新能源汽车动力蓄电池与能量管理技术学习任务检测动力蓄电池充电性能.pdf

新能源汽车专业技能型紧缺人才培养规划教材新能源汽车动力蓄电池与能量管理技术学习任务1学习任务2初识动力蓄电池组认识动力蓄电池管理系统学习任务5学习任务6学习任务8拆装混合动力汽车动力蓄电池包检测纯电动汽车动力蓄电池故障检测混合动力汽车动力蓄电池故障检测动力蓄电池充电性能学习任务8检测励力蓄电池充电性能学习目标1.掌插励力蓄电池充电过程；2.了解高压电控总成在充电过程中对励力蓄电池的影响3.掌插励力蓄电池充电系统故障排除方法。建议课时课时任务描述一辆行驶里程约20000km的比亚迪e5轿车，用交流充电桩对其充电的时 候，车内仪表显示充电连接中，经车间技术主管检测后，判断该车辆的 充电系统存在故障，此时需要你作为维修人员协劣技术主管按照规范程序，检修该车故障，修复完成后，并确认其工作状态正常。-、信息收集(一)比亚迪e5轿车双路电源对于新能源车型的部分模块(如BMS、VTOG、DCDC等)，无论上电还 是充电都需要工作，所以除常电以外的这路电源，无论是在上电还是充电都 应供电，这路电源就叫双路电，即上电+充电”两路。比亚迪e5车型的双路电源设计原理，如图8-1所示。(1)上0K电和交流充放电时，由双路电继电器1吸合供电。(2)直流充电时，则由直流充电继电器吸合供电。、信息收集（一）比亚迪e5轿车双路电源模块23口 10AF2/4 陶乜V V高压配电箱 主控ECU水泵风扇图8-1 比亚迪e5车型的双路电源一、信息收集（二）比亚迪e5轿车0K灯点亮条件及预充电过程 比亚迪e5轿车仪表显示台如图8-2所示。图8-2 比亚迪e5轿车仪表显示台-、信息收集(二)比亚迪e5轿车0K灯点亮条件及预充电过程(1)0K灯点亮条件：电池管理器BMS收到VTOG反馈的预充满信号,如图8-3所示。VTOG 控制器CAN蓄电池 管理器图8-3 比亚迪e5轿车OK”灯点亮条件-、信息收集（二）比亚迪e5轿车0K灯点亮条件及预充电过程（2）预充过程：起励车辆时，为缓解对高压系统的冲击，蓄电池管理器兑吸 合预充接触器，电池包的高压电经过预充接触器并联的预充电阻后加载到 VTOG母线上，VTOG检测到母线上的电压不电池包电压相差在50V以内时，通过CAN通道向电池管理器反馈一个预充满信号。电池管理器收到预充满信 号后控制主接触器吸合，断开预充接触器，如图8-4所示。如图8-4所示，预充过程如下：点火开关tBMS励力蓄电池（正、负接触器）一预充继电器-预充电阻一 大容量薄膜电容-VTOG一点亮0K灯-BMS、信息收集（二）比亚迪e5轿车OK灯点亮条件及预充电过程40kW VTOG整流模块1-正极接触器；2-蓄电池包分压接触器1；3-蓄电池包分压接触器2；图8-4 比亚迪e5轿车0K灯点亮条件及预充电过程4-负极接触器1；5-直流充电正极接触器；6-直流充电负极接触器；7-主接触器；8-交流充电接触器；9-预充接触器-、信息收集（二）比亚迪e5轿车0K灯点亮条件及预充电过程 小链接在纯电动汽车中，点亮0K灯相当于打开一般汽油车的点火开关。当 0K灯点亮后，纯电动汽车才能正常行驶。小链接为什么要有预充电路？直流母线要有预充电路，因直流母线上有大电容存在。电容并在电源的 两端时，电源接通的瞬间，电容两端的电压不会突变，电容两端的电流会突 变。刚接通电源瞬间，电容器两端相当于短路，这是电容器的工作原理。此 时若没有预充电路，变频器内的整流器管会爆炸。预充电路起到了电源接通 瞬间对电容器限制充电电流的作用，以保护整流器的元件不会因电容器瞬间 的短路电流而损坏。-、信息收集（三）比亚迪e5轿车高压电控总成构成 L高压电控总成内部构造高压电控总成内部构造如图8-5所示。负极霍尔电流传感器大容械薄膜电容正极霍尔电流传感器）功率电阻直流充电负极接触可 漏电传感器图8-5高压电控总成内部构造-、信息收集（三）比亚迪e5轿车高压电控总成构成2.