《新能源汽车故障诊断与排除》课件-2-1 DC-DC故障排除

情景二：动力电池管理系统新能源汽车故障诊断XINNENGYUANQICHEGUZHANGZHENDUANDC-DC故障排除任务1一辆纯电动汽车因为DC/DC问题，导致低压蓄电池无电，车辆不能正常上电，你知道如何判断DC/DC工作状态并且利用外接电源进行启动吗？任务引入TasktointroduceNewTeaching新授学习目标技能目标知识目标学习目标1、掌握充电时的必要条件2、掌握充电时的硬线唤醒功能1、能正确利用外接低压电源跨接进行低压上电2、能正确测量DC-DC输出电压并判断3、能正确测量DC-DC系统工作信号电压并分析授课导航Navigation1概述2DC/DC变换器基本功能3DC/DC变换器工作条件4智能充电5DC/DC变换器内部原理概述DC是直流电的英文（DirectCurrent）的缩写，用于表示直流电。汽车中的动力电池，低压电池等都属于直流电源，能够输出直流电。AC是交流电的英文（AlternatingCurrent）的缩写，用于表示交流电。汽车上永磁同步电机在能量回收时利用电磁感应原理产生的电能为交流电。在电动汽车上DC/DC变换器替代了传统汽车上的发电机，它的作用是将动力蓄电池的高压电转为低压电，给蓄电池及低压系统供电。DC/DC变换器具有效率高、体积小、耐受恶劣工作环境等特点。DC/DC变换器可以分为隔离型和非隔离型两种：概述电气隔离，就是将电源与用电回路作电气上的隔离，即将用电的分支电路与整个电气系统隔离，使之成为一个在电气上被隔离的、独立的不接地安全系统，以防止在裸露导体故障带电情况下发生间接触电危险。实现电气隔离以后，两个电路之间没有电气上的直接联系。即，两个电路之间是相互绝缘的。同时还要保证两个电路维持能量传输的关系。电气隔离的作用主要是减少两个不同的电路之间的相互干扰，降低噪声。1）隔离型概述非隔离型又可以分为非隔离双向DCDC和隔离型双向DCDC，结构比较简单，每个部件都是直接相连，没有额外的能量损失，工作效率比较髙。对升压侧的电容要求比较高。隔离型双向DCDC，在非隔离型双向DCDC转换器的基础上加上一个高频变压器就构成了隔离型双向DCDC转换器，高频变压器两侧的电路拓扑可以是全桥式、半桥式、推挽式等等。这几种隔离型的双向DCDC转换器，采用了更多的功率开关，电压变比大，带电气隔离等优点。但是这类DCDC转换器结构复杂，成本也相对较高，转换器的损耗高，低频时会导致隔离变压器铁芯饱和，损耗会进一步增加。因此，非隔离型双向DCDC转换器比隔离型在电动汽车上运用更具有优势。2）非隔离型概述DC/DC变换器有降压、升压、双向降-升压三种形式，车型DC/DC变换器集成在PEU内部。如下图所示。DC输出端DC/DC变换器基本功能1）当输入直流电压在一定范围内变化时，能按负载要求的变化范围输出直流电。2）输出负载要求的直流电流范围。能够输出足够的直流负载电流，并且能够允许在足够宽的负载变化范围内正常运行。3）变换器是能量传递部件，因此需要较高的转换效率，以便提高能源的利用率。DC/DC变换器工作条件1）整车ON档上电或充电唤醒上电。2）动力蓄电池完成高压系统预充电流程。3）VCU发出DC/DC变换器使能信号。4）充电时唤醒。智能充电长期停放的车辆容易造成低压蓄电池馈电，当低压蓄电池严重馈电将会导致车辆无法启动上电。为避免这一问题，本车具有智能充电功能。车辆停放过程中VCU将持续对电源蓄电池电压进行监控，当电压低于设定值时，VCU将唤醒BMS，同时VCU也将控制电机控制器通过DC/DC对低压蓄电池进行充电，防止低压蓄电池馈电。DC/DC变换器内部原理Vin为输入电压，需要通过DC/DC回路，在输出端得到一个需要的输出电压。原边开关电路，将输入电流调制成矩形波，这个过程主要依靠控制器调制特定占空比的PWM波，用以驱动四个开关按照既定的顺序和时间开闭，从而实现电流逆变过程。原边输入电压可以通过占空比调节，占空比增加输出电压也增加，占空比减小输出电压减小。频率则可以通过调节开关频率调节。T1位变压器，变比n，变压器既可以实现电气隔离，又可以起到电压调节的作用。一个固定的原边线圈匝数，副边改变匝数，即可得到不同的电压等级。变压器的输入，是经过左侧全桥电路逆变得到的脉冲矩形波，传递到变压器的副边，得到的是另一个电压幅值的交流正弦波。经过DR1和DR2整流以后，再经由CF和RI滤波处理，得到直流电，提供给输出端。DC/DC变换器内部原理NewTeaching实训任务准备（一）设备及工具准备序号设备及工具名称数量1整车1套2道通MS908E汽车故障诊断仪1套3数字万用表1套4万用接线盒1套5工位防护套装1套6饰板拆装专用工具1套7个人防护套装2套任务准备1.设置隔离栏隔离维修工位。2.在工位出口处设置高压安全警示牌，提醒周边人员工位正在进行高压电气维修。3.记录车辆铭牌信息。（二）场地设备准备（三）安全防护准备检查实训场地和设备设施是否清洁及存在安全隐患，配电箱、排查是否符合用电需求，如不正常请汇报老师并进行处理。（一）DC-DC的故障诊断实施步骤

一辆纯电动汽车，上车启动车辆，ready灯能正常点亮，低压充电故障指示灯、功率限制指示灯点亮。1.故障分析实施步骤纯电动汽车利用动力电池的高压直流电通过DC-DC转换成低压直流电给其他低压电器供电，同时给蓄电池充电。当整车电器使用的功率大于DC-DC输出功率时，蓄电池协助DC-DC供电而满足电能的需求。从故障现象看出DC-DC检查的主要是其本身是否能正常工作，其次检查高压直流电源输入和低压输出的电路。2.故障原因实施步骤导致低压蓄电池无法充电的故障可能的主要原因有DC-DC转换器故障、DC-DC与蓄电池连接电路故障。如下图所示。3.故障诊断步骤实施步骤步骤1：启动车辆，测量蓄电池的电压，通过电压可以判断DC/DC是否正常工作。步骤2：连接解码仪,读取故障码，发现故障码为：P1C3904DCDC控制器故障等级3（可KL15复位回复）；P113600低压端输出与蓄电池连接断开故障;P113F00低压网络电压欠压；P113D00输出电压超调检测。读取数据流查看数据流时发现DCDC故障状态：二级故障，DCDC工作模式：不工作。步骤3：经解码仪诊断，说明DC-DC系统可能存在故障。需查阅电路图分段确认DC-DC线路连接是否正常。3.故障诊断步骤实施步骤步骤4：查阅车辆电路图，进行相应检查。1）根据维修手册电路图，检查BV12线路连接情况。2）检查BV03及BV04连接情况，发现BV03-接前机舱保险丝、继电器盒（接线片1）虚接。由于BV03线束为DC/DC正极输出至前舱配电盒，因此故障锁定。（二）故障排除实施步骤（三）故障总结（四）实训现场整理修复BV03-接前机舱保险继电器盒虚接故障，重新启动汽车，仪表显示正常，汽车正常上电，低压电池正