《新能源汽车维护与故障诊断》课件-项目二 新能源汽车充电系统

任务1新能源汽车充电系统认知项目二新能源汽车充电系统建议课时：1课时你作为一名纯电动汽车销售人员，客户需要你向她介绍日常充电的方式，以及快充和慢充的利弊，以便于客户更好了解自己的爱车，你能完成这个任务吗？1.能够描述新能源汽车充电技术的概况；2.能够描述新能源汽车充电的方法及优缺点；3.能够描述新能源汽车充电系统组成与工作原理；4.能够描述新能源汽车充电操作及注意事项。1.能够向客户介绍新能源汽车充电方法及特点；2.能够进行新能源汽车充电操作。新能源汽车充电的方法及特点新能源汽车充电技术的概况工作准备实施步骤新能源汽车充电系统组成与工作原理常规慢充充电方式分析1.新能源汽车充电技术的概况在快速充电技术方面世界各国都在进行研究。欧洲已研发出10分钟充电可行驶100公里的快速充电系统。美国也已经研发出了6分钟充电可以行驶100公里的超快速充电系统。这些系统都采用国际通用的快速充电标准接口，输入电源可以用交流电，也可以用直流电。由于快速充电系统需要强大的瞬时功率，所以在快速充电设施中电网的承载能力是一个关键的制约因素。如果想要把充电速度进一步提高，从普通电网直接供电基本上不可能。为了解决这个矛盾，技术人员正着手研发新一代带有储能缓冲环节的超快速充电系统。这项技术目前还处于早期发展阶段，但已经有示范系统展示。汽车在行驶中充电叫做在线充电。这也是技术人员将要研究和开发的技术之一。这种技术一旦实施，车载的电池容量将可以降低。随着电动汽车市场的迅速发展，这些技术一定会得到广泛的应用并产生巨大的经济效益。（1）充电桩充电桩作为新能源汽车充电系统的配套设施，有交流充电桩和直流充电桩。1）交流充电桩如图所示为交流电动汽车充电桩，俗称“慢充”，固定安装在电动汽车外，与交流电网连接，为电动汽车车载充电器（即固定安装在电动汽车上的充电器）提供交流电源的供电装置。交流充电桩2）直流充电桩如图所示为直流电动汽车充电桩，俗称“快充”，固定安装在电动汽车外，与交流电网连接，可以为非车载电动汽车动力电池提供直流电源的供电装置。直流充电桩（2）车载充电器车载充电器（On-boardCharger，也称车载充电机）如图车载充电器2.新能源汽车充电的方法及特点新能源汽车动力电池充电的方法主要有快速充电（直流快充）和常规充电（交流慢充）以及更换电池的方式等。直流快充和交流慢充方式的区别是：直流充电（快充）主要是通过充电站的充电桩将直流高压电直接通过直流充电口给动力电池充电。交流充电（慢充）主要是通过家用电源插头和交流充电桩接入交流充电口，通过车载充电器将220V交流电转为330V直流电（比亚迪E6为例）给动力电池进行充电。（1）快速充电常规蓄电池的充电方法一般时间较长，给实际使用带来诸多不便。快速充电电池的出现，为纯电动汽车的商业化提供了技术支持。快速充电又称直流快充或应急充电，是以较大直流电流短时间在电动汽车停车的20min至2h的短时间内，为其提供充电服务，一般充电电流为150～400A。（2）常规充电蓄电池在放电终止后，应立即充电（在特殊情况下也不应超过24h）。常规充电电流相当低，约为15A，这种充电叫做常规充电（交流慢充或慢速充电）。常规蓄电池的充电方法都采用小电流的恒压或恒流充电，一般充电时间为5～8h，甚至长达10～20h。这种充电方式是利用车载充电器，接220V交流电即可。公共服务充电桩（3）更换电池方式通过直接更换电动汽车的电池组来达到为其充电的目的。由于电池组重量较大，更换电池的专业化要求较强，需配备专业人员借助专业机械来快速完成电池的更换、充电和维护。动力电池组3.新能源汽车充电系统组成与工作原理（1）充电系统低压设计的功能纯电动汽车充电系统的低压部分主要是用于低压供电及控制信号。1）车载充电器相关低压部分12V电源（低压蓄电池）供电：供充电过程中BMS、VCU、仪表等用电。CAN通讯：BMS通过CAN通讯控制车载充电器工作状态。