新能源汽车故障诊断技术 教案 任务3.1电机过温故障诊断与排除-任务4.2直流不充电故障诊断与排除

XXXX职业技术学院教案课程名称：新能源汽车故障诊断技术任课教师：赖颖教研室：汽车任课班级：级新能源汽车技术总学时：72学期：2025-2026年02学期

课题任务3.1电机过温故障诊断与排除课时4课时（160min）教学目标知识目标：1.掌握比亚迪秦PLUSEV驱动冷却系统的组成；2.掌握比亚迪秦PLUSEV驱动冷却系统控制策略；3.掌握比亚迪秦PLUSEV驱动冷却系统功能；4.掌握定子温度传感器原理。技能目标：1.能分析电机过温故障原因；2.能识读与分析驱动电机冷却系统控制电路；3.能完成驱动电机冷却系统故障诊断与检修。素质目标：1.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；2.与组内成员、同学合作交流、协调工作的能力；3.获得分析问题、解决问题的能力。教学重难点教学重点：能分析电机过温故障原因。教学难点：能完成驱动电机冷却系统故障诊断与检修。教学方法情景模拟法、问答法、讨论法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学过程主要教学内容及步骤课前任务【教师】布置课前任务，组织学生按照“任务工单——“电机过温故障诊断与排除”进行组内分工，同时提醒学生收集新能源汽车电机过温故障的相关资料，并进行了解。【学生】提前查询相关资料，熟悉教材考勤（5分钟）【教师】提供签到表要求学生进行签到【学生】按照老师要求签到互动导入（5分钟）【教师】讲述“电机过温故障诊断与排除”案例，并提出问题一辆比亚迪秦PLUSEV汽车仪表出现电机冷却液温度过高指示灯点亮，同时驱动功率限制警告灯点亮，车速被限制在40km/h以下。初步怀疑为驱动冷却系统存在故障，你应该如何检修呢？【学生】聆听、思考、讨论、回答传授新知识（75分钟）【教师】通过大家的发言，引入新的知识点，讲解电机过温故障诊断与排除主要工具和检测方法等内容。一、驱动冷却系统的概述【教师】以比亚迪秦PLUSEV为例，讲解驱动冷却系统的概述知识点1.驱动冷却系统组成比亚迪秦PLUSEV驱动冷却系统主要由驱动水壶、三通水阀、板式换热器、电机冷却水泵、冷却风扇和散热器等组成，如图3-1-1所示。图3-1-1比亚迪秦PLUSEV驱动冷却系统组成2.驱动冷却系统作用新能源汽车驱动冷却系统的主要作用是确保电控和电机在最佳工作温度下运行，从而延长其使用寿命并提高整体性能。如图3-1-2所示。‌冷却系统的具体作用如下：‌散热‌：驱动电机在工作过程中会产生大量热量，冷却系统通过冷却液或气流将热量带走，防止电机过热，确保其稳定运行。‌温度控制‌：冷却系统通过调节温度，使电机和电池保持在适宜的工作温度范围内，避免因温度过高或过低而影响性能和寿命‌。‌提高效率‌：有效的冷却系统可以减少因过热导致的能量损失，提高系统的整体效率‌。图3-1-2驱动冷却系统作用3.电机和控制器的冷却需求1）电机和控制器的冷却方式略有不同，一般电机最高允许温度为（70～80）℃，最佳工作温度为60℃以下；控制系统一般允许最高温度为（60～70）℃，最佳工作环境温度（40～50）℃以下。2）需要对电机和控制器进行合理的设计和安装，采用匹配的散热系统，方能满足使用要求。3）驱动电机的热源来自内部，首先借传导作用传送到驱动电机的外表面，然后借辐射和对流作用将热量从驱动电机外表面散发到周围冷却介质中去。如图3-1-3所示。图3-1-3驱动电机散热过程电机的冷却介质一般选用水、防冻液或油等。【学生】聆听并理解驱动冷却系统组成、驱动冷却系统作用、电机和控制器的冷却需求等知识点二、驱动冷却系统主要部件认知【教师】讲解驱动冷却系统主要部件认知1.电机冷却水泵1）电机冷却水泵作用：①通电工作，通过内部叶轮转动，对冷却液进行抽吸，使电机驱动冷却系统中的冷却液能够循环流动。②采用占空比信号控制方式，可以精确控制水泵功率和水流流速。③可以通过后部的散热模块进行散热，防止长时间工作导致温度过高。2）电机冷却水泵结构：电机冷却水泵结构主要由外壳、螺栓、底盖、叶轮、电机和电机壳体组成。如图3-1-4所示。图3-1-4电机冷却水泵结构电机冷却水泵工作原理：水泵的工作原理是通过机械能产生压力差实现液体输送，其核心机制为利用叶轮旋转或往复运动形成压强变化，从而完成液体的吸入与排出。如图3-1-5所示。图3-1-5电机冷却水泵工作原理4）电机冷却水泵控制电路①汽车上电，左车身控制器控制IG3继电器吸合，为电池热管理水泵提供电源。②当高压多合一系统内部的BMS/VCU接收到水泵工作请求后，会计算出水泵目标转速，并输出相应的PWM占空比信号控制水泵转速。如图3-1-6所示。图3-1-6占空比波形信号图3-1-7水泵控制电路2.冷却风扇冷却风扇主要由风扇电动机、风扇叶片和导风罩组成。其安装在前舱保险杠处，散热器后方。如图3-1-8所示。图3-1-8冷却风扇结构冷却风扇作用：让更多的空气流经散热器，增强散热器的散热能力，加快冷却液的冷却速度，同时还可以让更多的空气流经驱动系统部件，将驱动系统部件散发出的热量带走。如图3-1-9所示。图3-1-9冷却风扇作用3）冷却风扇控制电路：①汽车上电，高压多合一系统通电工作，散热风扇的2号端子内部串联有电阻，电流比1号端子小。当空调系统启动制冷模式或高压系统温度较高时，高压多合一系统总成将低速风扇继电器信号搭铁，低速继电器吸合给散热风扇供电，散热风扇低速运转。如图3-1-10所示。图3-1-10冷却风扇低速旋转②当空调系统制冷模式出现故障或高压系统温度过高时，高压多合一系统总成将断开低速风扇继电器，并控制高速风扇继电器信号搭铁，高速继电器吸合给散热风扇供电，散热风扇高速运转。如图3-1-11所示。图3-1-11冷却风扇高速旋转3.板式换热器1）板式换热器作用：空调系统在采暖或电池加热时，吸收驱动冷却系统的余热转换给冷媒快速增高温度。从而不浪费驱动冷却系统发出的热量。也节省了压缩机的功率。安装在热管理集成模块下方。如图3-1-12所示。图3-1-12板式换热器安装位置2）板式换热器工作原理：热交换器内部有两种分别独立的通道，一个是制冷剂通道、另一个是冷却液通道。当动力电池组水温过高时，空调系统控制单元控制电子膨胀阀打开，制冷剂流入热交换器。热交换器内的制冷剂从液态变为气态，吸收周围冷却液的热量，对电池冷却液进行降温。如图3-1-13所示。图3-1-13板式换热器工作原理4.板换水温传感器1）板换水温传感器作用：板换水温传感器安装在热管理集成模块下方的板式换热器上。如图3-1-14所示。图3-1-14板换水温传感器安装位置检测板式换热器出水口温度，并把信号反馈给整车控制器，使系统能够精确控制高压系统温度。2）板换水温传感器工作原理：板换水温传感器为内部结构为负温度系数的热敏电阻，随着冷却液温度的升高，其电阻值下降。高压多合一系统总成内部的VCU通过给冷媒温传感器3号端子施加一个信号电压，电阻的变化引起信号电压的改变，右车身控制器以此推算出冷媒温度。如图3-1-15所示。图3-1-15板换水温传感器工作原理5.散热器1）散热器结构比亚迪秦PLUSEV采用的是横流式散热器，结构主要由散热器芯、左储水室、散热器翼片和右储水室组成。如图3-1-16所示。图3-1-16散热器结构2）散热器工作原理主要基于热传导、热对流和热辐射三种物理机制，通过主动或被动方式将设备产生的热量传递至外部环境。散热器各散热片之间留有空隙，空气从散热片的空隙中通过，冷却液在散热器芯内流动，冷却空气将冷却液中的热量带走，散热器实质上是一个热交换器。如图3-1-17所示。