电动汽车装调与维修技术-电动汽车装调与维修技术 任务5

1.检查与对话

1.1接车谈话与检查1)任

务

描

述

有一辆北汽EV450电动汽车的客户将车辆送修，客户反映说仪表盘有个电池灯亮起。维

修站安排维修人员对车辆的12V电池进行检查测量，发现电压偏低，存在亏电现象。维修人

员对车辆进行检测，最终确诊故障原因，制订维修计划，并向客户简要描述故障原因及维修

方

案

。2)客

户

自

述

客户描述：“我的车最近仪表里老出现个电池符号，感觉车子似乎出现了什么异常。请修理厂师傅帮忙检查看看是什么问题。”3)填写客户委托书

根据与客户的交流信息及实车初步检查所收集的信息，得到“低压电池亏电”故障检修大致范围，解释诊断流程并填写客户委托书，如表5-1所示。1.检查与对话

1.1接车谈话与检查——When:发动机起动时(混合动力汽车)。

——Where:车辆开到什么环境下出现的故障。

——Why:大致由哪些原因导致的客户抱怨。

——How:整个故障排除大致分几步检查。——Howmuch:需要的时间有多长，大致产生的费用是多少。1.检查与对话

1.2前期计划和相关问题1)初步检查

经维修人员初步检查，发现车辆仪表上电池警报灯亮，如图5-1所示。试车发现，车辆可以正常加速行驶。但电池警报灯一直亮，实际测量电池电压为11.2V。汽车故障查询和故障排除的结果取决于一系列因素，如：(1)对于低压电池故障相关的系统知识的掌握程度；(2)“低压电池亏电”故障成因分析；(3)能查询到车辆维修信息；(4)严格遵守相关法规和制造商的维修说明；(5)故障检测设备的正确操作；(6)工作场地干净整齐，符合高电压车辆施工要求。

1.检查与对话

1.2前期计划和相关问题2)“低压电池亏电”故障的思维导图

运用“头脑风暴”法绘制处理故障工作思维导图(图5-2),进行故障查询和维修的准

备工作。根据思维导图和因果分析图提出问题，然后解答这些问题以进行信息收集和分析、

制订工作计划和执行具体工作。3)车辆“低压电池亏电”故障检修的“六步法”

工作流程

车辆“低压电池亏电”故障检修流程图如图5-3所示。

2.信息收集

2.1低压充电系统

电动汽车出于安全设计考虑，在停车状态时，动力电池是不向外输出的，所以通常设置

有12V的低压电池。同时，车辆没有发动机，也不会有独立的发电机给低压电池充电。图5-4所示为传统的充电方式和电

动汽车充电方式对比。

电动汽车/混合动力汽车省略了发电机，取代发电机的是DC/DC变换器模块。如果DC/DC变换器模块出现故障无法向低压电池充电，低压电池将会亏电，车辆各个电控单元(VCU、PDU、MCU、BMS、BCU等)无法正常工作，车辆无法起动行驶。因此，低压充电

系统也是非常重要的。

低压电池充电系统主要由DC/DC变换器、低压电池以及动力电池组成。DC/DC变

换

器

集成在充配电模块总成内部。低压充电系统的组成框架如图5-5所示。

2.信息收集

2.2DC/DC变换器DC/DC变换器也叫直流/直流转换器，集成在充配电模块总成内部。DC/DC变换器相

当于传统燃油车上的发电机，它的作用是将动力电池的电源转换为(14±0.2)V的低压直流

电。输出的低压直流电与低压网络连接，其功用有两个：一个是电池电压在使用过程中不断

下降，用电设备得到的电压是一个变化值，而通过DC/DC变换器后，用电设备可以得到稳

定的电压；另一个是给辅助电池补充电能。DC/DC变换器在新能源汽车中的角色就相当于传统汽车中的发电机，其电路原理如图5-5所示。通过接收VCU的工作指令，将动力电池的高压直流电转换成低压直流电，为低压网

络提供电源，满足整车低压用电设备的要求，必要时为低压电池充电，从而实现整车低压

充、放电的动态平衡。它的实际输出功率随低压用电设备的使用情况而改变。

2.信息收集

2.3DC/DC变换器的控制策略

如图5-5所示：(1)整车控制单元VCU完成初始化，并自检通过后，通过DC/DC使能信号唤醒DC/DC变换器。(2)DC/DC变换器根据VCU发送的工作模式进行输出或停止。(3)断掉高压后，VCU关断DC/DC变换器。(4)DC/DC变换器通常有自动充电功能，车辆静置时间超过一定时间，VCU控

