓄电池,循环寿命,要求及试验方法,2,GB/T 31485-2015,电动汽车用动力蓄电池,安全要求,及试验方法,3,GB/T 31486-2015,电动汽车用动力蓄电池,电性能要求,及试验方法,4,GB/T 31467.1-2015,电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第,1,部分：高功率应用测试规程,5,GB/T 31467.2-2015,电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第,2,部分：高能量应用测试规程,6,GB/T 31467.3-2015,电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第,3,部分：安全性要求与测试方法,7,GB/T 18384.1,2015,电动汽车安全要求第,1,部分：车载可充电储能系统,8,GB/T 18384.2,2015,电动汽车安全要求第,2,部分：操作安全和故障防护,9,GB/T 18384.3,2015,电动汽车安全要求第,3,部分,:,人员触电防护,10,QC/T 897-2011,电动汽车用电池管理系统技术条件,第二章 高压系统,2,、高压盒（接线盒）,以,320E,为例，高压盒作为整个高压系统电力分配的枢纽，是动力电池和各高压设备最主要的中间环节，一旦某件高压电器件出现不工作或异常的现象，应第一时间考虑高压盒的供电是否正常，然后再根据具体的故障现象，一一测量排查，直到找到根本的故障点。,第二章 高压系统,主接触器,PTC,暖风继电器,空调保险,50A,控制器保险,300A,DC,保险,25A,充电机保险,50A,高压负极,预充继电器,第二章 高压系统,3,、行驶系统,行驶系统主要包括电机控制器、电机、油门踏板、制动踏板，换挡机构。,电机控制器,:,目前汽车专用电机驱动系主要有三大驱动系直流电机驱动系、永磁同步电机驱动系、交流感应电机驱动系。,320E,采用的是交流驱动，电机选用的是三相异步电机,。,动力电池组,驱动电动机,传动系统,驱动轮,控制装置,驱动系统,第二章 高压系统,车间初检下线车辆多次出现车辆不能行驶的故障现象，鉴于此种现象，作为返修人员，应能独立作出正确判断，及时查处。现对部分此类现象，作出分析。,第二章 高压系统,电机控制器,报警,说明,序号,报警方式,代表意义,1,长鸣,高踏板禁止,2,1,长,2,短,点火故障,3,1,长,3,短,过流,4,1,长,4,短,控制器过热,5,1,长,5,短,继电器丢失,6,1,长,6,短,电流检测故障,7,1,长,7,短,超速故障,8,1,长,8,短,锂电池,BMS,故障,9,1,长,9,短,电池欠压,10,1,长,10,短,电池过压,11,1,长,11,短,电机过热,12,1,长,13,短,加速器故障,第二章 高压系统,针脚说明,线号,代表意义,线号,代表意义,1,工作电源,72V(64V),20,油门,信号线,04.65V,3,后退信号,12v,23,转速信号线（,12V-0,）,4,前进信号,12V,24,主继电线圈电进,线,12V,6,编码器供电正极,5V,25,主继电线圈电出线,12V,7,电机温度传感器负,26,制动信号正极线,12V,8,油门供电正极,12V,27,制动信号负极线,11,CANH,29,编码器供电负极,12,转速信号正极,12V,30,电机温度传感器正,14,点火开关,start,信号,12V,31,油门供电负极,17,编码器,A,相,0V-2V-4V,34,CANL,18,编码器,B,相,0V-2V-4V,35,转速信号负极线,19,油门微动开关信号,12V,第二章 高压系统,MC24,MC25,第二章 高压系统,油门踏板、制动踏板、换挡机构,第二章 高压系统,4,、电压转换系统,电压转换系统主要包括充电机和,DC,转换器。,充电机，将市电,220V,交流电转换成电池组直流电压；,DC,转换器，将电池组高电压转换成低电压供给蓄电池。,第三章 低压系统,低压系统的,12V,电源主要由蓄电池供给，蓄电池由,DC,转换器将高压,72V/64V,转换成,12V,供给。