《新能源汽车故障诊断技术》教案

新能源汽车故障诊断技术课程(60课时)教案参赛组别：高职专业课程二组专业类别：装备制造大类专业名称：新能源汽车技术专业代码：560707课程名称：新能源汽车故障诊断技术授课对象：22级新能源班学生（34人）项目一故障诊断技术基础（8学时）任务1电控技术维修基础教师姓名授课形式讲授授课时数2授课日期年月日授课班级任务名称任务1电控技术维修基础教学目标知识目标1.能查阅维修手册，了解ECU检测的要求。2.能根据ECU检测的项目，正确规范地填写检验记录单。技能目标能就车熟练掌握ECU检测的流程。教学重点熟练ECU检测的流程教学难点熟练ECU检测的流程信息化方法与手段借助于多媒体课件，通过动画模拟ECU检测的要求；正确规范地填写检验记录单；正确规范地填写检验记录单。使学生了解ECU检测的流程正确方法与技巧。课中安排1．讲授电控技术维修检测的要求约30分钟；2．利用教学设备认识正确规范地填写检验记录单约10分钟；3.教学实训，完成工作页内容约20分钟。教学条件多媒体课件、比亚迪秦EV、比亚迪E5或北汽EV160纯电动汽车维修手册、纯电动汽车检修学习工作页、汽车维修专用工具课后作业阅读维修手册、完成工作页。检查方法1．随堂提问，计平时成绩。2．ECU检测的流程完成质量评分，计平时成绩。课后反思课程实施【课前导学】近几年来，新能源汽车迅猛发展，后市场服务人才紧缺。小李是一名职业院校新能源汽车专业应届毕业生，毕业后进入一家新能源汽车维修企业进行工作。一天，一辆吉利帝豪EV450前来维修，刘师傅读取故障码后，结合汽车电控技术，初步判断为整车控制器(VCU)故障。刘师傅计划检测该VCU，由于操作涉及汽车ECU和高压部件，需要先进行高压下电，于是刘师傅将这项任务交给了小李。小李初入职场，对新车型并不熟悉，你能帮助小李完成这项任务吗？【任务相关知识】一、新能源汽车电控维修基础汽车ECU(ElectronicControlUnit)是汽车电控单元的简称，新能源汽车功能丰富，需要数十个功能强大的ECU来完成各个功能系统的工作。据统计，目前新能源汽车平均装备有30～50块ECU，而相对高端的车装备多达150块ECU。随着车联网、智能控制、无人驾驶技术的需求，ECU数量需求还在持续增加。汽车ECU因为工作环境恶劣，通常具有以下特点：①汽车需要在不同的道路和气候条件下行驶，需要承受振动以及温度和湿度的变化。②汽车ECU具有自诊断和检测能力，能及时发现系统中存在的故障并存储故障码，告知维修人员故障发生的部位，以便于维修。③汽车ECU及其传感器通常使用5V电源，由于受车内外电磁干扰及其他原因的影响，电源电压变化较大。二.汽车ECU结构组成和原理汽车ECU的硬件部分由壳体、接口插脚和印刷电路板组成。壳体由塑料和金属材料制成，接口插脚连接ECU与外部电路，电路板采用多层结构印刷工艺，如图1-1-1（左）所示。图1-1-1汽车ECU的硬件结构（左）、软件架构（右）汽车ECU的工作过程：车辆起动时，ECU进入工作状态，通过CPU的控制，指令逐个被执行。在执行程序过程中，所需的信息来自各个传感器。从传感器来的信号首先进入输入回路，对其信号进行处理。如果是数字信号，经I／O接口会直接进入ECU；如果是模拟信号，必须要经过A／D模块转换成数字信号后才能经进入ECU。大多数信号在程序被执行前都暂时存储在RAM内，根据CPU指令再从RAM送至CPU。下一步会将存储在ROM(或PROM)中的参考数据引入CPU，使输入传感器的信息与之进行比较，根据软件程序算法，CPU将结果输出给执行器或控制执行器动作，例如ECU根据整车驱动信号,控制电机输出一定的转速和扭矩。【任务实施】1.绝缘手套外观密封性检查警告:在进行高压相关操作前，维修人员必须穿戴好劳保用品（安全头盔、护目镜），戴好绝缘手套，穿好高压绝缘鞋，检查绝缘拆装工具以及校对使用万用表、钳流表、绝缘测试仪和解码器等!拉好警戒线，并放置高压警示牌（1）检查绝缘手套外观有无明显磨损痕迹。□有划痕，在哪里，□无划痕。（2）检查绝缘手套密封性。1）卷起手套边缘。2）折叠开口，并封住手套开口3）向手套内吹气，确认有无空气泄露；图1-9选择测试档位4）用同样的方法检查第二只手套5）确认密封良好后，佩戴绝缘手套。□有漏气，在哪里□无漏气。2.绝缘测试仪测绝缘手套电阻在进行绝缘测试时，请勿用手去触摸表笔的金属部分，避免发生触电危险。绝缘测试仪使用完毕后，应将开关关闭，如果长期不使用，还应将测试仪内部的电池取出，以避免电池腐蚀测试仪内部其它部件。（1）将黑表笔插入COM端子。（2）将绝缘测试笔插入电压绝缘测试输入端子。（3）选用1000伏绝缘手套进行测试对象。（4）将档位旋至500伏电压档。图1-10选择测试档位（500伏电压档）（5）测试绝缘手套绝缘性。（6）将两表笔与绝缘手套接触。图1-11将两表笔与绝缘手套接触（7）按下测试按钮。（8）等待仪表读数稳定后，读取仪表有效的绝缘电阻值。（9）关闭绝缘测试仪。（10）断开绝缘测试笔。【总结拓展】回顾本次任务所学知识，强调本节课的重点与难点，加深理解与记忆。【学习评价】让同学独立完成学后测评试题，检验同学掌握情况，并计入平时成绩。任务2安全防护与检修设备教师姓名授课形式讲授授课时数2授课日期年月日授课班级任务名称任务2安全防护与检修设备教学目标知识目标1.能结合教材和常识，说出电对人体的伤害。2.能通过学习，掌握人体的触电方式以及高压安全防护。技能目标能小组合作，掌握发生电气事故后的急救措施。教学重点掌握发生电气事故后的急救措施教学难点掌握发生电气事故后的急救措施信息化方法与手段借助于多媒体课件，讲授电对人体的伤害；触电方式以及高压安全防护。通过教师的示范和视频的示范讲授新能源汽车专用检测设备。让学生更直接地学会用电安全与专用工具的使用。课中安排1．讲授电对人体的伤害知识，触电方式以及高压安全防护，约20分钟；2．利用教学设备演示新能源汽车专用检测设备的使用，约30分钟；3．教学实训，完成工作页内容约40分钟。教学条件多媒体课件、比亚迪秦EV、比亚迪E5或北汽EV160纯电动汽车维修手册、纯电动汽车检修学习工作页、汽车维修专用工具。课后作业阅读维修手册、完成工作页检查方法1．随堂提问，计平时成绩。2．发生电气事故后的急救措施完成效果评分，计平时成绩。课后反思课程实施【课前导学】汽修工小李刚入职，售后经理考虑到他是高职毕业生，交代小李与车间主管一起撰写一份新能源汽车上、下电操作的规范流程。【任务相关知识】一、纯电动汽车高压系统的组成及安全设计纯电动汽车是完全由动力电池提供电力驱动的电动汽车，其工作电压高达几百伏，远远高于安全电压，并且其高压系统工作时的放电电流有可能达到数十安，甚至高达上百安，而一旦高压电路发生绝缘、短路及漏电等情况时，会直接对驾乘人员的人身生命财产安全造成危害。1.纯电动汽车高压系统的组成纯电动汽车的高压系统通常由驱动电机、电机控制器、动力电池系统、高压控制盒、DC/DC转换器、电动空调压缩机、PTC加热器、车载充电机等组成。（1）驱动电机及电机控制器纯电动汽车的驱动电机与减速器组合，替代了传统汽车发动机与变速箱的功能。驱动电机具有响应快、效率高、重量轻、结构紧凑、维修方便等特点。电机控制器的主要作用是：将动力电池所存储的电能转化为驱动电机所需的电能，通过控制驱动电机的正转来实现整车加速、减速，通过控制驱动电机的反转来实现倒车；通过有效的控制策略，控制动力总成以最佳方式协调工作。（2）动力电池系统动力电池系统由电池组、电池管理系统（BMS）、动力电池箱体及辅助元器件等组成，为保证电池组的使用寿命及安全性，动力电池管理系统会对电池组的使用过程进行管理，对电池组中各单体电池的状态进行调整，可以在一定程度上维系电池组中各单体电池的一致性。