高压电控总成的功能（1）控制高压交/直流电双向逆变，驱励电机运转，实现充、放电功能（VTOG、车载充电器）。（2）实现高压直流电转化低压直流电为整车低压电气系统供电（DC/DC）O（3）实现整车高压回路配电功能以及高压漏电检测功能（高压配电箱和漏电 传感器模块）。（4）直流充电升压功能。（5）另外包括CAN通信、故障处理记录、在线CAN烧写以及自检等功能。-、信息收集（三）比亚迪e5轿车高压电控总成构成3.双向交流逆变式电机控制器（VTOG）主要功能（1）驱励控制（放电）：采集加速踏板、制励踏板、挡位、旋变信号等控制 电机正向、反向驱励；正、反转取电功能；具有高压输出电压和电流控制限 制功能；具有电压跌落、过流、过温、IPM过温、IGBT过温保护、功率限制、转矩控制限制等功能；同时具备电控系统防盗、能量回馈控制、主励泄放、被励泄放控制功能。（2）充电控制：交、直流转换，双向充、放电控制功能；自励识别单相、三 相相序，并根据充电电流控制充电方式，根据充电设备识别充电功率控制充 电方式；根据车辆或其他设备请求信号控制车辆对外放电；断电重启功能；在电网断电又供电的时候，可继续充电功能。-、信息收集（三）比亚迪e5轿车高压电控总成构成4.VT0G驱动系统控制原理图VTOG驱励系统控制原理如图8-6所示。图8-6 VTOG驱动系统控制原理图-、信息收集（四）比亚迪e5轿车充电系统1.充电方式比亚迪e5轿车有两种充电方式：交流充电和直流充电。（1）交流充电：主要是通过交流充电桩、壁挂式充电盒以及家用供电控座接 入交流充电口，通过高压电控总成将交流电转为650V直流高压电给励力蓄电 池充电。（2）直流充电：主要是通过充电站的充电柜将直流高压电通过直流充电口给 励力蓄电池充电。-、信息收集(四)比亚迪e5轿车充电系统2.充电系统的组成充电系统主要组成部分，如图8-7所示，具体如下:(1)直流充电口。(2)交流充电口。(3)电池管理器(BMS)。(4)高压电控总成(VTOG)。(5)励力蓄电池包。图8-7 充电系统主要组成部分、信息收集（四）比亚迪e5轿车充电系统3充电口1）充电口位置隐藏在中央格栅后面，充电接口有照明灯，如图8-8所示。图8-8 充电口位置、信息收集（四）比亚迪e5轿车充电系统3充电口1）充电口位置通过打开充电口盖拉锁打开充电口，如图8-9所示。打开后的交流/直流 充电口如图8-10所示。充电口盖拉锁图8-9 充电口盖拉锁交流充电口直流充电口图8-10 交流/直流充电口、信息收集（四）比亚迪e5轿车充电系统3.充电口2）交流充电口通过家用220V捏座和交流充电柜接入交流充电口。通过车载充电设备或VTOG将高压交流电转为高压直流电给物力蓄电池充电。（1）交流充电口的构成如图8-11所示。CCLiPEL1-A相；L2-B相;L3-C相;N-中性线；PE-地线;图8-11交流充电口的构成CC-充电连接确认线；CP-充电控制线、信息收集（四）比亚迪e5轿车充电系统3充电口2）交流充电口（2）交流充电口端子测量见表8-1。温馨提示：当充电盒功率低于7kW的时候，交流电通过VTOG中的OBC（车 载充电器）对励力蓄电池逆行充电；当充电盒功率高于7kW的时候，交流电 直接通过VTOG对励力蓄电池逆行充电。表8-1CC PE阻值交流充电口端子测量3.3kW及以下充电盒68011VT0L（预。）2kO7kW及以下充电盒22011VT（）V（使留）100Q40kW及以下充电盒100。、信息收集（四）比亚迪e5轿车充电系统3充电口3）直流充电口通过直流充电柜将高压直流电通过直流充电口给励力蓄电池充电。（1）直流充电口的构成，如图8-12所示。CC1-充电柜确认枪是否插好（充电口端有lkQ电阻）;图8-12 直流充电口的构成CC2-电动车确认枪是否插好（充电枪端有lkQ电阻）-、信息收集（四）比亚迪e5轿车充电系统3.