电动汽车结构与检修（配技能训练）课件 项目七 电动汽车电气系统

授课教师：XXX授课日期：xxxx年xx月xx日电动汽车电气设备构造与检修

新能源电动汽车的认识项目一

电动汽车高压电系统防护项目二

电动汽车动力电池系统项目三

电动汽车驱动电机系统项目四

电动汽车整车控制器项目五

电动汽车充电系统项目六

电动汽车电气系统项目七

电动汽车高压辅助系统项目八

任务一电动汽车PDU功能与结构

任务二电动汽车高压线束

任务三高压系统故障排查1.了解电动汽车PDU的功能与内部结构。2.了解电动汽车PDU的设计思路。3.了解电动汽车PDU未来发展趋势。

某电动汽车研发单位根据客户需求为其冷藏车设计车载PDU，作为设计项目组的一名设计人员，请根据本学习目标对该项目进行产品研发设计，并将该产品初步设计方案制作PPT用于产品宣传。二、PDU工作原理一、PDU的概念三、PDU结构四、PDU集成方式电动汽车PDU功能与结构一、PDU的概念

高压配电盒简称配电盒，英文简称PDU（PowerDistributionUnit），新能源车高压系统解决方案中的高压电源分配单元。通过铜排及线束将高压元器件电连接，为新能源汽车高压系统提供充放电控制、高压部件上电控制、电路过载短路保护、高压采样、低压控制等功能，保护和监控高压系统的运行。图7-1电动汽车PDU一、PDU的概念

PDU也能够集成BMS主控、充电模块、DC模块、PTC控制模块等功能，与传统PDU相比多了整车功能模块，功能上更加集成化，结构上更复杂，具有水冷或风冷等散热结构。PDU配置灵活，可以根据客户要求进行定制开发，能够满足不同客户不同车型需求。如图7-1所示。图7-2典型PDU工作原理二、PDU工作原理

电动汽车高压箱（PDU）的功能是保障整车系统动力电能的传输，是动力蓄电池与各高压设备的电源和信号传递的桥梁。典型PDU的工作原理图7-2所示。

在电动汽车上，与高压配电盒相连接的高压部件包括：动力蓄电池、电机控制器、变频器、逆变电源、电动空调、电动除霜、充电座等。三、PDU结构PDU外壳PDU内部PDU外壳：一般采用压铸铝材料，板厚4.0mm左右，搭铁（配电盒安装孔部件）和壳体压铸一体成型，也采用压铸铝材料，厚度为5.0mm左右。PDU内部：主要部件有铜排、连接器、继电器、熔断器、线束等。三、PDU结构高压直流继电器（真空型和充气型继电器）电动汽车连接器（高压连接器）直流熔断器（线路保护熔断器）PDU内连有低压信号线四、PDU集成方式单个PDU东南第一款电动车V5采用单个PDU的布置方式，如图7-3所示。图7-3V5电动汽车PDU

配电盒内零部件如熔断器、继电器、电流传感器、预充电电阻、铜排等依次安置在配电盒盒体内，各个零部件按照电气架构原理通过线束进行连接，盒体内依次排布着电源线插座，盒体内部零件按照与各个对应的插座依次布置。四、PDU集成方式多个集成如图7-4为东南电动汽车DX3EV400的集成PDU。高压配电盒作为一个零部件集成在电机控制器。

此种布局能最大限度的减小整车空间与减少线束，在节省空间布置与减少线束成本的基础上，不可避免会加大集成里每个零部件维修更换难度。图7-4DX3EV400集成PDU巩固与思考

