混合动力汽车构造原理与故障检修 课件 项目1、2 混合动力汽车故障检修基础、混合动力汽车高、低压蓄电池系统检修

项目一任务一混合动力汽车高压安全操作3任务描述本任务主要介绍了混合动力汽车在检测与维修时的高电压安全操作中涉及到的基础知识和技术技能，同时要求掌握混合动力汽车混合动力系统特有的安全注意事项。项目目标知识目标：1.了解高电压安全操作基础知识。2.掌握混合动力汽车高压动力系统特有的注意事项。能力目标：1.能查阅混合动力汽车维修时相关安全法律法规资料。2.熟知混合动力汽车高压部件部件的安装位置。3.掌握混合动力汽车高压电力系统中的安全操作。思政要素和职业素养目标：1.培养节能环保意识与社会责任感。2.培养团结互助的团队精神和积极沟通交流的职业能力。

知识储备电气系统是汽车的神经，承担着能量与信息传递的功能，对汽车的动力性、经济性、安全性等有很大的影响，也是汽车的重要组成部分。而电气系统分为低压电气系统和高压电气系统。在混合动力汽车中高压电气系统是持续工作的，也是混合动力汽车构造的核心。要使混合动力汽车拥有良好的技术状况，必须正确使用与定期保养及检修车辆，就得掌握高压安全操作。一、高电压操作安全知识1.电击与人体反应电流流经人体时会发生电击。电击现象受下列4项因素影响，与电压大小没有直接关系。2.电击对人体的影响发生电击时，根据电流大小以及载流时间，人体会出现不同反应。3.人体电阻电击的危险度由电流决定。在人体电阻相同的情况下，电压越高，电流会越大，危险性也会增大。因此，不同国家各自规定了不对人体造成影响的安全电压。例如，德国、英国24V,中国安全电压为不高于36V，持续接触安全电压为24V。人体电阻分为皮肤电阻和人体内部电阻。

4.漏电绝缘能力较差部分与地面间形成电力潮流的现象称为漏电。对于汽车而言不仅仅指地面，普通电路以外形成电力潮流的情况均称为漏电。

为了防止混动系统的高电压电路发生漏电，系统拥有一套区别于普通12V电路的独立电路，该电路称为浮动方式电路，如图所示。

5.绝缘对混合动力汽车高压系统进行分解组装作业及诊断作业时，务必在手上佩戴用绝缘物制作的保护器具或者用防护用具进行绝缘操作，如图所示。6.高电压作业时的注意事项对车辆及零部件进行危险操作时设置警告标志（注意事项、作业名称），如图所示。7.发生电击时的急救如果冒然接触受电击倒地的人员，可能造成二次电击，因此应使用安全保护器具之后再进行施救，如图所示。二、混合动力（Hybrid）系统特有的注意事项1.电机转子的操作2.镍氢动力蓄电池的操作3.锂离子动力蓄电池的操作4.救援作业5.维修操作“十注意”

技能拓展

混和动力汽车高压动力系统与传统汽车的动力系统是不同的，其使用电能和发动机来提供驱动力。同样的，维修和保养的程序和传统汽车也是不同的，需要特别注意,避免任何可能的事故处理被损坏的车辆或发生车祸或灾难的车辆时，同样要求按照特殊的程序。1.紧急事件对应指导2.高压电线固定颜色辨识3.警告标签4.移动和拖拽故障车辆任务实施

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。项目一任务二混合动力汽车认知16任务描述本任务首先介绍了混合动力汽车根据混合度、结构特点和有无外接充电电源区等进行分类，然后总结了插电式混合动力汽车的结构特点与使用性能,最后认知了混合动力汽车动力系统的结构及主要部件的功用、结构特征和工作原理。项目目标知识目标：1.了解混合动力汽车的概念。2.掌握混合动力汽车的分类及结构特点。3.掌握插电式混合动力汽车的结构特征与使用性能。能力目标：1.能查阅不同类型混合动力汽车的相关技术资料。2.熟知不同类型混合动力汽车的结构组成。3.能掌握不同类型混合动力汽车的工作性能。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发展，感受汽车之美，践行制造强国战略。

知识储备一、混合动力汽车概念广义上说，混合动力汽车（HybridVehicle）是指车辆驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系统单独或共同提供。通常所说的混合动力汽车，一般是指油电混合动力汽车（HybridElectricVehicle,HEV），即采用传统的内燃机（柴油机或汽油机）和电动机作为动力源，也有的发动机经过改造使用其他替代燃料，例如压缩天然气、丙烷和乙醇燃料等。二、混合动力汽车分类混合动力系统是混合动力汽车的核心，其系统因各个组成部件、布置方式和控制策略的不同，形成了多种分类形式，常见分类有三种方式。一种是根据有无外接充电电源区分；一种是根据结构特点区分，分为串联式混合动力（又叫增程式电动）、并联式混合动力、混联式混合动力等；还有一种是根据混合度的不同分为微混合动力系统、中混合动力系统、完全混合动力系统。1.根据混合度不同分类根据混合度不同，可分为：微混、轻混、中混和全混。