（3）高压控制盒高压控制盒的作用是将动力电池组的高压直流电的输出分配给整车高压电器使用。高压控制盒内有保险丝和熔断器，可实现对高压电器的保护及切断。（4）DC/DC转换器DC/DC转换器的作用是将动力电池的高压直流电转换为整车低压12V直流电，给整车低压用电系统供电。DC/DC转换器的功率一般在1～2kW，输入电压为动力电池组的工作电压范围，输出电压为恒压输出14V。（5）车载充电机车载充电机连接车辆的交流充电口，在收到允许充电信号后，将输入220V交流电，经过滤波整流后，通过升压电路输出合适的电压或电流给动力电池组，进行充电。车载充电机在实车上的安装位置。（6）电动空调压缩机电动空调压缩机由高压电驱动，通过电机带动涡旋压缩机制冷。电动机与压缩机采用同轴驱动，不会出现传统驱动方式的皮带打滑、压缩机转速与电机转速不同步的现象。还可通过调节电动机转速来改变压缩机转速，实现电动空调压缩机排量及制冷量的灵活控制。（7）PTC加热器PTC加热器由陶瓷发热元件与铝管组成。PTC加热器元件通电后产生热量，鼓风机送风经过PTC芯体后加热空气产生暖风。2.纯电动汽车高压系统安全设计根据纯电动汽车安全标准的要求，并从车载储能装置、功能安全、故障保护、人员触电防护及高压电安全管理控制策略等方面综合考虑，纯电动汽车高压系统安全设计包括以下四个方面的内容：（1）高压电电磁兼容性设计由于纯电动汽车上存在高压交流系统，具有较强的电磁干扰性，因此高压线束设计时电源线与信号线会尽量采用隔离或分开配线；电源线两端会考虑采用隔离接地，以免接地回路形成共同阻抗耦合将噪声耦合至信号线；输入与输出信号线会避免排在一起造成干扰；输入与输出信号线会尽量避免在同一个接头上，如不能避免时会将输入与输出信号线错开放置。（2）高压部件和高压线束的防护与标识设计高压部件的防护主要包括防水、机械防护及高压警告标识等。（3）预充电回路保护设计因为高压设备控制器输入端存在大量的容性负载，直接接通高压主回路可能会产生高电压冲击，故为避免接通时的高电压冲击，高压系统会采取预充电回路的方式对高压设备进行预充电。（4）高压设备过载或短路保护设计当纯电动汽车高压附件设备发生过载或线路短路时，相关高压回路应能自动切断供电，以确保高压附件设备不被损坏，保证汽车和驾乘人员的安全。3.电流对人体伤害程度的影响因素电击是由于电流流过人体而造成的，当电流流过人体时，对人体造成的伤害程度与很多因素都有关，比如通过人体电流的大小、电流持续时间和电流流经人体的路径等。（1）与电流大小的关系通过人体的电流越大，人体的生理反应越明显、感觉越强烈，致命的可能性也越大。流过人体的电流与人体的反应见表1-1-2。流过人体的电流/mA人体的反应交流电直流电0.6～1.5手指开始感觉发麻无感觉2～3手指感觉强烈发麻、颤抖无感觉5～10手指肌肉感觉痉挛，手指感觉灼热和刺痛，手已难以脱离带电体手指感觉痒、刺痛、灼热20～25手指感觉剧痛，迅速麻痹，不能摆脱带电体，呼吸困难手部轻微痉挛50～80呼吸麻痹，心房开始颤动手部痉挛，呼吸困难90～100呼吸麻痹，持续3s或更长时间后，心脏麻痹甚至停止跳动呼吸麻痹（2）与电流路径的关系电流对人体的伤害与电流路径也有关系。电流通过头部会使人昏迷；通过脊髓会使人瘫痪；通过心脏会使人心脏骤停、血液循环中断；通过呼吸系统会使人窒息。电击致人死亡的情况绝大多数都是电流刺激人体心脏纤维性颤动导致，因而流经心脏是最为危险的途径。不同途径下流经心脏的电流占流经人体总电流的比例见表1-1-3。电流流过人体的途径流经心脏的电流占流经人体总电流的比例从左手到脚（最危险）约6.7%从右手到脚约3.7%从一只手到另一只手约3.3%从一只脚到另一只脚约0.4%4.绝缘拆装工具绝缘工具是采用绝缘材料进行加工并适用于电气系统拆装等操作的使用工具。新能源汽车涉及高压的部分零部件拆装必须使用绝缘拆装工具，这些工具包括常用的套筒、开口扳手、螺丝刀、钳子、电工刀等。绝缘拆装工具（图1-2-6）必须装有耐压1000V以上的绝缘柄。图1-2-6绝缘拆装工具5.检测仪表新能源汽车维修中使用的检测仪表有数字式万用表、绝缘电阻测试仪和钳流表等。（1）汽车专用数字式万用表数字式万用表应符合CATIII安全级别的要求。如图1-2-7是汽车专用数字式万用表，具备以下检测功能：①交流/直流（AC/DC）电压、电流；②电阻；③频率（HZ）；④温度（TEMP）；⑤二极管；⑥连通性；⑦电容；⑧绝缘测试（低压）。有些汽车专用的万用表，还具有转速（RPM）、百分比（占空比，%）、脉冲宽度（ms）以及其他功能。图1-2-7汽车专用数字式万用表（2）绝缘电阻测试仪由于电动汽车的运行情况非常复杂，在运行过程中难免会出现部件间的相互碰撞、摩擦、挤压，导致高压电路与车辆底盘之间的绝缘性能下降。绝缘电阻是新能源汽车设备安全要求测试中的一项重要指标，它可以判断绝缘体是否完整以及绝缘体表面是否被污染，通过测量设备的绝缘电阻可以及时发现新能源高压器件普遍受潮、绝缘劣化和绝缘击穿等缺陷。另外，电源正负极引线将通过绝缘层和底盘构成漏电回路。当高压电路和底盘之间发生多点绝缘性能下降时，还会导致漏电回路的热积累效应，可能造成车辆的电气火灾。电动汽车的电气绝缘性能检测时需要使用专用的绝缘测试仪器，测量高压电缆及零部件对车身绝缘电阻是否位于规定值范围内。图1-2-8SZBJ3456（左）和FLUKE1508（右）的绝缘电阻测试仪【任务实施】1.防护车辆并填写铭牌信息（1）车辆开进车间，停放平稳。车辆信息填写，记录车辆识别代码为：。图1-12车辆铭牌位置车辆识别代码其中国别代码，年份代码。续航里程。（2）记录车辆型号、电机型号、电池容量、工作电压，在副驾驶B柱位置下方，填写以下参数。 图1-13读取车辆的副驾驶B柱位置下方和电机控制器上的铭牌动力电池总电压，动力电池容量，电机额定功率。（3）、整车防护及安全1）打开主驾驶车门，检查并确认车内是否铺设三件套。如图1-14所示。2）打开前舱盖，安装车外防护：安装、、等。图1-15车外防护3）安装车轮并放置牌。4）用万用表测量蓄电池电压值：,标准电压值为：11~14V。如果电压值低于10V，在进行下一步诊断之前请充电或更换蓄电池。如果接近0V，请按驾驶员侧车门的。图1-16测量辅助电池电压和按压车门把手上的微动开关【总结拓展】回顾本次任务所学知识，强调本节课的重点与难点，加深理解与记忆。【学习评价】让同学独立完成学后测评试题，检验同学掌握情况，并计入平时成绩。任务3常规维护与保养教师姓名授课形式讲授授课时数4授课日期年月日授课班级任务名称任务3常规维护与保养教学目标知识目标1.能就车说出纯电动汽车高压系统的组成。2.能结合纯电动汽车高压系统的组成，说明其高压系统安全设计的特点。3.能查阅维修手册，认识高压系统安全检查的防护工具。4.能查阅维修手册，掌握高压系统安全检查仪器的使用方法。技能目标学会高压系统安全检查仪器的使用方法。教学重点高压系统安全检查的防护工具教学难点高压系统安全检查仪器的使用方法信息化方法与手段借助于多媒体课件，通过视频展示纯电动汽车高压系统的组成；高压系统安全设计的特点；高压系统安全检查的防护工具进行讲授，使学生更形象学会纯电动汽车高压系统安全检查与防护。通过老师现场实物示范纯电动汽车高压系统安全检查与防护正确演示，使学生了解纯电动汽车高压系统安全检查与防护方法与技巧。课中安排1．讲授纯电动汽车高压系统的组成约30分钟；2．利用教学车辆认识高压系统安全设计的特点约35分钟；3.利用教学设备认识高压系统安全检查的防护工具约30分钟；4.