混合动力汽车构造原理与故障检修 课件 项目3-7 混合动力汽车充电系统检修 -混合动力汽车空调系统检修

项目三任务一混合动力汽车动力蓄电池充电系统检修3任务描述本任务介绍了混合动力汽车动力电池充电系统，重点了解混合动力汽车动力电池充电系统充电方式、系统构成、工作原理,最后掌握混合动力汽车的动力电池充电系统故障检修。项目目标知识目标：1.掌握混合动力汽车动力电池充电方式。2.掌握混合动力汽车动力电池系统构成。能力目标：1.能查阅不同类型混合动力汽车动力电池充电系统的相关技术资料。2.熟知动力电池充电系统工作原理。3.能掌握混合动力汽车的动力电池充电系统故障检修。思政要素和职业素养目标：1.养成严谨、客观、认真分析的能力。2.了解混合动力汽车市场，感受汽车之美，践行制造强国战略。3.具备敏锐的安全防范意识。

知识储备

混合动力汽车不论是使用外部供电系统、发动机驱动发电机发电，还是通过再生制动能量来给动力电池充电，都需要有一套完整的智能充电系统。智能充电系统中的高压动力电源管理器BMS（BatteryManagementSystem）发挥着重要的作用。

当前混合动力汽车按能否外接电源充电，分为插电式混合动力汽车PHEV(Plug-inHybridElectricVehicle)和非插电式混合动力汽车。PHEV汽车是新一代混合动力汽车，备受各国政府和汽车厂商重视，有望今后广泛使用。一、混合动力汽车动力电池充电方式1.电力电网充电混合动力汽车充电系统主要是通过民用电力电网插头和交流充电桩接入交流充电口，通过车载充电装置将民用220V交流电转为直流高压电给动力蓄电池进行充电。（1）电网对混合动力汽车充电的充电系统结构与充电

（2）充电中电气故障应急措施（比亚迪唐PHEV）如果充电过程中出现电气故障（如车辆锁闭故障），可以手动解锁。不同车型的紧急断开装置是不一样的。2.再生制动充电再生制动充电是混合动力汽车的重要工作模式，它能在汽车减速或下坡时，根据加速踏板与制动踏板信号，保证汽车制度性能不变的前提下，通过驱动电机当作发电机运行发电给动力蓄电池充电。（1）混合动力汽车再生制动的理论（2）再生制动联合控制（参照一汽丰田卡罗拉混动版）3.发动机驱动电机充电（1）行驶发电（充电）模式在行驶过程中用户可以调整SOC剩余电量预设值（15%左右），一旦剩余电量即将小于预设值，系统自动切换成“行车发电模式”，如图所示。（2）怠速发电（充电）模式在SOC低于15%以内行驶，在等红绿灯的时候系统自动切换至内燃发动机带动前电机发电为动力蓄电池充电，如图所示

二、混合动力汽车的动力电池充电系统认知混合动力汽车充电系统如图所示，主要由交流充电口、车载充电器、高压配电箱、动力电池、电池管理器、电源电缆等组成。技能实践1.比亚迪唐PHEV混合动力汽车动力电池充电系统故障检修。2.比亚迪秦混合动力汽车动力电池无法充电故障。任务实施小组根据该任务的学习情况，查阅相关资料和实训设备（工具、车辆），完成课程涉及的工作任务。项目三任务二混合动力汽车低压辅助蓄电池充电装置检修15任务描述本任务介绍了混合动力汽车低压蓄电池充电装置，重点了解混合动力汽车低压蓄电池充电装置的安装位置、结构组成、工作原理，掌握低压蓄电池的充电装置故障检修。项目目标知识目标：1.了解混合动力汽车的低压蓄电池充电装置的安装位置。2.掌握混合动力汽车低压蓄电池充电装置的结构组成。能力目标：1.能查阅不同类型混合动力汽车低压蓄电池充电装置的相关技术资料。2.熟知混合动力汽车的低压蓄电池充电装置的工作原理。3.掌握低压蓄电池的充电装置故障检修。思政要素和职业素养目标：1.养成严谨、客观、认真分析的能力。2.感受汽车之美，践行大国工匠责任。3.培养团结互助的团队精神和积极交流沟通的职业能力。

知识储备

混合动力汽车的储能装置包括动力电池和低压辅助蓄电池，对储能装置除了对动力电池充电，还要对低压辅助蓄电池也进行充电，因为低压辅助蓄电池是混合动力汽车整车高、低压电器部件工作的基础电源。

