《纯电动汽车整车控制系统检测与修复》课件-学习情境三：整车控制系统检测与修复

学习情境三：整车控制系统检测与修复学习单元3.1输入电路异常检测与修复课程内容12345任务导入学习目标理论知识拓展阅读实践技能6单元小结任务导入北汽EV160纯电动汽车某驾驶员在为车辆进行慢充充电操作后，发现汽车仪表盘上部有闪烁提示“车辆进入跛行状态”，仪表盘下部跛行指示灯及系统故障灯点亮，提示系统存在二级故障。请按照正确规范的操作流程进行故障诊断。学习目标能通过查阅学习手册和相关资料获取整车控制器输入电路信息能在实车上通过查阅相关资料指出北汽EV160主要传感器的位置能通过电气原理图理解北汽EV160主要传感器的类型和基本原理能熟练使用故障诊断仪读取故障码能熟练使用FSA740示波器测量信号波形能进行整车控制器相关输入信号失效的检测与修复理论知识整车控制器输入电路概述整车控制器主要输入信号整车控制器输入电路原理整车控制器输入电路测试的内容及方法理论知识3.1.1整车控制器输入电路概述传感器车辆状态信息物理信号电信号整车控制器VCU整车控制器输入输入电路理论知识3.1.2整车控制器主要输入信号曲轴位置传感器凸轮轴位置传感器空气流量传感器ECU传统汽车电机转速传感器电机温度传感器MCU电动汽车汽车理论知识根据整车控制器功能了解整车控制器主要输入信号3.1.2整车控制器主要输入信号结合北汽EV200整车控制器功能，思考其他可能的整车控制器输入信号驾驶员意图解析功能驾驶员操作整车控制器制动踏板操作加速踏板操作充电操作理论知识3.1.2整车控制器主要输入信号北汽EV200整车控制器电路原理图理论知识3.1.2整车控制器主要输入信号传感器/开关信号功能加速踏板位置传感器信号提供驾驶员对车辆的动力需求制动踏板开关信号提供驾驶员对车辆的制动要求真空压力传感器信号提供电动真空助力系统压力状态车速传感器信号提供车辆运行信息快充/慢充连接确认信号提供充电信息档位信号提供驾驶员的档位操作信息制动能量回收强度信号提供驾驶员的制动能量回收需求空调开关信号提供驾驶员对空调使用的需求理论知识1.霍尔式加速踏板位置传感器信号加速踏板位置传感器能够将加速踏板位置及变换速率信号传递给整车控制器，其信号通常为线性信号。常见的加速踏板位置传感器类型有电位计式和霍尔式：3.1.3整车控制器输入电路原理理论知识3.1.3整车控制器输入电路原理电位计式加速踏板位置传感霍尔式加速踏板位置传感器

理论知识3.1.3整车控制器输入电路原理加速踏板位置传感器输入电路理论知识北汽EV200的加速踏板传感器信号波形为线性信号，其中一路信号的幅值为另一路信号幅值的2倍。3.1.3整车控制器输入电路原理理论知识3.1.3整车控制器输入电路原理2.制动踏板开关信号开关触点制动踏板开关制动踏板触点闭合触点打开理论知识制动踏板开关原理图：3.1.3整车控制器输入电路原理理论知识3.快充/慢充连接确认信号3.1.3整车控制器输入电路原理理论知识3.快充/慢充连接确认信号3.1.3整车控制器输入电路原理车身地（搭铁）低压辅助电源正极低压辅助电源负极直流电源正极直流电源负极充电通信CAN_H充电通信CAN_L充电连接确认充电连接确认快充接口示意图理论知识3.快充/慢充连接确认信号3.1.3整车控制器输入电路原理慢充接口示意图充电连接确认控制确认线交流电源交流电源车身地（搭铁）空脚空脚理论知识4.档位信号北汽EV200纯电动汽车采用旋钮式电子换档旋钮3.1.3整车控制器输入电路原理旋钮式电子换档器能量回收强度调节按键理论知识3.1.3整车控制器输入电路原理换档信号输入电路理论知识5.真空泵压力传感器3.1.3整车控制器输入电路原理电动真空助力系统理论知识3.1.3整车控制器输入电路原理真空压力传感器信号输入电路理论知识1.蓄电池状态检测的主要内容3.1.4整车控制器输入电路测试的内容及方法检测内容产生危害蓄电池壳体是否损坏电解液流出损害车体蓄电池电极导线接头是否受损影响导线连接可靠性蓄电池固定是否牢固受车体震动而损害蓄电池蓄电池电量状低压系统供电异常理论知识2.输入电路测试方法在进行整车控制器输入电路异常的检查时，主要检测内容就有信号线路故障、传感器供电故障及传感器功能故障三部分。