汽车基础诊断及技术 15

任务1交流不充电故障诊断与排除项目4车辆无法充电诊断与排除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交流充电系统组成与工作过程。掌握交流充电系统主要部件的结构原理。理解车载充电机的功能及其电路原理。熟悉交流充电系统的故障码。技能目标能分析交流充电系统故障原因。能完识读与分析交流充电系统的电路。能完成交流无法充电故障诊断与排除。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新能源汽车充电系统的检测与维修证书融通新能源汽车检测维修5.3.4.1新能源汽车充电系统总体要求5.3.4.2新能源汽车充电技术-（1）充电控制系统的检测诊断的方法与步骤大赛融通全国职业院校技能大赛“汽车故障检修”赛项掌握电动汽车电气控制系统结构与原理，包括：整车电子电气架构、防盗系统、通讯网络、电源系统、高压互锁、漏电保护、电池管理及其它各控制子系统PART03任务描述任务描述一辆2025款比亚迪秦PLUSEV，客户反映车辆无法正常进行交流充电，插入充电枪后充了几秒，然后车辆就结束充电。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1-1-1学生任务分配表PART04知识储备知识储备引导问题1比亚迪秦PLUSEV电子钥匙无电的情况下，我们是否能启动车辆，若能请阐述启动方法。PART05学习地图学习地图交流充电系统组成与工作过程交流充电系统主要部件认知车载充电机的功能与电路原理交流无法充电故障诊断与排除1234任务一：交流不充电故障诊断与排除秦PLUSEV交流充电系统主要由车载充电机（集成在充配电单元）、充电口、电池管理器（BMS）、高压线束等组成，如图4-1-1所示。学习地图一交流充电系统组成与工作过程交流充电系统的组成1交流充电是新能源汽车目前最常见的充电方式，也可称之为“慢充”。交流充电是将220V交流电接入车载充电机，经其转换后输出直流电，对动力电池进行充电的方式。所以交流充电需要在新能源汽车上装配车载充电机，将地面交流电网能量转换为直流电对动力电池进行充电。图4-1-1交流充电系统组成学习地图一交流充电系统组成与工作过程交流充电系统的工作过程2比亚迪秦PLUSEV交流充电的工作过程分为7个过程：半连接双方确认连接车辆充电准备供电设备准备确定充电功率充电过程充电结束学习地图交流充电系统的工作过程21.半连接如图4-1-2所示，按下充电枪上的卡扣，S3开关断开，插入充电枪。车辆控制装置输出12V电压，经过检测点3、CC、RC、R4、PE和车身地形成回路，由于R4和RC电阻形成串联，CC和PE之间的电阻值变化为R4+RC=1.8kΩ+1.5kΩ=3.2kΩ。检测点3检测的电压也从12V拉低至4.48V，车辆控制装置接收到拉低的电压信号后，被告知充电枪已插入，仪表的充电指示灯亮。图4-1-2半连接状态供电控制装置12V电源端子输出12V电压、经过S1、R1、检测点1、CP、检测点2、分两路，一路去往车辆控制装置，一路经过R3回到设备地或车身地形成回路。学习地图交流充电系统的工作过程22.双方确认连接如图4-1-3所示，松开充电枪上的卡扣，S3开关闭合，R4电阻被短路，两端电阻为0Ω，电流绕过R4电阻直接经过S3，这时CC和PE之间的只有RC电阻，阻值由原来的3.2kΩ改变为1.5kΩ，检测点3检测的电压也从4.48V再次拉低至2.72V，车辆控制装置接收到拉低的电压信号后，判断充电枪卡扣已松开，充电枪完全连接。图4-1-3车辆确认连接学习地图交流充电系统的工作过程22.双方确认连接如图4-1-4所示，如果供电控制装置无故障，并且充电接口完全对接，S1开关从12V端子切换至PWM端子，供电控制装置通过CP线路输出PWM波形信号给车辆控制装置，车辆控制装置根据PWM占空比来判断供电设备的最大供电能力。由于回路中存在R3电阻，检测点1和检测点2的PWM波形电压从12V拉低至9V。此时仪表显示充电正在连接中，请稍后。图4-1-4充电设备确认连接学习地图交流充电系统的工作过程23.车辆充电准备车载充电机模块被唤醒并进行自检，自检完成无故障后，车辆控制装置输出充电请求给电池管理器，电池管理器被唤醒后检测交流充电互锁回路的导通性，高压监控模块将采集到的电池数据信息通过动力网CAN发送给电池管理器，电池管理器检测到互锁、绝缘、单体电池均正常后，将上电请求发送给高压监控模块，高压监控模块分别控制预充接触器和负极接触器闭合，如图4-1-5所示。图4-1-5车辆上电学习地图交流充电系统的工作过程23.车辆充电准备高压直流电接通开始预充，预充完成，高压监控模块控制正极接触器吸合，再控制预充接触器断开。