混合动力汽车的行驶智能充电系统监测到低压辅助蓄电池的电源电压过低时，智能充电系统启动控制DC/DC转换器工作，将高压直流电转换成低压直流电，为低压辅助蓄电池充电，也为整车低压负载供电，是一个降压电源（替代传统发电机）。一、混合动力汽车低压辅助蓄电池的充电装置认知混合动力汽车低压辅助蓄电池的充电装置是DC/DC转换器，不同款型混合动力汽车的DC/DC转换器安装位置和内、外部结构组成有所不同。1.混合动力汽车的转换器DC/DC（1）DC/DC变换器安装位置DC/DC变换器与驱动电机控制器总成安装于发动机舱内，如图所示。

（2）DC/DC变换器结构比亚迪秦混合动力汽车的DC/DC变换器外部结构如图3.2-2所示，内部结构如图所示。（3）DC/DC变换器控制原理比亚迪秦混合动力汽车DC/DC变换器系统控制原理如图所示。DC/DC变换器具有两大功能：①降压②升压技能实践1.一汽丰田卡罗拉混合动力汽车转换器DC/DC的故障检修1.比亚迪秦混合动力汽车DC/DC变换器不工作故障

任务实施小组根据该任务的学习情况，查阅相关资料和实训设备（工具、车辆），完成课程涉及的工作任务。项目四混合动力汽车电机驱动系统检修24任务描述本任务介绍了混合动力汽车电机驱动系统，重点了解混合动力汽车电机驱动系统结构、工作原理,最后掌握混合动力汽车电机驱动系统与故障检修。项目目标知识目标：1.掌握混合动力汽车电机驱动系统结构特点。2.掌握混合动力汽车电机驱动系统作用。能力目标：1.能查阅不同类型混合动力汽车电机驱动系统的相关技术资料。2.掌握混合动力汽车电机驱动系统工作原理。3.掌握混合动力汽车电机驱动系统与故障检修。思政要素和职业素养目标：1.具备敏锐的维修安全防范意识。2.养成严谨、客观、认真分析的能力。3.培养团结互助的团队精神和积极交流沟通的职业能力。

知识储备混合动力汽车具有两套驱动系统，即电机驱动系统和燃油发动机驱动系统。混合动力汽车的整车控制单元（HVECU）根据行驶状况、道路状况和天气情况，将混合动力车辆所需的来自电动机和来自发动机的驱动力进行分配耦合，以获得最佳的燃油经济性、最少的废气排放和最大能量储存系统的使用寿命。电机驱动系统是混合动力汽车行驶中的主要执行结构，其结构组成是由驱动电机、带转换器的逆变器（电机控制器）、各种检测传感器、变速机构、整车控制单元（HVECU）、高压电源和高压电缆等，驱动电机、带转换器的逆变器（电机控制器）是驱动系统的核心部件。一、混合动力汽车电机驱动系统认知混合动力汽车电机驱动系统的主体是驱动电机、电机控制器和高压电源电缆等，如图所示。

1.驱动电机比亚迪秦混合动力汽车的驱动电机集成于变速器总成之内，安装于前舱变速器上方，如图所示。(1)驱动电机结构

驱动电机由外圈的定子与内圈的转子组成的交流永磁同步电机，具体结构如图所示。(2)驱动电机工作参数(3)驱动电机的特点2.旋转变压器旋转变压器由旋变线圈（一组励磁绕组、两组输出绕组）和信号盘（椭圆形转子）组成，如图所示。3.电机控制器电机控制器由输入/输出接口电路、驱动电机控制电路和驱动电路组成。(1）电机控制器安装位置比亚迪秦混合动力汽车驱动电机的电机控制器位于前机舱内如图所示。(2）电机控制器外部结构比亚迪秦混合动力汽车电机控制器外部显示了高压直流输入、三相交流输出、冷却水管、检测开关和低压64pin接插件等，如图所示。(3）电机控制器的功能比亚迪秦混合动力汽车驱动电机的电机控制器具有如下功能。①作为动力系统的总控中心,驱动电机的运行,根据工况控制电机的正反转、功率、转矩和转速等;协调发动机管理系统工作。②采集电机的旋变、温度、制动、加速踏板开关信号。③通过CAN通信采集制动深度、档位信号,驻车开关信号,启动命令,电池管理控制器相关数据及控制器的故障信息。④内部处理的信号有直流侧母线电压、交流侧三相电流、IGBT温度、电机的三相绕组阻值。