3.1.4整车控制器输入电路测试的内容及方法理论知识在整车控制系统输入电路的实际检修过程中，通常需借助故障诊断仪来缩小故障点范围。3.1.4整车控制器输入电路测试的内容及方法拓展阅读3.1.5霍尔器件的原理及应用霍尔效应霍尔元件霍尔集成电路实践技能加速踏板位置传感器故障现象加速踏板位置传感器故障诊断加速踏板位置传感器故障分析3.1.6加速踏板位置传感器故障分析实践技能1.故障现象3.1.6加速踏板位置传感器故障分析持续闪烁系统故障灯：二级故障跛行指示灯实践技能1.故障现象3.1.6加速踏板位置传感器故障分析车辆只能低速行驶而无法加速，车速维持在15km/h左右实践技能2.故障诊断过程（1）安全提示在对整车控制器输入电路进行故障检测与维修时，需要注意安全操作。

3.1.6加速踏板位置传感器故障分析实践技能（2）故障码读取3.1.6加速踏板位置传感器故障分析实践技能2.故障诊断过程（3）动态测试插上传感器插头将点火开关置ON档位进入故障诊断系统整车控制器，读取加速踏板开度数据流当踩下并松开加速踏板，加速踏板开度会增加和减小，说明至少有一路加速踏板位置传感器信号正常用两根探针从插头T6后部分别刺入4号、6号端子用FSA740双通道示波器观察加速踏板位置传感器两路信号，当踩下加速踏板时，发现只有6号端子输出信号正常，4号端子没有信号输出，说明4号端子对应的加速踏板位置传感器损坏3.1.6加速踏板位置传感器故障分析实践技能2.故障诊断过程（4）静态测试将点火开关置OFF档位拔下加速踏板位置传感器插头将点火开关置ON档位用万用表检测加速踏板位置传感器插头T6上的1号端子与搭铁之间的电压，万用表显示5V电压用万用表检测加速踏板位置传感器插头T6上的2号端子与搭铁之间的电压，万用表显示5V电压说明传感器供电电路正常将点火开关置OFF档位用万用表检测加速踏板位置传感器插头T6上的3号端子与搭铁之间的电阻，万用表显示为1欧姆左右用万用表检测加速踏板位置传感器插头T6上的5号端子与搭铁之间的电阻，万用表显示为1欧姆左右，说明传感器搭铁电路正常3.1.6加速踏板位置传感器故障分析实践技能2.故障诊断过程（5）故障修复对于传感器硬件故障，通常采用的修复方法是进行加速踏板总成的更换。北汽EV160加速踏板总成由四个进入螺栓固定于车身上。进行更换时，首先拔下传感器插头，然后依次拆下紧固螺栓，最后换上新的加速踏板总成。3.1.6加速踏板位置传感器故障分析实践技能2.故障诊断过程（6）试车加速踏板总成更换完成后，需要进行试车。重新连接故障诊断仪，打开点火开关，显示仪表无故障提示；利用故障诊断软件重新读取故障码、清除故障码、再次读取故障码，能够观察到加速踏板相关故障码已消除；最后驾驶车辆行驶，测试到车辆的加速性能已恢复。3.1.6加速踏板位置传感器故障分析实践技能3.故障分析根据故障现象易推出故障产生的主要原因是加速踏板失效故障导致加速踏板失效原因可能是两路传感器信号匀缺失，或开度信号、校验信号缺失一个。3.1.6加速踏板位置传感器故障分析当整车控制器接收不到加速踏板位置传感器校验信号时，将对传感器输出的单独一路信号不再信任，直接控制车辆进入跛行状态，并通过仪表盘提示驾驶员及时维修车辆。单元小结北汽EV160整车控制器输入信号主要有：加速踏板位置信号、制动踏板开关信号、档位信号、快/慢充连接确认信号、真空压力传感器信号等。电位计式踏板位置传感器直接输出线性信号给整车控制器，而霍尔式则需要通过信号转换电路将霍尔传感器输出的脉冲信号转换为线性信号。制动开关原理：当驾驶员踩下制动踏板后，无论车辆点火开关处于何档位，制动等都将点亮；当车辆正常行驶时，整车控制器接收到制动踏板开关信号后，将进行制动能量回收控制。该制动踏板信号与车辆制动系统的控制无关。学习单元3.2输出电路异常检测与修复学习情境三：整车控制系统检测与修复课程内容12345任务导入学习目标理论知识拓展阅读实践技能6单元小结任务导入假如你是北汽新能源4S店一名车辆维修人员，某待维修车辆出现电机冷却液温度过高、倒车影像与倒车雷达失效、真空助力失效等故障，请你对这些故障进行排查和修复。