,低压系统主要包括：,1,、点火开关及搭铁,2,、,BCM,3,、灯光系统,4,、空调控制系统,5,、其他,第三章 低压系统,1,、点火开关及搭铁,点火开关,的档位一般是,OFF,、,ACC,、,ON,、,START,（高档车略有不同）。各个档位的功能如下：,OFF,：发动机停止并且方向盘被锁定，只有该位置才能取下钥匙。,ACC,：通过,点火开关,控制，点火钥匙旋到该档时受该档控制的用电设备均能操作，此档位一般实现的用电器功能有电调座椅、,音响系统,、雨刮喷水系统、点烟器、座椅加热、,电动天窗,等。,ON,：内部分为,IG1,和,IG2,两个档位，正常的驾驶位置，,除去启动机外,其它受,点火开关,控制的设备均能操作。其中,IG1,档位的用电器功能有后视镜调节、,组合仪表,、,安全气囊,、定速巡航系统、倒车成像、大灯及各控制系统（,ECU,、,ABS,、,TCS,、,BCM,、轮胎压力、电动转向等）的控制电源。,IG2,档位的用电器功能有电加热除霜、空调鼓风机等。,STRAT,：启动发动机，释放后钥匙将回到,ON,档，在此位置时,ACC,档和,IGN2,档的负载断电，以保证有足够的电量用以启动。,第三章 低压系统,320E,点火开关是大部分低压系统的电源开关（除灯光系统、,BCM,及仪表的部分功能等）。而,100E,的低压系统由于缺少专门的蓄电池供电，采取由,DC,直接转换供给的方式，因此,100E,点火开关控制的是高压侧电源。,第三章 低压系统,蓄电池,12V 50A,保险,点火开关,AM,（,R,线）,点火开关,ACC,（,W,线）,点火开关,IG1,（,Bl,线）,点火开关,IG2,（,B,线）,主接触器线圈,点火开关,点烟器,预充继电器线圈,空调面板,冷凝风扇,后除霜,？,电动后视镜,主继电器线圈,雨刮系统,收放机,？,收放机,换挡电源,转向及双闪,前后雾灯、小灯、远近灯、制动灯、室内灯,倒车灯,BCM5,、,6,、,19,引脚（电动窗、中央锁工作电源）,7,引脚（,VPP,微控制器工作电源）,BCM3,、,20,引脚（点火开关信号输入）,仪表门禁电源,仪表显示电源,第三章 低压系统,搭铁：,320E,的搭铁主要有,5,处，分别在前舱左右侧两处，仪表板左右侧两处，右车身线束,C,柱一处。,任何一处搭铁未打紧，一般都会造成一系列的电器工作异常情况，例如左侧大灯、左转向灯和左侧雾灯出现混乱或灯光暗的情况，就可以先检查前舱左侧搭铁是否到位。例如点烟器按下不回弹，换挡显示异常的情况，就应排查仪表板右侧搭铁是否到位。,第三章 低压系统,仪表板左侧搭铁,E1,车身,BCM2,仪表板右侧搭铁,E3,CD,机,前舱左侧搭铁,E5,左前大灯,左前门线束,1,空调控制面板,左侧转向灯,仪表电器盒,内外循环电机,左前雾灯,前舱电器盒,蒸发器温度控制器,冷凝风扇电机,E2,前后雾灯开关,右前门线束,1,喇叭,仪表调光、中控锁开关,报警开关（双闪）,空调压缩机,电动后视镜开关,E4,鼓风机,前舱右侧搭铁,E6,前、后洗涤泵,左前门线束,2,点烟器,右前大灯,雨刮继电,右前门线束,2,右侧转向灯,左车身线束,换挡机构,右前雾灯,组合仪表,前舱发动机线束,右车身线束,C,柱,E8,左、右后组合灯,组合开关,左、右后雾灯,电动助力转向,右后门线束,制动液开关,后背门线束,闪光继电,倒车雷达,第三章 低压系统,2,、,BCM,BCM(Body Controller Module),即车身控制模块，能够实现内外灯光控制、洗涤刮水逻辑控制及自动功能、中央门锁控制、喇叭、除霜等。该系统还具有电源管理功能，高低电压保护，延时断电，系统休眠等功能。,第三章 低压系统,第三章 低压系统,3,、灯光系统,汽车照明系统按照功能功用划分，主要有两个种类：汽车照明灯和汽车信号灯。,汽车照明灯按照其安装的位置及功用包括：前照灯、雾灯、牌照灯、仪表灯、顶灯、工作灯。,汽车灯光信号灯又包括：转向信号灯、危险报警灯、示宽灯、尾灯、制动灯、倒车灯。,第三章 低压系统,第三章 低压系统,照明灯,卤素大灯,是在灯泡内渗入少量惰性气体碘，实现钨、碘之间的循环分解还原，寿命长，亮度强。