图3-1-17散热器工作原理6.三通水阀1）三通水阀作用：当热泵空调系统需要吸收驱动冷却系统余热时，系统会控制三通水阀关闭经过散热器的回路，绕过散热器将热量输送至板式换热器进行热交换。如图3-1-18所示。图3-1-18三通水阀作用2）三通水阀安装位置：三通水阀安装前舱左侧，驱动膨胀罐下方，如图3-1-19所示。三通水阀三通水阀图3-1-19三通水阀安装位置3）三通水阀控制电路当热泵空调系统需要吸收驱动冷却系统余热时，右车身控制器输出水阀控制电源信号，控制三通水阀电机驱动阀门转动接通热泵回路，同时通过碳膜电路精确检测阀门位置。如图3-1-20所示。图3-1-20三通水阀控制电路【学生】聆听并理解驱动冷却系统电机冷却水泵、冷却风扇、板式换热器、水温传感器、散热器、三通水阀等知识点三、驱动冷却系统控制策略【教师】讲解驱动冷却系统控制策略。1）一级温度控制模式汽车上电后，动力域控制器接收驱动电机温度信号和电控温度信号，电机冷却水泵接通IG电源，当冷却液温度低于45℃时，采用一级温度控制模式：动力域控制器发出PWM水泵控制信号控制水泵启动和转速，从而控制流量达到调节水温的目的。如图3-1-21所示。图3-1-21一级温度控制模式2）二级温度控制模式冷却液温度从45℃上升至50℃时，采用二级温度控制模式，动力域控制器控制低速风扇继电器吸合，风扇开始低速旋转为冷却液降温。如图3-1-22所示。图3-1-22二级温度控制模式-低速继电器吸合当温度超过50度时，动力域控制器控制高速风扇继电器吸合，风扇开始高速旋转为冷却液降温。如图3-1-23所示。图3-1-23二级温度控制模式-高速继电器吸合3）电池热管理控制电池热管理控制分两种情况。第一种情况为无散热需求时，右车身控制器会控制三通阀切换到热泵回路，不经过散热器回路；如图3-1-24所示。图3-1-24电池热管理控制－无散热需求第二种情况为有散热器散热加热泵回路吸热需求时，右车身控制器会控制三通阀切换到既能散热器回路散热，又能热泵回路吸热；如图3-1-25所示。图3-1-25散热器散热加热泵回路吸热需求【学生】聆听并理解驱动冷却系统控制策略四、驱动冷却系统电路原理【教师】讲解驱动冷却系统控制策略。1）水泵控制汽车上电后，高压多合一系统总成接通电，同时左车身控制器控制IG3继电器吸合，水泵接通电源处于待机状态，整车控制器VCU接收来自高压监控模块的电池温度、右车身控制器的空调系统制冷剂温度、变换冷却液温度、充配电单元温度、控制器和定子温度信号。整车控制器VCU根据这些信号计算出水泵目标转速，并输出PWM占空比信号精确控制水泵转速。如图3-1-26所示。图3-1-26水泵控制2）低速风扇控制当空调制冷需求或水温超过45℃时，控制低速风扇继电器吸合，使风扇低速旋转。当水温降至40度以下时，断开低速风扇继电器，风扇停止旋转。如图3-1-27所示。图3-1-27低速风扇控制3）高速风扇控制当空调系统出现故障或高压多合一系统总成内部冷却液温度超过50℃时，整车控制器控制高速风扇继电器吸合，风扇高速旋转。如图3-1-28所示。图3-1-28高速风扇控制三、实训任务：动力电池更换与检测1.任务准备【教师】指导学生如何正确检查场地、布置场地、做好个人防护、场地防护、实训工具的检查等1）工具：比亚迪秦PLUSEV整车1辆、绝缘手套2双、工位安全套装1套、检测工具、诊断仪、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：检查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。【学生】在老师的指导下完成场地布置、工具检查、个人防护穿戴等。2.任务实施【教师】通过步骤讲解电机过温故障诊断与排除步骤、方法和注意事项等内容。1.故障现象一辆比亚迪秦PLUSEV汽车仪表出现电机冷却液温度过高指示灯点亮，同时驱动功率限制警告灯点亮，车速被限制在40km/h以下。如图3-1-29所示。图3-1-29冷却液温度高指示灯和驱动功率限制警告灯点亮2.故障分析结合故障现象，仪表电机冷却液温度过高指示灯和驱动功率限制警告灯同时点亮，说明驱动冷却系统出现故障，导致冷却液温度过高，驱动电机功率被限制。因此重点检查驱动冷却系统。3.故障诊断1）使用诊断仪，读取动力域控制器故障码，发现无故障码。2）启动上电，开启空调，打开前舱盖，观察发现冷却风扇高速旋转，说明冷却风扇和其电路正常，用手触摸电机冷却水泵，水泵包括水管未有震动，说明水泵没有工作。用诊断仪读取电机冷却水泵数据流显示“水泵请求状态（水泵PWM配置）为50%，”，标准为0至100%，说明动力域控制器内部的整车控制器VCU模块正常输出PWM控制信号，但水泵无法工作。如图3-1-30所示。图3-1-30诊断仪读取故障码查询高压多合一系统电路图（3-1-31）可知，IG3电源通过UF10保险丝为电机冷却水泵提供IG电，电机冷却水泵由集成式智能前驱总成发送PWM占空比信号控制其转速，同时电机冷却水泵为集成式智能前驱总成发生一个反馈信号，对电机冷却水泵的运行是否正常进行反馈。因此故障可能为电机冷却水泵电源线路故障、接地线路故障、控制线路故障或水泵自身故障等。图3-1-31高压多合一电路原理图4）检查电机冷却水泵电源①测量UF2410A保险丝电阻，打开前舱保险丝盒，如图3-1-32所示为UF2410A保险丝位置。图3-1-32UF2410A保险丝位置②使用万用表电阻挡检查保险丝电阻值，标准值小于1Ω，检测结果为0.1Ω，UF2410A保险丝正常。如图3-1-33所示。图3-1-33检查UF2410A保险丝③按下启动按钮，车辆上电，测试线连接B43/4号端子。万用表使用电压档，测量B43/4号端子与搭铁间电压，正常值约为14V，测量值13.76V。如图3-1-34所示。图3-1-34检查电机冷却水泵电源5）检查电机冷却水泵接地①测试线连接B43/1号端子，万用表使用电阻档表笔校零，测量B43/1号端子与搭铁间电阻正常值小于1Ω，测量值0.3Ω。如图3-1-35所示。图3-1-35检查电机冷却水泵电源6）检查电机冷却水泵信号①测试线连接B43/3号端子，示波器通道1连接测试线，负极夹子接地，调节通道波形幅值至5.00V，即每纵格的电压为5.00V，调节各通道的波形周期至20.00ms，即每横格的时间为20.00ms。与正常波形对比发现测得波形为一条0V直线。如图3-1-36所示。图3-1-36检查电机冷却水泵PWM占空比信号②按下启动按钮，车辆下电，断开蓄电池负极，断开B43接插器，测试线连接B43/3号端子，万用表使用电阻档表笔校零。测量B43/3号端子与BK45（A）/5端子间线束导通性正常值小于1Ω，测量值无穷大。如图3-1-37所示。图3-1-37检查电机冷却水泵反馈信号线路通断③测试线连接B43/2号端子，测量B43/2号端子与BK45（A）/16端子间线束导通性正常值小于1Ω，测量值0.1Ω。④以上测量结果说明：B43/3号端子与BK45（A）/5号端子间断路需进行检修。4.故障排除更换B43/3号端子与BK45（A）/5号端子线路后，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，如图2-1-14所示，试车可以正常行驶，故障排除。如图3-1-38所示。图3-1-38故障警告灯消失5.故障总结读取故障码时，若无故障码可以通过读取数据流分析，同时可以通过最简单的看、摸等检查方法开始，逐步缩小故障范围，驱动冷却系统出现故障，一般为水泵或风扇的电源故障、接地线路故障以及通讯线路故障引起，因此检查时先检查电源和接地，如果正常最可能就是通讯线路故障。