轻混中混

全混

2.根据结构特点分类分为并联式混合动力汽车（ParallelHybridElectricVehicle，PHEV）、混联式混合动力汽车（ParallelSeriesHybridElectricVehicle，PSHEV）、串联式混合动力汽车（SeriesHybridElectricVehicle，SHEV）、分支式串联混合动力汽车。并联式

混联式

串联式

分支式串联

3.根据有无外接充电电源区分类

这种方式包括非插电式混合动力以及插电式混合动力两种。（1）非插电式混合动力汽车（2）插电式混合动力汽车

插电式混合动力汽车比起非插电的混合动力汽车，说简单了就是多个插电口，能够外接充电。驱动电机功率要足够大，确保汽车能够以比较高的速度行驶，动力蓄电池容量也要比普通混合动力汽车的大很多，足以在纯电模式下行驶较长里程（插电式混合动力汽车的续航里程一般50km以上）。插电式混合动力汽车的百公里综合油耗比普通混合动力汽车更低，使得百公里油耗低至2~3L,而且充电时间也不长，一般数小时即可充满。三、混合动力汽车混合动力系统

混合动力汽车使用两种动力源（发动机和动力蓄电池），已利用各动力源的优势来弥补各自的劣势。该车的动力系统主要是：发动机、混合驱动桥、HV蓄电池、带转换器的变频器总成、混合动力车辆ECU、发动机ECU、辅助蓄电池和空调电动压缩机总成等，如图所示。

1.发动机

发动机是将燃料的化学能转化为活塞运动的机械能并对外输出动力。混合动力汽车动力系统中的发动机是阿特金森循环发动机，而传统汽车的发动机是奥托循环发动机。阿特金森循环发动机

奥托循环发动机2.混合驱动桥

部分混合动力汽车的动力分配装置为混合驱动桥总成，如图所示。混合驱动桥为电子控制连续可变型变速器，主要由电机1（MG1）、电机2（MG2）、动力分配行星齿轮机构、电机减速行星齿轮机构、传桥减速器、油泵、主减速器和差速器等组成。

3.HV蓄电池HV蓄电池在行李舱内，如图所示。4.带转换器的变频器总成

混合动力汽车采用将电机控制器MGECU、变频器（逆变器）、增压转换器和DC/DC变换器集成于一体的结构紧凑、轻量化的带转换器的变频器总成，如图所示。5.混合动力车辆ECU

混合动力车辆ECU总成对混合动力系统进行综合控制。它接收来自各种传感器和ECU（发动机控制单元ECU、MGECU、HVECU和驱动防滑控制ECU等）的信息，并据此计算所需转矩和输出功率，然后将计算结果传输至发动机控制单元ECU、MGECU、HVECU和驱动防滑控制ECU，得到整车所需工况。6.辅助蓄电池

混合动力汽车配有辅助电池，安装在行李箱舱内，如图所示。14.0V电池给ECU和辅助电器设备供电，如音响等。蓄电池容量为34AH，当电池电压变低时通过逆变器把201.6V的直流电转换为低压直流电14.0V给蓄电池充电。车辆在准备模式时，给14.0V电池充电，车灯、后窗除霜器和其他电子设备由逆变器供电。7.空调电动压缩机总成传统汽车的空调系统的压缩机是由发动机通过传动带驱动，而混合动力汽车的空调系统使用一个电机驱动的电子变频器压缩机。空调系统的安装如图所示。四、混合动力汽车底盘结构1.动力传动系统汽车动力源与驱动轮之间的动力传递装置称为汽车的传动系统。混合动力汽车的动力传动系统，如图1.3-9所示。

2.制动系统

混合动力汽车的行车制动系统属于电控制动ECB系统，包括制动系统和制动能量回收系统，根据驾驶人踩制动踏板的程度和所施加的力计算所需要的制动力，然后ECB施加相应的制动力（包括再生制动力和液压制动系统产生的制动力）并有效地吸收能量。（1）混合动力汽车制动系统（2）混合动力汽车制动能量回收系统

混合动力汽车制动能量回收是将汽车的动能和位能变成电能回收到混合动力汽车的动力蓄电池；利用驱动电机当作发电机运行发电时产生的电磁阻力进行制动减速，起到减少制动摩擦片的磨损和节能的效果，可以回收大约30%的再生制动能量。3.行驶系统混合动力汽车和其他汽车的底盘行驶系统，在功用、结构组成（见图所示）、工作原理上基本相同，不再赘述。4.转向系统大多数混合动力汽车采用了电动助力转向系统EPS，是直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统。

