新能源汽车维护与故障诊断 3任务3 纯电动汽车整车动力控制系统故障诊断与排除-学习工作页.docx

A任务3纯电动汽车整车动力控制系统故障诊断与排除知识目标.能够描述纯电动汽车整车控制系统诊断的基本思路;1 .能够描述纯电动汽车CAN线路诊断与排除方法；技能目标1.能够进行纯电动汽车整车控制系统故障诊断与排除。2能够进行纯电动汽车CAN线路故障诊断与排除一、任务导入一辆比亚迪e5纯电动汽车因为存在故障而无法行驶，动力故障灯点亮，同时解码仪连接，整个系统无法进入，无法读取故障码。汽车维修工小李接到这个 任务之后，按照领导交办的任务，需要对比亚迪e5纯电动汽车整车控制系统进 行专项学习及维修，因此他需要收集资料，首先对纯电动汽车整车控制系统有所 了解，才能够掌握汽车故障排除的思路。二、获取信息引导问题1 纯电动车的整车控制系统组成有哪些？纯电动汽车整车电子控制系统由 系统、系统、汽车安全控制系统、系统组成，这四大系统完成了电动汽车的使 命。电动汽车动力系统各零部件的工作都是由整车控制器统一协调，但是不同纯 电动车形成的机理是不同的。对纯电动汽车而言，电动机驱动和制动能量回收的最大功率都受到电池放 电、充电能力的制约。首先要针对给定的车辆和参数的条件，选择合适的动力系J-a»Fuos38副A cosM :gosXj-ixA ：«»9>G33 ©-2G33 Kl-：S图3-1-11网关的各个网络的连接（1）为了适合不同情况下的工作状态，网关的电源系统是三套系统，首先是最低模式 的KEY-LESS系统的F2-3保险丝、适合充电状态下的充电系统保险丝F2-34保险丝、适合 汽车运行的IG1的保险丝，这个三个保险丝的连接，如下图3-1-12所示。/3(yle5AF2网ke7.yF2/10 - 网关工Gl.7.5AF2/347. 5A ' 网关.双路电A77733 G2I1G2K15 |B2HR/W图3-1-12网关的保险丝(2)将上述内容整合如下：网关的保险丝连接，如下表1.6所示。表L1网关的保险丝网关的模块连接的九个模块，如下表L7所示。名称作用对网络控制作用F2-3保险丝最低模式的KEY-LESS 系统的保险丝保证在最低模式的KEY-LESS系统 可以正常使用F2-34保险丝适合充电状态下的充电 系统保险丝保证充电状念下的CAN通讯IG1的保险丝适合汽车运行的保险丝保证汽车运行的CAN通讯表1.2网关动力网的连接九个模块名称作用对网络控制作用档位传感器G39建档位ea信号次优先级车载终端K58报送车载终端次优先级组合仪表G01报送组合仪表并显示次优先级主控制器K49(B)报送主控制器次优先级P档控制器B25监测p档位锁定信号优先级启动蓄电池BK50唤醒低压蓄电池优先级动力配电箱B28 ( B )联络漏电传感器优先级VTOG ECU B28 ( A )报送VTOG电脑优先级电池管理器BK45( B )报送BMS优先级(6)依据上表1.7思考，若是断开低压小电池插头BK50,是否影响上0K电，完成 下列表格1.8填写。表1.3断开低压小电池插头BK50,判断是否可以上0K电断开低压小电池插头的操作，如下图1.37所示。动作现象原因分析断开低压小电池 插头BK50无法上0K电按照刖面表格,属于优先级， 无法上0K电图1低压小电池的插头四、任务考核目标考核题目得分知 识 目 标1（1）（判断）纯电动汽车整车电子控制系统由动力系统、底盘电子控制系统、汽车安 全控制系统、汽车信息电子控制系统组成。（）（2）（判断）整车控制器的CAN总线连接附加终端电阻，与动力电池、驱动部分等 实施通讯。（）（3）（判断）整车控制器输入量只能够是模拟量输入。（）（4）（判断）电机制动回馈能量回收，当车辆处于滑行就是车速高于设定值比如50KM 时，刹车工作时，针车控制器会给电机控制器下发制动回馈指令，电机控制器即会控 制电机输出负扭矩，进行发电工作，并将发电育缰储存于电池中，增加了整车续航里 程。（）（5）（单选）实现高压直流电转化低压直流电为整车低压电器系统供电系统是（）oA.VTOGB.BMS C. OBC D. DC-DC（6）（多选）故障自诊断系统的功能有哪些（ABCD）A、能够实时监测系统的故障信息。B、设定故障失效的备份值。C、冻结帧信息的存储，为了给随后的维修提供参考，同时能够让维修人员更清楚了解 故障发生时刻车辆的相关信息。D、能够实现与外部通信，外部诊断仪可以获取存储的故障信息。技1（1）（判断）比亚迪e5高压电控总成及主控制器总成均位于前舱内。