利用教学车辆完成高压系统安全检查仪器的使用，约20分钟；4．教学实训，完成工作页内容60分钟。教学条件多媒体课件、比亚迪秦EV、比亚迪E5或北汽EV160纯电动汽车维修手册、纯电动汽车检修学习工作页、汽车维修专用工具课后作业阅读维修手册、完成工作页。检查方法1．随堂提问，计平时成绩。2．完成认识高压系统安全检查的防护工具；高压系统安全检查仪器的使用测试评分，计平时成绩。课后反思课程实施【课前导学】高职毕业的汽修工小李刚入职，小李在校期间使用金德KT600解码仪，但就业后，车间内使用的是比亚迪VDS2000专用解码仪。面对新的仪器仪表，小李克服困难，查阅资料，请教师傅，对新能源汽车进行保养维护。【任务相关知识】一、高压系统安全检查防护准备对纯电动汽车进行高压系统安全检查之前，要进行必要的防护准备，包括熟悉电气安全防护工具，注意警告标识，了解高压系统的电路，避免因直接触碰带有高压电流的设备或导线而导致的电气事故的发生。1.认识电气安全防护工具为防止维修人员在检修用电设备、线路时发生触电、灼伤等人身伤害，保证其人身安全的工具称为电气安全防护工具，包括绝缘手套、安全帽、绝缘服、绝缘靴、绝缘工具车、绝缘垫、绝缘胶布、护目镜和灭火器等。2.认识警告标识为了方便辨别，纯电动汽车连接高压回路部分的电线多为橙色导线，并且在动力电池和高压元器件上都贴有高压警告标识和注意事项。维修人员对车辆进行维修时，要特别注意这些标识。3.认识电路图熟悉纯电动汽车的电路结构是进行高压系统安全检查的前提。二、电气检修仪器的使用与维修场地的安全设置对纯电动汽车进行检修时，要严格按照要求，正确规范地使用电气检修仪器，对维修场地进行安全设置，以杜绝可能发生的电气事故，最大程度上保障维修人员的安全。1.电气检修仪器的使用对纯电动汽车进行维修时，要使用专业的电气检修仪器对电气设备（包括驱动电机、高压控制盒、高压线路等）进行检测及维护。电气检修仪器包括万用表、绝缘测试仪、示波器等。2.维修场地的安全设置由于纯电动汽车存在高压系统及线路，所以其维修场地的设置与传统汽车不同，有其特别的要求。维修场地要围安全警示线、挂警示牌，如图1-3-15所示。操作的车辆上也同样需要设置高压安全警示牌。维修地面上需要铺设绝缘垫，并检测绝缘垫对地绝缘性能，如图1-3-16所示。另外，维修前还需要维修技师对护具（绝缘服、绝缘手套、绝缘靴、护目镜等）进行目视检查，尤其是绝缘手套的检查，并正确穿戴高压安全护具。3.高压系统安全检查规范进行高压系统安全检查必须遵守以下几点规范：①未经过高压安全培训的维修人员，不允许对高压部件进行维修。②在车体高电压或高温处均标有警告标识，要严格按照标识要求操作。③车辆在充电过程中不允许对高压部件进行移除、维修等工作。④对高压部件进行作业前，必须确认车辆钥匙处于lock挡位并将12V电源断开。⑤高压部件打开后或插头断开后，使用万用表对其电压进行测量，电压在36V以下才可以进行下一步的操作。⑥维修车辆时，不可在车体湿润或带水状态下操作。⑦拆装车辆时，不可同时操作正负极。【任务实施】无论是纯电动汽车还是混合动力汽车，它们的“三电”（电池、电机、电控）保养检查至关重要，主要涉及以下检查内容：高压动力线的维护动力电缆线外观的检查，包括电缆线的绝缘层、插接件自锁装置有无损坏，插接件内表面有无烧蚀，电缆线有无老化；检查电缆线插接件有无松脱；检查电缆线是否与金属摩擦；检测电缆线的绝缘性。动力电池的维护检查动力电池组的外壳有无变形、密封条有无老化；检查动力电池的高压接和低压接线的插座有无松动；6个月或10000km时检查电池有无变形，漏液；运行4年后需做动力电池容量测试；电机及电机控制器的维护检查电机控制器输入端的接头螺栓或插头有无松动、接触面有无烧蚀；检查电机接线柱上的螺栓有无松动、变色、烧损；检查电机三相电缆线的绝缘性，检查绝缘层有无破损，有无老化；检查电机的旋变线圈、温度传感器插接件有无松脱；检查电机及电机控制器的散热水泵和散热风扇工作是否正常；【总结拓展】回顾本次任务所学知识，强调本节课的重点与难点，加深理解与记忆。【学习评价】让同学独立完成学后测评试题，检验同学掌握情况，并计入平时成绩。【项目测评】一、填空题1.电对人体的伤害是多方面的，根据伤害的性质不同，可以分为、和电磁场伤害三种类型。2.当流过人体的交流电流达到mA时，人会感觉到呼吸麻痹，心房开始颤动。3.人在触电后能够自行摆脱带电体的最大电流称为。4.AC（交流）V或DC（直流）V以上的电压应格外小心，因为这些电压有造成触电的危险。6.纯电动汽车的高压线束颜色均为。二、选择题1.下列不属于高压电导致的伤害的是（）。A.电击B.灼伤C.烫伤D.烧伤2.下列电流流过人体的途径最危险的是（）。A.从右手到脚B.从左手到脚C.从一只手到另一只手D.从一只脚到另一只脚3.人体最大能承受的安全电压为（）。A.12VB.24VC.36VD.48V4.纯电动汽车的能量来源是（）。A.发动机B.起动机C.发电机D.动力电池三、简答题1.列举高压安全防护。2.ECU检测对场地有哪些要求？3.简述纯电动汽车高压系统的组成。项目二高低压配电线网（16学时）任务1高压电源及管理系统教师姓名授课形式讲授授课时数4授课日期年月日授课班级任务名称任务1高压电源及管理系统教学目标知识目标1.能查阅相关资料，了解动力电池的种类和技术参数，掌握比较不同类型动力电池性能的方法。2.能就车认识动力电池的结构。3.能小组合作，按照维修手册安全操作规范，掌握检修动力电池故障的方法。技能目标能小组合作，检修动力电池故障。教学重点检修动力电池故障教学难点检修电池管理系统故障信息化方法与手段借助于多媒体课件，讲授动力电池的种类和技术参数，不同类型动力电池性能；动力电池的结构。通过教师的示范和视频的示范讲授修动力电池故障。让学生更直接地学会用修动力电池故障。课中安排1．讲授动力电池的种类和技术参数，不同类型动力电池性能；动力电池的结构，约40分钟；2．利用教学设备完成检修动力电池故障，约90分钟；3．教学实训，完成工作页内容约30分钟。教学条件多媒体课件、比亚迪秦EV或比亚迪E5或北汽EV160纯电动汽车维修手册、纯电动汽车检修学习工作页、汽车维修专用工具。课后作业阅读维修手册、完成工作页检查方法1．随堂提问，计平时成绩。2．完成检修动力电池故障测试评分，计平时成绩。课后反思课程实施【课前导学】经过项目一的学习，小李已经对车间的安全防护用品、车辆维修设备、排故仪器等都有了一定的认识。这一天，小李熟练地操作解码仪道通MS908E，竟然读出了“P1A3800动力电池单节电压一般过低”的当前故障码。小李将情况反馈给刘师傅后，刘师傅说这是动力电池PACK内部出现了故障，需要把动力电池包拆下来。于是小李查阅了维修手册，准备和搭档小吉一同前去拆卸动力电池包,我们一起去看看吧。【任务相关知识】一.新能源汽车电池及其性能汽车作为交通运输工具，追求通行效率和高速行驶能力，这就要求其有充沛的动力，实现的方法有三种：轻量化、高性能电机和高比功率动力电池。下表2-1-1列出了各种动力电池的优缺点和使用车型。表2-1-1各类动力电池的优缺点动力电池的性能指标主要有：电压、容量、内阻、功率、能量、输出效率、自放电率、放电倍率、使用寿命等，根据电池种类不同，其性能指标差异较大。电压电压分端电压、开路电压、额定电压、充电终止电压和放电终止电压等。如果是三元（镍钴锰）锂单体电池，其额定电压为3.7V,工作电压范围在3.1V—4.1V之间；如果为磷酸铁锂单体电池，其额定电压为3.2V，工作电压范围在2.7V—3.7V之间，下表2-1-2是磷酸铁锂单体电池报故障的阈值表。