汽车基础诊断及技术 11

任务2电池过温故障诊断与排除项目3车辆无法正常行驶诊断与排除CONTENTS目录01学习目标02岗赛课证03任务描述04知识储备05学习地图06任务实施07评价反馈PART01学习目标学习目标知识目标掌握比亚迪秦PLUSEV电池热管理系统的组成。掌握比亚迪秦PLUSEV电池热管理系统主要部件认知。掌握比亚迪秦PLUSEV电池热管理系统工作原理技能目标能分析动力电池过温故障原因。能识读与分析电池热管理系统控制电路。能完成驱电池过温故障诊断与检修。素养目标培养学生按时、规范和标准化的职业素养，养成自主解决问题和逻辑思维能力。与组内成员、同学合作交流、协调工作的能力。获得分析问题、解决问题的能力。PART02岗赛课证岗赛课证岗位融通新能源汽车检测维修岗位电池过温故障诊断与排除证书融通新能源汽车检测维修5.2.5新能源汽车构造（2）充电和动力蓄电池结构、组成和工作原理。5.3.1.2动力电池基本组成结构及工作原理（5）动力电池热管理的结构与工作原理。大赛融通全国职业院校技能大赛“汽车故障检修”赛项（1）熟悉动力电池结构与原理；（2）掌握电动汽车故障诊断方法、检修流程、工具仪器使用PART03任务描述任务描述一辆比亚迪秦PLUSEV汽车仪表动力系统故障灯和动力电池过热警告灯点亮，同时仪表出现动力系统故障提示，车辆无法上OK电。任务描述任务分组班级组号指导老师组长学号组员姓名：__________学号：___________姓名：___________学号：___________姓名：__________学号：___________姓名：___________学号：___________姓名：__________学号：___________姓名：___________学号：___________姓名：__________学号：___________姓名：___________学号：___________任务分工（就组织讨论、工具准备、数据采集、数据记录、安全监督、成果展示等工作内容进行任务分工）表3-2-1学生任务分配表PART04知识储备知识储备引导问题1请查阅相关资料，阐述比亚迪秦PLUSEV电池热管理系统主要由哪些部件组成？PART05学习地图学习地图电池热管理系统的概述电池热管理系统主要部件认知电池热管理系统工作原理123任务二：电池过温故障诊断与排除学习地图一电池热管理系统的概述在2023年4月初发布的比亚迪秦PLUSEV冠军版以后，电池热管理都使用了冷媒直冷直热技术，也叫热泵空调控制技术。如图3-2-1所示为比亚迪秦PLUSEV热泵空调系统。图3-2-1比亚迪秦PLUSEV热泵空调系统比亚迪秦PLUSEV冷媒直冷直热技术1学习地图一电池热管理系统的概述比亚迪秦PLUSEV冷媒直冷直热技术1热泵的工作原理是以逆循环方式迫使热量从低温物体流向高温物体的机械装置，它仅消耗少量的逆循环做功，就可以得到较大的供热量，可以有效地把难以应用的低温区热能利用起来，达到节能目的。简单的说就是将原来的水加热或冷却，改为使用制冷剂进行加热或冷却，通过热管理集成模块上的电磁阀开闭改变制冷剂流向，然后通过电子膨胀阀改变制冷剂温度来对动力电池进行加热或制冷的。如图3-2-2所示。学习地图一驱动冷却系统的概述与采用液冷的新能源车型相比，冷媒直冷直热技术在高温快充时电池温度控制更精准，冬季续航衰减减少约20%。图3-2-2热管理集成模块比亚迪秦PLUSEV冷媒直冷直热技术1学习地图一驱动冷却系统的概述比亚迪秦PLUSEV电池热管理系统主要由冷排（电池包换热器）、大口径节流阀、气液分离器、电动压缩机、冷凝器、板式换热器、电池电子膨胀阀、电池加热电磁阀和电池冷却电磁阀等部件组成，如图3-2-3所示。电池热管理系统组成2图3-2-3比亚迪秦PLUSEV电池热管理系统组成图3-2-4比亚迪秦PLUSEV冷排安装位置学习地图二电池热管理系统主要部件认知冷排11作用：冷排也可以称为电池包换热器，安装在电池组内部，冷排紧贴着每个单体电池，如图3-2-4所示。