(4)电机控制器电气原理比亚迪秦混合动力汽车电机控制器电气原理如图所示。

技能实践

1.比亚迪秦混合动力汽车电机驱动系统故障检修2.比亚迪秦混合动力汽车驱动电机控制器温度过高

任务实施小组根据该任务的学习情况，查阅相关资料和实训设备（工具、车辆），完成课程涉及工作任务。项目五混合动力汽车高压配电箱检修38任务描述本任务介绍了混合动力汽车高压配电箱，重点了解混合动力汽车高压配电箱结构作用、安装位置、工作原理,最后掌握混合动力汽车高压配电箱故障检修。项目目标知识目标：1.了解混合动力汽车高压配电箱结构。2.掌握混合动力汽车高压配电箱结构特点及功用。3.掌握插电式混合动力汽车高压配电箱的安装位置。能力目标：1.能查阅不同类型混合动力汽车高压配电箱的相关技术资料。2.能掌握不同类型混合动力汽车高压配电箱的工作原理。3.掌握混合动力汽车高压配电箱故障检修。思政要素和职业素养目标：1.具备敏锐的安全防范意识。2.感受大国制造，培养爱国精神，激发民族自豪感。3.培养团结互助的团队精神和积极交流沟通的职业能力。

知识储备混合动力汽车的高压配电箱：主要是通过对接触器的控制来实现动力电池的高压直流供给整车高压用电器，以及接收车载充电器或非车载充电器直流电来给动力电池充电；同时含有其他的辅助检测功能，如电流检测、漏电监测等，其系统框架如图所示。一、混合动力汽车高压配电箱认知混合动力汽车高压配电箱主要将电池包的电能分配给各高压用电模块，也将车载输出的电能分配给电池包。1.高压配电箱安装位置比亚迪秦混合动力汽车高压配电箱位于后备厢电池包支架右上方，如图所示。

比亚迪秦混合动力汽车高压配电箱匹配的高压线有驱动电机控制器直流母线与PTC小线总成、电池包正负极线、车载充电器小线、空调配电盒总成等组成，如图所示。2.高压配电箱结构将电池包的高压直流电分配给整车高压电器使用，其上游是电池包，下游包括驱动电机控制器及DC总成、PTC水加热器、电动压缩机、漏电传感器；也将车载充电器的高压直流电分配给电池包，高压配电箱内部结构如图所示。3.高压配电箱高压电路比亚迪秦混合动力汽车高压配电箱高压电路如图所示。4.高压配电箱高压接插件比亚迪秦混合动力汽车高压配电箱高压接插件如图所示。5.高压配电箱低压接插件及端子定义比亚迪秦混合动力汽车高压配电箱低压接插件K54如图所示。6.漏电传感器安装位置及功能比亚迪秦混合动力汽车采用直流式漏电传感器。当高压系统漏电时，传感器会发出报文给电池管理器BMS，BMS接收到漏电报文后会根据漏电情况马上报警或者马上断开高压系统，防止高压漏电对人或车辆电气部件造成伤害和损失。漏电传感器安装位置比亚迪秦混合动力汽车直流式漏电传感器安装位置如图所示，后备厢车身后围搁物板前加强横梁上。

(4)电机控制器电气原理比亚迪秦混合动力汽车电机控制器电气原理如图所示。

技能实践

1.比亚迪唐PHEV混合动力汽车高压配电箱故障检修

2.比亚迪秦混合动力汽车高压配电箱故障检修

任务实施小组根据该任务的学习情况，查阅相关资料和实训设备（工具、车辆），完成课程涉及工作任务。项目六混合动力汽车整车控制系统检修52任务描述本任务介绍了混合动力汽车整车控制系统，重点了解混合动力汽车整车控制系统构成、安装位置、工作过程,最后通过学习掌握混合动力汽车整车控制系统故障检修。项目目标知识目标：1.了解混合动力汽车整车控制系统构成。2.掌握混合动力汽车整车控制系统功能。3.掌握混合动力汽车整车控制系统安装位置。能力目标：1.能查阅不同类型混合动力汽车整车控制系统相关技术资料。2.熟知不同类型混合动力汽车整车控制系统工作过程。3.掌握混合动力汽车整车控制系统故障检修。思政要素和职业素养目标：1.养成严谨、客观、认真分析的能力。2.具备敏锐的安全防范意识。3.培养团结互助的团队精神和积极交流沟通的职业能力。