容量容量是指电池在一定的放电条件下所能放出的电量，常用单位为安时(Ah)，它等于放电电流与放电时间的乘积，也可以用KW.h（度）为单位。电池的容量可以分为理论容量、实际容量、标称容量和额定容量等。额定容量是指按国家或有关部门颁布的标准，保证电流在一定的放电条件下应该放出的最低限度的容量称为额定容量，如下图2-1-1（左）是比亚迪秦EV车的动力电池参数，以续航300Km为例，标示总电压386.9v，额定容量40.62kwh（105Ah）。图2-1-1（右）是比亚迪E5车的动力电池参数，标示总电压为633.6v，额定容量为47.5Kwh。图2-1-1比亚迪秦EV（左）和E5车（右）的动力电池参数功率功率是指电池在一定放电标准下，单位时间内所输出能量的大小，单位为w或kw。电池的功率决定了电动汽车的加速性能和爬坡能力。功率分为比功率和功率密度。比功率是指单位质量电池所能输出的功率，也称质量比功率，单位为w/kg或kw/kg。功率密度是指单位体积电池所能输出的功率，也称体积比功率，单位为w/L或kw/L。不一致性电池不一致性是指同一规格,同一型号的单体电池组成电池组后,在电压,内阻及其变化率,荷电量,容量,充电接受能力,循环寿命,温度影响,自放电率等参数方面存在的差异。主要评价指标有：容量的一致性、内阻的一致性、电压的一致性。电池组的整体性能和寿命取决于其中性能最差的某一单体电池，这就要求动力电池的一致性要好。三、动力电池的结构1.镍氢电池的结构如下图所示，镍氢电池由正极、负极、电池隔板和外壳等组成。正极的活性物质为氢氧化亚镍[Ni（OH）2]，充电后变为羟基氧化镍（NiOOH）；负极的活性物质为储氢合金（M），充电后变为金属氢化物（MH）。电池隔板采用接枝聚丙烯。镍氢电池的电解液使用的是以KOH为主并少量NaOH、LiOH组成的水溶液。镍氢电池的正常工作条件下的电压约为1.2V，所以其标称电压一般按1.2V来计算。由于电池本身各部分内阻以及极化内阻的存在，在充电过程中，电池电压要高于理论电压，在放电过程中，电池电压要低于理论电压。2.磷酸铁锂电池的结构磷酸铁锂电池一般由正极、负极、隔膜、正极耳、负极耳、绝缘片和铝塑包装膜等构成。（1）正极磷酸铁锂电池的正极物质以磷酸铁锂（LiFePO4）为主要原料，磷酸铁锂原料的结构如图所示。LiFePO4作为电池的正极，由铝箔与电池正极连接；中间是聚合物的隔膜，它将正极与负极隔开，但锂离子Li+可以通过而电子e-不能通过；右边是由碳（石墨）组成的电池负极，由铜箔与电池的负极连接；电池的上下端之间是电池的电解质；电池由金属外壳密闭封装。（2）负极磷酸铁锂电池的负极活性物质是由碳材料与黏合剂的混合物再加上有机溶剂调和制成糊状，并涂覆在铜基体上，呈薄层状分布。（3）隔膜隔膜又称隔板或隔离膜片，一般采用的是聚乙烯或聚丙烯材料的微多孔膜，其作用是当动力电池出现异常导致温度上升时阻塞或阻断作为离子通道的细孔，使动力电池停止充放电反应，有效防止因内、外部短路等引起的过大电流而致使电池产生异常发热现象。（4）PTC元件PTC元件位于磷酸铁锂电池盖帽内部，当电池内部温度上升到一定高度时或电流增大到一定控制值时，PTC元件会自动拉断或断开，从而形成内部断路，保证了电池的使用安全。四、动力电池成组概述自纯电动汽车诞生以来，动力电池技术一直制约着纯电动汽车的推广和普及。动力电池技术（包括电芯技术、成组技术和动力电池管理系统技术）是连接整车和动力电池研发生产的技术纽带和桥梁。在电池成组（PACK）时，一般把未组装的电池称为电芯（单体电池），而把连接上PCM板、有充放控制等功能的成品叫作电池。一般将单体电池通过串联或并联构成一个电池模块，再将若干电池模块通过串联或并联组合成动力电池组使用，以满足纯电动汽车对电压和电流的需要。五、动力电池常见故障及其处理方法1.单体电池常见故障及其处理方法见下表故障现象故障后果处理方法单体电池SOC偏低电池组容量降低，汽车续驶里程短对单体电池单独充电单体电池SOC偏高对单体电池单独放电单体电池容量不足电池组充电不足，使用寿命减少，汽车续驶里程短更换单体电池单体电池内阻偏大电池组充电不足，使用寿命减少，汽车动力不足，续驶里程短单体电池过充电电池内部短路，电池热失控，严重时会起火、爆炸检查电池管理系统单体电池过放电单体电池内部短路电池热失控，严重时会起火、爆炸更换单体电池单体电池外部短路排除短路故障，更换单体电池单体电池极性装反更换单体电池3.动力电池管理系统动力电池管理系统（BatteryManagementSystem，以下简称BMS）是对动力电池进行监控和管理，通过对电压、电池、温度以及SOC等参数采集、计算，进而控制动力电池的充放电过程，实现对电池的保护，提升电池综合性能的管理系统。4.辅助元器件辅助元器件主要由主（正、负）继电器、预充继电器、预充电阻、加热继电器、电流传感器、保险丝、高低压插接件和高低压线束等组成。辅助元器件的组成（1）主继电器继电器又称接触器，其作用是连接或切断电池总成高压。当涉及整车安全隐患故障时，整车控制器会直接发布指令通过主继电器切断高压以保证整车安全。（2）加热继电器锂离子电池的性能受温度影响较大，在低温情况下，锂离子电池的充放电化学反应活性差，负极上嵌套的锂离子会产生离子结晶，直接刺穿隔膜，容易造成微短路，影响电池的使用寿命和性能。因此，部分动力电池系统设置了加热装置——加热继电器。当车辆在充电时电芯温度低于设定值时，BMS控制加热继电器闭合从而使动力电池系统内部的加热元件给电芯加热，以保障电池的安全。（3）电流传感器电流传感器用于监测充、放电电流的大小，主要分为霍尔式电流传感器和电阻分流式电流传感器。①霍尔式电流传感器。霍尔式电流传感器可以用来测量各种类型的电流，其所依据的工作原理主要是霍尔效应原理。霍尔式电流传感器一般由原边电路、聚磁环、霍尔器件和放大电路等组成，主要包括磁平衡式电流传感器（闭环式）和直放式电流传感器（开环式）两种类型。②电阻分流式电流传感器。电阻分流式电流传感器又称分流器，可以用来测量直流电流的大小，依据直流电流通过电阻时在电阻两端产生电压的原理制成。二、BMS的结构和功能1.BMS的结构BMS按结构性质可分为硬件和软件，其中硬件包括主控盒、从控盒和高压盒等，还包括采集电压、电流、温度等数据的电子器件；软件包括底层软件和应用层软件，可以用来监测动力电池的电压、电流、SOC值、绝缘电阻值、温度值，并通过与VCU、充电机的通讯，来控制动力电池系统的充放电。2.BMS的功能BMS是电池保护和管理的核心部件，它不仅要保证电池安全可靠地使用，而且要充分发挥电池的性能和延长其使用寿命。在动力电池系统中，它的作用就相当于人的大脑。BMS作为电池和整车控制器以及驾驶者沟通的桥梁，通过控制接触器进而控制动力电池组的充放电，并向VCU传送动力电池系统的基本参数及故障信息。BMS的主要功能包括数据采集、状态分析、均衡控制、热管理和安全保护。BMS能够实时监测动力电池的电压、电流、温度、绝缘等参数，根据参数进行热管理、电池均衡管理、荷电状态（SOC）计算和电池健康状态（SOH）诊断等，充电过程中控制最佳充电电流，通过CAN总线接口与整车控制器、电机控制器、车载显示系统等进行实时通信。（1）数据采集能够实时采集纯电动汽车动力电池中每个电池模块的端电压、充放电电流、动力电池组总电压及温度等。（2）状态分析能够准确地对电池的剩余电量（SOC）和电池健康状态（SOH）这两个方面进行估测。随时预报纯电动汽车动力电池的SOC值，使其控制在30%～70%的工作范围内，让驾驶人获得直接的信息，了解到剩余的电量对续航里程的影响。