新能源汽车电气系统检修 课件 项目一新能源汽车电气系统的认知

新能源汽车电气系统检修项目一新能源汽车电气系统的认知任务1新能源汽车电路基础元件的识别

任务2新能源汽车电路常用检测工具的使用

任务内容新能源汽车电路基础元件的识别任务1学习目标知识目标1.了解新能源汽车电路的组成和特点2.掌握新能源汽车电气系统中基础元件的属性技能目标1.能在维修电路图上识别汽车电气系统中常见基础元件2.能在实车上识别汽车电气系统中常见基础元件素质目标1.树立规范安全操作的意识2.培养分析问题、解决问题的能力3.能在工作结束后按照7S管理规定整理、恢复作业场地，养成良好的工作习惯任务描述

有个客户想买一辆新能源纯电动汽车，想咨询你新能源汽车的组成和特点。若你是维修技师,如何用通俗的语言给客户详细介绍新能源纯电动汽车的相关知识。一、新能源汽车电路的组成和特点（一）新能源汽车电路的组成

新能源汽车电路一般由电源、保护装置、控制装置、用电设备等部分组成，根据用电设备的工作要求及相互间的关系，用导线连接成电流的回路，构成一个完整的供电和用电系统,如图1-1所示。1.新能源汽车电源传统燃油汽车电源主要靠低压12V蓄电池和发电机供电，起动时候通过12V蓄电池给起动机供电，当发动机起动后，发动机带动发电机运转，发电机成为车辆的主要电源，为各种汽车用电设备供电。纯电动新能源汽车采用能量密度大的动力蓄电池作为汽车的主要电源，为纯电动新能源汽车各种高压电气设备提供高压直流电，从而使汽车正常行驶。除此之外，新能源汽车还配备了一个12V的低压蓄电池，目的是保证汽车内部的低压用电设备正常工作。2.电路保护装置电路保护装置主要有熔丝、电路断电器及易熔线等，作用是在电路中流过超过规定的电流时切断电路，防止烧坏电路连接线和用电设备，并把故障限制在最小范围内，汽车低压用电设备的保险丝主要有插入式保险丝、叉栓式保险丝和玻璃管式保险丝，最常见的是插入式熔断器。新能源汽车的高压设备电路都会采用高压熔断器（高压保险丝）作为电路保护装置,高压熔断器主要在高压配电盒和动力蓄电池包里面。3.汽车控制器汽车控制器或电子控制单元（ECU）是汽车电子控制系统的“大脑”，它对各传感器输入的电信号以及部分执行器的反馈电信号进行综合分析与处理，给传感器提供参考电压，然后向执行器输出控制信号，使执行器按控制目标的要求进行工作。汽车控制器在汽车中扮演着重要的角色，它由多个电气元件组成，用于对车辆的照明系统、电动机系统、电器系统等系统进行控制，实现驱动力矩控制、制动能量的优化控制、车辆状态监视等，它起着控制车辆运行的作用，确保车辆的安全性和可靠性。4.用电设备导线是汽车电路的重要组成部分，负责传输电信号,可以将以上各种装置连接起来构成电路回路。根据不同的标准，导线可以分为不同类型，如蓄电池线、高压导线、同轴电缆和低压导线。此外汽车上通常用车架、发动机或底盘等金属体代替部分从用电器返回到电源的用电器的导线。5.导线导线是汽车电路的重要组成部分，负责传输电信号,可以将以上各种装置连接起来构成电路回路。根据不同的标准，导线可以分为不同类型，如蓄电池线、高压导线、同轴电缆和低压导线。此外汽车上通常用车架、发动机或底盘等金属体代替部分从用电器返回到电源的用电器的导线。（二）新能源汽车电路的特点1.低压、高压电源同时存在新能源汽车有两个电源，一个是低压12V的蓄电池，另外一个是高压动力蓄电池。低压12V蓄电池电源一方面为灯光和刮水器等常规低压用电设备供电，另一方面为新能源汽车高压系统：整车控制器、电机控制系统、电池管理系统以及高压电气设备的控制器等辅助部件供电，实现低压控制高压。。动力蓄电池提供的高压直流电为驱动电机、电动压缩机、PTC加热器、电动压缩机等高压用电设备供电。目前，常用的高压动力蓄电池有磷酸铁锂电池和三元锂电池。2.单线制新能源汽车与传统汽车一样，所有电气设备的正极采用导线相互连接，汽车发动机、成盘、车身等金属机件作为各和电气设备的共用连线（俗称搭铁）。每个电路电流都是从电源的正极出发，经过导线流入用电设，通过金属车架流回电源负极而成回路。采用单线制不仅可以节省材料（铜导线），使电路化。同时也方便安验，检修，并使故障率大降低。（二）新能源汽车电路的特点3.用电设备并联连接汽车上的各用电设备都采用并联的连接方式，两个电源之间以及所有用电设备之间，都是正极接正极，负极接负极，并联连接，当其中一个用电设备损坏时，不影响其他设备正常工作。4.低压负极搭铁我国标准规定，汽车线路统一采用负极搭铁，即蓄电池的负极通过车架、发动机或底盘等金属体上与用电设备的负极相连构成回路，目前世界各国生产的汽车也几乎都采用负极搭铁方式。（二）新能源汽车电路的特点5.电路保护装置防止电路或元件因短路而烧坏线束和用电设备,各种类型的汽车上均安装有保险装置，如漏电保护装置，熔断器、熔丝、电路保护开关等。这些保险装置有的串接在元器件（或零部件）回路中,也有的串接在支路中。6.高压系统受低压系统控制新能源汽车为了保证高压系统用电设备的安全，采用低压控制的高压接触器作为高压电路控制开关，电机控制系统、动力蓄电池系统等高压电气设备都被低压系统控制。（二）新能源汽车电路的特点二、新能源汽车电气系统的基础元件（一）导线