,氙气大灯,是指内部充满包括氙气在内的,惰性气体,混合体，其发光原理是通过启动器和电子镇流器，将电压提高至,23000V,以上高压击穿氙气从而导致氙气在两个电极之间形成,电弧,并发光。由氙气所产生的白色超强电弧光，可提高光线色温值，类似白昼的太阳光芒，工作时所需的电流量仅为,3.5A,，亮度是传统,卤素灯泡,的三倍，使用寿命比传统卤素灯泡长,10,倍。,LED,大灯,几乎所有特性都超越了氙气车灯，主要优点：,1,、寿命长，可终车一生不更换；,2,、高效率，低能耗，电能利用率,80%,以上；,3,、绿色光源；,4,、,LED,结构简单，点亮无延迟，体积小，可随意变换灯具外形。,第三章 低压系统,第三章 低压系统,第三章 低压系统,照明灯和部分信号灯的电源都不受点火开关控制，,由蓄电池直接供给,。,第三章 低压系统,4,、空调控制系统,汽车空调的功能：调节车内温度、湿度，空气流速，过滤、净化车内空气。衡量汽车空调的主要指标有：温度、湿度、流速和洁净度等。,汽车空调的组成：,制冷系统、采暖系统、通风系统、控制电路,湿度,:,是指空气中所含水蒸气量的多少。湿度的大小直接影响人体内的水分蒸发速率和口腔、鼻腔黏膜等健康状况和驾驶的工作状况。车内的湿度一般应保持在,30%70%,以内。普通汽车空调一般不具备这种功能，只有高级豪华汽车采用冷暖一体化空调器，才能对车内的湿度进行适当调节。,第三章 低压系统,空气流速：和方向对人体舒适性影响很大，夏季流速应限制在,0.25m/s,以内，总之根据乘客的生活环境，年龄、健康状况、冷热习惯等生理特点来控制出风口的风量，免得过大的风速直接吹到人体上，使人感到不舒服。,空气洁净度：一般在汽车空调的进风口都装有空气过滤装置和空气净化装置。净化方式 引入新鲜空气采用活性炭吸附剂安装负离子发生器。,热辐射调节：太阳的辐射会对车内产生一股热浪，容易灼伤人的眼睛和皮肤，对人体的舒适性影响很大，选用太阳膜和阳光传感器对车内温度能立即作出必要的校正。,第三章 低压系统,空调制冷系统,制冷剂：在制冷过程中起传递热量作用的媒介物质,R134a,四氟乙烷（,CH,2,FCF,3,）沸点,-26.5,，潜热值,219.8kJ,kg,。,优点：,a,、传热速度快蒸发器、散热器等热交换器面积体积减小，还不影响热交换。,b,、潜热值高，制冷量大。,c,、不破坏臭氧层，在大气层停留寿命短，温室效应影响也很小（因为不含氯、不与臭氧反应）。,缺点：溶水性高，即使有少量水分存在，在润滑油的作用下将会产生酸、,CO2,或,CO,，对橡胶管和密封圈材料有较强的腐蚀，导致制冷剂泄漏。也可能吸水使制冷能力变差。所以,R134a,对系统的干燥和清洁要求较高。,第三章 低压系统,制冷系统的结构组成,1-,压缩机,2-,蒸发器,3-,液窗,4-,储液干燥器,5-,冷凝器,6-,膨胀阀,第三章 低压系统,制冷系统的工作原理,1,、压缩过程：将流经蒸发器的低温、低压的气态制冷剂压缩为高温、高压的气态制冷剂，输送到冷凝器。,2,、冷凝过程：将高温、高压的气态制冷剂冷却，使其变为中温、高压的液态制冷剂，送入干燥瓶。,3,、干燥过程：将中温、高压的液态制冷剂过滤，除去制冷剂中的杂质和水份，送入节流阀，并储存小部分的制冷剂。,4,、膨胀过程：将过滤后的中温、高压液态制冷剂利用节流原理，使其转变为低压雾状的液,/,气态混合物，送入蒸发器。,5,、蒸发过程：低压雾状的液,/,气态混合物流至蒸发器，吸收周围的热量而汽化，达到制冷的目的。,第三章 低压系统,第三章 低压系统,采暖系统,非独立式,-,以发动机冷却液作为热源，用于轿车和中小型汽车,独立式,-,底盘上另加装一个散热器，用于大、中型客车。电动轿车由于缺少发动机，而电动机的做功散热要考虑其功率的大小，,320,的电机功率为,10KW,第四章 电气维修常见问题总结,1,、仪表无电量显示，控制器一长五短报警,第四章 电气维修常见问题总结,主接触器,PTC,暖风继电器,空调保险,50A,控制器保险,300A,DC,保险,25A,充电机保险,50A,高压负极,预充继电器,第四章 电气维修常见问题总结,点火动作：踩制动，拧钥匙至,start,档。