充电口3）直流充电口（2）直流充电口端子测量见表8-2。直流充电口端子测量表8-21 A-（低压辅助电源负）481（车身地）山。30。2 A+（低压辅助电源正）5S-(CAN_L)3CC2（直流充电感应信号）6-S+(CAN_H)-、信息收集（四）比亚迪e5轿车充电系统4.充电过程及工作原理（1）如图8-13所示，充电过程：交流充电枪一交流充电口-CC信号-VTOGtBMS-CP信号反馈给充电枪一充电枪开始充电按照充电桩的功 率选择充电路径（车载充电器OBC或VTOG）一励力蓄电池车辆液晶显示 屏显示充电信息一充电桩显示充电信息。1-正极接触器；2-电池包分压接触器2；3-电池包分压接触器1；4-负极接触器；5-直流充电正极接触器；图8-13 充电过程及工作原理6-直流充电负极接触器；7-主接触器；8-交流充电接触器；9-预充接触器-、信息收集(四)比亚迪e5轿车充电系统4.充电过程及工作原理(2)充电方式见表8-3,充电设备如图8-14所示。表8-3充电方式充电方式充电设备名称额定输入电压额定输出功率输出电流交流充电便携充电盒220V2kW8A壁挂式充电盒22OV3.3kW16A壁挂式充电盒220V7kW32A壁挂式充电盒38OV40kW63A直流充电直流充电柜图8-14 充电设备,、1 1,77 7J 匕（一）准备工作1.防护用品准备准备防护用品套装（图8-15）。绝缘帽 绝缘鞋JK警绝缘防护手套 护目镜 劳保手套图8-15 防护用品套装、任务实施（一）准备工作2.工具设备准备（1）绝缘工具套装（图8-16）。图 8-16绝缘工具套装二、任务实施(一)准备工作2.工具设备准备(2)检测工具。检测工具、兆欧表和万用表，如图8-17所示。图8-17 检测工具二、任务实施(一)准备工作2.工具设备准备(3)设备。道通检测仪(08-18)o比亚迪e5整车(图8-19)。图8-18 道通检测仪图8-19 比亚辿e5整车二、任务实施(一)准备工作3场地(1)在作业前请采用安全隔离措施(使用警戒栏隔离)，并树立高压警示牌，以警示相关人员，避免收生安全事故，如图8-20所示。(2)条件允许时在新能源汽车工位上操作，并将车身不搭铁线连接。图8-2 0 场地安全隔离措施二、任务实施（二）技术要求与注意事项1.电路图蓄电池管理系统控制原理，如图8-21所示。车载、VTOG高压电控总成常电双路电直流漏电传感蓄电池管理控制器电池信息采集碰撞硬线信号CAN（动力网）图8-2 1 蓄电池管理系统控制原理、任务实施（二）技术要求与注意事项2.电池管理系统接口针脚定义电池管理系统接口如图8-22所示，接口BMC01,BMC02,BMC03针 脚定义见表8-4表8-6。图8-2 2 电池管理系统接口针脚、任务实施（二）技术要求与注意事项2.电池管理系统接口针脚定义BMC01针脚定义表8-4连接端子端子描述线色BMC01-1-GNI)高压互锁输出信号WBMCX)l-2-GND一般漏电信号L/WBM(Dl-6-GM)整车低压地BBMCOI-9-GN1)主接触器拉低控制信号BrBMCOMO-GND严面漏点信号Y/GBMC01-14-GND12V蓄电池正G/RBMCO1-I7GNI)预充接触器拉低控制信号W/LBMCOI-26-GND直流霍尔信号W/BBMCO1-27-GNI)电流霍尔+I5VY/BBMCO1-28-GND直流雷尔屏蔽地Y/GBMC01-29-GND电流霍尔-15VR/GBMCO1-3O-GND整车低压地BBMCO1-3I CND仪表充电指示灯信号GBMCO1-33-GM)直流充电正负极接触器拉低控制信号GrBMCO1-34-GND交流充电接触器控制信号G/W二、任务实施（二）技术要求与注意事项2.