利用低温或高温的冷媒给电池组快速降温或加热。也就是通过热交换的形式来稳定电池组温度。学习地图二电池热管理系统主要部件认知冷排11冷排结构：电池包换热器紧贴在单体电池上方，通过输入冷媒进行热交换。整个冷板有8个冷却管道，4个进水管道，4个出水管道，交叉布置，如图所示。每个管道是口琴管技术方案，每个管道共设计有30个流道，一共有240个流道。如图3-2-5所示。图3-2-5电池组冷排结构学习地图二电池热管理系统主要部件认知电池电子膨胀阀2电池电子膨胀阀安装位置：电池电子膨胀阀安装在前舱左侧的热管理集成模块上，如图3-2-6所示。1图3-2-6电池电子膨胀阀安装位置学习地图二电池热管理系统主要部件认知电池电子膨胀阀2电池电子膨胀阀作用：①调节流量，根据根据流向压缩机的制冷剂温度变化，自动调节制冷剂的流量。②控制温度，降低制冷剂的压力，从而降低了制冷剂的蒸发温度，使电池包换热器内的温度变化，达到与外界进行热交换的目的。③在电池组需要制冷或加热时，双向调节制冷剂温度，因此也叫电池双向电子膨胀阀。2学习地图二电池热管理系统主要部件认知电池电子膨胀阀2电池电子膨胀阀工作原理：电池电子膨胀阀内部是一个步进电机，空调控制器根据目标温度输出电脉冲信号改变电子膨胀阀线圈极性，线圈驱动步进电机转子转动，带动阀针上下移动改变开度，以此来调节流量。如图3-2-7所示。3电池电子膨胀阀作用：①调节流量，根据根据流向压缩机的制冷剂温度变化，自动调节制冷剂的流量。②控制温度，降低制冷剂的压力，从而降低了制冷剂的蒸发温度，使电池包换热器内的温度变化，达到与外界进行热交换的目的。③在电池组需要制冷或加热时，双向调节制冷剂温度，因此也叫电池双向电子膨胀阀。2学习地图二电池热管理系统主要部件认知电池电子膨胀阀2图3-3-7电池电子膨胀阀工作原理学习地图二电池热管理系统主要部件认知电池电子膨胀阀2电池电子膨胀阀控制电路：电池电子膨胀阀集成在空调热管理集成模块上，汽车上电，右车身控制器和空调热管理集成模块通电，当电池包需要冷却或者加热时，右车身控制器实时控制电池电子膨胀阀开度，并接收电子膨胀阀的反馈信号。电池电子膨胀阀与空调制冷电子膨胀阀共用热管理集成模块的26号接地端子。如图3-2-8所示。4学习地图大口径节流阀31.大口径节流阀作用和安装位置：大口径节流阀实际上就是电子膨胀阀，作用和电池电子膨胀阀一样，结构原理一样，其安装在前舱，电池组制冷剂出口处的高压管路上。如图3-2-9所示。图3-2-9大口径节流阀安装位置二电池热管理系统主要部件认知2.大口径节流阀控制电路：如图3-2-10所示，大口径节流阀和空调采暖电池膨胀阀共用一根LIN总线，右车身控制器输出LIN波形信号控制大口径节流阀开度大小和电池膨胀阀的开度，从而控制进入电池包的制冷剂流量。学习地图大口径节流阀3热管理集成模块电子膨胀阀LIN端口电子膨胀阀LIN端口右车身控制器大口径节流阀（电池包）5G86（G）/2UF47-5A21常电3图3-2-10大口径节流阀控制电路二电池热管理系统主要部件认知学习地图电池冷却电磁阀和电池加热电磁阀41电池冷却电磁阀和电池加热电磁阀安装位置。电池冷却电磁阀和电池加热电磁阀都安装在热管理集成模块上方。如图3-2-11所示。图3-2-11电池冷却电磁阀和电池加热电磁阀安装位置二电池热管理系统主要部件认知学习地图①电池冷却电磁阀作为控制冷媒流量开关，通过控制电池冷却电磁阀开启或关闭，从而控制低温冷媒流向电池包换热器对电池进行冷却。②作为控制冷媒流量开关，通过控制电池加热电磁阀开启或关闭，从而控制高温冷媒是否需要经过电池包换热器对电池进行加热。2.电池冷却电磁阀和电池加热电磁阀作用电池冷却电磁阀和电池加热电磁阀。两个电磁阀的参数一样，可以互换。参数如下：①型式：常开、常闭；②使用介质：R124a；③工作压力：0～3.1MPa；④工作电压：9～16VDC；⑤使用寿命：>150,000次；⑥开/关阀时间：>0.5S3.