《新能源汽车保养与维护》课件 任务五 充电系统维护保养

充电系统维护保养任务五课程思政世界最高海拔特高压交流输变电工程开工近日，我国西南地区首个特高压交流工程——国家电网有限公司川渝1000千伏特高压交流工程正式开工。工程将新建四川甘孜、天府南、成都东和重庆铜梁4座特高压变电站，变电容量2400万千伏安，新建双回特高压线路658公里，总投资288亿元，计划于2025年夏季高峰前投运。技术攻关团队相继攻克了高海拔空气间隙、外绝缘、电磁环境和设备研制等关键技术，成功研制出全套高海拔特高压设备及施工专用机具，奠定了技术基础。工程建成后，我国西南电网的主网架电压等级将从500千伏提升至1000千伏，每年将输送清洁电能超350亿度，可有力满足电源多元开发送出需求。——节选自《人民网》2022年10月9日源自《科技日报》的特别报道1.了解充电系统基本组成。2.了解掌握充电口、充电机安装位置。3.熟悉充电系统保养常见项目。知识目标1.能正确完成高压下电操作。2.能完成充电口外观的检查保养。3.能完成车载充电机的检查保养。技能目标1.形成安全操作的意识。2.养成自我学习能力，及时记录、及时总结能力。素养目标任务导入与分析一辆比亚迪e5纯电动汽车，行驶里程30万km，在使用交流充电桩充电时会出现意外断开充电现象，车主怀疑充电系统故障，因此到店要求进行专业检测并对充电系统进行检查保养。如果你是维修技术员，接到此任务，你能够帮车主解决困扰吗？充电系统检查保养项目都有哪些？工作过程如何保障安全呢？任务导入与分析充电系统是新能源汽车唯一电能补充装置。充电系统利用车载充电机根据电池管理系统（BMS）提供的数据动态调节充电电流或电压参数，执行相应的动作，完成为动力电池安全、自动充满电的过程。新能源汽车充电系统包含交流充电系统（慢充）和直流充电系统（快充）两种，主要由供电设备（慢充桩、快充桩）、动力电池、高压控制盒、车载充电机、充电口（慢充口和快充口）等组成。1.交流充电（慢充）系统交流充电系统（慢充）通过慢速充电线束与220V家用交流插座或交流充电桩相连为动力电池进行充电，慢速充电系统将220V交流电转化为直流电，通过电源→车载充电器→动力电池，以实现动力电池的能量补给。充电桩成本低、安装方便，可以利用电网夜间的低谷电进行充电，降低充电成本，充电时段充电电流较小、电压相对稳定，能保证动力电池安全并能延长电池的使用寿命。任务导入与分析1.交流充电（慢充）系统慢充系统由供电设备（交流充电桩或家用交流电源）车载充电器、慢充接口、充电枪、高压线束、低压线束、高压配电盒、动力电池和电控系统（VCU）等组成，如图所示。交流充电桩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提供交流电源。交流充电桩只提供电力输出，没有充电功能，需连接车载充电器为电动汽车充电，相当于仅起到一个控制电源的作用。交流充电桩应用在各大、中、小型电动汽车充电站。任务导入与分析2.直流充电（快充）系统直流充电（快充）系统通过直流充电桩，为动力电池进行快速充电，从电源→动力电池，实现对动力电池快速、高效、安全、合理的电量补给。快速充电电流要大一些，它并不要求把电池完全充满，只满足继续行驶的需要就可以了。这种充电模式下，在20～30min的时间里，只为电池充电50%～80%即可。这种充电方式为直流充电，地面充电器直接输出直流电给动力电池充电，电动汽车只需提供充电及相关通信接口。快充系统由直流充电桩、快充接口、高压配电盒、动力电池、电控系统、高压线束和低压线束等组成，如图所示。任务导入与分析2.直流充电（快充）系统快速充电的优点：充电时间短，充电车辆流动快，节省充电站停车场面积。快速充电的缺点：充电效率低，安装成本较高，充电电流太大对充电技术和方法要求高，对电池的寿命有负面影响，易造成电池异常，存在安全隐患，且大电流充电会对公用电网产生冲击，会影响电网的供电质量安全。充电系统关系到动力电池的电能补充，比亚迪e5定期保养项目中规定，每6个月或7.5万公里应检查各充电连接器接口处是否有异物、烧蚀等情况。1+X技能鉴定中针对车载充电系统的检查保养项目如图所示。