知识储备混合动力电动汽车是多能源动力整车配置，主要由发动机与驱动电机通过机械传动装置耦合在一起，在不同的工况条件下组成不同的工作模式，从而使发动机和驱动电机发挥各自优点，以应对越来越严酷的环保和能源限制要求就有整车控制系统来解决了。混合动力整车控制系统是根据采集到的速度、负荷、制动等数据，计算出对应的要求输出的功率;计算出以最高效率为基点分配到发动机与电动机上的功率值，即实现发动机与电动机的最优功率分配比;然后根据功率分配比，需有驱动电动机的功率值和其它有关数据，给出发动机的控制参数和电动机的控制参数。同时，驱动执行器完成这两个层次的工作控制。一、混合动力汽车整车控制系统认知混合动力汽车整车控制系统构成如图所示，是一套线控（ByWire）系统.整车控制系统的中心是整车控制单元（HVECU），其功能包括驱动力指令、诊断、安全警示等。当控制系统构成的零部件发生故障时，为了防止驾驶员的意愿与车辆发生冲突，需要及时、准确的安全警告。如图所示丰田汽车公司第二代混合动力THS-Ⅱ控制系统。

1.一汽丰田卡罗拉混合动力汽车的工作原理①混合动力系统使用发动机和MG2对车辆的行驶提供原动力，并将MG1用作发电机发电对动力电池充电和对MG2提供电能。混合动力车辆控制ECU（HVECU）总成根据车辆的各种行驶状态对发动机和MG2提供的动力进行优化组合。②HVECU总成持续监视发动机冷却液温度、SOC、HV蓄电池温度和电气负荷情况。如果任一监视条件未满足要求，电源开关置于ON(READY)位置且换档杆处于N以外的任一位置，则HVECU总成启动发动机。③混合动力系统根据如图所示的行驶状态对发动机、MG1和MG2的运转进行优化组合，驱动车辆。2.一汽丰田卡罗拉混合动力汽车的HVECU总成对车辆各项控制由前图所示，一汽丰田卡罗拉混合动力汽车HVECU总成对车辆的各项控制如教材对应表中内容所示。3.一汽丰田卡罗拉混合动力汽车HVECU安装位置、接插件及端子定义（1）一汽丰田卡罗拉混合动力车辆控制ECU总成安装位置如图6.1-5所示。（2）一汽丰田卡罗拉混合动力车辆控制ECU的接插件A28、E22、E23如图所示。（3）一汽丰田卡罗拉混合动力车辆控制ECU的接插件A28、E22、E23端子定义如课本表中内容所示。

技能实践

混合动力汽车整车控制系统故障检修

对混合动力汽车整车控制系统故障检修，参照一汽丰田卡罗拉混合动力汽车。

1.混合动力控制系统故障症状

一汽丰田卡罗拉混合动力控制系统故障症状如课本表中内容所示。

2.混合动力控制系统故障吗

一汽丰田卡罗拉混合动力控制系统故障码如课本表中内容所示。

任务实施小组根据该任务的学习情况，查阅相关资料和实训设备（工具、车辆），完成课程涉及工作任务。项目七混合动力汽车空调系统检修64任务描述本任务介绍了混合动力汽车空调系统与故障检修，重点了解典型混合动力汽车空调系统结构组成及特点，根据空调系统的制冷原理和制热原理为空调系统故障机理分析打下了坚实基础，再是介绍了混合动力汽车空调系统的故障检修,最后以混合动力汽车空调系统故障案例教导学习者如何检修空调系统故障。项目目标知识目标：1.了解混合动力汽车的空调系统结构组成。2.掌握混合动力汽车空调系统的制冷、制热原理。3.掌握混合动力汽车空调系统的故障检修方法。能力目标：1.能查阅不同类型混合动力汽车的空调系统相关技术资料。2.熟知不同类型混合动力汽车的空调系统结构及特征。3.能掌握不同类型混合动力汽车空调系统的故障分析及检修流程。思政要素和职业素养目标：1.养成严谨、客观、认真分析的能力。2.了解混合动力汽车空调系统市场发展，感受汽车之美，践行制造强国战略。3.培养团队协作精神。

知识储备混合动力汽车车型采用自动空调系统作为标准配置。自动空调系统自动改变出风口、出风口温度和出气量；同时采用了鼓风机脉冲控制器，该控制器根据空调ECU提供的占空比信号控制输出电压来调节鼓风机电动机的转速，减少了由于传统鼓风机线性控制器发热所造成的功率损失，通过提高空调系统的转化效率来减轻汽车动力负担来实现低油耗。一、混合动力汽车空调系统认知1.混合动力汽车空调系统（1）空调系统结构比亚迪唐PHEV混合动力汽车空调系统组成如图所示。比亚迪唐PHEV混合动力汽车空调HVAC空调箱体总成如图所示。比亚迪唐PHEV混合动力汽车蒸发器箱体组成如图所示。

（2）空调系统的制热、制冷工作原理1）比亚迪唐PHEV混合动力汽车空调系统制热工作原理比亚迪唐PHEV混合动力汽车制热工作原理如图所示。2）比亚迪唐PHEV混合动力汽车空调系统制冷工作原理压缩机将蒸发器中低温低