CAN网络系统，如图CAN网络系统，如图充电系统相关的CAN网络结构示意图2）DC/DC转换器低压部分通过使能控制DC/DC转换器开关机，12V电源提供整车低压系统用电。低压充电系统控制方式，如图低压充电系统控制方式（2）慢充和快充控制策略1）充电系统控制过程作为纯电动汽车的核心，动力电池的充电过程由BMS进行控制及保护。车载充电器工作状态及指令均由BMS发出的指令进行控制，包括工作模式指令、动力电池允许最大电压、充电允许最大电流、加热状态电流值。快充和慢充的流程均为：采用恒流——恒压充电方法，在不同温度范围内以恒定电流充电至动力电池组总电压达到或最高单体电压达到此温度条件下的规定电压值，以恒定电压充电至电流小于0.8A后停止充电。（3）快充模式系统结构原理图快充模式充电系统结构原理图见图所示。快充模式充电系统结构原理图（4）慢充模式慢充模式充电系统结构原理图见图所示慢充模式充电系统结构原理图3）充电控制流程充电控制过程如下（如图所示）：慢充模式充电控制过程4）充电条件要求▪充电线连接确认信号正常。▪充电机供电电源正常（含220V和12V）及充电机工作正常。▪充电唤醒信号输出正常（12V）。▪充电机、VCU、BMS之间通讯正常（主继电器闭合、发送电流强度需求）。▪动力电池电芯温度＞0℃/＜45℃。▪单体电池最高电压与最低电压差＜0.3V（300mv）。▪单体电池最高温度与最低温度差＜15℃。▪绝缘性能＞20MΩ。▪实际单体最高电压不大于额定单体电压0.4V。▪高、低压电路连接正常（远程控制开关关闭状态）。4.充电操作及注意事项（1）充电电源选择电动汽车的逐步普及已是不争的事实，然而目前充电和行程问题成为普及推广的主要瓶颈。新能源汽车车主在给电动汽车选择充电电源时需要注意以下事项。私拉电线安全隐患（2）交流充电（慢充）充电桩和充电口选择1）慢充充电桩慢充充电的充电桩和主要技术参数，如图交流充电桩和主要技术参数可以采用停车位桩体式（落地安装）（250V/AC32A/16A）和家用车库挂壁式（250V/AC16A）充电桩，也可以采用家用插座交流充电器（240V/AC8A）。如图家用插座交流充电器家用车库壁挂式充电桩停车位桩体式充电桩2）慢充充电口慢充充电口在实车上的位置，如图慢充充电口的位置（3）直流充电（快充）充电桩和充电口选择1）快充充电桩直流充电的充电桩和主要技术参数，如图直流充电的充电桩和主要技术参数内容技术指标额定输出电压DC750V（200～750V）额定输出电流DC100A/250A/400A输出稳定精度≤±0.5%输出稳流精度≤±1%功率因素≥0.99？（含APFC）效率≥93%（半载以上）2）快充充电口快充充电口在实车上的位置，如图快充充电口在实车上的位置（北汽EV150）常规实训着装无北汽EV200无新能源汽车充电规范操作以下以北汽EV200纯电动汽车的交流慢充操作为例，介绍新能源汽车充电操作步骤（1）关闭点火开关，拔出车钥匙。（2）打开车辆快速充电口保护盖，如图（3）从快充充电桩上拔出充电枪。（4）将充电枪插入车辆快速充电口。（5）点击充电桩显示屏上的刷卡充电按钮，如图打开快速充电口保护盖点击充电按钮（6）将充电卡放置充电桩感应区域3至5秒，如图（7）输入充电密码并确认。（8）选择自动充电点击确认，如图将充电卡放置感应区域进入自动充电系统（9）选择自动充满点击确认。（10）充电桩充电指示灯闪烁，如图（11）待充电完成后点击结束充电，如图充电指示灯闪烁结束充电按钮（12）查看车辆充电结算信息，如图（13）拔出充电枪。（14）关闭车辆快速充电保护盖。（15）将充电枪放回至充电桩。车辆充电结算信息（1）新能源汽车充电系统最关键的问题是如何能实现高效率的快速充电。（2）新能源汽车动力蓄电池充电的方法主要有快速充电和常规充电以及更换电池的方式等。（3）常规蓄电池的充电方法都采用小电流的恒压或恒流充电。（4）新能源汽车充电系统根据动力蓄电池的实时状态进行控制启动充电和停止充电。（5）在快充模式下，充电系统主要由充电桩（快充桩）、快充接口、高压控制盒、动力电池、整车控制器、高压线束和低压控制线束等组成。（1）充电电流越大越好。