技能拓展

1.CAN总线认知CAN总线系统是一个用于实时应用的串行数据通信系统，也是一个车辆多路通信系统，该系统通信速度高且能够检测故障。它将CAN-H和CAN-L总线作为一对，利用电压差进行CAN通信。2.VAN总线认知

当前各汽车厂商使用各种不同的总线，其功能差异比较大，但有一个明显的趋势是，现场总线的应用正在普及，特别是应用于高级轿车。车辆局域网（VehicleAreaNetwork，VAN）是现场总线的一种，由法国的雷诺汽车公司和标致集团联合开发。项目二任务一混合动力汽车低压辅助蓄电池系统检修41任务描述本任务介绍了混合动力汽车低压电池构造，先重点了解汽车低压电池使用与结构原理,接着学习混合动力汽车低压电池故障检修技能。项目目标知识目标：1.了解混合动力汽车低压电池构造。2.掌握混合动力汽车的低压蓄电池的使用。3.掌握混合动力汽车典型低压电池的结构特征与使用性能。能力目标：1.能查阅不同类型混合动力汽车低压电池的相关技术资料。2.熟知混合动力汽车典型低压电池的结构组成。3.能掌握不同类型混合动力汽车低压电池故障检修技能。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。

知识储备低压辅助蓄电池是混合动力汽车整车电子设备低压电的来源,是车辆上非常重要的部件，是一种可重复充电的低压直流电源，能够将化学能转化为电能供给低压直流用电设备，又能将电能转化为化学能储存起来。混合动力汽车与其他汽车上使用的低压蓄电池基本一样，采用的是酸性蓄电池，它的电解液为硫酸，极板材料的主要成分是铅（或铁），因此也成为低压铅酸蓄电池（或低压铁电池）。其装配蓄电池的目的主要是启动车辆，传统车启动发动机，新能源车启动高压系统。一、汽车低压电池使用与结构原理1.低压蓄电池结构不论是混合动力汽车，还是其他汽车，采用的低压蓄电池结构基本相同，都是由极板、隔板、电极液和壳体等组成，其结构如图所示。

2.低压蓄电池的工作原理低压蓄电池的工作过程就是电能和化学能的转化过程，放电时将化学能转化为电能，充电时将电能转化为化学能。二、混合动力汽车典型低压电池混合动力汽车使用的低压蓄电池随车型不同其结构原理也不尽完全相同。一汽丰田普锐斯混合动力汽车的后备厢中安装有一个低压蓄电池（备用蓄电池），备用蓄电池供电给大灯、音响和其他附件及所有控制单元ECU，该电池使用免维护的直流12V屏蔽电池，如图所示。备用蓄电池内的电解液被分离器过滤，以减少在充电时释放的氢气。因此只要使用规定的蓄电池，蓄电池液就无需更换。与其他车辆一样，如果由于某种原因蓄电池无电，则需要跨接启动。技能实践1.故障现象比亚迪秦混合动力汽车使用遥控按键无法打开车门，开门后仪表灯全部不亮，按左前门微动开关，无法唤醒低压铁电池。2.故障原因分析3.故障检修指导4.故障维修小结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。项目二任务二混合动力汽车高压动力蓄电池系统检修52任务描述本任务介绍了混合动力汽车高电压蓄电池，重点了解混合动力汽车高压动力蓄电池的安装位置、系统结构组件、外部特征、控制电路、冷却形式等,最后掌握高压动力蓄电池的系统结构与故障检修检修。项目目标知识目标：1.了解混合动力汽车高压动力蓄电池的安装位置。2.掌握混合动力汽车的高压动力蓄电池系统结构组件。3.掌握混合动力汽车高压动力蓄电池冷却形式。能力目标：1.能查阅不同类型混合动力汽车高电压蓄电池的相关技术资料。2.熟知不同类型混合动力汽车高电压蓄电池的结构组成。3.能掌握不同类型混合动力汽车高电压蓄电池的工作性能及故障维修。思政要素和职业素养目标：1.发扬大国工匠精神，增强社会责任感。2.培养团结互助的团队精神和积极沟通交流的职业能力。

知识储备高压动力蓄电池是混合动力汽车运行时的主要能源之一，直接决定着混合动力汽车的使用性能。混合动力汽车的车型众多，其高压动力蓄电池的安装位置、系统结构组件、外部特征、控制电路、冷却形式等都是不尽相同的，所对应的车辆运行中能量输出与回收及故障检修也是不一样的。现对不同混合动力汽车的高压动力蓄电池的系统结构与故障检修检修探究。1.比亚迪秦混合动力汽车动力蓄电池系统（1）动力电池安装位置及结构1）动力电池安装位置比亚迪秦混合动力汽车动力电池位于后座椅后面，也是后备厢的前侧面，如图所示。

2）动力电池结构比亚迪秦混合动力汽车动力电池结构如图所示。备用蓄电池内的电解液被分离器过滤