导线用来连接汽车电源和电器设备及控制设备，导线是汽车电路系统的重要组成部分，是形成闭合回路的必要条件。汽车电气线路中的导线分低压导线和高压导线两种，如图1-6所示。1.低压导线（1）导线的截面积汽车导线的截面积大体上是根据所接电器设备的电流值确定的，但为了保证导线有足够的机械强度，规定截面面积不得小于0.5mm2。车辆上不同的电气回路导线截面积选择可参考表1-1。1.低压导线（2）导线的颜色为配线和检修方便，汽车各电路导线均采用不同颜色。导线横截面积大于4mm2的采用单色线，横截面积小于4mm2的采用双色线。双色导线中面积比例大的颜色为主色，双色导线中面积比例小的颜色为辅助色，如图1-7所示。搭铁线均采用黑色线。1.低压导线（3）导线颜色代码为方便电路识别和检修，在导线的接线端和电路图上通常都标有导线颜色的代码。国际标准化组织通常用颜色的英文字母为导线色码，但也有其他国家采用其他字母作为导线代码，表1-3和表1-4分别是比亚迪汽车和大众汽车导线颜色的代码。1.低压导线（4）导线在电路图中的标注方法汽车电路图中，一般用数字表示截面积，字母表示颜色。双色线的表示方法是主色在前，辅色在后。图1-8大众迈腾B8L保险丝架B电路图，“1.0rt/gn”表示截面积为1.0mm2，主色为红色、辅色为绿色的导线，主色和辅色之间标注“/”的表示方法。2．高压导线

在新能源汽车中，高压导线根据用电设备的不同分为：动力电池高压电缆（连接动力电池和高压盒）、电机控制器电缆（连接高压盒和电机控制器）、快充线束（连接快充口和高压盒）、高压附件线束（连接高压盒到DC/DC、空调）等。高压导线需要具有耐大电流、耐高温、阻燃、高柔性和EMC抗屏蔽性能等特点，以满足新能源汽车在安全和动力方面的要求。由于传输的电压很高，加之考虑电磁干扰的因素，导体用厚绝缘层和屏蔽网覆盖，再以保护套包裹。高压导线的结构如图1-10所示。3．线束

