新能源汽车检测与诊断 课件 3- 高压配电系统检测诊断

工作任务A-3高压配电系统检测诊断

能分析高压配电系统的构成职业能力A-3-1建议课时：4主讲人：CONTENTS目录01核心概念02学习目标03基本知识0405问题情境能力训练核心概念01核心概念高压配电系统：在纯电动汽车中，由多种配电设备（或元件）所组成的变换电压和直接向高压部件分配电能的一个电力网络系统。高压线缆：将高压系统上各部件相连，作为高压电传输的媒介。高压配电系统检测诊断能分析高压配电系统的构成学习目标02教学重难点知识目标：１．掌握高压配电系统的作用及构成；２．了解高压电缆的识别方法。能力目标：１．能利用维修手册查找高压配电系统部件及高压线缆连接器的安装位置；２．能正确拆装高压线缆连接器。素养目标：１．通过利用维修手册，合作查找部件安装位置，培养合作精神，养成主动探究的学习习惯；２．通过工位整理、车辆防护和高压防护的作业练习，培养安全意识和规范意识。高压配电系统检测诊断能分析高压配电系统的构成基本知识03基本知识一、高压配电系统的作用高压配电系统检测诊断能分析高压配电系统的构成纯电动车有两套高压充电系统，一套直流快充充电系统和一套交流慢充充电系统为动力电池充电，提供能量。纯电动车还有一套高压供电系统，动力电池为电机控制器、驱动电机、电动压缩机、ＰＴＣ加热器等高压部件提供能量。这些所有的高压部件都由高压配电系统连接，传送电能。基本知识二、高压配电系统的构成高压配电系统检测诊断能分析高压配电系统的构成图为吉利帝豪ＥＶ４５０的高压配电系统电路原理图。基本知识二、高压配电系统的构成高压配电系统检测诊断能分析高压配电系统的构成主要包括：车载充电机分线盒（集成在车载充电机内部）直流充电接口交流充电接口直流母线电机三相线基本知识二、高压配电系统的构成高压配电系统检测诊断能分析高压配电系统的构成其中，车载充电机分线盒，一般又称为高压配电盒，在有些品牌的纯电动汽车上与车载充电机分开，例如北汽ＥＶ２００纯电动汽车。基本知识１．车载充电机分线盒（高压配电盒）高压配电系统检测诊断能分析高压配电系统的构成车载充电机分线盒又称为高压配电盒，其作用类似于低压供电系统中的熔丝盒，内部装有高压继电器，进行高压电能控制，外围连接至各高压部件，可实现高压电能分配、高压回路的过载及短路保护。基本知识１．车载充电机分线盒（高压配电盒）高压配电系统检测诊断能分析高压配电系统的构成高压电能分配：将动力电池输送的电能分配给电机控制器、空调压缩机、ＰＴＣ加热器等高压部件。基本知识１．车载充电机分线盒（高压配电盒）高压配电系统检测诊断能分析高压配电系统的构成图为电能从充电接口至高压部件的传递路线。基本知识１．车载充电机分线盒（高压配电盒）高压配电系统检测诊断能分析高压配电系统的构成高压回路的过载及短路保护：车载充电器分线盒内对电动压缩机回路、ＰＴＣ加热器回路、交流慢充回路各设有一个４０Ａ的熔断器。北汽EV200的车载充电机内部结构图基本知识１．车载充电机分线盒（高压配电盒）高压配电系统检测诊断能分析高压配电系统的构成当高压回路电流超过90Ａ时，熔断器会在15ｓ内熔断；当回路电流超过150Ａ时，熔断器会在1s内熔断，起到回路保护作用。高压回路的过载及短路保护原理图基本知识2．直流充电接口高压配电系统检测诊断能分析高压配电系统的构成直流充电接口能接收直流充电桩的电能，并通过高压线束将电能直接输送给动力电池总成为其充电。基本知识3．交流充电接口及直流母线高压配电系统检测诊断能分析高压配电系统的构成交流充电接口能接收交流充电桩的电能，并通过高压线束将电能输送给车载充电机，车载充电机将交流电转化为直流电后，再传递给分线盒，分线盒经过直流母线，将直流电传递到动力电池为其充电。