电池管理系统接口针脚定义BMCD2 ft期定义表85G|fF搞法雀色-；SI)ir D，H限ituHMi.02-7-，fM，AFkUM*体号口nMiJDQ.II八KMit竹密KAG/Vnvmm-AiIUUM(W.N(；M:充电0n.MlB24S-*领先电三彳%ljIZHriMHlJ.JO-UMiftKiUn(AN2JV8Mg1-GM1Hot 无心 n;、n%1(I2.22-GMl门，flVinvn：.：s-aii 1i；Y/G二、任务实施（二）技术要求与注意事项2.电池管理系统接口针脚定义BMC03针脚定义表8-6链接端子端子描述线色BMC03-I GND采集器CAN_LVBMCO3-2 GND采集器CAN屏蔽地BMCO3-3 GNI)1号分压接触器拉低控制信号G/BBMC034GND2号分压接触器拉低控制信号Y/BBMC03-7 GNDBIC供电电源正R/LBMCO3-8 GND采集器CAN_HPBMC03-10-GM)负极接触器拉低控制信号17BBMC03-11 GND正极接触器拉低控制信号R/GBMCO3-14GNI)1号分压接触器12V电源G/RBMCO3-15-GND2号分压接触器12V电源L/RBMCO3-2O GND负极接触器12V电源Y/WBMC03-2I GND正极接触器12V电源R/WBMC03-26-GM)采集器电源接地R/Y二、任务实施（二）技术要求与注意事项3.动力蓄电池包采样线接口定义励力蓄电池包采样线接口如图8-23所示，接口定义见表8-7。图8-2 3 动力蓄电池包采样线接口二、任务实施（二）技术要求与注意事项3.动力蓄电池包采样线接口定义励力蓄电池包采样线接口如图8-23所示，接口定义见表8-7。表8,电池包信号播接件接口定义;|牌号端口名称端口定义D-INCNCD-2NCNCD-3NCNC()-4采集器电源正采集繇电源正D-5负极接触霹电源负微接触器电源D4分压接触器电源1分乐接触器电源1D-7分小接触器电源2分库接触器电源21)-8正极接触器电源iE极接触器电源12修限互播信号粕人高乐互愦信号输入D-IO采集器ran屏或地采集器can屏被地D-1INCNC312采集器CA、-L采集器CA、.D-13采篥器CANI采集器CANJD-1411Vt互使信号输出高压互锁信号坳出D45采集器电源地采集器电源地D-16负极接触器控制负极接触器控制D-17分限接触器控制1分年接触赛控制1LM8分压.接触器控制2分次接触器控制21)-19正极接触器控制正辍接触器控制二、任务实施(二)技术要求与注意事项4.高压电控总成连接端子针脚定义(1)低压接控件B28(B)：33pin接口,如图8-24所示。接口定义见表8-8。L。D 5 1712 2QP1I02 348233图8-2 4 低压接插件B2 8(B)：33pin接口任务实施(二)技术要求与注意事项4.高压电控总成连接端子针脚定义(1)低压接控件B28(B)：33pin接口,如图8-24所示。接口定义见表8-8。低压接播件B28(B)：23pin接口定义 我8-8钳脚号端口定义城柬接法4IM：U路电电源IM：“路电51X2双路电电源iM：a路电8DC双路电电源接地9dc a路电电源接地10H施需尔屏蔽地13CAN屏蔽地14CA，H动力网15CAN.L动力网16宜通索尔电源BMS17出液雷尔电源-BMS18出海雷尔信号HMS20一般鬣电信号BMS21产或霸电信号BMS22高发互愦BMS23再催互领-24主接触器/情充接总器电源覆路电25交出流充电正负极接融器电源双路电29主借允接触投制信号BMS30出渔光电正极接触霹控制信号BMS31直流充电依微接触牌控制信号BMS32主接触器控制信号BMS33攵温光电接触耨控制俏号HMS、任务实施(二)技术要求与注意事项4.高压电控总成连接端子针脚定义(2)低压接控件(64pin)接口如图8-25所示，接口定义见表8-9。图8-2 5 低压接插件(64pin)接口定义二、(二)技术要求与注意事项4.