（3）均衡控制受到生产制造和工作环境的影响，单体电池之间在电压、容量和内阻等性质上会有所差别，导致它们在实际使用过程中有效容量和充放电电量是不一样的，因此，为保证动力电池系统的整体性能和延长其使用寿命，减少单体电池之间的差异性，对电池进行均衡控制是十分必要的。电池均衡控制的方法多种多样，按均衡管理控制方式分类，可以分为被动式均衡和主动式均衡，其特点见下表。四、BMS常见故障1.动力电池系统故障等级根据动力电池对车辆行驶的影响划分三个等级，故障等级描述如下:一级故障（非常严重）。动力电池上报该故障，整车将立即丧失动力。二级故障（严重）。动力电池上报该故障，整车将停止高压上电或限制驱动电机输出功率。三级故障（轻微）。动力电池上报该故障，整车将限制能量回馈电流或提示驾驶员。2.BMS常见故障及其处理方法BMS对于保障动力电池组的安全，延长其使用寿命，最大限度地发挥动力电池系统效能具有重要作用。BMS通常对单体电池电压、总电压、总电流和温度等进行实时监控采样，并将实时参数反馈给整车控制器。BMS除了对电池性能参数进行监控、实施电池性能管理以外，还具有以热管理为主的应用环境管理功能，实施对电池的加热和冷却，确保电池运行所需的良好的环境温度。电池管理系统一旦发生故障，就失去了对电池的监控，不能精确地估计电池的SOC，容易造成电池的过充、过放、过载、过热以及不一致性等问题，影响电池的性能和使用寿命，危及行车安全【任务实施】STEP1关闭点火开关。STEP2拆下低压电池负极，断开整车低压控制电源，并用胶布将负极缠绕。STEP3举升车辆。STEP4戴上绝缘手套，拆卸动力电池正、负极高压线及低压线束接插件，并使用胶布将线束连接器密封。STEP5使用动力电池举升机，将动力电池底部托住。STEP6拆下动力电池与车身固定螺栓。STEP7固定动力电池两端，使用举升机将动力电池与车身分离并移出车底。【总结拓展】回顾本次任务所学知识，强调本节课的重点与难点，加深理解与记忆。【学习评价】让同学独立完成学后测评试题，检验同学掌握情况，并计入平时成绩。任务2高压配电线网教师姓名授课形式讲授授课时数2授课日期年月日授课班级任务名称任务2高压配电线网教学目标知识目标1.能通过学习，了解动力电池系统的组成和作用。2.能就车认识动力电池管理系统的组成，并了解其功能，理解其工作原理。技能目标能小组合作，执行维修手册标准，检修动力电池管理系统故障的方法。教学重点检修动力电池管理系统故障教学难点检修动力电池管理系统故障信息化方法与手段借助于多媒体课件，通过视频展示动力电池系统的组成和作用、功能、工作原理进行讲授，使学生更形象学会检修动力电池管理系统故障；正确规范地填写检验记录单，使学生学会检修动力电池管理系统故障正确方法与技巧。课中安排1．讲授动力电池系统的组成和作用约10分钟；2．利用教学设备讲授动力电池的组成、功能，及其工作原理单约20分钟；3．教学实训，完成工作页内容约55分钟。教学条件多媒体课件、比亚迪秦EV或比亚迪E5或北汽EV160纯电动汽车维修手册、纯电动汽车检修学习工作页、汽车维修专用工具课后作业阅读维修手册、完成工作页。检查方法1．随堂提问，计平时成绩。2．完成检修动力电池管理系统故障质量评分，计平时成绩。课后反思课程实施【课前导学】小李工作认真负责、态度积极向上，得到车间主管的赏识。正好这时迎来了企业的定期培训，于是车间主管派了几名得力员工前往，这其中就有小李。小李珍惜机会，决心要提升自己。在培训过程中，培训师提到了电控技术是新能源汽车技术的关键。而接触器控制在这其中起了重要作用，那就让我们一起去看看接触器是怎么工作的吧。【任务相关知识】一.新能源汽车的高压用电设备如图2-2-1所示，以动力电池为节点，新能源汽车的高压配电分为放电和充电两部分，简称为“四充四放”，其中核心部分是放电，由动力电池、熔断器、接触器、高压负载和超级电容组成。图2-2-1动力电池的放电(左)与充电（右）1.纯电动新能源汽车的高压放电路线（负载）有4条（如图2-2-4粗红线），分别是VTOG（双向交流逆变式电机控制器)、DC/DC、空调压缩机和PTC。图2-2-2高压电分配图2017款比亚迪E5车的高压电分配如图2-2-2所示，DC/DC类似于传统汽车的发电机，在高压上电后就需要运行，以满足全车电器用电和给蓄电池充电的需求。电机控制器（VTOG）与驱动电机之间因内部并联超级电容以满足电机控制快速响应性的需求，为此高压配电线路增加了预充接触器以缓冲超级电容引起电流过载的问题。空调压缩机和PTC在需要调节车内温度的时候接入高压电网。四合一高压配电箱的爆炸图如图2-2-3，主要包括VTOG高压电控主板、超级电容、IGBT模块、DC/DC、霍尔电流传感器、接触器、熔断器和漏电传感器等。四.高压配电中无触点电路控制IGBT（InsulatedGateBipolarTransistor），绝缘栅双极晶体管，可以理解为大功率三极管，由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式电力电子器件。具有输入阻抗高、开关速度快、驱动电路简单、通态电压低、能承受高电压大电流等优点，被广泛应用于驱动交流电机（下图2-2-8所示）、变频器、开关电源等领域。IGBT通过栅极驱动电压来控制的开关晶体管，通过电导调制来降低通态损耗。图2-2-8IGBT功率模块驱动交流电机【任务实施】驱动电机三相交流电高压接触器更换将动力电池包与车身分离并打开动力电池箱体上盖。确定接触器所安装的位置，有对应螺栓插孔，如图2-2-9。图2-2-9接触器所安装的位置选取型号匹配的驱动电机三相交流接触器进行安装，如图2-2-10。图2-2-10驱动电机三相交流接触器图2-2-11安装螺栓和弹垫片接触器固定螺栓组件为三件套，测量其电阻值应符合标准。如图2-2-11。组件安装顺序为：1-弹片（上）2-垫片（下）。将接触器对准专属插槽并拧紧螺栓。接触器顶部端子需连接高压电缆、预充电阻、加热接触器等线束、操作时按照实际情况进行线束连接（分“正”与“负”），如图2-2-12。图2-2-12接触器顶部端子图2-2-13接触器安装完整状态安装完毕后将绝缘套固定好，如图2-2-13。安装箱体上盖、密封并将箱体与车身进行安装。车辆上电行驶，检测装配效果。【总结拓展】回顾本次任务所学知识，强调本节课的重点与难点，加深理解与记忆。【学习评价】让同学独立完成学后测评试题，检验同学掌握情况，并计入平时成绩。项目测评一、填空题1.在纯电动汽车中应用较为广泛的动力电池主要是和。2.是指单位质量或单位体积的电池所能输出的能量，单位为。越高，相同质量的动力电池的续航里程就越长。3.动力电池系统主要由动力电池组、、及辅助元器件等组成。4.电流传感器主要分为电流传感器和电流传感器。5.BMS的主要功能包括、、、和。二、选择题1.电池容量单位用（）表示。A.CB.A·hC.m·AD.A2.电池的荷电状态用（）表示。A.DODB.SOFC.DTCD.SOC3.动力电池的比能量高低影响到汽车的（）。A.启动与加速B.内部布置C.续航里程D.安全及舒适4.动力电池的功率大小影响到汽车的（）。A.动力性B.内部布置C.续航里程D.安全及舒适5.下列参数用来反映动力电池健康状态的是（）。A.SOCB.SOPC.SOHD.DOD6.下列不属于BMS热管理功能的是（）。A.电池温度的准确测量和监控B.电池组温度过高时的有效散热C.减少单体电池之间的差异性D.保证电池组温度的均匀分布三、简答题1.比较动力电池SOC的测量方法。2.简述BMS的功能。任务3低压电源及管理系统教师姓名授课形式讲授授课时数4授课日期年月日授课班级任务名称任务3低压电源及管理系统教学目标知识目标1.能通过学习，了解低压电源的组成和作用。2.