车载充电机接收到反灌电压，确定高压回路正常，车辆控制装置闭合S2开关，由于电路中并联了R2电阻，检测点1的电压值从9V再次被拉低至6V，这时供电控制装置通过检测点1的电压值来判断车辆充电准备就绪，如图4-1-6所示。图4-1-6车辆充电准备就绪信号发送学习地图交流充电系统的工作过程24.充电设备准备供电控制装置闭合K1和K2，220V的单相交流电输送给车载充电机，如图4-1-7所示。图4-1-7充电设备供电学习地图交流充电系统的工作过程25.确认充电功率如图4-1-8所示，车辆控制装置根据PWM占空比确认供电设备最大供电能力，同时通过检测点3确定充电电缆额定容量，并确认车载充电机额定功率，车辆控制装置对比这三个信号，以最小值设定为此次充电的最大电流。车载充电机模块确认输出功率，开始充电。仪表显示实时的充电功率和剩余充电时间。图4-1-8充电结束学习地图交流充电系统的工作过程26.充电过程在充电过程中，如果遇到用电高峰期，供电设备电压会下降，检测点2检测到供电设备供电能力降低，车辆控制装置也会控制车载充电机调整充电功率。图4-1-8充电结束学习地图交流充电系统的工作过程27.充电结束当高压电路中的充电电流小于1A时，说明电池组已经充满，即停止充电。电池管理器控制高压监控模块断开正极接触器和负极接触器，车载充电机不再给电池组充电。按下充电枪卡扣，S3开关断开，拔出充电枪。供电控制装置断开K1和K2。车辆控制装置断开S2开关，220V交流电停止供给车载充电机，如图4-1-8所示。图4-1-8充电结束学习地图二交流充电系统主要部件认知交流充电设备1交流充电设备是指采用传导方式为具有车载充电机的新能源汽车提供交流电源的专用供电装置，如图4-1-9所示。（a）壁挂式（b）便携式（c）落地式图4-1-9交流充电设备的连接关系交流充电设备常见的类型包含壁挂式充电盒、便携式充电器和落地式充电桩，如图4-1-10所示。图4-1-10交流充电设备类型学习地图二交流充电系统主要部件认知交流充电设备1不同类型充电设备的技术参数如表4-1-2所示。设备名称大约充电时间相数/额定电压额定电流/功率家用便携式充电器18小时单相/220V8A/2KW家用便携式充电盒13小时单相/220V16A/3.3KW交流充电桩或充电盒6小时单相/220V32A/7KW壁挂式充电盒1小时三相/380V63A/40KW表4-1-2交流充电设备的技术参数学习地图交流充电设备1另外，由充电设备输出的充电控制确认（CP）信号输出的是一种占空比（PWM）信号，其占空比根据交流充电设备的功率不同而改变，一般情况下，充电设备的功率越大，它的占空比越大。如表4-1-3所示为各个充电设备的CP信号占空比。充电设备功率CP占空比2KW便携式充电器10-20%3.3KW便携式充电器20-30%7KW便携式充电盒或充电桩35-50%40KW壁挂式充电盒70-80%表4-1-3CP信号与充电设备功率的关系交流充电系统的工作过程2学习地图交流充电枪21.交流充电枪的结构与参数交流充电枪分为单相交流充电枪和三相交流充电枪，其端子数量相同，如图4-1-11所示。三相交流充电枪一般用于较大的充电站，这种充电电流较大，外形相对较大，功能复杂。采用单相供电时，电流不大于32A，采用三相供电时，电流不大于63A，充电电压处于250V～440V之间。图4-1-11交流充电枪的端子学习地图交流充电枪21.交流充电枪的结构与参数不同功率的交流充电设备对动力电池充满电的时间会有所不同，正常情况下功率越大充电越快，因为其输出的充电电流更大，同时，枪端CC与PE之间的阻值也会对应配置。功率允许输出最大电流枪端CC的阻值2KW家用便携式充电器8A1500Ω3.3KW家用便携式充电器16A680Ω7KW充电盒或充电桩32A220Ω40KW壁挂式充电盒63A100Ω表4-1-4充电枪CC配置阻值与充电设备功率的关系学习地图交流充电枪22.交流充电枪的锁止功能在充电枪内部有机械锁止卡扣，如图4-1-12所示，通过按压充电枪上的按钮，闭锁或解锁充电枪，作用一是防止家用类的充电枪被偷，二是防止正在充电是被松动脱落。图4-1-12充电枪机械锁止卡扣在交流充电口上有个应急解锁开关，如图4-1-13所示，当电子解锁功能失效的时候，可以通多拉动应急解锁开关解锁，从而才能拔下充电枪。图4-1-13应急解锁开关学习地图交流充电口31.交流充电端子认知国标交流充电口采用的7个端子结构，其端子分布方式如图4-1-14所示，其中CC为充电连接确认端子，CP为充电控制确认端子。PE为接地线，L1、L2、L3为三相线，N为中线。图4-1-14交流充电口端子学习地图交流充电口31.交流充电端子认知交流充电接口触点的额定电压和额定电流应符合GB/T20234.2-2015《新能源汽车传导充电用连接装置第2部分：交流充电接口》的规定，如表4-1-5所示。触点标示额定电压和电流单相三相L1250V440VL2