（X ）能 目 标（2）（判断）比亚迪e5高压电控总成具有64pin、33pin低压接信号插件。（J）总分：分教师评语：统类型，完成动力系统的参数匹配和优化。在纯电动车方面，整车控制系统由、通信系统、零部件控制器以及 驾驶员操纵系统构成，其主要功能是根据驾驶员的操作和当前的整车和零部件工 作状况，在保证安全和动力性的前提下，选择尽可能优化的工作模式和能量分配 比例，以达到最佳的能量经济性。1 .纯电动车的整车控制系统及功能分析纯电动汽车整车控制系统基本连接，如图所示。（1） DSP控制电脑DSP控制电脑1的DC-DC模块，接受12V蓄电池的低压电路（与DC-DC模块 连接，实现对低压电池的充电回补功能）；DSP控制电脑的信号处理模块，接受 电压、传感器等信号；CAN驱动模块接受来自于整 车控制器的CAN线通讯；PWM模块控制电机控制器（DC/AC）模块。整车控 制器的CAN总线连接附加终端电阻，与动力电池、驱动部分等实施通讯。传序 JCa图3-1-1纯电动汽车驱动系统这个DSP电脑，综合了 DC-DC模块、同时与整车控制器联络，按照吉利帝 豪EV300,就是车载充电机OBC居中，左侧就是PEU （车载充电器）、VCU, 靠近机舱防火墙的是PTC,如图3-1-2所示。1 DSP：Digital Signal Processing数字信号处理，比亚迪的DSP1、DSP2只是内部分区,一般认为DSP2是 输出，可以在解码仪识别，但是DSP1无法在解码仪识别。图3-1-2吉利帝豪EV300的纯电动汽车高压系统（2）整车控制器纯电动汽车的控制系统就是整车控制器VCIA电机及电机控制器MUC、动力 电池及动力电池管理系统BMS'，电动汽车的控制核心还是VCU。很多微型车的控 制逻辑也相对简单，为了节省整车控制器的成本，因此整车控制器是集成在电机 控制器（PEU）中或者集成在BMS中，可能是考虑开发成本的原因。1）整车控制器输入乘用车大都有专门的VCU,用以控制整车 电、驱动、运行、故障处理等等功能；整车控制器一般有专用汽车级的高频率、耐振动、稳定性较好的高 速芯片，用它来实现整车的控制功能。按照输入量的划分，输入整车控制器的参数有模拟量：比如刹车开度、油门 开度、手刹等等。也有数字量输入比如仪表、DC、ABS等。2）整车控制器作用它可以实现开关量的处理比如它可以通过继电器控制PTC的关闭合开启， 可以通过高边驱动，也可以通过低边驱动；整车控制器处理档位信号，电机制动回馈能量回收，当车辆处于滑行就是 车速高于设定值比如50KM时，刹车工作时，针车控制器会给电机控制器下发制 动回馈指令，电机控制器即会控制电机输出负扭矩，进行发电工作，并将发电能 量储存于电池中，增加了整车续航里程。整车控制器还处理冷却系统，控制水泵工作；VCU： Vehicle Control Unit.3纯电动汽车整车控制器VCU是如何工作的？ 29&wfr=spider&for=pc4 一般安全等级较高的零部件建议使用高边驱动，当然这也得看整车控制器芯片资源的情况。同时内部具有CAN收发转换功能，一般会将整车控制器作为连接CAN节点 的网关来用5。3）整车控制器工作VCU是整车指令的发出者，VCU的性能对整车的安全性尤为关键，所以VCU 一般要求工作温度为-40度到125度左右，。VCU硬件电路具备很多保护电路；通常情况下，VCU最基本的要具有防反接 电路、ESD保护电路、隔离CAN模块，为了使得整车通讯不受影响。整车控制器的功能，更加类似于网关的内容，处理联络动力电池包、DC-DC 模块之间的网络连接。在比亚迪e5汽车里面，可以看出来，只有比亚迪e5汽车 的网关类似前面提及整车控制器的功能，该网关电路图，如图3-1-3所示。5%0 50 50 50 30.3网关图3；-3比亚迪e5汽车的网关宏观而言，这样的纯电动汽车整车控制系统在布局上，做到了拓扑分离和功 能分离。引导问题2北汽新能源EV系列整车控制系统组成有哪些?5整车控制器是基于局域网CAN通讯来实现控制的，但是，如果在高速行车的过程中，例如遇到极端情况, CAN通讯总线异常或者断开，那么在没有VCU的控制下，整车如何进行下电？在转向助力失控的情况下 整车系统又该如何控制？这些问题需要进一步讨论。1 .北汽新能源EV系列整车控制系统下图3-1-4为北汽EV200汽车舱室外观结构图，北汽系列的高压电控元件是 分开的，整体布局形式是机舱左侧车载充电机部分，连接后面的慢充线束。中间是DC-DC,主要功能就是高压直流降压，为低压电池及常规低压电路供 电。靠在DC-DC的左侧是高压控制盒，高压控制盒主要是分配高压电，另外直接 将直流充电的高压直流电输送到动力电池包。