学习目标能通过查阅学习手册和相关资料获取整车控制器输出电路信息；能在实车上通过查阅相继电器盒盖上的信息找出北汽EV160主要继电器和保险的位置；能通过电气原理图理解北汽EV160主要传感器的类型和基本原理；能熟练使用故障诊断仪读取故障码；能进行整车控制器相关输出电路故障的检测与修复。理论知识整车控制器输出电路概述整车控制器主要输出信号整车控制器输出电路原理整车控制器输出电路检测方法理论知识整车控制器的输出电路，主要由相应执行器和控制线路组成车辆上结构相对简单的系统一般接受整车控制器直接控制除进行相关执行器的控制外，整车控制器还需要完成整车工作模式的判定和各子系统功能的协调动作，即在特定工作模式下控制相关的子系统进行工作。3.2.1整车控制器输出电路概述理论知识控制器的输出信号通常有唤醒信号、开关信号及具体带参数的控制信号。3.2.2整车控制器主要输出信号一般子系统控制器的输出信号以开关信号和带参数信号为主如电机控制器发出的电机转速转矩输出信号、发动机电动单元发出的点火信号等；整车控制器的输出信号主要以唤醒信号（触发信号）和开关控制信号为主，唤醒信号用于子系统功能唤醒，开关信号用于执行器动作控制。理论知识3.2.2整车控制器主要输出信号北汽EV160整车控制器电路原理图理论知识北汽EV200纯电动汽车整车控制器输出信号主要有：唤醒信号指示灯控制信号开关控制信号主要有3.2.2整车控制器主要输出信号理论知识1.风扇继电器控制3.2.3整车控制器输出电路原理风扇继电器电路原理图理论知识2.倒车灯继电器控制3.2.3整车控制器输出电路原理倒车灯继电器电路原理图理论知识3.水泵继电器控制3.2.3整车控制器输出电路原理水泵继电器电路原理图理论知识4.空调系统继电器控制3.2.3整车控制器输出电路原理空调继电器电路原理图理论知识5.真空泵继电器控制原理3.2.3整车控制器输出电路原理真空泵继电器电路原理图理论知识6.其他执行器和唤醒功能的控制负极继电器位于动力电池管理系统（BMS），其作用是控制整车高压系统的负极的通断。快充正/负极继电器的控制，是根据快充信号进行的。当车辆进行快充时，整车控制器控制快充继电器动作，同时发出唤醒信号，使得快充口能够正常工作。3.2.3整车控制器输出电路原理拓展阅读继电器概述电磁继电器工作原理与特性继电器测试3.2.5继电器实践技能1.故障现象车辆在运行一段时间后，显示仪表上的“电机冷却液温度过高”指示灯点亮，提示提示驾驶员车辆的驱动电机系统出现过热现象。3.2.6风扇继电器故障诊断实践技能2.故障诊断过程（1）安全提示进行故障诊断和修复时，应注意按照规范的操作流程操作，做好绝缘和下电工作，避免触电。3.2.6风扇继电器故障诊断实践技能2.故障诊断过程（2）故障码读取3.2.6风扇继电器故障诊断实践技能2.故障诊断过程（3）故障检测需修复：更换继电器3.2.6风扇继电器故障诊断实践技能2.故障诊断过程（3）故障检测需修复：更换继电器3.2.6风扇继电器故障诊断低速风扇继电器实践技能2.故障诊断过程（4）试车重新进行车辆行驶测试，在经过长时间行驶运行后，车辆不再进行“电机冷却液温度过高”报警，说明故障修复。3.2.6风扇继电器故障诊断实践技能3.故障分析当车辆提示“电机冷却液温度过高”故障时，可能产生的故障原因较多，如驱动电机系统中的温度传感器故障、冷却系统管路阻塞、冷却风扇失效等，需要排查的范围较大，因此首先使用故障诊断仪缩小故障范围。当确定低速风扇继电器驱动通道开路后，首先请检查继电器是否损坏，然后在对其他故障点进行排查。3.2.6风扇继电器故障诊断单元小结整车控制器还需要完成整车工作模式的判定和各子系统功能的协调动作，即在特定工作模式下控制相关的子系统进行工作。整车控制器输出信号主要以唤醒信号和开关控制信号为主，唤醒信号用于子系统功能唤醒，开关信号用于执行器动作控制。北汽EV200纯电动汽车整车控制器输出的唤醒信号主要有：数据采集终端唤醒信号、BMS系统唤醒信号、电机系统唤醒信号、快充/慢充唤醒信号等。1.2.1锂电池概述学习情境三：整车控制系统检测与修复学习单元3.3通讯电路异常检测与修复课程内容12345任务导入学习目标理论知识拓展阅读实践技能6单元小结任务导入假如你是北汽新能源4S店一名车辆维修人员，某待维修的车辆经故障诊断仪检测后，被指出控制器通讯出现故障，请进行CAN总线电压波形读取。