6.现场6S整理【学生】聆听并理解电机过温故障诊断与排除步骤和方法实践应用（90分钟）【教师】扫码播放“电机过温故障诊断与排除”视频，然后带领学生到车间进行实践操作1.任务角色分配分配组员岗位并做好记录2.计划与决策制定“电机过温故障诊断与排除”工作计划，并向老师阐述计划。3.实施与准备（1）实训场所：理实一体化实训室。（2）工具及设备：诊断仪、检测工具、防护用具等。（3）台架/车辆：秦PLUSEV整车或类似实训设备。（4）辅助资料：车辆维修手册、教材等。（5）场地布置：防护栏、警示牌、灭火器、绝缘垫等。3.车辆功能检查对车辆基本功能进行检查，确保功能正常4.操作步骤【教师】通过实操或播放视频，并进行讲解。（1）故障现象（2）故障分析（3）故障诊断①诊断仪读取故障码②诊断仪测试冷却水泵③查询电路图，判断故障原因④检查电机冷却水泵电源⑤检查电机冷却水泵接地⑥检查电机冷却水泵信号（4）故障排除①更换异常线路，重新启动车辆②检查仪表电机冷却温度过高指示灯和驱动功率限制警告灯是否熄灭③检查仪表OK灯是否点亮（5）故障总结（6）现场6S整理【学生】以小组为单位，进行实操，根据分工填写“任务工单——“电机过温故障诊断与排除”【教师】根据学生表现，填写评价反馈表课堂小结（5分钟）【教师】简要总结本节课的要点经过本任务的学习，能掌握电机过温故障诊断与排除方法，并且能够规范检查驱动电机冷却系统，判断是否存在异常，帮助车主解决问题。【学生】总结回顾知识点作业布置【教师】布置课后作业（1）复习所学知识，完成任务工单中相关任务，并形成实践报告【学生】完成课后任务教学反思

课题任务3.2电池过温故障诊断与排除课时4课时（160min）教学目标知识目标：1.掌握比亚迪秦PLUSEV电池热管理系统的组成；2.掌握比亚迪秦PLUSEV电池热管理系统主要部件认知；3.掌握比亚迪秦PLUSEV电池热管理系统工作原理。技能目标：1.能分析动力电池过温故障原因；2.能识读与分析电池热管理系统控制电路；3.能完成驱电池过温故障诊断与检修。素质目标：1.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；2.与组内成员、同学合作交流、协调工作的能力；3.获得分析问题、解决问题的能力。教学重难点教学重点：比亚迪秦PLUSEV电池热管理系统组成和工作原理。教学难点：能正确排除驱电池过温故障。教学方法情景模拟法、问答法、讨论法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学过程主要教学内容及步骤课前任务【教师】布置课前任务，组织学生按照“任务工单——“电池过温故障诊断与排除”进行组内分工，同时提醒学生收集新能比亚迪秦PLUSEV电池热管理系统的相关资料，并进行了解。【学生】提前查询相关资料，熟悉教材考勤（5分钟）【教师】提供签到表要求学生进行签到【学生】按照老师要求签到互动导入（5分钟）【教师】讲述“电机过温故障诊断与排除”案例，并提出问题一辆比亚迪秦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。【学生】聆听、思考、讨论、回答传授新知识（75分钟）【教师】通过大家的发言，引入新的知识点，讲解电池过温故障诊断与排除主要工具和检测方法等内容。一、电池热管理系统的概述【教师】以比亚迪秦PLUSEV为例，讲解电池热管理系统的概述知识点1.比亚迪秦PLUSEV冷媒直冷直热技术在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。简单地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。图3-2-2热管理集成模块1）技术名称：冷媒直冷直热技术（集成于比亚迪e平台3.0）2）核心功能：①冷媒直冷：通过制冷剂直接冷却电池包（传统液冷系统需通过冷却液间接换热），降温效率更高，高温快充时电池更稳定。②宽温域热泵空调：支持-30℃至40℃工作范围，冬季可利用环境热量为电池加热，降低能耗，提升低温续航。③智能温控策略：根据车速、充电状态等动态调节电池温度，延长寿命。3）优势：①高温快充时电池温度控制更精准（减少过热限功率问题）。②冬季续航衰减减少约20%（相比传统PTC加热）。2.旧款比亚迪秦PLUSEV车型电池热管理系统对比1）技术名称：传统液冷系统（非e平台3.0的车型，如2021款版本比亚迪秦PLUSEV）2）核心功能：①通过冷却液循环为电池散热/加热，依赖独立的PTC加热模块（冬季能耗较高）。②温控范围较窄，极端环境下效率略低。3.电池热管理系统组成比亚迪秦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。图3-2-3比亚迪秦PLUSEV电池热管理系统组成。【学生】聆听并理解比亚迪秦PLUSEV电池热管理系统特点、组成、新旧款车型对比等知识点二、电池热管理系统主要部件认知【教师】讲解电池热管理系统主要部件认知1.冷排1）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。图3-2-3比亚迪秦PLUSEV冷排安装位置2）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3-2-4所示。图3-2-4电池组冷排结构电池电子膨胀阀1）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3-2-5所示。图3-2-5电池电子膨胀阀安装位置2）电池电子膨胀阀作用：①调节流量，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。电池电子膨胀阀结构：内部是一个步进电机，主要由弹簧、步进电机转子，线圈、阀芯和阀体组成。如图3-2-6所示。图3-3-6电池电子膨胀阀结构电池电子膨胀阀工作原理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。图3-3-7电池电子膨胀阀工作原理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。图3-2-8电池电子膨胀阀控制电路3.大口径节流阀1）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2）大口径节流阀控制电路：①大口径节流阀和空调采暖电池膨胀阀共用一根LIN总线，都通过右车身控制器进行控制。②当大口节流阀工作时，电源和接地接通，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。从而控制制冷剂温度。如图3-2-10所示。接采暖电子膨胀阀接右车身控制器接采暖电子膨胀阀接右车身控制器图3-2-10大口径节流阀控制电路5.电池冷却电磁阀和电池加热电磁阀1）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。电池冷却电磁阀电池加热电磁阀电池冷却电磁阀电池加热电磁阀图3-2-11电池冷却电磁阀和电池加热电磁阀安装位置2）电池冷却电磁阀和电池加热电磁阀作用。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。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：R124a③工作压力：0～3.1MPa④工作电压：9～16VDC⑤使用寿命：150,000次⑥开/关阀时间：0.5S6.