能就车认识低压电池管理系统的组成，并了解其功能，理解其工作原理。技能目标能小组合作，执行维修手册标准，检修低压电池管理系统故障的方法。教学重点检修低压电池管理系统故障教学难点低压电源的唤醒信息化方法与手段借助于多媒体课件，通过视频展示低压电池系统的组成和作用、功能、工作原理进行讲授，使学生更形象学会检修低压电池管理系统故障；正确规范地填写检验记录单。通过老师的示范检修低压电池管理系统故障正确演示，使学生学会检修低压电池管理系统故障正确方法与技巧。课中安排1．讲授低压电池系统的组成和作用约10分钟；2．利用教学设备讲授低压电池管理系统的组成、工作原理约20分钟；3.利用教学车辆完成检修低压电池管理系统故障，约30分钟；4．教学实训，完成工作页内容约90分钟。教学条件多媒体课件、比亚迪秦EV或比亚迪E5或北汽EV160纯电动汽车维修手册、纯电动汽车检修学习工作页、汽车维修专用工具课后作业阅读维修手册、完成工作页。检查方法1．随堂提问，计平时成绩。2．完成检修动力电池管理系统故障质量评分，计平时成绩。课后反思课程实施【课前导学】汽车维修工小李接到领导交代的任务，需要对比亚迪E5纯电动汽车的辅助电池管理系统进行专项学习及维修，制作一个授课PPT，因此他需要收集各种资料，我们一起去看看吧。【任务相关知识】一.新能源汽车低压电源传统燃油车低压电源的作用是为车辆起动时向起动机和点火装置供电，起动后维持电控系统（ECU、传感器和执行器）正常工作，电源通常有铅酸蓄电池和发电机。新能源汽车同样需要低压电源，作用是为车辆启动时给启动模块供电，起动后维持电控系统（ECU、传感器和执行器）的正常工作。由于纯电动新能源车缺少了发动机和与之匹配的发电机，为此都配备了DC/DC系统。另外，由于蓄电池的能量有限，发电机和DC/DC都是在车辆起动后才运行，许多汽车还设计了能量管理系统和辅助电池管理系统。比亚迪E5的辅助电池内部集成了低压电池管理器（LBMS：Low-VoltBatteryManagementSystem），其通过通信口和整车模块交互信息。辅助电池安装在机舱左侧，如图2-3-1所示。LBMS具有电压、电流和温度监测功能，存在异常状态时会触发故障报警功能，仪表上的故障指示灯会相应点亮，同时显示“请检查辅助电池系统”。图2-3-1比亚迪E5的低压启动辅助电池比亚迪E5车的低压电源采用四节磷酸铁锂单体电池组合而成，如图2-3-2所示。由于该单体电池的标称电压为3.2V，故该蓄电池的正常工作电压为12.8V（大于传统铅酸电池的12.6V）。如果这种蓄电池进入“过放保护”模式，可以将其从车上拆下，把4个单体电池拆卸分离，分别对每个单体电池进行充电，并利用钳形表检测充电电流大小。如图2-3-3所示，刚开始的充电电流为0.71A，在小电流充电后，LBMS会控制MOS高边驱动电路导通，充电电流会缓慢变大，此时充电电流变为16.85A，电压也会缓慢回升，说明辅助电池具备活性，性能得到了恢复。图2-2-8IGBT功率模块驱动交流电机二、DC/DC转换器的作用及功能DC/DC转换器位于纯电动汽车的前机舱内，在高压控制盒与车载充电机之间，如图3-3-1所示。它具有效率高、体积小、耐受恶劣工作环境等特点。DC/DC转换器能够将动力电池的290V～420V高压直流电转换为12V低压直流电，相当于传统汽车的发电机，给低压电池及整车低压系统供电，是实现电气系统电能变换和传输的重要电气设备。DC/DC转换器具有输入过/欠压保护、输出过压保护、过温保护、过流保护及输出短路保护等功能。三、DC/DC转换器的电路连接及端口DC/DC转换器在控制系统的控制下，采用脉宽调制技术，提供恒定电流输出或恒定电压输出，满足动力电池组的充电要求。DC/DC转换器的电路连接如图所示。DC/DC转换器的电路连接DC/DC转换器外部共有四个接线端口，分别为高压输入端、低压控制端、低压输出端正极和低压输出端负极。四、DC/DC转换器常见故障及其处理方法判断DC/DC转换器是否工作的方法判断DC/DC转换器是否工作的方法如下：①将点火开关置于OFF挡位置，断开所有用电设备，并拔出钥匙。②按压低压电池锁压件，打开盖板，可见低压电池正极。③使用专用万用表电压挡位测量低压电池的电压，并记录。④将点火开关置于ON挡位置。⑤使用专用万用表电压挡位测量低压电池的电压，此电压值是DC/DC转换器输出的电压，如果数值在13.8～14V(关闭车上用电设备的情况下）范围内，判断为DC/DC转换器工作；如果数值不在此范围内，判断为DC/DC转换器不工作。【任务实施】首先按照表2-3-4完成相关工作。表2-3-4作业前准备一、作业前准备1.检查隔离栏、设置安全警示牌、灭火器2.车辆防护3.车辆预检4.安全检查：绝缘手套、鞋性能：；耐压等级：。5.诊断仪器确认：型号：；解码器完好：；OBD（On-BoardDiagnostic）诊断接头：。利用解码仪读取故障码，看是否有其它故障，若是有故障，请排除其它故障，同时确保汽车开启电源开关。接下来，利用万用表，检测辅助电池电压，将数据填入表2-3-5中，确认是否需要更换，辅助电池电压应该不低于13.8V（DC/DC工作时）。表2-3-5辅助电池电压辅助电池电压标准数据结论11.7V13.8V辅助电池漏电沿着辅助电池溯源而上，检查正极熔丝的好坏，如图2-3-11所示。图2-3-11前舱正极熔丝盒【总结拓展】回顾本次任务所学知识，强调本节课的重点与难点，加深理解与记忆。【学习评价】让同学独立完成学后测评试题，检验同学掌握情况，并计入平时成绩。任务4低压配电线网教师姓名授课形式讲授授课时数6授课日期年月日授课班级任务名称任务4低压配电线网教学目标知识目标1.能通过学习，了解低压配电线网的组成和作用。2.能就车认识低压配电线网系统的组成，并了解其功能，理解其工作原理。技能目标能小组合作，执行维修手册标准，检修低压配电线网系统故障的方法。教学重点检修低压配电线网系统故障教学难点低压电路图信息化方法与手段借助于多媒体课件，通过视频展示低压配电线网系统的组成和作用、功能、工作原理进行讲授，使学生更形象学会检修动力电池管理系统故障；正确规范地填写检验记录单。课中安排1．讲授低压配电线网的组成和作用约10分钟；2．利用教学设备讲授低压配电线网系统的组成约40分钟；3.利用教学车辆完成检修低压配电线网系统故障，约80分钟；4．教学实训，完成工作页内容约90分钟。教学条件多媒体课件、比亚迪秦EV或比亚迪E5或北汽EV160纯电动汽车维修手册、纯电动汽车检修学习工作页、汽车维修专用工具课后作业阅读维修手册、完成工作页。检查方法1．随堂提问，计平时成绩。2．完成检修动力电池管理系统故障质量评分，计平时成绩。课后反思课程实施【课前导学】汽车维修工小李接到领导交代的任务，需要对比亚迪E5纯电动汽车的辅助电池管理系统进行专项学习及维修，制作一个授课PPT，因此他需要收集各种资料，我们一起去看看吧。【任务相关知识】一.汽车启动与高低压配电的关系一键启动配置的传统燃油车，分为OFF档、ACC档、ST（启动）档、ON档。当踩制动并按下启动按钮为启动档，发动机启动；当不踩制动时按下启动按钮，仪表点亮，发动机不启动，为ON档。一键启动配置的新能源汽车，启动按钮的档位与传统汽车相似，也分为四个档位，由于撤销了发动机在称呼上有所不同：OFF→ACC→ON→READY或OK（比亚迪）。如比亚迪新能源汽车，按启动按钮时不踩制动，仪表不会点亮但会提示：“踩下制动踏板，同时按下启动按钮”。汽车的起动与制动踏板、启动按钮、钥匙防盗密切相关，需要为上述模块提供电源。在上述模块都正常工作的情况下，汽车起动还需要为全车动力网的控制ECU进行低压配电。