电池冷却电磁阀和电池加热电磁阀电池冷却电磁阀和电池加热电磁阀4二电池热管理系统主要部件认知学习地图三电池热管理系统工作原理1.电池热管理系统控制策略当电池组温度高38℃时开启冷却，当电池组温度低于10℃时开启加热；2.电池热管理系统工作原理①动力电池加热：当低温环境下充电，为缩短充电时间，或者是车辆低温行驶时，为改善低温下整车的动力性，热泵空调工作对动力电池直接进行加热。此时，电池电子膨胀阀开启工作，电池加热电磁阀、水源换热电磁阀和空调采暖电磁阀均打开，制冷剂通过板式换热器吸收电驱动单元余热，加热动力电池直冷直热板。2.电池热管理系统工作原理学习地图三电池热管理系统工作原理电池加热时，制冷剂的流动路线为：压缩机→电池加热电磁阀→动力电池直冷直热板→电池电子膨胀阀→单向阀1→水源换热电磁阀→板式换热器→空调采暖电磁阀→气液分离器→压缩机（图3-2-12）。学习地图三电池热管理系统工作原理图3-2-12电池加热原理2.电池热管理系统工作原理学习地图三电池热管理系统工作原理②电池冷却：充电特别是大功率充电时，为了防止动力电池温度过高，热泵空调工作，对动力电池直接进行冷却；车辆行驶时，当动力电池温度高于设定值，热泵空调也开始工作。此时，电池电子膨胀阀开启工作，空调制冷电磁阀、空气换热电磁阀和电池冷却电磁阀均打开。制冷剂通过车外换热器放热，通过动力电池直冷直热板吸热。动力电池冷却时，制冷剂的流动路线为：压缩机→车内冷凝器→空调制冷电磁阀→空气换热电磁阀→单向阀5→单向阀2→电池电子膨胀阀、动力电池直冷直热板→电池冷却电磁阀、单向阀3→气液分离器升压缩机。2.电池热管理系统工作原理学习地图三电池热管理系统工作原理③电池冷却+空调制冷：车辆充电或者车辆行驶时，若同时需要车内制冷以及动力电池冷却，热泵空调工作，此时电池电子膨胀阀和制冷电子膨胀阀同时开启工作，空调制冷电磁阀、空气换热电磁阀和电池冷却电磁阀均打开。2.电池热管理系统工作原理学习地图三电池热管理系统工作原理④电池冷却+空调采暖：当电池需要冷却，而驾驶室空调需要采暖时，右车身控制器同时控制采暖电子膨胀阀、水源换热电磁阀、电池电子膨胀阀、电池冷却电磁阀同时开启，右车身控制器根据驾驶室空调采暖和电池冷却需求的目标温度，控制采暖电子膨胀阀、电池电子膨胀阀开度大小和电动压缩机的转速。2.电池热管理系统工作原理③电池冷却+空调制冷：车辆充电或者车辆行驶时，若同时需要车内制冷以及动力电池冷却，热泵空调工作，此时电池电子膨胀阀和制冷电子膨胀阀同时开启工作，空调制冷电磁阀、空气换热电磁阀和电池冷却电磁阀均打开。④电池冷却+空调采暖：当电池需要冷却，而驾驶室空调需要采暖时，右车身控制器同时控制采暖电子膨胀阀、水源换热电磁阀、电池电子膨胀阀、电池冷却电磁阀同时开启，右车身控制器根据驾驶室空调采暖和电池冷却需求的目标温度，控制采暖电子膨胀阀、电池电子膨胀阀开度大小和电动压缩机的转速。学习地图三电池热管理系统工作原理⑤电池加热+空调采暖：当电池需要加热，而驾驶室空调需要采暖时，右车身控制器同时控制采暖电子膨胀阀、水源换热电磁阀、电池电子膨胀阀、空调采暖电磁阀和电池加热电磁阀同时开启，右车身控制器根据驾驶室空调采暖和电池加热需求的目标温度，控制采暖电子膨胀阀、电池电子膨胀阀开度大小和电动压缩机的转速。2.电池热管理系统工作原理知识储备引导问题1当电池组温度高于多少度时开启冷却，当电池组温度低于多少度时开启加热？PART06任务实施任务实施工具和场地准备11工具：比亚迪秦PLUSEV整车1辆、耐磨手套2双、绝缘手套2双、工位安全套装1套、一体化工具1套。2场地：任务实施前需要做好场地防护准备以及检查实训场地和设备设施是否存在安全隐患，如不正常请向老师汇报并进行处理。3安全防护：检测各个设备以及所需要的器材是否完好；涉及高压安全操作的，务必做好充分防护。一、工具和场地准备任务实施记录和清点2记录和清点按下表3-2-2所示进行。场地布置序号检查、准备项目检查情况记录1检查设置隔离栏□是