基本知识4．电机三相线高压配电系统检测诊断能分析高压配电系统的构成车辆行驶时，电流从动力电池依次经过直流母线—分线盒—电机控制器高压线—电机控制器—电机三相线，到达驱动电机产生驱动力。基本知识三、高压电缆的识别高压配电系统检测诊断能分析高压配电系统的构成颜色识别：高压电缆有着橙色的编织护套，以便于辨认。符号识别：在维修手册、电路图中，ＨV(ＨighVoltage)为高压电的缩写。交直流识别：（１）连接动力电池总成的高压电缆输送直流电；（２）连接电机控制器和驱动电机的电缆输送交流电；（３）空调压缩机有交流电驱动和直流电驱动两种，若为两条电缆，则是直流电驱动；若为三条电缆，则是交流电驱动。能力训练04一、操作条件（１）设备：吉利帝豪EV450纯电动汽车；（２）工具：吉利帝豪EV450维修手册、EV450电路图。能力训练高压配电系统检测诊断能分析高压配电系统的构成二、安全及注意事项（１）当打开车辆前舱盖查找高压配电系统部件的安装位置时，需做好必要的安全防护；（２）依据维修手册，不要盲目碰触高压线缆及设备，避免触电危险；（３）对所使用的纸质维修手册、电脑、车辆或举升机要及时规整复位，并对场地进行5S工作。能力训练高压配电系统检测诊断能分析高压配电系统的构成能力训练三、操作过程请参考教材“操作过程”的内容或维修手册，安全规范作业，达到下列训练要求：高压配电系统检测诊断能分析高压配电系统的构成问题情境05问题情境问题情境一：维修技师Ａ接到紧急任务需要对一辆故障车更换“车载充电机———电机控制器”间高压线束，但这是其第一次接触该车型，他应该怎样做才能顺利完成任务。高压配电系统检测诊断能分析高压配电系统的构成问题情境问题情境二：维修技师Ｂ在检测纯电动汽车高压导线时，由于不熟悉连接器的连接结构，多次尝试拆卸失败后，利用起子强行拆下，并导致连接器接插件损坏。技师Ｂ对高压导线检测正常后，并未更换连接器损坏的线路，基于成本考虑，重新装复使用。请指出维修技师Ｂ的错误的维修行为，说明理由，并提供正确的处理方式。高压配电系统检测诊断能分析高压配电系统的构成本项任务学习结束谢

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能诊断高压绝缘系统故障职业能力A-3-2建议课时：4主讲人：CONTENTS目录01核心概念02学习目标03基本知识0405问题情境能力训练核心概念01核心概念高压母线：电压等级高的主线。兆欧表：主要用来检查电气设备、家用电器或电气线路对地及相间的绝缘电阻，以保证这些设备、电器和线路工作在正常状态，避免发生触电伤亡及设备损坏等事故。绝缘：指使用不导电的物质将带电体隔离或包裹起来，以对触电起保护作用的一种安全措施。导通性：形容电流通过导体顺畅的程度。高压配电系统检测诊断能诊断高压绝缘系统故障学习目标02教学重难点知识目标：１．掌握高压母线的结构组成；２．了解高压母线的特点；３．了解兆欧表的作用、组成及使用方法。能力目标：１．能利用兆欧表检测判断高压母线的绝缘性能；２．能利用万用表判断高压母线的导通性能。素养目标：１．通过对高压母线绝缘性和导通性的检测判断，培养细致、缜密的思维能力，以及踏踏实实的工作态度；２．通过工位整理、车辆防护和高压防护的作业练习，培养安全意识和规范意识。高压配电系统检测诊断能诊断高压绝缘系统故障基本知识03基本知识一、高压绝缘系统高压配电系统检测诊断高压绝缘系统的主要作用是保护人身安全以及车载高压用电设备的运行安全。高压配电系统有专门的绝缘检测单元，能实时检测车辆高压配电系统的动态，并迅速做出判断，确保高压电路安全、可靠。