比亚迪纯电动汽车的主干低压配电由BCM（车身ECU）控制，供电电路如下图2-4-1所示，分成ACC、IG1、IG2等供电支路，在相关继电器吸合的情况下全车低压用电器才能工作，才会进一步控制高压接触器，高压电路才能正常配电。比亚迪新能源汽车根据使用要求分为：常电、ACC电、IG电以及双路电（类似于传统车的ON档电），涉及的各个部件如下：IG3电IG3电图2-4-1新能源汽车低压配电二.低压配电盒的分类与功能低压配电盒的位置分布以比亚迪新能源汽车E5为例，有7个低压配电盒，其安装位置如图2-4-2所示。其中，前机舱内有4个，分别是正极熔丝盒、前舱配电盒I（靠近辅助电池）、前舱配电盒Ⅱ、前舱外挂配电盒（靠近前机舱防火墙）等。位于驾驶室仪表台内有3个：分别是仪表配电盒I(在驾驶员膝盖位置)，仪表配电盒Ⅱ(在副驾驶手套盒里)，仪表板外挂配电盒(在中控空调面板下方)。其中双路电继电器IG3在仪表板外挂配电盒内，它会影响整车上电多个模块的工作。图2-4-2新能源汽车低压配电【任务实施】比亚迪E5车低压配电致不能上电排故操作故障现象启动车辆确认故障现象，发现不能上OK电，仪表报动力系统故障、动力电池报故障灯。故障排除使用诊断设备扫描整车模块，发现多个模块扫描不到（无VTOG、DC、BMS和漏电传感器）。从DLC诊断口测量动力网CAN线CAN-L、CAN-H对地电压，测量电压正常（CAN-H为2.5-3.5V，CAN-L为1.5-2.5V，需断开诊断设备测量）。车辆退电至OFF档，断辅助电池负极3分钟。从诊断口测量动力网CAN线CAN-L、CAN-H之间阻值，测量阻值正常（标准为60-70Ω）。从诊断口测量动力网CAN线CAN-L、CAN-H对地阻值，测量阻值正常（标准为＞10KΩ），由以上CAN线测量结果确定非CAN线故障导致模块无法通信。【总结拓展】回顾本次任务所学知识，强调本节课的重点与难点，加深理解与记忆。【学习评价】让同学独立完成学后测评试题，检验同学掌握情况，并计入平时成绩。项目三车载网络与整车控制策略（12学时）1.授课信息课程名称新能源汽车故障诊断技术作品名称车载网络技术授课对象20级新能源班（34人）授课课时4学时授课地点新能源汽车动力系统检修实训室授课类型专业核心课课程说明本课程基本内容为检测诊断座上动力CAN—H和CAN—L的电压，检测诊断座上动力CAN—L和CAN—H的网络终端电阻，拆卸驱动电机控制器接插件，检测电机控制器接插件上CAN—L和CAN—H的终端电阻，示波器检测电机控制器接插件上CAN—L和CAN—H波形，调整波形参数并绘制CAN网络波形图，根据CAN网络波形图计算网速。课程主要采用任务驱动教学法、案例教学法、小组学习法，创新游戏通关教学理念培养学生按照高压安全规范操作流程完成电机控制器CAN线测量与分析，在工作过程中学生不断按照6S管理的要求进行操作培养学生劳动精神和工匠精神。2.教学内容教学内容的选取：依据课程标准及1+X证书[2-1新能源汽车动力驱动电机电池技术—模块]考试大纲，科学精选本次课的主要内容，包括检测电机控制器接插件和诊断座上CAN—L和CAN—H的终端电阻，示波器检测电机控制器接插件上CAN—L和CAN—H波形等。教学内容的安排：以查找新能源汽车故障原因为主线，将教学内容整合为5个教学活动：学生在完成任务的过程中有效完成教学目标并结合6S管理要求贯穿思政教育、劳动教育。3.学情分析3.1学习起点状态（1）课前线上学习的数据（2）课前线上知识测验分数课前通过在线课程调研和学习通实时成绩统计，根据学生章节学习次数，章节测验，讨论内容以及发布的作业情况掌握学生的学习情况，如图2所示。图2学习通调研学生学情（1）知识基础：95%的同学通过了章节测验、99%的同学完成了任务点，全部同学都完成了作业，表明大部分学生已基本掌握CAN网络的工作原理和检测方法。（2）能力基础：90%的学生上传熟练使用拍视频做作业的方式上传至学习通。表明大部分学生已熟练掌握本节课将要使用的万用表、示波器、等部分专用检测设备的使用方法。（3）学习习惯：根据学习通发布的讨论情况，大家对如何在实车检测以及示波器的使用还存在诸多疑问，通过前面任务的学习，学生已适应根据任务要求自主探究的学习方式。（4）信息素养：学生熟悉乐学在线课程、大部分能按时完成平台课程的相关任务点及各项作业，课堂中小组分工明确，学生能按照要求实时上传操作视频和检测数据做到实时评价。4.教学目标素质目标知识目标能力目标1.养成高压安全操作规范的良好职业习惯；2.形成组内配合，组间竞争的良好团队合作精神。1.能说出动力CAN的波形特点和电压参数；2.能分析CAN网络导致电机无法运转的原因；3.能说出实车检测CAN的操作规范知识。1.能查阅维修手册，分析CAN电路图；2.能完成电机控制器上CAN波形的检测；3.能完成电机控制器上CAN电压、终端电阻的检测。5.教学重点及解决办法类别重点内容示波器检测电机控制器接插件上CAN波形，根据CAN波形计算网速。6.教学难点及解决办法类别难点内容实车检测示波器检测并调整CAN波形参数。熟练使用示波器和万用表。7.信息化手段及教学资源（1）乐学在线网络课程（2）博世740示波器及专业检测设备（3）2020款比亚迪秦整车与新能源汽车专用检测设备教学环境8.教学理念与方法本任务创新游戏通关教学理念，坚持以立德树人为根本任务，以学生为中心、以培养学生实践和创新能力的学习成果为导向、促进学生自主学习，突破示波器检测电机控制器接插件上CAN波形，根据CAN波形计算网速的教学重点，在实车上按照安全操作规范用示波器检测并调整CAN波形参数的教学难点。同时对接岗课赛证的具体要求，反向设计、正向实施，保证教学目标与需求的一致性。9.与手段1.信息技术手段和资源融入，激发学生的学习热情新能源汽车实车上用示波器检测并调整CAN波形参数的测量在现实工作中的开展，对专业技能和知识掌握要求极高，如何正确认识和选择示波器进行检测，理解其工作原理，正确判断结果，是新能源车辆故障诊断与维修中的难点内容。通过现场演示操作，将CAN网络传输的工作原理用简练的语言总结，帮助学生吸收，通过设置关卡二（步骤解锁），学生通过张贴正确操作步骤卡片的方式明确在实车上用示波器检测并调整CAN波形参数的测量的步骤和注意事项，激发学生的学习热情，学习内容容易吸收。2.安全警示贴灯与手段，充分保障安全教学新能源汽车在维修作业前明确实车上用示波器检测并调整CAN波形参数的测量涉及到的车辆、设备安全部件的位置十分重要，教学环节中设计关卡一（安全解锁），学生需正确穿戴安全帽、绝缘手套、并将安全贴灯正确放置在实车上，充分保障车辆举升、损坏车辆ECU（电脑）的安全教学。10.教学流程课前教师活动学生活动课中1.在乐学在线上传学习视频；2.发布课前在线测试。预（8min）完成学习通发布的任务，按时完成任务。1.分享秦EV车无法上ok电，电机无法运转的车辆故障真实案例；2.组织学生思考讨论。引（3min）思考案例可能的故障原因并讨论故障排除思路。1.分析引起电机控制器通讯故障的可能故障原因；2.根据故障原因指定排故方案。析（5min）认真聆听老师的讲解并讨论可能的故障原因。1.结合同学提出不会使用示波器的问题示范示波器使用；2.在实车上示范检测电机控制器CAN网络波形。解（15min）1.查阅比亚迪维修手册，找出动力网线路图；2.认真观察教师操作过程，并记录关键要点。1.发放任务工单；2.组织学生通过三个关卡。关卡一：安全解锁（5min）关卡二：步骤解锁（5min）关卡三：技能解锁（35min）通(45min)按照老师布置的任务依次完成四个关卡。