结合教学与实际工作岗位需求对工作任务充电系统维护保养进行知识重构，分为充电口检查、车载充电机检查两个子任务，涵盖了1+X技能鉴定标准、教学与企业工作岗位需求。目录CONTENTS01充电接口检查02车载充电机检查01PARTONE充电接口检查一、充电接口检查新能源汽车上安装的充电接口，需满足国家标准《电动汽车传导充电用连接装置第2部分：交流充电接口GB/T20234.2—2015》和《电动汽车传导充电用连接装置第3部分：直流充电接口GB/T20234.3—2015》的要求。1.交流充电接口交流充电接口总成如图所示，通过家用220V插座和交流充电盒接入交流充电接口，通过车载充电设备将高压交流电转为高压直流电给动力电池充电。2.直流充电接口直流充电接口总成如图所示,通过直流充电柜将高压直流电通过直流充电接口给动力电池充电。一、充电接口检查2.直流充电接口CC1用于充电柜确认枪是否插好（充电口端有1KΩ电阻）；CC2用于车辆确认枪是否插好（充电枪端有1KΩ电阻）。比亚迪e5充电接口在车辆前端，打开前格栅保护盖可看到，如图所示，左侧为交流充电接口，右侧为直流充电接口。吉利帝豪EV450交流充电接口在车辆左前翼子板位置，直流充电接口在车辆左后，如图所示。一、充电接口检查3.充电接口解锁功能检查①打开驾驶侧侧门。拉动图充电舱门开关，检查充电舱门是否正常打开。在车头处检查充电舱门是否能完全闭合。②在车头处打开充电接口保护盖，如图所示检查充电接口保护盖是否能正常打开或关闭。4.充电接口外观检查充电口外观检查前，参照任务2-3方法进行高压下电操作，佩戴防护手套。①打开充电口舱盖及充电口盖。②目视检查充电口塑料绝缘壳体外观有无热熔变形，如严重热熔变形影响正常使用的，则需要更换处理。正常状态的充电口塑料绝缘壳体外观如图所示。一、充电接口检查4.充电接口外观检查③目视检查充电接口内部以及端子内部有无异物，如图所示，有异物的需要使用高压气枪排出异物，无法排出且影响正常使用的需更换处理。④目视检查充电接口端子有无变黑，变黑则需更换，如图所示。⑤检查充电接口端子簧片及底部有无变黑，变黑的需要更换处理。若充电接口端子簧片及底部变黄，请打开后背门，打开左后侧围检修口排查，需辅助照明仔细观察充电接口尾部电缆是否烧黑及变形。如充电接口端子簧片及底部变黄且伴随尾部电缆外层变黑则需更换处理，如图所示。⑥目视视检查端子簧片有无断裂，断裂的需要更换处理。端子簧片前端断裂如图所示。一、充电接口检查5.充电接口绝缘电阻检查充电接口绝缘电阻检查前，参照任务2-3方法进行高压下电操作，佩戴防护手套。以吉利帝豪EV450为例，测量充电插座绝缘电阻的步骤如下：①断开高压连接。②测量交流充电插座（A）L、N分别对PE（接地）的绝缘电阻值，要求绝缘电阻值大于20MΩ。③测量直流充电插座（B）DC-、DC+分别对PE（接地）的绝缘电阻值，要求绝缘电阻值大于20MΩ。注意：测量绝缘电阻值，请选用500V及以上量程兆欧表测量。一、充电接口检查6.慢充充电枪的检查慢充充电枪检查如图所示。使用万用表测量慢充充电枪CC端子与PE端子之间的电阻。测量方法如下：将万用表调节到2KΩ挡位，黑色表笔接PE端子，红色表笔接CC端子，测量CC端子与PE（接地）之间的电阻，电阻为200Ω。注意：电阻的测量数值因车型不同而不同，以上测量结果仅为参考值。02PARTTWO车载充电机检查二、车载充电机检查车载充电机用于将220V单相交流电转换成动力电池所需的290～420V高压直流电。车载充电机通过CAN总线与BMS通信，可判断动力电池的连接状态是否正常，获取动力电池系统的参数，以及充电前和充电过程中电池模组、电池单体的实时数据：通过CAN总线与VCU通信，可上传车载充电机的工作状态、工作参数和故障信息，接收启动充电或停止充电等控制指令。1.车载充电机外观与安装位置目前新能源汽车搭载的车载充电机有集成式和独立式两类。集成式一般与其他高压电控单元集成为一体，是多种功能的集成体，典型的有比亚迪e5。独立式车载充电机为单以一功能车载充电机。目前集成化越来越多的被新能源汽车所采用。（1）比亚迪e5（2018款）比亚迪e5（2018款）双向车载充电机（OBC）与双向交流逆变式电机控制器（VTOG）、高压配电和漏电传感器、DC/DC变换器集成在高压电控总成内部。