三通水阀1）三通水阀作用：当热泵空调系统需要吸收驱动冷却系统余热时，系统会控制三通水阀关闭经过散热器的回路，绕过散热器将热量输送至板式换热器进行热交换。如图3-2-12所示。图3-2-12三通水阀作用2）三通水阀安装位置：三通水阀安装前舱左侧，驱动膨胀罐下方，如图3-2-13所示。三通水阀三通水阀图3-2-13三通水阀安装位置3）三通水阀控制电路当热泵空调系统需要吸收驱动冷却系统余热时，右车身控制器输出水阀控制电源信号，控制三通水阀电机驱动阀门转动接通热泵回路，同时通过碳膜电路精确检测阀门位置。如图3-2-14所示。图3-2-14三通水阀控制电路【学生】聆听并理解电池热管理系统冷排、电子膨胀阀、大口径节流阀、电池冷却电磁阀和电池加热电磁阀、三通水阀等知识点三、电池热管理系统工作原理【教师】讲解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。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3-2-15）。图3-2-15电池加热原理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（图3-2-16）。图3-2-16电池冷却原理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。如图3-2-17所示。图3-2-17电池冷却+空调制冷原理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。如图3-2-18所示。图3-2-18电池冷却+空调采暖原理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。如图3-2-19所示。图3-2-19电池加热+空调采暖原理【学生】聆听并理解电池热管理系统工作原理三、实训任务：电池过温故障诊断与排除1.任务准备【教师】指导学生如何正确检查场地、布置场地、做好个人防护、场地防护、实训工具的检查等1）工具：比亚迪秦PLUSEV整车1辆、绝缘手套2双、工位安全套装1套、检测工具、诊断仪、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：检查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。【学生】在老师的指导下完成场地布置、工具检查、个人防护穿戴等。2.任务实施【教师】通过步骤讲解电池过温故障诊断与排除步骤、方法和注意事项等内容。1.故障现象一辆比亚迪秦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3-2-20所示。图3-2-20仪表故障现象2.故障分析结合故障现象，仪表电机冷却液温度过高指示灯和驱动功率限制警告灯同时点亮，说明驱动冷却系统出现故障，导致冷却液温度过高，驱动电机功率被限制。因此重点检查驱动冷却系统。3.故障诊断1）使用诊断仪，读取动力域控制器故障码，发现无故障码。2）启动上电，开启空调，打开前舱盖，观察发现冷却风扇高速旋转，说明冷却风扇和其电路正常，用手触摸电机冷却水泵，水泵包括水管未有震动，说明水泵没有工作。用诊断仪读取电机冷却水泵数据流显示“水泵请求状态（水泵PWM配置）为50%，”，标准为0至100%，说明动力域控制器内部的整车控制器VCU模块正常输出PWM控制信号，但水泵无法工作。如图3-1-30所示。图3-1-30诊断仪读取故障码查询高压多合一系统电路图（3-1-31）可知，IG3电源通过UF10保险丝为电机冷却水泵提供IG电，电机冷却水泵由集成式智能前驱总成发送PWM占空比信号控制其转速，同时电机冷却水泵为集成式智能前驱总成发生一个反馈信号，对电机冷却水泵的运行是否正常进行反馈。因此故障可能为电机冷却水泵电源线路故障、接地线路故障、控制线路故障或水泵自身故障等。图3-1-31高压多合一电路原理图4）检查电机冷却水泵电源①测量UF2410A保险丝电阻，打开前舱保险丝盒，如图3-1-32所示为UF2410A保险丝位置。图3-1-32UF2410A保险丝位置②使用万用表电阻挡检查保险丝电阻值，标准值小于1Ω，检测结果为0.1Ω，UF2410A保险丝正常。如图3-1-33所示。图3-1-33检查UF2410A保险丝③按下启动按钮，车辆上电，测试线连接B43/4号端子。万用表使用电压档，测量B43/4号端子与搭铁间电压，正常值约为14V，测量值13.76V。如图3-1-34所示。图3-1-34检查电机冷却水泵电源5）检查电机冷却水泵接地①测试线连接B43/1号端子，万用表使用电阻档表笔校零，测量B43/1号端子与搭铁间电阻正常值小于1Ω，测量值0.3Ω。如图3-1-35所示。图3-1-35检查电机冷却水泵电源6）检查电机冷却水泵信号①测试线连接B43/3号端子，示波器通道1连接测试线，负极夹子接地，调节通道波形幅值至5.00V，即每纵格的电压为5.00V，调节各通道的波形周期至20.00ms，即每横格的时间为20.00ms。与正常波形对比发现测得波形为一条0V直线。如图3-1-36所示。图3-1-36检查电机冷却水泵PWM占空比信号②按下启动按钮，车辆下电，断开蓄电池负极，断开B43接插器，测试线连接B43/3号端子，万用表使用电阻档表笔校零。测量B43/3号端子与BK45（A）/5端子间线束导通性正常值小于1Ω，测量值无穷大。如图3-1-37所示。图3-1-37检查电机冷却水泵反馈信号线路通断③测试线连接B43/2号端子，测量B43/2号端子与BK45（A）/16端子间线束导通性正常值小于1Ω，测量值0.1Ω。④以上测量结果说明：B43/3号端子与BK45（A）/5号端子间断路需进行检修。4.故障排除更换B43/3号端子与BK45（A）/5号端子线路后，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，如图2-1-14所示，试车可以正常行驶，故障排除。如图3-1-38所示。图3-1-38故障警告灯消失5.故障总结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漏制冷剂，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，则下一步锁定在余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。6.现场6S整理【学生】聆听并理解电池过温故障诊断与排除步骤和方法实践应用（90分钟）【教师】扫码播放“电池过温故障诊断与排除”视频，然后带领学生到车间进行实践操作1.任务角色分配分配组员岗位并做好记录2.计划与决策制定“电池过温故障诊断与排除”工作计划，并向老师阐述计划。3.实施与准备（1）实训场所：理实一体化实训室。（2）工具及设备：诊断仪、检测工具、防护用具等。（3）台架/车辆：秦PLUSEV整车或类似实训设备。（4）辅助资料：车辆维修手册、教材等。（5）场地布置：防护栏、警示牌、灭火器、绝缘垫等。3.车辆功能检查对车辆基本功能进行检查，确保功能正常4.操作步骤【教师】通过实操或播放视频，并进行讲解。（1）故障现象（2）故障分析（3）故障诊断①诊断仪读取故障码②查询电路图，判断故障原因④检查大口径节流阀电源⑤检查大口径节流阀接地⑥检查大口径节流阀信号（4）故障排除①更换异常线路，重新启动车辆②检查仪表动力系统故障灯和动力电池过热警告灯是否熄灭③检查仪表OK灯是否点亮（5）故障总结（6）现场6S整理【学生】以小组为单位，进行实操，根据分工填写“任务工单——“电池过温故障诊断与排除”【教师】根据学生表现，填写评价反馈表课堂小结（5分钟）【教师】简要总结本节课的要点经过本任务的学习，能掌握电池过温故障诊断与排除方法，并且能够规范检查电池热管理系统，判断是否存在异常，帮助车主解决问题。【学生】总结回顾知识点作业布置【教师】布置课后作业（1）复习所学知识，完成任务工单中相关任务，并形成实践报告【学生】完成课后任务教学反思