（错）（2）快速充电又称应急充电，30分钟就可以充电100%。

（错）（3）慢充可以有效延长电池寿命。

（对）（4）慢充方式的优点是充电所需功率和电流相对较低，充电设备成本比较低。（对）（5）常规充电模式的主要缺点为充电时间过长，当车辆有紧急运行需求时难以满足。（对）（6）目前电动车的保有量和充电桩的保有量是不成正比的。

（对）（1）蓄电池在放电终止后，应立即充电，充电电流相当低，约为（B）A.10AB.15AC.20AD.25A（2）快速充电的电流是（A）A.直流B.交流C.都正确D.都错误（3）北汽新能源采取（C）解决充电难题。A.直流快充B.交流慢充C.更换电池D.上门服务（4）车载充电机用于（B）充电模式A.快充模式B.慢充模式C.都采用D.都不采用1.新能源汽车充电技术最关键的是什么？现在这个技术情况如何？2.新能源汽车充电的方法有哪些？各自有什么优缺点？3.新能源汽车的充电系统应具有哪些功能？4.充电系统快充模式相关的组成部件有哪些？5.充电系统慢充模式相关的组成部件有哪些？6.充电系统慢充模式的工作过程是什么？根据制定的计划实施，完成以下任务并记录1.北汽EV200新能源汽车快速充电操作流程任务2新能源汽车充电系统检修项目二新能源汽车充电系统建议课时：1课时一辆新能源汽车无法充电，主管诊断为车载充电机损坏，你能进行更换吗？1.能够描述车载充电器的功能、位置和电路；2.能够描述新能源汽车充电接口和通信协议；3.能够描述充电桩的功用和类型；4.能够描述新能源汽车充电系统故障诊断和检修方法。1.能够进行车载充电器的拆装；2.能够正确使用外部充电桩进行充电。充电接口和通信协议车载充电器的功能、位置和电路工作准备实施步骤充电桩新能源汽车无线充电技术新能源汽车充电系统常见故障与检修无线充电在电动汽车方面的应用1.车载充电器的功能、位置和电路（1）车载充电器的功能车载充电器具备如下的功能：1）车载充电器将输入的交流电转换成直流电输出，为动力蓄电池充电。2）车载充电器工作过程需要与充电桩、BMS、VCU等部件进行通讯。3）车载充电器根据动力蓄电池需求可调节输出功率。（2）车载充电器的安装位置如图是比亚迪E6车载充电器及充电系统组成部件的安装位置。比亚迪E6充电系统组成部件的安装位置（3）车载充电器的电路如图是比亚迪E6充电系统电路图。（4）车载充电器技术参数1）比亚迪E6车载充电器的技术参数项目参数备注输入电压220V/AC

输入电流交流额定14A满功率充电：使用16A以上充电桩或类似设备高压输出200V/DC-400V/DC给高压动力电池充电低压输出12V/DC给低压蓄电池充电2）北汽EV系列车载充电器的技术参数项目参数备注输入电压220V/AC