（每组设置安全员、操作员、记录员、质检员四个角色，技能实操时进行角色轮转，确保每位同学都能掌握本教学知识和技能）组织学生学习企业专家分享的最新维修案例。探（7min）认真聆听并记录要点。组织学生通过关卡四：评价解锁。总结评价各组实操任务，并组织学生上传资料至学习通。评（15min）完成自评、互评等任务并上传工单资料、视频资料至学习通。课后组织学生学习1+X职业等级证书标准，拓展知识点和技能点。拓（10min）完成课后拓学，提交作业上传至学习通。项目三车载网络与整车控制策略（12学时）任务1车载网络技术教师姓名授课形式讲授授课时数2授课日期年月日授课班级任务名称任务1车载网络技术教学目标知识目标1.能就车认识车载网络系统的组成，并掌握其控制逻辑。2.能查阅维修手册，掌握车载网络系统的故障诊断流程。技能目标能小组合作，执行维修手册标准，掌握检修故障诊断仪无法与车辆通信故障的方法。教学重点车载网络系统的故障诊断流程教学难点检修故障诊断仪无法与车辆通信故障信息化方法与手段借助于多媒体课件，播放视频讲授车载网络系统的组成及其控制逻辑，车载网络系统的故障诊断流程。让学生更直接地学会检修故障诊断仪无法与车辆通信故障技巧与方法。课中安排讲授车载网络系统的组成及其控制逻辑约15分钟；利用教学设备讲授车载网络系统的故障诊断流程；约45分钟3.利用教学设备完成检修故障诊断仪无法与车辆通信故障，约20分钟；4.教学实训，完成工作页内容约30分钟。教学条件多媒体课件、比亚迪秦EV或比亚迪E5或北汽EV160纯电动汽车维修手册、纯电动汽车检修学习工作页、汽车维修专用工具。课后作业阅读维修手册、完成工作页检查方法1．随堂提问，计平时成绩。2．完成检修故障诊断仪无法与车辆通信故障测试评分，计平时成绩。课后反思课程实施【课前导学】汽车维修工小李接受到维修任务，自己和师傅将一起维修某顾客的吉利帝豪EV450故障车，这台故障车发现解码仪读不了故障码，无法进入各个模块。首先他需要将所有涉及到比亚迪车载网络系统的CAN系统整理一下，得出一张完整的CAN系统图后排除该车的网络故障。【任务相关知识】一.汽车控制器网络通信新能源汽车的整车控制器（VCU），电动机控制器（MCU）和电池管理系统（BMS），构成了整个电驱动控制系统的核心。除了这三个控制器外，在汽车中还有很多低层级的控制器，如空调、照明、多媒体控制器等，这些控制器之间需要时刻进行传输数据和交互，一方面需要接收来自整车控制器的指令；另一方面，它们需要将指令传递给执行器以执行相关的操作。因此，通信和交互的准确性，可靠性和高效性需要依靠总线技术来保证。早期的汽车，控制器大多采用点对点的单一通信方式，随着控制器越来越多，一辆汽车如果采用点对点的传统布线，导线长度可达2km，这种方式明显不能满足要求。随后汽车总线技术便应运而生，无论有多少控制器，每一个控制器只需引出两条线共同接在两个节点上。它的工作原理与公交车运营类似，如图3-1-1所示。每一个公交站台相当于一个控制器，公交上的乘客相当于需要传递的数据，公交行驶的路线即为CAN总线。每一个与总线连接的控制器(站台)都会收到总线上的信息，如果信息有用，则会接收和储存下来;如果无用，便会忽略。同样，如果某个控制器A需要发送数据给另一个控制器B，首先该数据会在总线上传递，连接在总线上的控制器B就会接收这个信息。需要指出的是，除了控制器A和B，连接在总线上所有的控制器都能收取到这个信息，这样，控制器便能够进行信息交互，从而实现多个控制单元的信息共享，这就是总线技术的工作原理。图3-1-1总线通信的基本原理目前，汽车的网络连接，根据传递的信息量的速度、网络特性，可以分为CAN、LAN、LIN、MOST等不同的网络系统。CAN总线CAN（ControllerAreaNetwork）总线是德国BOSCH公司从80年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议，它是一种多主总线，以广播形式发送数据，通信速率最高可达1Mbps。目前已经在汽车行业得到了广泛应用。CAN总线具有以下的特点：（1）数据通信没有主从之分，任意一个节点可以向任何其他（一个或多个）节点发起数据通信，靠各个节点信息优先级先后顺序来决定通信次序；（2）多个节点同时发起通信时，优先级低的避让优先级高的，不会对通信线路造成拥塞；（3）数据传输速度快，传输实时性好，抗干扰能力强。（4）通信距离最远可达10KM（速率低于5Kbps），速率最高可达到1Mbps（通信距离小于40M）LIN总线LIN（LocalInterconnectNetwork）总线，是基于UART/SCI（通用异步收发器/串行通信接口）的低成本串行通信协议，在汽车领域主要用于车门、天窗、座椅控制等，最大传输速度为20kb/s。LIN总线有其“局域”特性，在汽车中一般不独立存在，通常与上层CAN网络相连，形成CAN-LIN网络节点，通常会规定该“网络节点”的控制器归属。下图3-1-2所示，空调主控，通过LIN总线连接雨量传感器、雨刷器、空调-天窗等。图3-1-2空调连接的LIN总线2.车载诊断系统（OBD）概述及故障诊断仪的功能（1）车载诊断系统（OBD）当系统出现故障时，故障警告灯点亮，同时0BD系统会将故障信息存入存储器，运用标准的诊断仪器连接诊断接口可以以故障码的形式读取相关信息。根据故障码的提示，维修人员能迅速准确地确定故障的性质和部位。（2）北汽纯电动汽车专用故障诊断仪的功能北汽纯电动汽车故障诊断仪与其他传统汽车故障诊断仪的结构与功能基本相同，但也有不同之处，下面以北汽纯电动汽车专用故障诊断仪为例介绍其功能。北汽纯电动汽车专用故障诊断仪能与多种车型匹配，能对多个子系统进行诊断，具有多种诊断能力，能对主要功能部件进行测试，并且能对系统进行标定和烧录程序。【任务实施】STEP1故障分析。分析故障诊断仪无法与车辆通信故障的主要原因有：VCU不工作、OBD诊断接口异常、OBD诊断接口与VCU的CAN总线线束连接异常等。STEP2检查VCU的供电是否正常。查阅维修手册，根据VCU的供电线路图，使用万用表检查其供电是否正常，包括ON挡电、常电；若不正常，则需要检查低压电气盒中VCU的熔丝FB16和FB17是否正常，检查熔丝与控制器连接线是否正常。STEP3检查OBD诊断接口。查阅维修手册，根据诊断接口各端子电气连接图，使用万用表检查OBD端子Pin16与端子Pin4是否有12V供电电压，若没有，则检查相应熔丝和线束。STEP4检查CAN总线。检查OBD端子Pinl与端子Pin9是否有600Ω左右的阻值，若没有，则检查相应CAN总线线束。如果以上都正常，建议更换全新的VCU。【总结拓展】回顾本次任务所学知识，强调本节课的重点与难点，加深理解与记忆。【学习评价】让同学独立完成学后测评试题，检验同学掌握情况，并计入平时成绩。任务2整车控制策略教师姓名授课形式讲授授课时数4授课日期年月日授课班级任务名称任务2整车控制策略教学目标知识目标1.能查阅维修手册，理解整车控制系统的构成及工作模式。2.能就车认识各种类型的驱动电机及其特点。3.能就车理解减速器的工作原理。技能目标能小组合作，执行维修手册标准，掌握整车故障的检修方法。教学重点整车控制策略教学难点整车控制策略信息化方法与手段借助于多媒体课件，播放视频讲授整车控制系统的构成及工作模式，通过教师的示范和视频的示范讲授整车控制策略。让学生更直接地学会检修整车故障技巧与方法。课中安排讲授整车控制系统的构成及工作模式，约30分钟；2．教学实训，完成工作页内容约130分钟。教学条件多媒体课件、比亚迪秦EV或比亚迪E5或北汽EV160纯电动汽车维修手册、纯电动汽车检修学习工作页、汽车维修专用工具。课后作业阅读维修手