各控制单元通过内部绝缘检测电路及单元对高压部件电路绝缘状态实施监测，如果这些状态发生异常，各控制单元会根据检测到的信号状态产生一个相对应的故障码，同时会将这个信息通过原车CAN总线发送至组合仪表控制单元，仪表控制单元通过文字提醒警告驾驶人系统异常，注意行车安全。分析故障码就可以基本确定故障部位。能诊断高压绝缘系统故障基本知识二、高压绝缘系统的监测高压配电系统检测诊断以北汽纯电动汽车为例，其动力电池的输出电压大部分都在DC336Ｖ左右甚至更高。根据国家安全电压标准的要求，人体的安全电压一般是指不致使人直接致死或致残的电压，一般环境条件下允许持续接触的“安全特低电压”是DC36Ｖ。电动汽车动力电池输出的直流电压区间已远远超过了该安全电压，因此，国家的电动汽车安全标准对人员的触电防护提出了明确的要求，其中包括对绝缘电阻值的最低要求。根据国家标准的规定，动力系统的检测阶段最小瞬间绝缘电阻为0.5ｋΩ／Ｖ。各整车厂开发的纯电动汽车，则应根据各自设定的电压等级来确定动力系统的绝缘电阻警告阈值。能诊断高压绝缘系统故障基本知识二、高压绝缘系统的监测高压配电系统检测诊断绝缘电阻警告阈值分为２类：一类为警告绝缘电阻值设定为50～350ｋΩ，定义为３级的一般绝缘故障，即整车进入跛行工况／降功率，系统故障灯亮且提示绝缘故障；一类为警告绝缘电阻值设定为小于50ｋΩ，定义为１级的致命绝缘故障，即动力电池总正、负继电器断开，动力电池不上电，电机零转矩，系统故障灯亮且提示绝缘故障。能诊断高压绝缘系统故障基本知识二、高压绝缘系统的监测高压配电系统检测诊断高压绝缘状态由BMS（电池管理系统）来承担检测功能，当检测到的绝缘电阻值低于以上某值时，BMS将对应的绝缘故障码上报给上位机，整车上则由组合仪表来进行代码显示和故障灯警告。当组合仪表上显示了故障码或警告灯时，表示此时车辆出现了绝缘故障，必须马上进行故障排查，以免出现人身安全事故。能诊断高压绝缘系统故障基本知识三、高压母线的结构高压配电系统检测诊断高压母线：从外到内由保护层、屏蔽层、绝缘层、线芯组成。保护层：作用是保护电力电缆免受外界杂质和水分的侵入，以及防止外力直接损坏电力电缆。屏蔽层：在保护层内、绝缘层外，作用是限制电场和电磁干扰。能诊断高压绝缘系统故障基本知识三、高压母线的结构高压配电系统检测诊断绝缘层：包覆在线芯外，其作用是隔绝导体，承受相应的电压，防止电流泄漏。绝缘层是将线芯与大地以及不同相的线芯间在电气上彼此隔离，保证电能输送。线芯：是电力电缆的导体部分，用来输送电能，是电力电缆的主要部分。能诊断高压绝缘系统故障基本知识四、高压母线的特点高压配电系统检测诊断纯电动汽车高压母线的特点包括：高电压：常规汽车电缆的结构按额定电压600Ｖ设计，而如果在商用车和公共汽车上使用，额定电压可高达1000Ｖ。高电流：由于电动汽车高压线是电池、逆变器和电动机的连接脉络，需要传输高电流，电流可达到250Ａ至450Ａ。耐高温：高压、高电流导致的结果是组件的发热情况更严重，因此普通电缆的额定温度70℃、90℃或105℃已经不适用。目前电动汽车高压线的耐高温主要在125℃和150℃。部分电动汽车厂家有特殊要求的，会提出更高的耐高温要求，如排气管、电机、电池背面等附近。能诊断高压绝缘系统故障基本知识四、高压母线的特点高压配电系统检测诊断纯电动汽车高压母线的特点包括：使用寿命：汽车行业通常在指定温度等级基础上，将电缆的使用寿命设计为3000ｈ。屏蔽效果：高压电缆的本身并不需要屏蔽，因为不像同轴电缆那样传输数据，但是需要防止或减少系统中的开关电源产生高频辐射，并通过电缆诱导到周边部件。柔韧性：由于汽车空间的局限性，需要具有高柔韧性的电缆来满足布线的需要。