巩固与思考同学们，PDU集成方式有？PDU有哪些功能？

谢谢欣赏授课教师：XXX授课日期：xxxx年xx月xx日电动汽车电气设备构造与检修

新能源电动汽车的认识项目一

电动汽车高压电系统防护项目二

电动汽车动力电池系统项目三

电动汽车驱动电机系统项目四

电动汽车整车控制器项目五

电动汽车充电系统项目六

电动汽车电气系统项目七

电动汽车高压辅助系统项目八

任务一电动汽车PDU功能与结构

任务二电动汽车高压线束

任务三高压系统故障排查1.了解电动汽车高压线束的构造与组成。2.能够区分不同种类的高压线束。3.能够完成高压线数的养护。

把所有高压线束按照不同类型分类入库。请根据本学习目标对实训室所有高压线束进行登记分类和归档，并对损坏的线束进行统计统一购买。二、高压线束组成介绍一、高压线束的概念三、各种高压线束介绍五、高压安全防护标识2.电缆3.波纹管4.线束扣1.连接器电动汽车高压线束四、高压线束的保养及维护一、高压线束的概念

纯电动汽车中高压线束是高压系统最重要的部件之一，主要在高压系统中扮演能量输送和信号传递的作用，简而言之，就是用于将电池包的电量和信号转移至用电器或将电源的电量和信号转移至电池包所用的连接线缆。如图7-5所示。图7-5高压线束实物图

区别于低压线束，高压线束有着高电压的特点，其电压高度可能达到400V以上。典型高压线束一般由接插件、线缆、波纹管、热缩管、胶布、线束扣组成。二、高压线束组成介绍一、高压线束的概念三、各种高压线束介绍五、高压安全防护标识2.电缆3.波纹管4.线束扣1.连接器电动汽车高压线束四、高压线束的保养及维护图7-6高压线束构成简图二、高压线束组成介绍1.连接器

连接器是传输电信号或电子能量。因此，凡有电子系统存在的地方都可以找到连接器。在大型的电子系统中，往往要求用成千上万个连接器。可以说，连接器是保证各种电子系统正常工作和安全运行的关键元件之一。1.连接器

几种常见连接器示意图如图所示。

使用连接器，可以简化电子设备的生产过程和装配过程，使得线缆的产品平台化，易于维修及快速更换零件；同时使得利于产品升级和提升设计的灵活性。1.连接器图7-8EV连接器典型结构2.电缆

电缆是在电动车中，起到了“血管”的作用。电缆的组成主要由导体、绝缘层、屏蔽层和保护层组成。如图7-9、7-10所示，部分电缆没有屏蔽层和保护层，如图7-11所示。图7-10有屏蔽层和保护层的线缆图7-9线缆横截面示意图图7-11无屏蔽层和保护层的线缆2.电缆电缆导体：使用退火铜或镀锡退火铜作为原材料，铜有着电阻小、导电性高、密度大、强度高、耐氧化性好等优点；屏蔽层：采用镀锡退火铜编织而成，用于减少高压辐射对外信号线束的干扰；绝缘层与护套：使用的是无卤绝缘材料，用于对铜导体的保护，常用的材料有XPLE（交联热固性材料）、EDPM（三元乙丙橡胶）、TPE（热塑性材料）、PVC（聚氯乙烯）、硅胶等。3.波纹管

波纹管（图7-12所示）是用于保护高压线缆的保护装置，用来防止电缆被刮磨，同时通过橙红色还满足警示性的需求。波纹管设置成凹凸不平，是为了增加强度，更好的保护电缆。图7-12波纹管示意图4.线束扣

线束扣是通过塑料弹性卡接对线束进行固定、导向的机构，线束扣有诸多形式：如图7-13所示：图7-13线束扣示意图杉树型扎带箭头型扎带螺栓型扎带连接器卡扣钣金卡扣二、高压线束组成介绍一、高压线束的概念三、各种高压线束介绍五、高压安全防护标识2.电缆3.波纹管4.线束扣1.连接器电动汽车高压线束四、高压线束的保养及维护三、各种高压线束介绍

