纯电动-混合动力汽车结构原理与检修 教案 5-1充电系统结构原理与检修

《充电系统结构、原理与检修基础》教案（4学时版）一、课程基本信息项目内容课程名称《纯电动汽车、混合动力汽车结构原理与检修》授课任务任务1：充电系统结构、原理与检修基础授课对象中职/高职新能源汽车技术、汽车检测与维修专业学生课时安排4学时（180分钟）教学形式理论讲授+多媒体演示+充电接口/电路图分析+安全规范演练+小组故障排查二、教学目标（一）知识目标能描述交流慢充与直流快充系统的组成部件及能量流向；能说明车载充电器（OBC）、BMS、VCU在充电过程中的协同控制逻辑；能列举动力电池成功启动充电必须同时满足的四大类条件；能理解CP（控制导引）与CC（连接确认）信号在充电安全中的作用。（二）能力目标能识别车辆充电口内各端子功能（L/N/PE、CC/CP、DC+/DC-等）；能根据故障现象（如无法充电、充电中断）初步判断故障模块（OBC、BMS、充电桩）；能在模拟环境中执行充电系统检修前的安全断电与隔离流程；能解读充电系统电路图中的关键控制回路（如继电器控制、唤醒信号）。（三）素养目标牢固树立“充电即高压作业”的安全意识，杜绝带电操作；培养系统思维：理解多控制器（VCU/BMS/OBC）协同工作的复杂性；强化规范意识：掌握充电故障诊断必须遵循的逻辑顺序。三、教学重难点教学重点：交流慢充与直流快充的能量路径与核心部件差异；动力电池充电的四大必备条件（通讯、无故障、唤醒、协同）；BMS作为充电“总指挥”的核心地位。教学难点：理解CP/CC信号如何实现物理连接确认与最大电流协商；掌握VCU、BMS、OBC三者之间的信息交互与控制权限；区分故障根源是车辆端（如OBC损坏）还是充电桩端（如通信超时）。四、教学准备教师准备：PPT课件（含慢充/快充系统框图、充电口端子定义图、控制逻辑流程图）；视频素材：正确充电操作、CP/CC信号工作原理动画、安全事故警示片；教具：

•国标GB/T交流/直流充电枪与插座（可拆解）；

•充电系统电路图（标注OBC、BMS、VCU交互点）；

•高压验电笔、绝缘手套、安全隔离带；学习任务单（含路径匹配、条件判断、故障情景分析）；安全警示卡：“警告：充电系统检修前必须确认高压已完全断开并泄放！”学生准备：复习CAN通信、继电器控制等电控基础知识；预习本任务文档中的充电系统组成与控制逻辑。五、教学过程设计（总时长：180分钟）教学环节教师活动学生活动时间设计意图1.情境导入

（问题驱动）展示客户报修：“插上充电枪，桩显示‘连接失败’，车也没反应。哪里出问题了？”

提问：充电看似简单，背后需要多少个‘大脑’协同工作？思考：是枪没插好？车坏了？还是桩有问题？10分钟从典型故障切入，揭示系统复杂性2.充电系统组成与模式

（整体认知）（1）两大充电模式（25分钟）

①交流慢充：

-路径：电网→桩→OBC（AC→DC）→BDU→电池

-核心部件：车载充电器（OBC）

②直流快充：

-路径：电网→桩（AC→DC）→BDU→电池

-核心部件：充电桩内部整流模块

对比：OBC是否参与？功率大小？适用场景？

（2）关键部件角色（15分钟）

-BMS：总指挥，决定能否充、充多快

-VCU：协调者，发送车辆状态

-OBC：慢充专属“翻译官”听讲、绘制两种充电能量流向图

完成“部件-功能”匹配练习40分钟构建清晰系统架构；

突出OBC在慢充中的独特作用3.充电控制逻辑深度解析

（核心突破）（1）四大必备条件（20分钟）

结合文档详细讲解：

1.通讯正常：桩↔OBC（慢充）或桩↔BMS（快充）

2.无严重故障：OBC/BMS/VCU自检OK

3.唤醒正常：12V系统激活各控制器

4.协同正常：VCU允许充电，BMS发出指令

强调：任一不满足→充电失败

（2）CP/CC信号作用（10分钟）

-CC：确认充电枪物理连接

-CP：协商最大充电电流、监测接地状态

类比：CC是“握手”，CP是“谈条件”小组讨论：为什么“唤醒信号”如此重要？

分析“桩有电但车不认”的可能原因30分钟揭示“看不见”的控制协议；

培养系统性排故思维4.安全规范与检修前提

（职业底线）重点强调：

-充电系统涉及300V+高压，检修即高压作业！

标准安全流程（20分钟）：

1.断开充电枪

2.关闭点火开关

3.断开12V蓄电池负极

4.拔出高压维修开关

5.等待5–10分钟（电容泄放）

6.使用验电笔确认无高压

7.设置安全隔离区

演示：如何安全接近OBC或充电口线束观看安全操作视频

模拟“断电-验电”全流程（手势+口述）

填写《高压作业安全确认单》30分钟将安全要求转化为可执行动作；

固化职业行为规范5.故障案例研讨与总结

（整合应用）布置小组任务：

“分析‘插枪后仪表无反应，桩显示连接成功’的故障原因。”

提示方向：CC信号线路、VCU唤醒、12V供电。

课堂总结：

-慢充靠OBC，快充靠桩

-BMS是充电“总指挥”

-四大条件缺一不可

-安全第一：断电、泄放、验电！

作业布置：

1.绘制交流慢充系统控制框图，标注信号流向；

2.列出5条导致车辆无法启动充电的常见原因。小组讨论并汇报诊断思路

整理充电系统核心知识点脑图30分钟提升综合故障分析能力；

强化安全与规范意识六、板书设计（简要）任务1：充电系统结构、原理与检修一、两大充电模式✓交流慢充：路径：电网→桩→OBC（AC→DC）→电池核心：车载充电器（OBC）✓直流快充：路径：电网→桩（AC→DC）→电池核心：充电桩整流模块二、四大必备条件1.通讯正常（桩↔车）2.无严重故障（OBC/BMS/VCUOK）3.唤醒正常（12V激活）4.协同正常（VCU允许，BMS指令）三、关键信号•CC：充电枪物理连接确认•CP：充电电流协商与接地监测⚠️安全红线：充电系统=高