能诊断高压绝缘系统故障基本知识四、高压母线的特点高压配电系统检测诊断纯电动汽车高压母线的特点包括：耐弯曲：由于靠近纯电动汽车运动部位（如电机），这些地方的高压线会被连续振动，因此高压线被设计成能承受高的循环弯曲，以确保良好的弯曲耐力。颜色标识：由于纯电动汽车高压线具有高压的性质，因此在标准中明确规定统一使用橙色，以示和普通汽车电缆的区别。能诊断高压绝缘系统故障基本知识五、高压绝缘检测设备高压配电系统检测诊断兆欧表，又叫摇表，是用来测量绝缘电阻阻值大小的专业测量工具，因此又叫“绝缘电阻表”。兆欧表有手摇式、电动式、数字式、智能化、专业型等类型，本书主要对数字式兆欧表进行介绍。兆欧表的功用：兆欧表可实现检测回路、显示、作为直流高压发生器，产生直流高压的功能。能诊断高压绝缘系统故障基本知识五、高压绝缘检测设备高压配电系统检测诊断兆欧表的组成：兆欧表主要由主机、检测线组成。能诊断高压绝缘系统故障基本知识五、高压绝缘检测设备高压配电系统检测诊断兆欧表的原理：机内电池作为电源，经DC/DC变换产生直流高压，由Ｅ极端子输出，经过被测试对象后到达Ｌ极，从而产生一个从Ｅ到Ｌ极的电流，经过变换运算，直接将被测的绝缘电阻值由屏幕显示出来。兆欧表的选择：选择电压等级和测量范围。能诊断高压绝缘系统故障基本知识五、高压绝缘检测设备高压配电系统检测诊断电压等级：额定电压在100Ｖ以下的电气设备或回路，选用250Ｖ兆欧表；100Ｖ以上至500Ｖ以下的电气设备或回路，选用500Ｖ高压兆欧表；额定电压在500Ｖ以上至3ｋＶ以上的电气设备或回路，选用1000Ｖ高压兆欧表；额定电压在３ｋＶ以上至10ｋＶ以上的电气设备或回路，选用2500Ｖ高压兆欧表；10ｋＶ及以上的电气设备或回路，选用2500Ｖ或5000Ｖ高压兆欧表。能诊断高压绝缘系统故障基本知识五、高压绝缘检测设备高压配电系统检测诊断测量范围：量程范围的选择一般不要过多地超出所测量的电阻值。兆欧表的使用注意事项：使用前必须切断低压电源，即关闭点火开关、切断蓄电池的负极，并对正极、负极进行绝缘防护，不允许在设备带电的情况下进行检测；测量完成后要立即放电，按下“TEST”，继续将表笔留在检测点上，等待兆欧表对被测电路放电，直到兆欧表显示正常后，拿开表笔；测量中若表针指零，应立即停表，否则会损坏兆欧表。能诊断高压绝缘系统故障能力训练04一、操作条件（１）设备：吉利帝豪EV450纯电动汽车、诊断仪、万用表、低阻表、兆欧表；（２）工具：吉利帝豪EV450维修手册，扭力扳手。能力训练高压配电系统检测诊断能诊断高压绝缘系统故障二、安全及注意事项（１）在作业过程中佩戴好个人防护用品；（２）绝缘测试仪使用时遵守单手操作原则；（３）断开高压连接器后，保护好高压互锁接头，防止意外损坏；（４）当打开车辆前舱盖或进入车辆底部时，不要盲目碰触高压导线及设备，避免触电危险；（５）对所使用的纸质维修手册、电脑、车辆或举升机要及时规整复位，并对场地进行5S工作。能力训练高压配电系统检测诊断能诊断高压绝缘系统故障能力训练三、操作过程请参考教材“操作过程”的内容或维修手册，安全规范作业，达到下列训练要求：高压配电系统检测诊断能诊断高压绝缘系统故障问题情境05问题情境问题情境一：一辆纯电动汽车进入修理厂维修，更换车载充电机过后，车辆能够正常上电，但无法行驶。高压配电系统检测诊断能诊断高压绝缘系统故障问题情境问题情境二：客户反映，车辆在行驶时加速性能下降，无法进行高速行驶，进入４Ｓ店维修。高压配电系统检测诊断能诊断高压绝缘系统故障本项任务学习结束谢