慢充线束、电机控制器线束、PTC线束、空调高压线束、电池输入线束、快充线束等虽然统称为高压线束，但是各个线束又有不同的作用、规格、连接方式。三、各种高压线束介绍（1）动力蓄电池高压线束动力蓄电池高压线束是连接动力蓄电池到高压盒之间的线束，如图7-14所示。图7-14动力蓄电池高压线束三、各种高压线束介绍（2）电机三相线电机三相线是连接电机至电机控制器之间的线束，如图7-15所示。图7-15电机三相线三、各种高压线束介绍（3）空调高压线束空调高压线束是连接高压分线盒至空调压缩机之间的线束，如图7-16所示。图7-17OBC线束图7-16空调高压线束（4）OBC线束OBC线束是连接OBC到电池之间的线束，如图7-17所示。三、各种高压线束介绍（5）快充线束快充线束7-18是连接快充口到电池包之间的线束，其快充口如图7-19所示。图7-18快充线束图7-19快充线束接口示意图三、各种高压线束介绍（6）慢充线束慢充线束是连接慢充口到车载充电机之间的线束，如图7-20、7-21所示。图7-20慢充线束图7-21慢充线束接口示意图二、高压线束组成介绍一、高压线束的概念三、各种高压线束介绍五、高压安全防护标识2.电缆3.波纹管4.线束扣1.连接器电动汽车高压线束四、高压线束的保养及维护四、高压线束的保养及维护（1）波纹管损坏波纹管是具备高耐磨性、阻燃性、警示性的保护电缆不被刮磨的保护装置，通过波纹的形状增强其强度，使得可以更好的保护电缆。其常见问题点有：磨损、割破、捏瘪、熔化等，如图7-22所示。图7-22波纹管破损图2.快速充电模式

①如果小面积破损，如图一样，那我们应该用绝缘胶布对破损部分进行包裹处理。②如果大面积破损，则检查破损内部的线缆是否有异常，若无异常，则参照①中处理方式进行。③如果大面积破损，且电缆有一定破损，请先对线缆进行维护，后再对波纹管进行包裹处理。对于此类损伤，我们应根据三条原则进行维护：

四、高压线束的保养及维护（2）电缆过度折痕长期过度弯折导致线缆护套材料严重扭曲变形，并且线缆上有严重的瘀痕，如图7-23所示。图7-23电缆过度折弯图

建议：更换整条高压线束，若更换完后此处折弯半径还是一样小，应查看线束的安装固定方式是否正确，应该避免此种弯折现象。四、高压线束的保养及维护（3）电缆磨损、割破由于线束与其他零部件或者利物可能存在长期摩擦/干涉，导致电缆有磨损或被割破，如图7-24示。图7-24缆磨损、割破

①若轻微磨损/割破，用绝缘胶布进行包裹，下次保养时重点进行检查。是否仍然出现磨损。②若磨损面积大，清晰可见内部屏蔽层的金属部分，请直接更换此条高压线束。对于此类损伤，遵循两条原则：

四、高压线束的保养及维护（4）接插件损坏线束与其他零部件可能存在长期摩擦，导致接插件有磨损，如图7-25所示。图7-25接插件损坏

建议：当出现此类损坏时，我们应更换整条高压线束。

四、高压线束的保养及维护（5）接插件积尘长期使用，接插件表面如果有严重灰尘堆积，如图7-26所示。

建议：当出现此类损伤时，应当用干布将接插件表面大粒积土清扫，小部分无法清除的灰尘则应该用吹风机（常温）吹净，避免积土积尘对接插件长期腐蚀。图7-26接插件积尘

四、高压线束的保养及维护（6）热缩管/胶布松脱长期在机舱等苛刻环境下工作，因过热等因素可能导致胶布和热缩管提前老化，如图7-27。

建议：对于此类损伤，我们应在热缩管松脱的地方，在波纹管与热缩管/线缆的间隙用绝缘胶布粘好。图7-27热缩管松脱二、高压线束组成介绍一、高压线束的概念三、各种高压线束介绍五、高压安全防护标识2.电缆3.波纹管4.线束扣1.连接器电动汽车高压线束四、高压线束的保养及维护五、高压安全防护标识