在汽车上，为了使线路条理清晰，安装方便和保护导线绝缘，汽车导线除高压线和蓄电池导线外，都用绝缘材料缠绕包扎成束，称为线束。汽车线束是一种由多根电线和绝缘材料组成的电气传输系统，它将汽车各个电气设备的信号、电能和数据传输到车辆的各个部位。（二）熔断器与易熔线1.熔断器（保险丝）汽车的熔断器就是汽车的保险丝，熔断器在汽车的电路出现电流异常升高到一定数值时，可以自动熔断来切断电路，从而保护汽车用电设备，在电路中起到安全保护作用。汽车的熔断器（保险丝）主要有插片式保险丝、叉栓式保险丝和高压熔断器，如图1-12所示。1.熔断器（保险丝）低压电路最常见的是插片式熔断器，其规格一般在2A和40A之间。插片式熔断器的额定电流一般标注在器件顶部，也可用颜色加以区分，见表1-5。叉栓式保险丝可分为小号和大号两种，额定电流范围从30—150A到40—800A，额定电压为32—125V。叉栓式保险丝具有较高的承载能力和良好的散热性能，适用于大电流电路的保护，额定电流一般标注在叉栓式保险丝上。1.熔断器（保险丝）为了便于装配和维修中故障排查，现代汽车一般都将各种低压继电器和低压保险装置安装在一起，组成配电盒，也称中央配电盒或保险丝盒。汽车的低压熔断器（保险丝）一般都安装在汽车的配电盒中，配电盒的正面安装各种继电器和保险装置，背面是插座，用来与线束插头连接。汽车一般在发动机舱左侧（前舱左侧）和仪表板左侧分别安装一个配电盒。不同的车子安装位置略有不同。如图1-13为2019比亚迪秦EV前舱配电盒正面和背面图。1.熔断器（保险丝）新能源汽车的高压设备电路都会采用高压熔断器（高压保险丝）作为电路保护装置，

如图1-14高压熔断器所示。高压熔断器的工作原理是利用金属导体作为熔体串联于电路中，当流过熔体的电流超过一定数值时，熔体自身产生的热量自动地将熔体熔断，从而达到开断电路的目的，目前新能源电动汽车行业使用的熔断器，大多数车型的系统最大电压一般为700V/DC以下，也有少数车型的会略高于此电压，所以用于电池保护的熔断器可分为500V/DC和700V/DC两种为主，电流等级多以200A—630A。2.易熔线易熔线又称熔断线或保险丝，其截面积小于被保护电线截面积，可长时间通过额定电流的铜芯低压导线或合金线。它的主要作用是在电路中发生过流时易熔线过热，自动切断电路，以保护其他元件不受损坏，易熔线的作用类似熔断器，但易熔线所保护的电路其工作电流较大。易熔线由多股熔丝绞合而成，其外包有耐热性能好的绝缘护套，如图1-15所示，易熔线的额定电流一般标注在护套上。易熔线的规格一般以导体标称截面表示，并以不同颜色加以区分，见表1-6。熔断器和易熔线在电路中的符号如图1-16所示。插接器也称连接器，就是通常所说的插头和插座，如图1-17所示，均由接头（端子）和护套（外壳）两部分构成，主要是用于在汽车电路中传输电能和信号，并实现不同设备之间的通信和交互。为了防止插接器汽车行驶中脱开，所有的插接器均使用闭锁装置，插接器按锁定机构不同分为锁扣式、滑锁式、锁杆式三种，插接器的特点是插座上有一个锁口，在插头上有一个凸起，插头插入插座后，锁扣扣住凸出，就可以避免插接器意外松动和断开。插接器的表示方法，不同公司插接器的表示方法不尽相同。通常将涂黑的表示插头，不涂黑的表示插座，有倒角的表示插头插脚为柱状，直角的表示插头插脚为片状。（三）插接器1.插接器的构成2.插接器的连接和断开如图1-18所示，紧紧抓住插接器的两端，确保插接器端子与其插孔是匹配的。将插接器的两部分互相对准，小心均匀地将插接器两部分相互压紧，直到听到一声清晰的咔嗒声，说明插接器已经连接好并进行了闭锁。插接器的断开时候，一定不能用手拉住导线来分开插接器，这样会导致导线断裂，首先确定所要拆开的插接器是采用何类闭锁装置，然后紧抓住插接器的两侧，打开闭锁装置，小心地把插接器拉开。3.电路图符号不同的车型，汽车插接器的电路图符号也不一样，我们以2020款大众迈腾和2019款秦EV电路为例如图1-19图所示：（二）