高压电控总成连接端子针脚定义(2)低压接控件(64pin)接口如图8-25所示，接口定义见表8-9。偃属橹件(64pm)口定义引*)n xt an%Xn Sa1*nmi;“IB电J?2、FM；*n4vi；ajKAM40naa iMMtt7H-MM电”41B电电4J1044，门”发信9II区 SiiflVti.上直隹电口4S电12a ft信9MM.it四按制 低电平行H472*a(TfiM信号13ZW1X信号X信号49动力同单力网C、l14庭G弓KHtt30单力-j15电 Mftfllfll*电气SIme幢检厦电Si制给I*交H充电口!52毓二皮电?1?MMfeMV IMdlMftM量厦电BiM4MIS邃去，UftMfe15制g*微夜电?3W19B a m攵电3应筑99力me。信与 修MR57M4Ct4“鼻电+fi*K、29电机5*M电乱)1MMKM9 2MM*to12电倒，贾iHAM*41*电机339相奈/91M(!忏犬?93*电MISHQ信aft*M“一电1二、任务实施（二）技术要求与注意事项5.注意事项1）开带电检修操作（1）将车辆断电、断开台架的AC 220V电源。车辆电源退电至OFF挡或断开台架的漏电开关。断开低压蓄电池附件3min后逆行下一步操作，或断开电驱励系统智能实训 台的空气开关3min后逆行下一步操作（电驱励智能实训台）。断开手励维修开关（装有时）；断开励力蓄电池管理系统智能实训台上的急停 开关、手励维修开关和漏电开关。断开励力蓄电池正负极母线；断开电驱励系统智能实训台的正、负母线。对励力蓄电池正负极母线控接件及线束端控接件用绝缘胶带逆行绝缘密封，防止短路及迎入异物。注：三步操作人员需穿戴：绝缘胶鞋+绝缘手套+绝缘胶垫（在非 安全工位作业时）。二、任务实施(二)技术要求与注意事项5.注意事项1)7T带电检修操作(2)励力蓄电池以外高压线路检修。完成车辆或电驱励系统智能实训台断电环节3min后，按安全电压正常检测 励力蓄电池以外高压线路及元器件。拆卸高压控接件时需要对高压控接件用绝缘胶带逆行绝缘密封，防止短路 及过入异物。(3)高压电池检修。参照学习任务3 励力蓄电池包高压作业安全防护”。二、任务实施（二）技术要求与注意事项5.注意事项2）带电检修操作（1）车辆上电、台架接上AC 220V电源。将高压线束捏接件连接完好，监护人逆行复查。将各低压线束控接件连接完好。将低压蓄电池负极装配，台架使用的开关电源接上AC 220V电源。紧急情况下按下台架两侧的急停开关。严禁带电拆卸有“警告标签或注意标签的零部件。二、任务实施（二）技术要求与注意事项5.注意事项2）带电检修操作（2）充电故障检修。按照学习任务3励力蓄电池包高压作业安全防护中的要求，穿戴好防护 用品。将车身不保护搭铁线相连，交流充电桩实训台架必须接上搭铁线。二、任务实施（二）技术要求与注意事项5.注意事项2）带电检修操作（3）按照故障情况参照维修手册逆行相应参数测量，在测量过程中必须遵守 以下原则：使用万用表测量高压时，需注意选择正确量程，检测用万用表精度开低于 0.5级，要求具有直/交流电压测量挡位，量程选择需要大于被测车型励力蓄电 池总电压DC挡位。充电设备交流输入检测需要选择交流量程大于400V,直流 输出检测量程需要选择大于被测车型肋力蓄电池总电压DC挡位；所使用的万用表等检测设备一根表笔线上配备绝缘鳄鱼夹（要求耐压为3kV,过电流能力大于5A）,测量时兑把鳄鱼夹夹到电路的一个端子，然后用另 一只表笔接到需测量端子测量读数。每次测量时只能用一只手插住表笔。测 量过程中，严禁双手操作及触摸表笔金属部分。二、任务实施(二)技术要求与注意事项5.注意事项2)带电检修操作(4)更换高压元器件及线束控接件需对断开控接件逆行绝缘密封防护，防止短 路及迎入异物。