安全防护标识旨在警示车主或维护人员预防触电以及其他事故的发生。相比于汽油车，电动车中的许多部件电压都很高，稍不注意，可能发生重大的事故。所以电动车部件上布置了醒目的安全标识，使用者需认真观察标识内容，并依照标识作业。电压危险！接触可能造成电击或烧伤！操作前关闭高压电系统。注意！零件带有高压电。操作前断开高压电系统，并阅读维修资料。（1）认识高压安全防护标识五、高压安全防护标识各类元器件的安全标识。图7-28为DX3BEVOBC上的安全标识，黄色三角形符号为常规警示标识，感叹号标识注意安全，闪电符号标识高压危险，下方文字标识一些操作的注意事项。（2）高压系统的各类安全标识五、高压安全防护标识高压线缆的安全标识。和高压线束为提示和警示用户和维修人员，高压线束应采用橙色线缆并用橙色波纹管对其进行防护，如图7-29所示。（2）高压系统的各类安全标识图7-29橙色线束五、高压安全防护标识如何安全地使用电动汽车五、高压安全防护标识常见的警示标志电压危险！接触可能造成电击或烧伤！操作前关闭高压电系统。注意！零件带有高压电。操作前断开高压电系统，并阅读维修资料。五、高压安全防护标识表-各种标识的作用及可执行的操作标识需要标明的车辆状态可执行的操作

高压电气系统已经接通，且高压触点暴露在外只能由车辆技术电气专业人员（高压电专业技师）操作

高压电气系统已经断路仅由受过培训的普通维修人员在车辆上进行操作未经指定人员验证，不得重新接通电源

高压电气系统已经接通，没有高压触电暴露在外仅由受过培训的人员在车辆上进行操作特别留意点火开关的位置，如果闭合开关，高压部件可能意外启动巩固与思考

巩固与思考同学们，高压线束组成有哪些组成？如何高压线束的保养及维护？

谢谢欣赏授课教师：XXX授课日期：xxxx年xx月xx日电动汽车电气设备构造与检修

新能源电动汽车的认识项目一

电动汽车高压电系统防护项目二

电动汽车动力电池系统项目三

电动汽车驱动电机系统项目四

电动汽车整车控制器项目五

电动汽车充电系统项目六

电动汽车电气系统项目七

电动汽车高压辅助系统项目八

任务一电动汽车PDU功能与结构

任务二电动汽车高压线束

任务三高压系统故障排查1.了解电动汽车高压系统故障的类型。2.理解电动汽车高压电路绝缘故障的排除步骤。3.能够进行电动汽车高压电路绝缘故障的排除。

李先生购买的电动汽车在启动时绝缘故障灯亮起，他将车辆拖至你所在的特约维修站，请根据本学习目标所学知识对该故障车辆进行故障诊断并确定具体维修方案。电动汽车的维修与保养知识储备

电动汽车电气化程度相对传统汽车要高，其中像电池包、电驱动系统、高压用电辅助设备、充电机及高压线束等在汽车发生碰撞、翻转及汽车运行的恶劣环境（汽车振动、外部环境湿度及温度）影响下，都有可能导致高压电路与汽车底盘间的绝缘性能降低，由此可能造成汽车火灾的发生，直接影响汽车驾乘人员的生命安全。知识储备在电动汽车高压系统设计时，绝缘检测具体实施标准一定要参照国标《电动汽车安全要求第1部分：车载储能装置》首先，应确保绝缘电阻值大于100Ω/V；其次，当汽车发生绝缘电阻值低于规定值时，高压管理系统应及时切断所有的高压回路并发出声光报警，并持续一定时间待原先故障消失后，汽车才能允许进行下一次上电。知识储备绝缘故障说明高压电路绝缘故障高压电路绝缘故障是指高压电缆或用电零部件带电部分与车身之间的绝缘阻值过低。动力蓄电池内部绝缘故障动力蓄电池内部绝缘故障是指动力蓄电池内部或高压回路与电池壳体间绝缘阻值过低。注意：本部分对高压电路绝缘故障排查进行详细讲解，动力蓄电池内部绝缘故障请参考项目三。知识储备

国标要求动力蓄电池或高压回路与底盘（车身）之间的绝缘电阻不可低于100Ω/V，DX3BEV最高电压为400V，则整车绝缘电阻不可低于0.04MΩ，但由于整车线缆或高压零部件带电部分的绝缘层可能出现破损、老化等问题，导致绝缘耐压电压性能下降，当高压电路和车身之间的电压高于绝缘层破损部位的击穿电压，则会在破损部位产生漏电流，破损部仍有电阻，在破损部位就会积聚能量，最终发生起火。知识储备