数字万用表的使用（四）继电器汽车的电气设备电路工作电流较大，如果直接用开关控制电路的通断，开关触点会产生火花，容易烧坏触点，出现控制失灵。很多电路使用继电器来控制各种汽车电气设备，电路开关只负责控制流过继电器线圈的小电流，继电器触点的通断由继电器线圈得电和失电控制，实现小电流控制大电流，起到保护开关触点的作用，如图1-20所示。1.继电器的结构继电器的基本组成主要由铁芯上的线圈、触点、弹簧、衔铁等。其外形和内部结构如图1-21所示。2.继电器的工作原理如图1-22图所示，当开关闭合，铁芯上的线圈有电流流过时，线圈产生磁场，衔铁在磁力的作用下，带通触点发生动作，常闭触电断开，灯泡熄灭，常开触电闭合，电动机运转。当开关断开，触点在弹簧的作用下恢复不得电时的状态。3.继电器的分类按继电器触点的工作状态可分为：常开型、常闭型和混合型三种。如图1-23图所示为4脚继电器，所有触点在线圈未得电状态下，如果两个触点是导通的，就称为常闭继电器；如果两个触点是断开的，就称为常开继电器。线圈得电后，常开触点会闭合，常闭触点就会断开，线圈失电后，触点又恢复原来未通电状态。混合型继电器又称为5脚继电器，里面既有一个常开触点又有一个常闭触点，图1-24继电器电路符号图，85和86表示线圈的两个端子，30和87表示常开或常闭触点两个端子，混合型继电器87表示常开触点端子，87a表示常闭触点端子。3.继电器的分类新能源汽车的高压系统的工作电压通常很高，如动力电池包主回路、预充回路、快充回路、慢充回路等。为了保护高压电路和开关，采用高压接触器（高压继电器）作为控制开关，如图1-25图所示。高压接触器与低压继电器原理一样，高压接触器受低压电源信号控制，在高压电路中起着转换电路、安全保护等作用，能够确保高压电气系统的安全运行，具有耐高压和大电流的承受能力，使其成为新能源汽车中高功率输出和高能量传输的关键组件。新能源汽车电路常用检测工具的使用任务2学习目标知识目标1.掌握车辆诊断测试灯检测原理2.掌握万用表测量电压、电流和电阻的检测原理技能目标1．能使用车辆诊断测试灯对汽车电路通断等性能进行检测2．能使用万用表对汽车电路的电压、电流和电阻进行检测素质目标1．培养学生自主学习、查找资料、制定计划的能力；2．通过与小组其他成员进行学习任务分工、合作和交流的模式，培养学生团队合作和安全操作的意识。3．培养学生服从管理，规范作业的良好工作习惯，具备从事汽车行业工作的职业素养。任务描述

一辆比亚迪秦EV出现左近光灯和右近光灯不亮的故障，维修师傅检查之后发现近光灯继电器损坏，更换继电器后故障排除，请同学们思考一下，此故障的检测工具都有哪些，我们如何正确使用这些检测工具呢？一、车辆诊断测试灯车辆诊断测试灯也叫试灯，结构很简单，是测量电气电路最常用最简单的检测工具，常用于查找汽车回路中的短路点和断路点。根据试灯里是否安装电源分为有源试灯和无源试灯。现在的无源试灯经常同时配备二极管和灯泡，能实现二极管试灯和功率试灯二合一，如图1-26(a）所示。此款试灯主要由主探针、笔杆（内部有红色和绿色两个发光二极管）、功率灯泡、防冻软线、副探针以及金属鳄鱼夹组成，内部电路图如图1-26b）图所示，注意对汽车控制信号进行检测的时候必须拔掉顶部的灯泡。1.鳄鱼夹接蓄电池负极（搭铁）