□否2检查设置安全警示牌□是

□否3检查灭火器压力、有效期□是

□否4安装车辆档块□是

□否5检查绝缘地垫□是

□否结果记录

表3-2-2记录与清点任务实施记录和清点2记录和清点按下表3-2-2所示进行。表3-2-2记录与清点工具清单序号设备及工具名称数量设备及工具是否完好、齐全1

□是

□否2

□是

□否3

□是

□否4

□是

□否5

□是

□否6

□是

□否7

□是

□否8

□是

□否检查意见

处理措施

任务实施记录和清点2记录和清点按下表3-2-2所示进行。车辆信息记录车辆品牌

车辆型号

生产时间

行驶里程

动力电池类型

动力电池容量

车辆识别码

表3-2-2记录与清点任务实施记录和清点2记录和清点按下表3-2-2所示进行。核实车辆故障现象序号检查项目检查结果是否正常故障现象记录1车辆遥控功能□是

□否

2车辆上电功能□是

□否

3车辆档位显示□是

□否

4仪表显示报警□是

□否

5车辆空调工作□是

□否

6前部照明功能□是

□否

7其他□是

□否

表3-2-2记录与清点任务实施二、电机过温故障诊断与排除图3-2-13仪表故障现象故障现象1一辆比亚迪秦PLUSEV汽车仪表动力系统故障灯和动力电池过热警告灯点亮，同时仪表出现动力系统故障提示，车辆无法上OK电。如图3-2-13所示。结合故障现象，仪表动力系统故障灯和动力电池过热警告灯点亮，说明故障可能是因为动力电池温度过高，电池管理器断开接触器保护电池，从而无法上OK电，同时仪表才会报动力系统故障。因此重点检查电池热管理系统。任务实施故障分析2二、电机过温故障诊断与排除任务实施故障诊断3使用诊断仪，读取右车身控制器故障码，显示故障码为：“B134887-与LIN节流阀失去通信”，故障码无法清除。查看电路图可知，大口径节流阀LIN端口通过线束与空调热管理集成模块进行通信。1观察去往电池组的高低制冷剂管路是否有泄露，如果正常下一步检查电子部件线路。查询空调系统电路图可知（参考图3-2-9），常电经常UF475A熔丝为大口径节流阀提供常电，大口径节流阀和热管理集成模块上的采暖电子膨胀阀共用一根LIN总线进行通讯，同时这两个部件都是通过右车身控制器进行控制。采暖电子膨胀阀只作用于空调采暖。因此故障可能为大口径节流阀电源线路故障、接地线路故障、LIN通讯线路故障或自身故障等。任务实施故障诊断3①测量UF475A熔丝电阻，打开前舱熔丝盒，如图3-1-14所示为UF475A熔丝位置。图3-1-14UF2410A熔丝位置4.检查大口径节流阀电源任务实施故障诊断32使用万用表电阻挡检查熔丝电阻值，标准值小于1Ω，检测结果为0.1Ω，UF475A熔丝正常。如图3-2-15所示。4.检查大口径节流阀电源图3-2-15检查UF475A熔丝任务实施故障诊断33按下启动按钮，车辆上电，测试线连接大口径节流阀2号端子，使用万用表电压档测量大口径节流阀2号端子与搭铁间电压，正常值约为12V，测量值12.28V，如图3-2-16所示。