440VL3

440VN250V440VPE

CP0V〜30V0V～30VCC0V〜30V0V～30V表4-1-5交流充电口触点电气参数额定值学习地图交流充电口32.交流充电口接插件秦PLUSEV的交流充电口接插件KB53（A）安装在后尾箱右侧交流充电口后方，如图4-1-15所示。图4-1-15接插件KB53（A）的安装位置学习地图交流充电口32.交流充电口接插件交流充电口接插件KB53（A）的端子定义及线束接入点如表4-1-6所示。引脚号端口定义线束接法1充电控制引导CP接PDC

A-292充电连接确认CC接PDC

B-303交流充电口闭锁电源接左车身控制器D134交流充电口开锁电源接左车身控制器D125闭锁状态检测接左车身控制器D396（空）（空）7充电口L1温度检测接PDC

A-238温度传感器低车身地9充电口N温度检测接PDC

A-2410（空）（空）11（空）（空）12（空）（空）表4-1-6KB53(A)接插件的端子定义及连接关系学习地图充配电单元4车载充电机安装在高压多合一系统总成的下部，与DC/DC转换器集成在一起，统称为充配电单元，车载充电机的作用是将220V的交流电整流成380V高压直流电充入电池组。由于车载充电机体积较小，因此其工作功率较小，常用的充电功率有3.3kW和6.6kW，因此充电时间较长。秦PLUSEV的车载充电机额定功率为6.6KW，其主要组成模块如图4-1-16所示。交流充电系统的工作过程2图4-1-16秦PLUSEV车载充电机的组成模块学习地图交流充电系统的工作过程2三车载充电机的功能与电路原理车载充电机的功能1车载充电机工作过程需要协调充电桩、电池管理系统（BMS）等部件，同时车载充电机提供相应的保护功能，包括过压、欠压、过流、欠流等多种保护措施，当充电系统出现异常会及时切断供电，如图4-1-17所示。图4-1-17车载充电机的功能学习地图车载充电机的电路原理2车载充电机的工作过程共分为8个阶段，如图4-1-18所示。交流充电系统的工作过程2图4-1-18车载充电机的工作过程学习地图车载充电机的电路原理2交流充电系统的工作过程2图4-1-18车载充电机的工作过程电网交流电经交流充电接口进入EMI滤波模块，EMI滤波模块抑制电网噪声，将输入还原成典型交流正弦波。整流模块的元件由二极管或晶体管组成，车载充电机分为单向和双向两种，两者间比较显著的结构差异就在前后级的整流模块上，单向的车载充电机采用二极管。整流模块的作用是将交流电整流成“馒头波”直流电。学习地图车载充电机的电路原理2交流充电系统的工作过程2图4-1-18车载充电机的工作过程首先，功率因数校正（PFC）电路的本质是使输入电压与输入电流同相，使得电路达到其可能的最大功率。然后，PFC电路采用升压电路（晶体管关断时，电感与电源一起供电），所以电路中的电压高于电源电压。PFC电路输出的升压直流电通过电容器进行滤波，形成纹波波形，若匹配得当，纹波的起伏可以很小，近似一条直线。学习地图车载充电机的电路原理2交流充电系统的工作过程2图4-1-18车载充电机的工作过程DC-DC电路（包含LLC+AC-DC模块）通过晶体管对直流电进行斩波形成方波交流电；基于充电电压的需求，调节晶体管的导通时间（PWM）或导通频率（PFM），实现升压/降压。然后通过高频变压器，将交流电输入到二次侧。经变压器降压后的交流电，再次整流，形成方波直流电。同样的，通过电容器将方波直流电滤波，形成纹波直流电。最后，输出EMI模块进行差模干扰滤波，直流电输出至动力电池。学习地图交流充电系统的工作过程2四交流充电系统的故障码比亚迪秦PLUSEV的车载充电机集成在高压多合一系统总成内，只能通过诊断仪读取相关故障码和数据流对车载充电机进行诊断，若车载充电机出现故障只能更换高压多合一系统总成。交流充电系统常见的故障码如表4-1-7所示。序号DTC故障描述1P157016交流侧电压低2P157017交流侧电压高3P157219直流侧过流4P157216直流侧电压低5P157217直流侧电压高6P157400供电设备故障7P157616低压供电电压过低8P157617低压供电电压过高9P157897CC信号异常10P15794B温度采样1高11P157A37充电电网频率高12P157A36充电电网频率低13P157B00交流侧过流序号DTC故障描述14P157C00硬件保护15P157E11充电连接信号外部对地短路16P157E12充电连接信号外部对电源短路17P157F11交流输出端短路18P15834B温度采样2高19P158798充电口温度严重过高20P158900充电口温度采样异常21P158A00电锁异常22P151100交流端高压互锁故障23U011100BMC通讯超时24U015500组合仪表通讯超时25U024500多媒体通讯超时26P151500水温传感器故障序号DTC故障描述27P15FD00冷却水温高28U014087BCM通讯超时29U011181BMC报文数据异常30U015587组合仪表报文数据异常31U024582多媒体报文数据异常32U014081BCM报文数据异常33U011182BMC循环计数器异常34P15FE00主控与子模块通讯故障35P15FF00内部温度传感器故障36P1ED500交流漏电故障27P15FD00冷却水温高28U014087BCM通讯超时29U011181BMC报文数据异常表4-1-7交流充电系统故障码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4-1-8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4-1-8记录与清点任务实施记录和清点2记录和清点按下表4-1-8所示进行。表4-1-8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4-1-8所示进行。表4-1-8记录与清点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