比亚迪e5高压电控总成如图所示。二、车载充电机检查1.车载充电机外观与安装位置（1）比亚迪e5（2018款）车载充电机可将交流充电口传递过来的交流电源转换为直流高压电为动力电池充电；或者将动力电池直流电转化为交流电从充电口输出。车载充电机有单向和双向之分，单向OBC和双向OBC实物图及对比如图所示。单向OBC针脚如图所示，其定义如表所示。编号定义3CAN-L4充电指示灯信号7接地8持续10A电流9CAN-H10充电感应信号其余空脚二、车载充电机检查1.车载充电机外观与安装位置（1）比亚迪e5（2018款）双向OBC针脚如图所示，其定义如表所示。编号针脚定义技术要求备注ACP0～100%占空比1kHzB放电触发信号车内放电请求开关信号C充电感应信号拉低有效BMS得电工作D充电连接信号插枪信号，禁上OK挡ECC识别枪类及连接情况同时使OBC得电工作F开盖检测（预留）开盖停止工作G电源地车身地电源负极H常电常电2mA静态功耗，7A持续电源正极，充电电压（13.8±5%）V，充电电流7A，静态功耗＜2mAJCAN_H动力网250KCAN_H二、车载充电机检查1.车载充电机外观与安装位置其定义如表所示。编号针脚定义技术要求备注KCAN_L动力网250KCAN_LLCAN屏蔽屏蔽线MON挡电12V整车ON挡配电，车载得电工作N高压互锁输入PWM信号串接在高压线上后拉至地P///R///S///T预配电12V由BCM输入，唤醒休眠状态下的OBCUL相温度检测（预留）温度检测V检测信号地（预留）温度检测GND二、车载充电机检查1.车载充电机外观与安装位置（1）比亚迪e5（2018款）如图所示为比亚迪e5车载充电系统原理图，当通过快充接口对电池组进行充电，电压输出高达600V，直接利用电压差对动力电池充电；当通过交流充电口对电池组进行充电时，则需通过车载充电机将220V进行变压后再对动力电池进行充电，家用充电电流一般为8A，充电桩充电电流一般为14A。二、车载充电机检查1.车载充电机外观与安装位置（1）比亚迪e5（2018款）交流充电过程：交流充电枪→交流充电口→CC信号→电机控制系统（VTOG）→电池管理系统（BMS）→CP信号反馈给充电枪→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）→动力电池→车辆液晶显示屏显示充电信息→充电桩显示充电信息。VTOG车载充电器的主要作用是：控制高压交/直流电双向逆变，驱动电机运转，实现充、放电功能。具体表现如下：①驱动控制（放电）：通过采集油门、制动、挡位、旋变信号等控制电机正向、反向驱动，正、反转发电功能；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、扭矩控制限制等功能；同时具备电控系统防盗、能量回馈控制、主动泄放、被动泄放控制等功能。②充电控制：具有交、直流转换，双向充、放电控制功能；具有自动识别单相、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功能；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：在电网断电又供电时，可继续充电。二、车载充电机检查1.车载充电机外观与安装位置（2）比亚迪e5（2019年）比亚迪e5（2019年）的车载充电机集成在B平台充配电总成（充配电三合一总成）中，在车上的位置如图所示。比亚迪e5充配电总成如图所示，其性能参数如表所示。二、车载充电机检查1.车载充电机外观与安装位置（2）比亚迪e5（2019年）比亚迪e5充配电总成端口如图所示，其定义及对接说明如表所示。序号定义对接说明1辅助定位（φ13）安装在前舱大支架上2出水口连接冷却水管3排气口连接排气管4进水口连接冷却水管5主定位（φ11）安装在前舱大支架上6交流充电输入连接交流充电口7直流充电输入连接直流充电口8空调压缩机配电连接空调压缩机9PTC水加热器配电连接PTC10辅助定位（φ13）安装在前舱大支架上二、车载充电机检查1.车载充电机外观与安装位置（2）比亚迪e5（2019年）比亚迪e5充配电总成端口如图所示，其定义及对接说明如表所示。序