输出电压240-410V/DC

功率3.3KW

输入电流12A

输出电流8A

2.充电接口和通信协议除了是电动汽车故障原因外，电动汽车无法充电的原因可以从充电接口和通信协议两个方面来解释。（1）充电接口我国采用的七针交流慢充充电口的定义，如图慢充充电口的定义九针直流快充充电口的定义，如图快充充电口的定义（2）通信协议通信协议上，充电协议的差异是导致无法充电的最主要原因，解释这个问题需要对交流充电与直流充电的基本原理及过程有所了解。新能源汽车充电卡3.充电桩充电桩（Chargingpile）又叫充电栓、充电柜等，其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑（公共楼宇、商场、公共停车场等）和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。（1）充电桩的功用充电桩是能实现计时、计电度、计金额充电的装置，可以作为市民购电终端。同时，为提高公共充电桩的效率和实用性，今后将陆续增加一桩多充和为电动自行车充电的功能。（2）充电桩的类型1）按安装方式分按安装方式,，可分为落地式充电桩、挂壁式充电桩。落地式充电桩适合安装在不靠近墙体的停车位。挂壁式充电桩适合安装在靠近墙体的停车位，如图充电桩的两种形式3）按充电接口数分按充电接口数，可分为一桩一充和一桩多充公共充电桩多用充电桩4.新能源汽车充电系统故障诊断（1）仪表故障指示灯说明以北汽新能源EV系列汽车为例，仪表充电系统相关的故障指示灯如表所示。（2）车载充电器常见的故障诊断与排除车载充电器故障信息将通过CAN总线报至总线上，通过CAN总线可以找出发生的故障信息。车载充电器常见的故障如下：1）12V低压供电异常2）充电器检测的电池电压不满足要求3）充电器检测与充电桩握手不正常4）充电桩输入电压正常，由于施工时电源线不符合标准所引起的无法充电故障（3）快充常见的故障诊断与排除1）充电桩显示车辆未连接2）动力电池继电器未闭合3）电池继电器正常闭合，但无输出电流4）充电桩显示车辆未连接5）动力电池继电器未闭合6）电池继电器正常闭合，但充电器无输出电流7）DC-DC转换器不工作（4）慢充常见的故障诊断与排除1）车辆无法充电2）充电时充电桩跳闸3）充电器指示灯不亮绝缘防护装备检测仪器、放电工具、万用表、随车充电器；220V交流电源北汽EV150/EV160/EV200；或同类纯电动汽车组合工具绝缘拆装工具一套；手电筒、高压警告牌；干净抹布1.车载充电器拆装根据实训室的车辆配置，对新能源汽车充电系统进行故障诊断，并对车载充电器进行拆装。掌握本次实训课所使用仪器及设备的使用方法，并强调实训中的安全注意事项。以下步骤适用2012——2014款北汽E150EV和2014-2015款北汽EV160、EV200，其他车型参照维修手册。拆卸步骤：（1）关闭车辆点火开关，拔出车钥匙。（2）铺设车辆翼子板布，断开车辆负极，如图（3）断开高压控制盒与动力电池高压连接线束，如图断开车辆负极断开高压控制盒高压连接线束（4）测量动力电池高压线束电压，如图（5）测量完毕后关闭万用表，如图测量动力电池高压线束电压关闭万用表（6）拆卸车载充电机交流输入插头，如图（7）拆卸车载充电机直流输出插头，如图拆卸车载充电机交流输入插头拆卸车载充电机直流输出插头（8）拆卸车载充电机低压通信插头，如图（9）拆卸车载充电机固定螺栓，如图拆卸车载充电机低压通信插头拆卸车载充电机固定螺栓（10）取出车载充电机，如图（11）安装车载充电机步骤参照拆卸流程以倒序形式进行取出车载充电机（1）直流充电（快充）是将直流高压电直接通过直流充电口给动力蓄电池充电。（2）交流充电（慢充）是通过家用电源插头和交流充电桩接入交流充电口，通过车载充电器将交流电转为直流电给动力蓄电池进行充电。（3）纯电动汽车充电系统的