课题任务3.3整车控制异常故障诊断与排除课时4课时（160min）教学目标知识目标：1.掌握比亚迪秦PLUSEV整车控制系统的组成；2.掌握比亚迪秦PLUSEV整车控制系统主要部件认知；3.掌握比亚迪秦PLUSEV整车控制器功能；3.掌握比亚迪秦PLUSEV整车控制系统工作原理。技能目标：1.能分析车辆无法行驶故障原因；2.能识读与分析整车控制系统控制电路；3.能完成车辆无法行驶故障诊断与检修。素质目标：1.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；2.与组内成员、同学合作交流、协调工作的能力；3.获得分析问题、解决问题的能力。教学重难点教学重点：整车控制系统组成和工作原理。教学难点：能正确排除整车控制系统故障。教学方法情景模拟法、问答法、讨论法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学过程主要教学内容及步骤课前任务【教师】布置课前任务，组织学生按照“任务工单——“整车控制异常故障诊断与排除”进行组内分工，同时提醒学生收集新能比亚迪秦PLUSEV整车控制系统的相关资料，并进行了解。【学生】提前查询相关资料，熟悉教材考勤（5分钟）【教师】提供签到表要求学生进行签到【学生】按照老师要求签到互动导入（5分钟）【教师】讲述“整车控制异常故障诊断与排除”案例，并提出问题一辆比亚迪秦PLUSEV汽车仪表OK灯点亮，可以挂挡，但踩下加速踏板无法行驶，动力系统故障灯点亮，同时仪表出现动力系统故障提示。【学生】聆听、思考、讨论、回答传授新知识（75分钟）【教师】通过大家的发言，引入新的知识点，讲解整车控制异常故障诊断与排除主要工具和检测方法等内容。一、整车控制系统的概述【教师】以比亚迪秦PLUSEV为例，讲解整车控制系统的概述知识点1.整车控制系统作用整车控制系统是电动汽车的神经中枢，承担了各系统的数据交换，信息传递、故障诊断、安全监控、驾驶人意图解析、动力电池能量管理等作用，对电动汽车的动力性、经济性、安全性和舒适性等有很大的影响。2.整车控制系统组成整车控制系统集成了电机驱动控制、温度控制、能量管理控制等多项功能，由传感器输入与开关系统、系统驱动输出、控制单元输出系统等关键子系统构成。如图3-2-1所示为比亚迪秦PLUSEV整车控制器系统组成。通过采集油门踏板传感器信号、制动开关信号和换挡操纵机构信号等关键驾驶信息，整车控制器能够实时了解驾驶员的意图和车辆的运行状态。同时，它还会接收来自CAN总线上的电机控制器和电池管理系统的数据，结合整车控制策略对这些信息进行深入分析和判断。经过精密的运算分析后，控制器会做出明智的决策，合理分配动能，并负责控制车辆的充电、加减速、能量回收以及故障检测等关键任务，确保车辆始终处于最佳运行状态。图3-3-1比亚迪秦PLUSEV整车控制系统组成。【学生】聆听并理解比亚迪秦PLUSEV整车控制系统作用、组成等知识点二、整车控制系统主要部件认知【教师】讲解整车控制系统主要部件认知1.整车控制器1）安装位置和作用：①比亚迪秦PLUSEV的整车控制器和电池管理器一起集成在动力域控制器上部的PCB电路板上。如图3-3-2所示。图3-3-2比亚迪秦PLUSEV整车控制器安装位置如图3-3-3所示为BMS/VCU模块连接线束的名称。②整车控制器，英文名为VehicleControlUnit，简称VCU。是新能源汽车整车控制系统的核心部件，根据驾驶人意愿和各系统实时状态，经过对比分析后做出决策并发出指令，合理分配动能，使车辆运行在最佳状态。如图3-3-4所示。图3-3-4整车控制器作用2）整车控制器控制过程①VCU的“感知动作”有哪些？接收驾驶员输入信号：点火开关、加速踏板、制动踏板、挡位传感器等；读取其他模块的状态：比如从BMS、电机控制器（MCU）那边接收电池电量、温度、电流、电机转速等参数。②VCU的“控制动作”又有哪些？通过CAN总线发送指令给MCU，实现精准调速；向BMS下达“充电/放电/限流”等策略命令；协调辅助系统的响应，优化整车能效表现。③举一个例子：从加速踏板到驱动轮转动全过程踩下加速踏板，VCU识别为“提速”意图；VCU读取当前电池SOC（电量状态）；判断电池电流是否允许大功率输出；向MCU发出“加速指令”；MCU控制逆变器将直流转为三相交流；电机转动，驱动桥输出扭矩，车辆加速。3）整车控制器功能①驱动控制整车控制器通过各种状态信息（启动钥匙，充电信号、加速/制动踏板位置和当前车速等）来判断当前需要的整车工作模式，然后根据当前的参数和状态，算出当前车辆的转矩能力，按当前车辆需要的电机转矩，计算出合理的最终实际输出的电机转矩。如图3-3-5所示。图3-3-5驱动控制②制动能量回馈控制整车控制器根据车速、制动踏板深度和动力电池组状态（如电池荷电状态SOC值）进行综合判断后，如果达到回收制动能量的条件，整车控制器向电机控制器发送控制指令，使电机工作在发电状态，将部分制动能量储存在动力电池组中，提高车辆能量利用效率。如图3-3-6所示。图3-3-6制动能量回馈控制③整车能量优化通过对电机驱动系统、电池管理系统和其他车载耗能部件的协调和管理，获得最佳的能量利用率，延长使用。例如当动力电池组电量较低时，整车控制器发送控制指令关闭部分起辅助作用的电器设备（如电动压缩机、PTC加热器），将电能优先保证车辆的安全行驶。如图3-3-7所示。图3-3-7制动能量回馈控制④故障诊断和保护管理整车控制器连续检测各控制系统，并进行故障诊断和相应的安全保护处理，同时还对故障采用分级分类、报警显示和存储故障码等处理方式，对于不太严重的故障，能做到“跛行回家”。故障分级：整车控制系统根据电机、电池、EPS（电动助力转向系统）、DC/DC等零部件故障，整车CAN网络故障及整车控制器硬件故障进行综合判断，确定整车的故障等级，并进行相应的控制处理。一般将新能源汽车的故障分为四级，如表3-3-2所示。表3-3-2故障分级及处理等级名称故障后处理故障列表一级致命故障需紧急断开高压电电机控制器直流母线过压故障、BMS一级故障二级严重故障电机故障零转矩输出，动力电池输出电流20A，限功率电机控制器电流过流、IGBT、旋变传感器故障；电机故障、档位信号故障三级一般故障跛行加速踏板信号故障降功率电机控制器电机超速保护限功率<7kW跛行故障、SOC<1%、动力电池单体欠压、BMS内部通讯、硬件等三级故障限速15～20km/h低压欠压故障、制动故障四级轻微故障停止能量回收，仪表进行故障显示，行驶不受影响电机控制器系统温度传感器、整车控制器硬件、DC/DC转换器异常等故障⑤车辆状态监视管理将车辆的状态信息和故障诊断信息发至总线，由整车控制器通过综合仪表显示。显示内容包括：车速、电机的转速、续航里程、电池的电量、功率和档位等，还有各种故障信息都通过指示灯的形式显示。如图3-3-8所示。图3-3-8车辆状态监视管理⑥网络管理在整车的网络管理中，整车控制器是信息控制的中心，负责信息的组织与传输、网络状态的监控、网络节点的管理、信息优先权的动态分配以及网络故障的诊断与处理等功能。通过CAN总线协调各模块之间相互通信。如图3-3-9所示。图3-3-9网络管理整车控制器接插件端子整车控制器VCU和电池管理器BMS集成在一起，因此以下表格展示A接插件和B接插件所有端子定值。如表3-3-3所示。表3-3-3A和B接插件端子定义序号端口名称端口定义线束接法A112VIN芯片独立供电电源输入接动力电池D-04A4GND碰撞信号地车身地A5PUMP-OUT水泵继电器控制/无极水泵/无极水泵回检接无级水泵-3A10CRASH-IN碰撞信号接SRS