综合考虑以上因素，根据DX3BEV各个高压设备输出端参数，各高压部件绝缘阻值检测按如下表7-1标准：表7-1各高压部件绝缘阻值检测标准测量对象标准参数动力蓄电池端正、负极输出端子>500MΩ动力蓄电池线束端正负输出端子>500MΩ车载充电机正、负极>10MΩ空调压缩电机正、负极>10MΩPTC正、负极>500MΩ电机控制器正、负极>10MΩ二、检测前准备一、绝缘表使用三、操作步骤高压系统故障排查一、绝缘表使用

如图7-30所示，绝缘表笔（红色）接被测高压接触件，绝缘表COM表笔（黑色）被视为地的接触件（通常为连接器屏蔽层或车身接地点）。DX3BEV最高电压为400V，整车绝缘检测使用500V绝缘电压检测档。图7-30绝缘表接线示意图一、绝缘表使用测量步骤：（1）红表笔插入“Line”输入端口，黑表笔插入“Earth”输入端口；（2）按下功能旋钮选择测试电压500V；（3））将红、黑表笔接入被测电路，红表笔接被测高压接触件，黑表笔被视为地的接触件（通常为连接器屏蔽层或车身接地点）。（4）按下Test键，自锁进行连续测量。测量注意事项：（1）测试前，做好个人安全防护，穿戴绝缘手套；（2）两只表笔要处于高电压输出状态，更不许碰到人的身体；（3）测试前，确认被测电路处于断电状态；（4）测试完毕，勿用手触摸电路和导线等。

如图7-30所示。DX3BEV最高电压为400V，整车绝缘检测使用500V绝缘电压检测档。图7-30二、检测前准备一、绝缘表使用三、操作步骤高压系统故障排查二、检测前准备

在排查绝缘故障前，首先要明确整车高压回路构成。如图7-31所示，DX3BEV的高压回路由各高压部件系统组成，通过高压线缆进行连接。

电机系统（电机、MCU）、充电系统（OBC）、PTC、A/C等部件及其附件位于发动舱，动力蓄电池包位于整车底部，慢充座设于加油口位置。图7-31高压电气原理图二、检测前准备

测量上电时，整车的B级回路（含高压线、高压用电设备）均有超过人体安全电压的高电压，操作时应需要特别注意。

根据图所示，对各段高压回路进行逐一排查。因在高压回路中为了实现各个附件高压系统的独立控制，使用了复数个的继电器作为各附件的独立开关。在故障排查时，车辆为下电状态继电器OPEN不导通，故各段回路以继电器为节点分别进行单独测量，直至排查出故障部件。

注意：为了确保安全，一定要按照相应的高压安全操作规程进行作业，必须按规定穿戴好防护用具，检查工具的绝缘性。操作时应戴绝缘手套，穿绝缘靴及站在绝缘台上。二、检测前准备一、绝缘表使用三、操作步骤高压系统故障排查三、操作步骤操作要点说明车辆状态检查：绝缘故障灯亮起，如图7-32所示。检测工具检测工具：绝缘电阻测试仪、绝缘手套等检测原则从大范围到小范围；从简单易测到复杂难测。测量顺序①快充负极的绝缘阻值≥500MΩ②检测快充正极的绝缘阻值≥500MΩ③检测OBC阻值≥10MΩ④电机三相线正极的绝缘阻值⑤检测PTC正极的绝缘阻值≥500MΩ⑥检查电池包输出线正极绝缘阻值≥500MΩ⑦检查慢充线绝缘阻值≥500MΩ三、操作步骤图7-32高压电气原理图三、操作步骤

注意：为了确保安全，一定要按照相应的高压安全操作规程进行作业，必须按规定穿戴好防护用具，检查工具的绝缘性。操作时应戴绝缘手套，穿绝缘靴及站在绝缘台上。测量顺序说明结论1