(5)带电检修时严禁在负载带电工作时断高压控接件，否则可能导致人员受到 伤害及损伤车辆。(6)带电检修时严禁电源在ON挡时断开低压捏接件，否则可能导致车辆受损(7)对于高压检测需要有工装的车型，无工装时严禁带电测量。二、任务实施(三)操作步骤1.诊断流程(1)把车开过车间。(2)检查蓄电池电压。标准电压值为12.813.7V,如果电压值低于12.8V,在逆行下一步之前,请检查电控故障或过行充电亦可更换蓄电池。(3)参考故障症状表。(4)调整、维修或更换。(5)确认测试。(6)结束。二、任务实施(三)操作步骤2.故障症状故障症状见表8-10。故障症状表直流无法充电交流无法充电故障症状表 表8-10可能发生部位(1)直流充电口；(2)高压电控总成；(3)电池管理器；(4)线束(1)直流充电口；(2)高压电空总成；(3)电池管理器;(4)线束二、任务实施(三)操作步骤3.直流无法充电检查步骤：(1)检查直流充电口总成高低压线束，如图8-26所示。分别拔出直流充电口总成的高压接控件和低压接控件。分别测试正负极电缆和低压线束是否导通。用万用表检查低压接控件不充电口端子值是否正常。图8-2 6 直流充电口总成二、任务实施（三）操作步骤3.直流无法充电（2）检查电池管理器低压接控件，参考正常值见表8-11。表 8-11参考正常值端 子线色正常值1 A（低压辅助电源负）B小于3CC2（直流充电感应信号）R小于1Q4 S-(CAN_L)B小于1115-S+(CAN_H)R小于inCC1车身地W/BIkQ 300二、任务实施（三）操作步骤3.直流无法充电（2）检查电池管理器低压接控件，参考正常值见表8-11。电源。拔出电池管理器低压接控件BMC02（图8-27）。用万用表检查蓄电池管理器接控件BMC02不充电口端子值，参考正常值见表 8-12o图8-2 7 蓄电池管理器低压接插件二、任务实施（三）操作步骤3.直流无法充电（2）检查电池管理器低压接控件，参考正常值见表8-11。用万用表检查蓄电池管理器接控件BMC02不充电口端子值，参考正常值见表 8-12oNG更换线束。0K检查高压电控总成。表 8-12参考正常值端 子线色正常值端 子线色正常值BMC02-04-CC2（直流充电感应信号）K小于1111 A-（低压辅助电源负）B小于inBMC02-14-S+(CAN_N)R小于1。2 A+（低压辅助电源正）R小于1QBMC02-20-S-(CAN_L)B小于1Q二、任务实施(三)操作步骤3.直流无法充电(3)检查高压电控总成。电源置为OFF挡。连接充电枪，准备充电。用万用表检查蓄电池管理器接控件BMC02不车身地值，见表8-13。蓄电池管理器接插件BMC02与车身地值 表8-13端 子线 色正常值直流充电正负极接触器电源脚车身地W/B11-I4V直流充电接触器控制脚车身地B小于二、任务实施(三)操作步骤3.直流无法充电(3)检查高压电控总成。断开充电枪。拔下电池管理器接捏件，将直流充电正负极接触器控制脚不车身地短接，将 吸合充电正负极接触器。用万用表测量充电口 DC+不DC-,正常值约为650V。NG检查高压电控。0K更换电池管理器。0K诊断完毕。(4)更换电池管理器。(5)诊断完毕。二、任务实施(三)操作步骤4.交流无法充电(1)检查交流充电口总成。检查交流充电电缆是否断路。NG更换交流充电口总成。0K检查高压电控总成。(2)检查高压电控总成。将交流充电口接入充电桩或家用电源。用万用表测量高压电控总成接控件交流充电感应信号脚端子电压，见表8-14ONG检修或更换高压电控总成。0K检查低压线束(交流充电口一电池管理器)。高压电控总成接插件交流充电感应信号脚端子电压 表8-14线 色正常值小于】二、任务实施(三)操作步骤4.交流无法充电(3)检查低压线束(交流充电口一电池管理器)。NG更换线束。0K转到电池管理系蓄。(4)检查电池管理体系统。NG更换电池管理系统。