4.检查大口径节流阀电源图3-2-16检查大口径节流阀电源学习地图5.检查大口径节流阀接地。测试线连接大口径节流阀1号端子，万用表使用电阻档表笔校零，测量大口径节流阀1号端子与搭铁间电阻，正常值小于1Ω，测量值0.7Ω，如图3-2-17所示。图3-3-16检查大口径节流阀接地故障诊断3任务实施故障诊断36.检查大口径节流阀信号1测试线连接大口径节流阀3号端子，示波器负极夹子接地。调节通道波形幅值至1.00V，即每纵格的电压为1.00V调节通道的波形周期至20.0μs，即每横格的时间为20.0μs与正常波形对比发现测得波形为一条0V直线。如图3-2-17所示。图3-2-17检查大口径节流阀LIN总线信号波形任务实施故障诊断36.检查大口径节流阀信号2按下启动按钮，车辆下电，断开蓄电池负极，断开大口径节流阀接插器，测试线连接大口径节流阀3号端子，断开右车身控制器G86（G）接插器。测试线连接右车身控制器G86（G）/2号端子，万用表使用电阻档表笔校零。测量大口径节流阀3号端子与右车身控制器G86（G）/2号端子间线束导通性，正常值小于1Ω，测量值无穷大。如图3-2-18所示。图3-2-18检查大口径节流阀LIN线路通断1测试线连接大口径节流阀3号端子，示波器负极夹子接地。调节通道波形幅值至1.00V，即每纵格的电压为1.00V调节通道的波形周期至20.0μs，即每横格的时间为20.0μs与正常波形对比发现测得波形为一条0V直线。如图3-2-17所示。图3-2-17检查大口径节流阀LIN总线信号波形任务实施故障诊断36.检查大口径节流阀信号以上测量结果说明：大口径节流阀3号端子与右车身控制器G86（G）/2号端子间线束断路需进行检修。任务实施更换大口径节流阀3号端子与右车身控制器G86（G）/2号端子间线束后，重新启动车辆，仪表电机冷却液温度过高指示灯和驱动功率限制警告灯消失，试车可以正常行驶，故障排除。4.故障排除电池热管理系统故障，一般可以先检查通往电池组热交换器的制冷剂管路是否泄露制冷剂，如果正常再去检查电路，也就是先从简单的物理检查入手，再进行电路检查。物理检查正常，则下一步锁定在于热管理系统相关的电子部件上，例如加热、冷却电磁阀，大口径节流阀或电池电子膨胀阀，识读电路图，检查部件电源故障、接地线路故障以及通讯线路故障，最终找出故障点，并排除故障。5.故障总结6.现场6S整理PART07评价反馈评价反馈1各组代表展示汇报，介绍任务的完成过程。2以小组为单位，请对各组操作过程与操作结果进行自评和互评，并将结果填入表3-2-3。姓名

学号

组别

实训任务电池过温故障诊断与排除评价项目评价标准分值自评他评师评考勤（10%）无故意迟到、早退和旷课现象10

工作过程（60%）知识目标获取信息掌握工作相关知识5

进行决策制定工作方案、方案合理可行10

技能目标任务实施能够正确使用诊断仪和识读电路10