电机控制器（PDU）主要就是将高压直流变为高压交流电，输送到驱动电机。DC/DCDC/DC电机控制 器电缆高压附件电缆电机控制 器快充线束高压电缆高压附件电缆高压控制盒车载充电机慢充线束图3-1-4北汽EV200汽车舱室外观结构图北汽新能源EV160车整车基本框架，如图3-1-5所示，主要分为四条工作线 路。图3-1-5北汽新能源EV160车整车基本框架(1)控制回路驾驶员通过档位选择及油门位置传感器，将驾驶员的主观愿望，变为信号输 送到整车控制器VCU,整车控制器协调动力电池、驱动电机控制器(PDU)o(2)电能回路动力电池的电能，经过高压控制盒子，然后经过驱动电机控制器(PDU),将 高压交流电输送到驱动电机，驱动电机将旋转的动能输送到减速器总成，减速器 总成将动力输送到两侧的车轮。北汽新能源采用德国大陆公司的电池管理系统(BMS),在电池包有短路、过 热的现象发生时可自动切断电流，防止发生危险，这套电池系统在水中浸泡30 分钟后仍可以使用，品质不受任何影响°另外，除此之外，北汽EV160的高压线路，如图3-1-6所示。涉及到高压线 有动力电池、空调压缩机、加热器PTC、DC-DC、快充口、电机控制器、动力电 机等。图3-1-6 北汽EV160车的高压线路(3)冷却液回路冷却液回路的动力源是水泵，水泵将冷却液输送到驱动电机控制器PDU,驱 动电机控制器水路输送到驱动电机，在驱动电机冷却之后，再反馈到散热器，重 新回到水泵，周而复始。6北汽电动车biz=MzU3MD AxMTY wNg%3D%3D&idx= 1 &mid=2247485454&sn=4394479115 4bfcbb9b57618dd17a646d(4)机械能回路驱动电机将动力输送到减速器总成，减速器总成将动力输送到车轮。动力电池的电能，经过高压控制盒子，然后经过驱动电机控制器(PDU),将高压 交流电输送到驱动电机，驱动电机将旋转的动能输送到减速器总成，减速器总成 将动力输送到两侧的车轮。三、任务实施j 实施要求本操作任务完成比亚迪高压电控单元电路连接图绘制，包括以下内容：(1)比亚迪e5车的高压电控、主控制器；(2)高压电控的与动力电池包连接的配电箱部分。2 .实施准备本任务采用理实一体化教学模式，专业教师1名，学员40名，个人防护设备6套，按照6-7人一组进行分组，每组任命1名小组长，进行具体任务的分工和工量具的清点，实训前准备，如下表3-1-1所示。表3-1-1比亚迪高压电控单元电路连接图绘制准备清单实训项目实训器材说明数量比亚迪高压电控电路图(本)比亚迪e5纯电动汽车6单兀电路连接图维修手册(套)比亚迪e5纯电动汽车6绘制比亚迪e5纯电动汽车整车63 .实施步骤(1)准备好相关工作台面，阅读电路图。(2)首先查找高压电控总成及主控制器总成电路图及维修手册。查找完毕之后，在整车上找到高压电控总成及主控制器总成，如图3-1-7所示。编号总成名称编号总成名称1高压电控总成2主控制器总成图3-1-7比亚迪e5车的高压电控、主控制器（3）准备好相关工作台面，阅读电路图。准备开始研究动力网的CAN线路。根据上 述图可以看出，仪表板线束转接头3向下，主要是DLC、换挡机构、组合仪表、车载终端, 如图3-1-8所示。K49 (B)-9 K49(B)-1 主在豌图3-1-8仪表板线束接头3的连接（1）（4）然后，根据这样的情况，在下图绘制四个模块的与动力网的连接，如图3-1-9所 zjx o档位传感器G39车载终端K58档位传感器G39车载终端K58组合仪表G01主控制器K49(B)图3-1-9动力网的CAN线连接(5)根据下图3-1-10可以看出，仪表板线束转接头3向上，主要是网关ECU、P档控 制器、启动BMS、动力配电箱、VTOGECU、电池管理器。B2S（A）-49 B2S（A）-50 VTOG ECUB25-4BK50-1B2S（B）-6B25-3F塔在创髓BK5O-2 后动蓄电池取SB2S(B)-5动力配电转图3-1-10仪表板线束接头3的连接(6)然后，根据这样的情况，在下图绘制五个模块的与动力网的连接，如图3-1-11所 不。P档控制器B25启动蓄电池BK50动力配电箱B28 (B)个VTOG ECU B28 (A)电池管理器 BK45 (B)图3-1-11比亚迪e5五个模块的与动力网的连接(7)前往网关G19,观察网关的CAN连接。网关是比亚迪e5的CAN的核心，汇聚 了整车的舒适网、ESC网、车身网、动力网，各个网络连接如图3-1-11所示。