ECUA11H-FAN-OUT高速挡风扇继电器控制接高速挡风扇继电器A12LOCK高压互锁输出接直流充电口12A13CANE-PPC-N连接BMS能量网CAN

L接动力电池D-09A14CANE-PPC-P连接BMS能量网CAN

H接动力电池D-08A15IN

FEET

BRAKE制动开关信号（12V）接制动开关-3A16PUMP-TEST-IN水泵回检接无级水泵-2A17L-FAN-OUT低速挡风扇继电器控制/无极风扇/无极风扇回检接低速挡风扇继电器A18On-lock0高压互锁回检接直流充电口-11A19CAND-PPC-P直流充电子网CANH接直流充电口-5A21CANC-PPC-P能量网信号CANH接能量网A23Temp

L0充电口L温度检测（DC&OBC）接交流充电口-7A24Temp

NO充电口N温度检测（DC&OBC）接交流充电口-9A25CAND-PPC-N直流充电子网CANL接直流充电口-4A27CANC-PPC-N能量网信号CANL接能量网A29Net-CP0充电控制引导（DC&OBC）接交流充电口-1B1+5V1油门深度电源1接油门踏板-3B2+5V1油门深度电源2接油门踏板-6B3GND油门深度2电源地接油门踏板-4B4GND油门深度1电源地接油门踏板-5B5GND油门深度屏蔽地车身地B6DC

GAIN2油门深度2信号接油门踏板-1B7GNDBASU电源地接动力电池D-18B8GND电源地接车身地B9GND电源地接车身地B10GND直流充电口温度传感器2地接直流充电口-10B11DC-CHG-TMP2直流充电口温度2接直流充电口-9B12DC

GAIN1油门深度1信号接油门踏板-2B13GNDBASU电源地接动力电池D-17B14GND电源地接车身地B15GND电源地接车身地B17GND直流充电口温度传感器1地接直流充电口-8B18DC-CHG-TMP1直流充电口温度1接直流充电口-7B19P-BASUBASU供电接动力电池D-05B20+12V0常电电源接12V常电B21+12V1常电电源接12V常电B22WK-DC-A+直流充电辅助电源唤醒接直流充电口-2B23GND水温传感器信号地接水温传感器-3B24DC-CC直流CC检测信号接直流充电口-3B25P-BASUBASU供电接动力电池D-06B26+12V0常电电源接12V常电B27+12V1常电电源接12V常电B29Water-T-IN水温传感器信号接水温传感器-1B30AC-CC交流CC检测信号接交流充电口-2备注表格中未标注出端子号表示端子空位或现在未用到端子2.油门踏板位置传感器1）油门踏板位置传感器结构比亚迪秦PLUSEV采用的是霍尔式油门踏板位置传感器，其结构主要由霍尔元件、磁铁、外壳组成。可用于检测加速踏板行程，向整车控制器VCU反映驾驶员的驾驶意图。如图3-3-10所示。图3-3-10油门踏板位置传感器结构2）油门踏板位置传感器电路汽车上电，整车控制器VCU为油门踏板霍尔元件提供驱动电源，踩下油门踏板，整车控制器根据油门深度信号计算出电机目标转速和扭矩，然后通过内部通讯线路传输给电机控制器控制电机转速。如图3-3-11所示。图3-3-11油门踏板位置传感器电路两个霍尔元件的控制电路完全独立，即采用各自独立的电源、搭铁和信号端子，一旦发现两信号电压的差值（或两电压之和）与标准不符，即判定该传感器有故障，立即启动失效保护模式，按“未踩踏板”来进行控制（也就是踩下踏板不会加速）。油门踏板位置传感器接插件端子定义如表3-3-5所示。表3-3-5加速踏板位置传感器接插件定义加速踏板位置传感器接插件端子号端子含义连接整车控制器端子测量条件参考值1油门深度信号2BK45(B)/6ON挡，踩下加速踏板0.37V上升至2.09V2油门深度信号1BK45(B)/12ON挡，踩下加速踏板0.73V上升至4.14V3油门深度电源1BK45(B)/1ON挡5V4油门深度2BK45(B)/3OFF挡小于1Ω5油门深度2BK45(B)/4OFF挡小于1Ω6传感器电源2BK45(B)/5ON挡5V3.制动开关1）制动开关作用和安装位置：①制动开关的作用是将制动信号传到整车控制器和左车身控制器，整车控制器根据制动信号进行挡位控制。左车身控制器根据制动信号判断是否允许上OK电，同时用于控制制动灯点亮。②制动开关安装在制动踏板上方位置。如图3-3-12所示。图3-3-12大口径节流阀安装位置2）制动开关控制电路：制动开关有两组信号，一个常开，一个常闭，常闭信号分两条线，一条去往整车控制器、一条去往左车身控制器，同时常开的OV信号线属于悬空预留线，驾驶员踩下制动踏板，两组开关信号转变，左车身控制器收到制动信号后，控制启动上电和制动灯点亮。整车控制器VCU允许挂挡，如图3-3-13所示。图3-3-13制动开关控制电路【学生】聆听并理解整车控制器、油门踏板位置传感器、制动开关等知识点三、整车控制系统工作原理【教师】讲解整车控制系统工作原理。1）启动上电驾驶员踩下制动踏板，并按下启动按钮时，左车身控制器接收到启动按钮按下信号和制动开关信号后，判断允许上OK电，左车身控制器控制所有控制器上IG电，整车控制器检测整车状态正常后将上高压电需求发送给电池管理器。HVSU模块将电池组状态信息通过动力网CAN发送给电池管理器，电池管理器检测到电池组状态正常后，通过动力网CAN发出接触器控制信号，HVSU模块控制接触器吸合。电池输出高压电，电机控制器内部的预充电容预充电池组电量相差50V时，预充完成，上电成功，整车控制器将上电成功信号通过动力网发送给左车身控制器，左车身控制器控制仪表点亮OK灯。如图3-3-14所示。图3-3-14启动上电2）挂挡行驶再次踩下制动踏板，整车控制器收到制动开关信号判定允许挂挡，换挡杆挂入D挡，换挡操纵机构输出挡位信号给换挡操纵机构面板总成，换挡操纵机构面板总成将挡位信号通过动力网CAN输送给左车身控制器和整车控制器，左车身控制器通过车身网CAN点亮组合仪表D档位指示灯。松开制动踏板，整车控制器结合油门踏板深度、车速、电机旋变和温度等信号计算出目标转矩和转速。然后将目标转矩转速信号发送给电机控制器，电机控制器将直流电逆变成三相交流电输出给驱动电机。驱动电机得电持续运转输出动力。如图3-3-15所示。图3-3-15挂挡行驶3）加速控制踩下加速踏板，整车控制器根据油门踏板深度信号计算出新的目标转矩、转速，然后传给电机控制器，电机控制器根据目标转矩和转速信号调整三相电输出频率和相序。使电机转速和扭矩增高。如图3-3-16所示。图3-3-16加速控制【学生】聆听并理解整车控制系统工作原理三、实训任务：整车控制异常故障诊断与排除1.任务准备【教师】指导学生如何正确检查场地、布置场地、做好个人防护、场地防护、实训工具的检查等1）工具：比亚迪秦PLUSEV整车1辆、绝缘手套2双、工位安全套装1套、检测工具、诊断仪、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：检查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。