任务实施记录和清点2记录和清点按下表4-1-8所示进行。表4-1-8记录与清点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

任务实施二、交流充电系统故障诊断与排除一辆比亚迪秦PLUSEV汽车插入交流充电枪充电时，仪表充电灯亮，可以正常充电10秒左右，接着仪表提示充电已结束，请断开充电枪，如图4-1-19所示，无法进入交流充电。故障现象1图4-1-19故障现象仪表提示任务实施故障分析2踩下制动踏板、按下启动按钮，车辆能正常上电，说明相关的高压系统部件无故障，更换交流充电桩进行充电，故障依旧。即故障系统为车辆交流充电系统，可能的故障部位为车载充电机、交流充电口、交流充电相关线路等。任务实施故障诊断3使用诊断仪，读取故障码，无故障码；查看数据流，读到充电口温度为91℃。使用测温仪测量交流充电口的温度，读取温度为30℃。查询交流充电口电路（图4-1-20），充电口共有7根线束，分别是有温度信号、闭锁、开锁电源、闭锁检测、CC和CP信号，交流充电口的温度信号输出异常，与实际温度不符，因此可能的故障部位为充电口温度传感器、温度信号线路和车载充电机（高压多合一控制系统）。图4-1-20交流充电口电路任务实施故障诊断3拔下交流充电口KB53(A)接插件，测量插头端的L相温度传感器信号线KB53(A)/7对地电压，标准值为5V左右，测量结果为3.5V，正常。测量KB53(A)/8对地电阻，标准值为小于1Ω，测量结果为0Ω，正常。将KB53(A)插头恢复连接，测量插头端的L相温度传感器信号线KB53(A)/7对地电压，测量结果为0.25V，异常。拔下交流充电口KB53(A)接插件，测量插座端的L相温度传感器信号线KB53(A)/7与KB53(A)/8之间的电阻，标准值为8kΩ左右，测量结果为830Ω，异常。说明交流充电口内部L相温度传感器对地虚接，导致信号电压异常。任务实施修理熔丝到高频接收器之间导线后，重新启动车辆，车辆正常启动，“OK”指示灯点亮，故障排除。4.故障排除温度传感器信号电压数值越低，对应温度传感器（秦PLUSEV采用负温度系数热敏电阻）的阻值