制DC/DC变换器给12V电池充电15min。

2.信息收集

2.4低压充电系统的检测

低压充电系统异常的现象是组合仪表电池指示灯一直处于常亮状态，DC/DC变换器故障常见模式分为高压系统故障、DC/DC变换器本体故障、低压线路故障3种。1)检

测DC/DC变换器的工作情况(1)首先测量低压电池静态电压。将点火开关旋至LOCK挡，把万用表调整到直流电

压挡位，如图5-6(a)所示。(2)将点火开旋至ST挡，通电成功后，组合仪表READY指示灯亮，测量电池电压，

如图5-6(b)所示。(3)读取第二步的电压，如果在13.5~14.8V,则说明DC/DC变换器向低压电池充

电，如果较大幅度低于第一步所测量的电压，说明DC/DC变换器转换模块不发电，如果电

压略小于13V,则说明DC/DC变换器发电量小。

2.信息收集

2.4低压充电系统的检测2)检测高压系统(1)将DC/DC变换器模块上的高压线束拆卸下来(图5-7),短接模块端插座互锁，

通电后使用万用表测试DC/DC变换器模块的高压直流电压，正常情况下应等于动力电池的

直流母线电压，直流母线电压可以从BMS或其他模块控制器数据流上获取。如果无高压直

流电，检查DC/DC变换器高压熔丝是否熔断，并且DC/DC变换器模块会储存“降压侧电

压过低或欠电压”的故障。(2)如果DC/DC变换器模块直流母线电压低于动力电池包直流母线电压，但是DC/DC变换器熔丝未熔断，则需要对动力电池、高压配电盒和高压线路进行检查。2.信息收集

2.4低压充电系统的检测3)检测DCDC变换器本体

(1)读取动力电池的直流母线电压正常，使用万用表测量DC/DC变换器模块高压直流电压正常，但是读取DC/DC变换器数据流直流母线电压异常说明DC/DC变换器模块有故障，需要更换DC/DC变换器模块。图5-8所示为PDU内部结构。

(2)DCIDC变换器模块降压侧电压过高，检查低压电池接地线正常，低压线路正常，低压直流输出侧>16V，则证明DC/DC变换器模块内部采样线路故障，需要更换DC/DC变换器模块。

(3)DCDC变换器模块降压侧电压过低，检查低压电池接地线正常，低压线路正常，低压直流输出侧小于9V，则证明DC/DC变换器模块内部采样线路故障，需要更换DC/DC变换器模块

(4)DCDC变换器模块系统无应答，按照车辆电路图进行检查。12V供电电源，接地线如果正常，则需要更换DC/DC变换器模块。2.信息收集

2.5DC/DC转换的原理(拓展知识)1)直

流/直

流

降

压

直流/直流降压变换器用于将较高的直流电压转换为较低的直流电压。该变换器通过电

阻或电压调节器完成转换。图5-9(a)所

示

为U₁-U₂

降压转换的电压转换方式。

开关闭合时，电流通过L₁

进入车辆的车载网络，线圈开始充电。在这

一

过程中，电流

不断变大。电容器负责匹配不断增加的电流i₁

与

稳

定

的

负

载

电

流i₂

。开关只能闭合较短时间，否则输出电压会升高到输入电压的水平。输入电压和输出电压的差使电流通过线圈，

图5-9(b)简单描述了这

一

过程。断开开关后，线圈L₁

通

过

二

极

管D₁

和

电

路

负

载R₂

放

电

，线

圈L₁

在

此

处

放

电

。

在

这

一

过程中，电流持续减小。在断电期间，线圈不应“完全放电”,如图5-9(c)所

示

如果线圈在下

一

次通电时间前完全放电，则线圈电流会暂时接近0。此时，断电时间结

束并且在开关再次闭合前出现停顿。线圈在通电时间获得的电能E直

接

取

决

于

开

关

的

通

电

时

间T和线圈的电压

。线

圈

的充电电压等于U₂

和U₁

之

间

的

差

。2.信息收集

2.5DC/DC转换的原理(拓展知识)2)直流/直流升压

直流/直流升压转换器用于将较低的直流电压转换为较高的直流电压。

当开关T₁

闭合时，线圈L₁

中有电流iz流过，电量随着电流时间而增加，如图5-10(b)所示。断开开关后，线圈中依然有电流iz,直到放电结束为止，在此过程中，电流持续减小。在

断电期间，线圈L₁

的感应电压与输入电压U₁

串联。输入电压和感应电压叠加在一起，通过二

极管给电容器C₁

充电。因此，车载网络负载R₂

出现较高的输出电压，如图5-10(c)所示。

如果线圈L₁

在下一次通电时间前完全放电，则线圈电流会暂时接近0。此时，断电时间

结束并且在开关再次闭合前出现停顿。3.执行工作计划

3.1信息分析：低压电池亏电故障的电路分析

利用诊断设备连接车辆

，

通过导航画面和登录

窗口登录诊断系统

，

读取车辆状态信息

，

对所

有采集的信息和维修手册进行对比并分析

。DC/DC相

关

电

路

如

图5-11所

示

。

整车控制模块VCU在通电后发送DC/DC使能信号给PDC中的DC/DC模

块

，

收到信号后，模块工作，将动力电池输入的高压电通过直流降压后，向电池充电。根据整车和低压电

池充电电流得到的信息，控制充电电流。控制电路图如图5-11所示。3.执行工作计划

3.2工作计划：制订低压电池亏电故障检修计划

根据收集的资料，可以初步规划