【学生】在老师的指导下完成场地布置、工具检查、个人防护穿戴等。2.任务实施【教师】通过步骤讲解整车控制系统故障诊断与排除步骤、方法和注意事项等内容。1.故障现象一辆比亚迪秦PLUSEV汽车仪表OK灯点亮，可以挂挡，但踩下加速踏板无法行驶，动力系统故障灯点亮，同时仪表出现动力系统故障提示。如图3-3-17所示。图3-3-17仪表故障现象2.故障分析1）结合故障现象，仪表OK灯可以点亮，说明高压系统正常，可以将故障范围缩小在低压电路上。同时也可以判定左车身控制器接收到制动开关信号。允许的上电。2）可以挂挡，说明整车控制器VCU接收到制动开关信号后，允许挂挡，因此制动开关和换挡操纵机构电路正常。3）车辆无法行驶，踩油门踏板无反应，说明故障可能是因为整车控制器、油门踏板位置传感器和其线路故障引起的。因此重点检查整车控制器、油门踏板位置传感器线路。3.故障诊断1）连接OBD接口，使用比亚迪专用诊断仪读取故障信息，选择比亚迪乘用车车型，选择EV系列，选择第二代智驾版，秦PLUS-EV，选择整车扫描，选择相应模块进入系统，如动力域控制器，选择故障检测读取故障码，检测到有油门信号1与油门信号2故障码，清除故障码，重新读取，故障码显示为油门信号1故障，为当前故障。如图3-3-18所示。图3-3-17油门踏板位置传感器故障码查看相应数据流，数据流中油门信号1电压为0，踩下加速踏板无变化，油门信号2电压为0.370V，并且信号2电压能够根据踩下加速踏板的深度而变化，数据流提示信号1存在故障，信号2正常。如图3-3-19所示。图3-3-19油门踏板位置传感器数据流查看加速踏板传感器电路图，我们可以看到加速踏板共有6个端子，分别是油门深度电源1，针脚为KG44-1，油门深度电源2,KG44-6，油门深度信号1,KG44-2，油门深度信号2,KG44-1，油门深度电源地1,KG44-5，油门深度电源地2,KG44-6。油门踏板传感器信号传输至高压多合一系统，对应插头针脚编号为BK45的B插头，如图3-3-20所示。图3-3-20油门踏板位置传感器电路2）检查油门深度1电源测量油门深度电源1KG44-3与地电压，背插针连接电源线束3号针脚与地线4号针脚，连接万用表，正常应为5V左右，实测为5V，油门深度电源1线束正常。如图3-3-21所示。图3-3-21检查油门深度1电源3）检查油门深度1信号找到高压多合一动力总成BK45的B插头，根据电路图，我们要测量油门信号1的电压，通过中转插针连接插头端子，测量高压多合一动力总成BK45-B12与地电压，启动车辆，踩下油门踏板，观察电压读数无变化，实测0V，正常范围应为0.72～4.8V。如图3-3-22所示。图3-3-22检查油门深度1信号4）检查油门深度1信号导通性拔下加速踏板插头，通过加长线，连接信号1端子，位于KG44-2号针脚，拔下多合一动力总成插头，通过导线连接油门信号1，位于BK45-B12号针脚，万用表测量油门信号1两端电阻值，测量值为0L，无穷大，异常，判定该线束断路。图3-3-23检查油门深度1信号导通性5）以上测量结果说明：油门踏板位置传感器2号端子与多合一动力总成BK45-B12号端子间线束短路需进行检修。该车为油门踏板传感器信号1线路断路故障导致车辆无法正常行驶。4.故障排除经修复故障排除，用电脑诊断仪读取故障码，消除原故障码后，重新读取无故障，重新启动车辆，上电正常，车辆无故障灯提醒。5.故障总结本节主要详细介绍了油门踏板位置传感器1信号线线束断路故障的检测方法，故障检测过程中主要使用的检测仪器有电脑诊断仪、数字万用表，在故障检测过程中需强调一点是测量电压时要打开点火开关，测量电阻时要关闭点火开关进行检测，由于新能源汽车具有很大的高压电，所以在检测过程中要做好防护措施，避免高压危险。6.现场6S整理【学生】聆听并理解整车控制异常故障诊断与排除步骤和方法实践应用（90分钟）【教师】扫码播放“整车控制异常故障诊断与排除”视频，然后带领学生到车间进行实践操作1.任务角色分配分配组员岗位并做好记录2.计划与决策制定“整车控制异常故障诊断与排除”工作计划，并向老师阐述计划。3.实施与准备（1）实训场所：理实一体化实训室。（2）工具及设备：诊断仪、检测工具、防护用具等。（3）台架/车辆：秦PLUSEV整车或类似实训设备。（4）辅助资料：车辆维修手册、教材等。（5）场地布置：防护栏、警示牌、灭火器、绝缘垫等。3.车辆功能检查对车辆基本功能进行检查，确保功能正常4.操作步骤【教师】通过实操或播放视频，并进行讲解。（1）故障现象（2）故障分析（3）故障诊断①诊断仪读取故障码和加速踏板数据流②查询电路图，判断故障原因④检查油门深度1电源⑤检查油门深度1信号⑥检查油门深度1信号导通性⑦确定故障点（4）故障排除①更换异常线路，重新启动车辆②用诊断仪读取故障码，消除故障码，并重新读取。③检查仪表动力系统故障灯是否熄灭，故障提示是否消失④检查仪表OK灯是否点亮（5）故障总结（6）现场6S整理【学生】以小组为单位，进行实操，根据分工填写“任务工单——“整车控制系统故障诊断与排除”【教师】根据学生表现，填写评价反馈表课堂小结（5分钟）【教师】简要总结本节课的要点经过本任务的学习，能掌握整车控制系统故障诊断与排除方法，并且能够规范检查整车控制系统各部件，判断是否存在异常，帮助车主解决问题。【学生】总结回顾知识点作业布置【教师】布置课后作业（1）复习所学知识，完成任务工单中相关任务，并形成实践报告【学生】完成课后任务教学反思

课题任务3.4挂挡无反应故障诊断与排除课时4课时（160min）教学目标知识目标：1.掌握比亚迪秦PLUSEV挡位控制系统的组成；2.掌握比亚迪秦PLUSEV挡位控制系统主要部件认知；2.掌握比亚迪秦PLUSEV挡位控制系统工作原理。技能目标：1.能分析车辆无法挂挡故障原因；2.能识读与分析挡位控制系统控制电路；3.能完成车辆无法挂挡故障诊断与检修。素质目标：1.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；2.与组内成员、同学合作交流、协调工作的能力；3.获得分析问题、解决问题的能力。教学重难点教学重点：比亚迪秦PLUSEV挡位控制系统组成和工作原理。教学难点：比亚迪秦PLUSEV挡位控制系统故障诊断与排除。教学方法情景模拟法、问答法、讨论法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学过程主要教学内容及步骤课前任务【教师】布置课前任务，组织学生按照“任务工单——“挂档无反应故障诊断与排除”进行组内分工，同时提醒学生收集新能比亚迪秦PLUSEV挡位控制系统的相关资料，并进行了解。【学生】提前查询相关资料，熟悉教材考勤（5分钟）【教师】提供签到表要求学生进行签到【学生】按照老师要求签到互动导入（5分钟）【教师】讲述“挂档无反应故障诊断与排除”案例，并提出问题一辆比亚迪秦PLUSEV汽车仪表OK灯点亮，但无法挂挡，挡位锁止在P挡位，挂挡时也无显示需要踩下制动踏板。【学生】聆听、思考、讨论、回答传授新知识（75分钟）【教师】通过大家的发言，引入新的知识点，讲解挂档无反应故障诊断与排除主要工具和检测方法等内容。一、挡位控制系统的概述【教师】以比亚迪秦PLUSEV为例，讲解挡位控制系统的概述知识点1.挡位控制系统作用1）‌控制车辆行驶状态‌：挡位控制系统通过接收驾驶员的档位选择（如前进挡D、倒车挡R、空档N等），控制车辆的行驶状态。例如，当驾驶员选择D档时，系统会控制车辆前进；选择R档时，车辆会倒退；选择N档时，车辆不会输出动力‌。