让试灯鳄鱼夹接搭铁，如图1-27(a）图所示主探针依次测量A、B、C、D、E、F，试灯如果点亮，说明上一个测试点到这个测试点电路之间没有断路；试灯如果不亮，说明上一个测试点到这个测试点电路之间可能出现断路。2.鳄鱼夹接蓄电池正极让试灯鳄鱼夹蓄电池正极，如图1-27(b）图所示，主探针依次测量F、E、D、C、B、A，试灯如果点亮，说明上一个测试点到这个测试点电路之间没有断路；试灯如果不亮，说明上一个测试点到这个测试点电路之间可能出现断路。一、车辆诊断测试灯由于此无源试灯笔杆内部有两个红色和绿色的正负极颠倒的发光二极管，如图1-28图所示，根据二极管导通的单向导电性，我们可以通过二极管的颜色来判别被测端子电压正负极情况，如果红色发光二极管点亮，说明主探针检测的是正极，副探针检测的是负极；如果绿色发光二极管点亮，说明副探针检测的是正极，主探针检测的是负极。（二）检测电路正负极（无需拔掉灯泡）变化的电路控制信号可以使用二极管试灯进行检测，如果二极管闪烁，可以初步地判定有控制信号，如果没有闪烁，可能控制线或者控制器出了问题。注意二极管试灯和功率试灯二合一的试灯需要拔掉灯泡，要用二极管试灯检测，不要用功率试灯进行检测，以免产生大电流对内部的控制电路造成损伤。

例如检测汽车喷油嘴的控制端信号，试灯鳄鱼夹连接负极或者正极，主探针接触喷油嘴的控制端，也就是连接电脑的那根线，这时候二极管试灯就会随着发动机的转速有频率的闪烁，就表明喷油控制是基本正常的，如果没有闪烁，就肯定控制线或者控制器出了问题。（三）检测电路控制信号（需拔掉灯泡）万用表是一种多功能、多量程的便携式电工电子仪表，可以测量电流、电压、电阻、电容、晶体管共射极放大系数hFE等参数。目前市场上的万用表种类繁多，按显示方式可分为指针式万用表和数字式万用，如图1-29所示。指针式万用表通过表头的指针指示读取数值，具有直观的读数过程，但读数精度相对较低。数字式万用表采用液晶屏幕显示数值，具有更高的灵敏度和准确性，同时可能包含语音提示等功能。我们以FLUKE88V/A汽车数字万用表为例进行讲解。二、万用表（一）

数字万用表的组成数字万用表主要由液晶显示屏、按钮、旋转式开关和表笔接线端子四个部分组成，如图1-30所示。液晶显示屏采用显示段和指示灯共同显示的方式，显示段有一个指示光标，滚动显示计量变化，显示屏还拥有数个指示灯，表1-9为FLUKE88V/A万用表显示屏常用显示符号。（一）

数字万用表的组成按钮旋转式开关表笔接线端子液晶显示屏图1-30数字万用表组成

旋转式开关从OFF位置旋转至功能设置位置时，所有显示屏和指示灯均点亮，进入自检测状态旋转式开关可以选择各种功能，开关位置及功能见表1-10。FLUKE88V/A万用表的按钮用于实施附加功能操作，各按钮的功能见表1-11。（一）

数字万用表的组成如图1-31所示，表笔接线端子内部有红色或黑色标记，应将红色表笔接入红色输入端子，COM为共用搭铁端子，黑色表笔应始终接入COM端子。根据所要实施的测量对象，应将导线连接至适当的端子。从左至右第1个输入端子用于测量电流，该端子由万用表内部10A保险丝提供保护。第2个输入端子用于测量毫安级或微安级小电流，可以测量400毫安以下的电流，最后一个输入端子用于测量电压、电阻和二极管通断。（一）