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能诊断高压互锁故障职业能力A-3-3建议课时：4主讲人：CONTENTS目录01核心概念02学习目标03基本知识0405问题情境能力训练核心概念01核心概念高压互锁：也称危险电压互锁回路（HVIL，HazardousVoltageInterlockLoop），通过低压回路来检测高压部件、导线和连接器的电气完整性或连通性。高压安全策略：将造成高压连接器接头处电阻增大，引起电阻热，温度升高，进而引起火灾。高压配电系统检测诊断能诊断高压互锁故障学习目标02教学重难点知识目标：１．掌握高压互锁的作用；２．掌握高压互锁的工作原理。能力目标：１．能对高压互锁电路图进行分析判断；２．能检测判断高压互锁的典型故障。素养目标：１．通过对高压互锁电路的分析，完成相关典型故障的检测判断，从而培养理实结合的学习能力；２．通过工位整理、车辆防护和高压防护的作业练习，培养安全意识和规范意识。高压配电系统检测诊断能诊断高压互锁故障基本知识03基本知识一、高压互锁的定义高压配电系统检测诊断在国际标准ISO6469.3—2011《电动道路车辆安全规范》第３部分：人身防电击保护中，规定车上的高压部件应具有高压互锁装置。高压互锁：也指危险电压互锁回路（HVIL，HazardousVoltageInterlockLoop），即通过使用电气信号来检查整个高压产品、导线、连接器及护盖的电气完整性（连续性），识别到回路异常断开时，及时断开高压电。能诊断高压互锁故障基本知识二、高压互锁的作用高压配电系统检测诊断高压互锁的作用：整车在高压上电前确保整个高压系统的完整性，使高压处在一个封闭环境下工作，从而提高安全性；当车辆在运行过程中，高压系统回路断开或完整性受到破坏时，可启动安全防护，如使高压动力电池禁止向外供电；防止带电插拔高压连接器给高压端子造成拉弧损坏。能诊断高压互锁故障基本知识二、高压互锁电路的组成高压配电系统检测诊断以北汽新能源汽车EV200为例，其高压互锁回路由VCU、空调压缩机、车载充电机、高压控制盒、动力电池、快充接口、DC/DC变换器、PTC加热控制器、电机控制器组成。能诊断高压互锁故障基本知识二、高压互锁电路的组成高压配电系统检测诊断高压互锁连接器结构：由低压端子（又称互锁端子）和高压端子（又称主回路端子）共同组成。能诊断高压互锁故障基本知识三、高压互锁电路的组成高压配电系统检测诊断低压端子含两个PIN脚，当高压连接器插合后，两个PIN脚成短路状态；当高压连接器断开后，两个PIN脚成开路状态，即通过低压端子和高压端子的长度和位置差异，可实现连接时，先连接高压端子，再连接低压端子；断开时，先断开低压端子，再断开高压端子。能诊断高压互锁故障基本知识四、高压互锁的原理高压配电系统检测诊断所有与动力电池相连的高压部件内部都有一个高压互锁连接器，该高压互锁连接器集成在电缆中或部件外壳中，各部件的互锁回路串联连接，一旦其中任意一个部件的高压互锁连接器断开，整个互锁回路将断开，继而切断高压回路。能诊断高压互锁故障基本知识四、高压互锁的原理高压配电系统检测诊断以北汽新能源EV200为例，VCU通过限流电阻输出一个＋12Ｖ电源电压，通过高压部件连接器构成的高压互锁回路传输至PTC加热连接器端搭铁。能诊断高压互锁故障基本知识四、高压互锁的原理高压配电系统检测诊断若VCU检测点Ａ的电压值为0Ｖ，则判断高压连接器及元件连接正常，无断开现象，回路的完整性没有被破坏；若VCU检测点Ａ的电压值为12Ｖ，则判断高压回路没有完整的连接，且被破坏，即连接器断开或电路有开路，此时动力电池总正、负继电器立即断开，动力电池停止上电。因此，高压互锁回路可用于检测高压线束的连接情况。检修时，使用万用表逐段检测线束导通情况，对连接