2）‌保护电机和电池‌：在换挡过程中，挡位控制系统会进行一系列的判断和保护措施。例如，当电机转速或车速达到一定阈值时，系统会禁止换挡，以保护电机和电池不受损害‌。3）‌提升驾驶体验‌：通过精确控制电机的转速和转矩，挡位控制系统可以优化车辆的加速性能和动力输出，提升驾驶的舒适性和平稳性。此外，某些电动汽车还设有“B”模式，类似于传统汽车的低速挡，适用于需要更大动力输出的场合，如爬坡时‌。4）‌能量管理‌：在制动或滑行过程中，挡位控制系统可以通过回馈控制将电机转变为发电机，回收能量并充入电池，从而提高车辆的能效和续航能力‌。2.挡位控制系统组成挡位控制系统主要由换挡操纵面板总成、整车控制器、电机控制器和驱动电机组成。如图3-4-1所示。驾驶员操纵换挡操纵面板总成上的换挡杆进行换挡（挂入D或R挡），整车控制器接收到挡位信号后就算出电机转动方向，并把转动方向信号传给电机控制器，电机控制器根据电机转动方向信号控制直流电逆变成三相电的顺序。从而实现前进挡或倒挡。整车控制器换挡操纵面板总成驱动电机电机控制器整车控制器换挡操纵面板总成驱动电机电机控制器挡位信号挡位信号三相电控制电机转动方向信号电机转动方向信号图3-4-1比亚迪秦PLUSEV挡位控制系统组成。【学生】聆听并理解比亚迪秦PLUSEV挡位控制系统作用、组成等知识点二、挡位控制系统主要部件认知【教师】讲解挡位控制系统主要部件认知1.换挡操纵面板总成1）安装位置和作用：换挡操纵面板总成安装在中央扶手前方位置，驾驶员可以通过操纵换挡杆切换不同挡位，使汽车能够前进、后退或停驶。换挡杆上下摇动可以切换R、N、P、D档，也可以按下换挡杆上部的P挡按钮，把档位切换为P挡。如图3-4-2所示。相对于上一代比亚迪秦PLUSEV版本，智驾版则把换挡操纵机构（换挡杆）的电路集成到换挡操纵面板总成上。图3-4-2比亚迪秦PLUSEV换挡操纵面板总成安装位置2）换挡操纵面板总成接插件端子换挡操纵面板总成G16接插件端子定义如表3-4-2所示。表3-4-2换挡操纵面板总成G16接插件端子定义换挡操纵面板总成G16接插件序号端口定义线束接法1接地接车身地4接地接车身地5动力网CAN-H动力网6动力网CAN-L动力网7AVH智能动力制动系统B03-408紧急告警灯开关信号输出接左车身控制器G64(G)/239紧急告警灯开关指示灯驱动脚接左车身控制器G64(G)/410紧急告警灯开关指示灯－低接车身地11启动信号1接左车身控制器G64(G)/2018LineB接后车身控制器K53/1721启动信号2接左车身控制器G64(G)/2722LineA接后车身控制器K53/1823LineC接后车身控制器K53/1624LineD接后车身控制器K53/15备注表格中未标注出端子号表示端子空位或现在未用到端子【学生】聆听并理解换挡操纵面板总成知识点三、挡位控制系统工作原理【教师】讲解挡位控制系统工作原理。驾驶员将换挡杆挂入D挡，换挡操纵面板总成输出挡位信号将挡位信号通过动力网CAN输送给左车身控制器、右车身控制器和高压多合一控制系统（整车控制器+电机控制器），左车身控制器通过车身网CAN点亮组合仪表D档位指示灯。整车控制器根据挡位信号计算出电机旋转方向信号控制请求，并发送给电机控制器，电机控制器根据电机旋转方向控制请求控制三相交流电的波形顺序，从而实现电机正反转。最后动力经过传动机构输送到车轮驱动汽车行驶。如图3-4-3所示。图3-4-3挡位控制系统工作原理【学生】聆听并理解整车控制系统工作原理三、实训任务：挂挡无反应故障诊断与排除1.任务准备【教师】指导学生如何正确检查场地、布置场地、做好个人防护、场地防护、实训工具的检查等1）工具：比亚迪秦PLUSEV整车1辆、绝缘手套2双、工位安全套装1套、检测工具、诊断仪、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：检查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。【学生】在老师的指导下完成场地布置、工具检查、个人防护穿戴等。2.任务实施【教师】通过步骤讲解挡位控制系统故障诊断与排除步骤、方法和注意事项等内容。1.故障现象一辆比亚迪秦PLUSEV汽车仪表OK灯点亮，但无法挂挡，挡位锁止在P挡位，挂挡时也无显示需要踩下制动踏板。如图3-4-4所示。图3-4-4仪表故障现象2.故障分析1）结合故障现象，仪表OK灯可以点亮，说明高压系统正常，可以将故障范围缩小在低压电路上。同时也可以判定左车身控制器接收到制动开关信号。允许的上电。因此制动开关正常。2）无法挂挡，挂挡时也无显示需要踩下制动踏板。说明整车控制器VCU已经接收到制动开关信号后，并允许的挂挡，但无法接收到换挡操纵面板总成的挡位信号，因为默认没有挂挡，导致的挂挡无反应。因此重点检查挡位控制系统的换挡操纵面板总成接地、电源、通讯线路。3.故障诊断1）连接诊断仪接口至车辆OBD诊断座，踩下制动踏板，按下启动按钮。点击进入汽车诊断系统，点击比亚迪，接着点击自动选择，点击读取车辆VIN码。点击确定，然后点击选择秦PLUSEV。最后点击确定，点击诊断，然后点击自动扫描。等待扫描结束，读取到存在故障的模块，点击清除故障码，点击动力域控制单元，点击故障码，读取到故障码：U029187与档位控制器通讯故障。如图3-4-5所示。图3-4-5换挡操纵面板总成故障码查看换挡操纵面板总成电路图，可知换挡操纵机构电源由换挡操纵机构面板总成提供，而换挡操纵机构面板总成由保险丝IF07提供12V电源，档位信号通过CAN线传输。高压多合一内部的整车控制器接收挡位信号后，再发送电机正反转信号，电机控制器再驱动电机转动驱动车辆行驶，如图3-4-6所示。图3-4-6换挡操纵面板总成电路2）检查换挡操纵面板总成电源①测量IF077.5A保险丝电阻，打开前舱保险丝盒，如图3-4-7所示为IF077.5A保险丝位置。图3-1-30IF077.5A保险丝位置②使用万用表电阻挡检查保险丝电阻值，标准值小于1Ω，检测结果为0.1Ω，IF077.5A保险丝正常。如图3-4-8所示图3-4-8检查IF077.5A保险丝①按下启动按钮，车辆上电。拆掉换挡操纵面板总成。②使用万用表电压档测量换挡操纵面板总成G16插件的20号端子对地电压，正常12V左右，实测12.81V，正常。如图3-4-9所示。图3-4-9检查换挡操纵机构面板总成电源3）检查换挡操纵面板总成接地按下启动按钮，车辆下电，使用中号棘轮扳手和10号六角套筒，拆卸蓄电池负极。使用万用表电阻档测量换挡操纵机构面板总成G16接插件的1号端子对地电阻，正常小于1Ω，实测1.5Ω，正常。如图3-4-10所示。图3-4-10测量换挡操纵机构搭铁4）测量换挡操纵机构面板总成通讯线①接上蓄电池负极，使用中号棘轮扳手、10号六角套筒，紧固蓄电池负极连接线。②按下启动按钮，车辆上电。③使用示波器测量换挡操纵机构面板总成通讯线波形，将示波器通道一表笔接G62接插件的7号端子，通道二表笔接G16接插件的8号端子，调节示波器，对比正常波形，发现CANL波形为一条0V直线，CANH波形变化不大，波形异常。初步判断为CANL接地，进一步测量CAN线电阻。如图3-4-11所示。图3-4-11测量换挡操纵机构通讯线波形5）测量换挡操纵机构面板总成通讯线对地短路①按下启动按钮，车辆下电。②使用中号棘轮扳手和10号六角套筒，拆卸蓄电池负极。③使用万用表电阻档测量G62接插件的8号端子对地电阻，正常无穷大，实测0Ω，异常。如图3-4-11所示。图3-4-11测量换挡操纵机构面板总成通讯线对地短路5）以上测量结果说明：