造成不能点火的可能原因有：,制动开关未安装到位，此故障同时会造成踩制动，,刹车灯不亮,。（占多数）,点火开关,start,线至,MC14,无电压输出，控制器接收不到,ready,信号。该故障可能涉及有点火开关、仪表线束、控制器线束、控制器，需谨慎排查。,2,、不能点火，无,ready,第四章 电气维修常见问题总结,仪表的数显依靠的是控制器输出的数据，数据的载体是,CAN,通讯总线。,所以造成该故障涉及的元件有：组合仪表、仪表线束、控制器线束、控制器，需谨慎排查。,3,、仪表无电量、档位、,ready,等的显示，但能正常行驶,第四章 电气维修常见问题总结,4,、行驶缓慢,行驶主要由电驱动、传动、制动三个系统部件组成。,返修普遍问题点在于电机编码器。,编码器的正反需考虑是否影响。,第四章 电气维修常见问题总结,故障分类,故障原因,解决方法,DCDC,无低压输出,高压盒内,DC,保险丝断路,更换保险,高压盒内固定螺栓松脱,拧紧螺栓,DC,输入电压小于,50V,，仪表蓄电池故障红色指示灯闪亮,主接触器或动力电池亏电,DC,硬件故障,更换,DC,接插件接触不良,查看,DC,低压输出反接,调换正负极,DC,高压输入反接,调换后查看保险,第四章 电气维修常见问题总结,5,、空调系统问题,空调分制冷和制热两个问题。,制冷可根据制冷系统来进行排查，常见问题点：压缩机不工作。分析可能原因压缩机本身的质量问题，缺少冷冻机油；压缩机电源来自高压盒，开关信号经蒸发器的压力开关、温度开关及,AC,按键。,制热由暖风机内,PTC,电加热供给，,问题点分析有,PTC,电源来自高压盒,;,PTC,继电器控制信号来自采暖按键经暖风机至高压盒，控制,PTC,电源开关。,第四章 电气维修常见问题总结,观察窗检查,制冷剂量,检查项目,几乎无制冷剂,制冷剂不足,制冷剂适宜,制冷剂过多,高低压侧管路的温度,高低压两侧温度几乎相同,高压侧较热、低压侧较凉,高压侧较热、低压侧较凉,高压侧过热,观察窗内状态,连续不断地出现气泡或出现雾状泡沫流动,每隔,1-2,秒可看到气泡,几乎透明，气泡偶尔出现。关闭冷气后即气泡，后消失,看不到气泡，关闭冷其后，制冷剂清澈无泡沫,制冷系统压力,高压侧压力很低,高低压两侧压力都稍低,高低压两侧压力正常,高低压两侧压力口偏高,处理方法,检测、修理、抽真空重新加注,检测补充制冷剂,可选择从低压加注阀处放出多余量,第四章 电气维修常见问题总结,6,、灯光问题,汽车灯光工作电源一般要通过保险、继电器，而控制元件（如组合开关、开关组件）一般通过控制继电器线圈地来控制灯光电源。,转向和双闪：,转向灯和倒车灯电源共用,F21,保险（仪表线束保险盒）；,双闪和喇叭电源共用,F22,保险（前舱电气盒）。,转向和双闪同时又都要经过,闪光继电器,的控制。,第四章 电气维修常见问题总结,故障分类,故障原因,解决方法,一只远,/,近光灯不亮,连接线断路、灯坏,检修灯的接插件及堵盖内部有无松脱，更换灯。,两远,/,近光灯不亮,远,/,近光保险断、继电器坏、组合开关坏、线路出线断路或短路。,更换保险、继电器、组合开关、检修线路。,位置灯（背光灯）故障,保险断、线路断或短，灯坏,更换保险、检修线路,转向（应急）灯闪烁快,转向灯有一个坏,更换,转向和应急灯全不工作,查闪光继电器，线路断,更换闪光继电器，检修线路,转向和倒车灯不亮，应急正常,F21,保险断、线路断或短,更换保险、检修线路,应急不亮，喇叭不响，转向正常,F22,保险断、线路断或短,更换保险、检修线路,制动、室内灯不亮,保险断、制动开关未安装到位、线路断或短,更换保险、检修制动开关的安装、检修线路,第四章 电气维修常见问题总结,7,、玻璃不能正常升降,玻璃升降困难大部分由于零部件之间配合的机械问题造成。而玻璃只升不降或不能升起，则由于控制开关回路不通引起。,玻璃升降分左前总控和各门分控，,各门控制地都由总控锁止开关控制,。开关电源由,BCM,供给为,5V,。,第四章 电气维修常见问题总结,例：,左前总控不能控制,BCM,供电缺失,右后玻璃只升不降,左前总控能控制 排查右后升降开关、右后门线,束、右车身线束及仪表线束,