学习目标能通过查阅相关资料了解整车CAN总线通讯网络的组成能通过查阅相关资料理解车辆CAN总线网络的基本原理能在车辆上正确识别CAN总线线路能在车辆上正确找出CAN总线上各安装位置能进行CAN总线电压观测理论知识整车控制器通讯电路概述CAN总线技术CAN总线在汽车上的应用北汽EV160CAN总线网络通讯电路的检修方法理论知识CAN(ControlAreaNetwork)是控制器局域网络的简称，它由德国的Bosch公司及几个半导体生产商开发的，CAN总线是一种串行多主站控制器局域网总线。3.3.1整车控制器通讯电路概述理论知识1.CAN总线网络的作用应用于汽车上的CAN总线技术，其作用就是将整车中不同的控制器连接起来，实现信息的可靠共享，并减少整车线束数量。3.3.2CAN总线技术理论知识2.CAN总线网络的结构和数据传输原理CAN总线采用了多主通信模式，其通信机制类似于“会议”机制。3.3.2CAN总线技术会议局域网参会人员节点参会人员身份ID会议议题报文参会人员发言顺序裁定仲裁理论知识2.CAN总线网络的结构和数据传输原理3.3.2CAN总线技术理论知识2.CAN总线网络的结构和数据传输原理CAN总线局域网网络层次结构可以分为四个层：目标层、传送层、物理层和应用层。3.3.2CAN总线技术理论知识2.CAN总线网络的结构和数据传输原理CAN总线系统中传输的数据为二进制的数字信息，每条信息的格式都是相同的，由开始域、状态域、空位、检查域、数据域、安全域、确认域和结束域8部分组成3.3.2CAN总线技术理论知识3.CAN总线关键技术3.3.2CAN总线技术(1)总线传输信息的速率、容量、优先等级、节点容量等技术问题；(2)高电磁干扰环境下的可靠数据传输；(3)确定最大传输时的延时大小；(4)网络的容错技术；(5)网络的监控和故障诊断功能；(6)实时控制网络的时间特性；(7)安装与维护中的布线；(8)网络节点的增加与软硬件更新(可扩展性)。理论知识4.CAN总线技术的特点和优点3.3.2CAN总线技术(1)具有较高的性价比。它结构简单，器件容易购置，每个节点的价格较低，而且开发过程中能充分利用现在的单片机开发工具；(2)是目前为止唯一有国际标准的现场总线；(3)为多主方式工作，网络上任一节点均可在任意时刻主动向网络上其他节点发送信息而不分主从，通信方式灵活，且无需站地址等节点信息；(4)网络上的节点信息分成不同的优先级，可满足不同的实时要求，高优先级的数据最多可在134μs内得到传输；(5)采用非破坏性总线仲裁技术，当多个节点同时向总线发送信息时，优先级较低的节点会主动地退出发送，而最高优先级的节点不受影响地继续传输数据，从而大大节省了总线冲突仲裁时间理论知识1.CAN总线在汽车上的应用现状汽车上的网络连接方式主要采用2条CAN总线。1条用于驱动系统的高速CAN，速率达到500kb/s;另1条用于车身系统的低速CAN，速率大约是10～125kb/s。有些先进的轿车除了上述2条CAN总线外，还会有第3条CAN总线，它主要负责卫星导航及智能通讯系统。3.3.3CAN总线在汽车上的应用理论知识2.CAN总线技术在不同车型上的应用高配置车型一般功能型轿车经济型轿车3.3.3CAN总线在汽车上的应用理论知识北汽EV160纯电动汽车上的控制器通讯采用了CAN总线技术，并根据新能源汽车各部件与传统汽车的区别，将CAN总线分为原车CAN和新能源CAN。3.3.4北汽EV160CAN总线网络理论知识3.3.4北汽EV160CAN总线网络理论知识3.3.4北汽EV160CAN总线网络车载终端理论知识北汽EV160纯电动汽车的CAN总线系统的两个终端分别为动力电池管理系统（BMS）和车身控制器（VBU），二者均内嵌有一个120欧姆的终端电阻，因此在蓄电池负极不接的情况下，CAN总线网络的正常电阻值应为60欧姆。3.3.5通讯电路的检修方法理论知识若发现CAN总线系统异常：需先查看终端插接件CAN-H和CAN-L是否有错针、退针、倒针等现象；若插接件无故障，则在蓄电池负极不接的情况下，用万用表对任意一个含CAN插件的CAN线检查电阻，如非60欧姆，则逐一拔掉含CAN插件，直至出现60欧姆时，则刚拔下的插件或用电器存在问题；若仍没有查明原因，则查CAN对地是否短接，如果出现短接，