汽车基础系统及检修 5

高压安全控制系统的认知与检修任务二目录CONTENTS情境引入02相关知识03学习拓展04技能实训05任务目标01目录情境引入02任务目标01CONTENTS相关知识03学习拓展04技能实训05初步了解高压安全控制系统；掌握高压安全控制系统的主要作用。知识目标掌握高压安全控制系统的故障诊断与排除方法。技能目标素养目标培养新时代爱国主义精神，坚持矢志奋斗的理想；能够和同学及教学人员建立良好的合作关系；能够自觉遵守法律、法规以及技术标准规定；养成良好的安全工作习惯，具备相应岗位职业素养和规范意识。01任务目标目录CONTENTS情境引入02相关知识03学习拓展04技能实训05任务目标01目录任务目标01CONTENTS相关知识03学习拓展04技能实训05情境引入02小戴今天在物理课中学习了电容的相关知识，回家后和他的父亲老戴分享了电容的学习心得，作为电动汽车工程师的老戴很开心，他告诉小戴在电动汽车中，电容也有大规模的应用，但有的电容必须配备相关电路才能保证整车高压安全。那什么电容和整车高压安全有着重要关系呢？又需要配备什么电路才能保证整车高压安全呢？接下来让我们带着这些问题开始本任务的学习吧。02情境引入目录CONTENTS情境引入02相关知识03学习拓展04技能实训05任务目标01目录任务目标01CONTENTS情境引入02学习拓展04技能实训05相关知识03高压安全控制系统主要负责电动汽车高压部分的各状态监测与紧急状态控制，避免驾乘人员及维修人员受到电动汽车高压电的伤害。高压安全控制系统03相关知识高压安全控制系统的主要作用03相关知识1.高压互锁高压互锁英文全称为HighVoltageInter-lock，英文缩写为HVIL。高压互锁检测控制器通过发送PWM信号来检测电动汽车上所有与高压线束相连的各组件，和对应高压系统回路的电气连接完整性。当高压系统回路断开或者完整性受到破坏时，则高压互锁检测控制器通过总线通知BMS控制器，立即断开动力电池内各接触器，切断整车高压输出。高压安全控制系统的主要作用03相关知识1.高压互锁高压互锁一般由高压互锁检测控制器、高压互锁线束、带有互锁部分的高压连接器、带有互锁部分的低压连接器、带有互锁部分的高压总成、带有互锁部分的低压控制器等组成。其中高压互锁检测控制器一般由整车控制器、BMS控制器或其他控制器中的一个充当。高压安全控制系统的主要作用03相关知识2.整车绝缘监测电动汽车中的整车绝缘监测是高压安全控制系统的重要组成部分，用于监测所有高压总成及高压线束与整车车身地之间的绝缘电阻状态。高压安全控制系统的主要作用03相关知识2.整车绝缘监测整车绝缘监测功能一般主要由BMS控制器完成，BMS控制器能够监测电动汽车高压系统的绝缘电阻值，当监测到绝缘电阻值小于规定的阈值时，BMS控制器立即断开动力电池内各接触器，切断整车高压输出，避免相关人员有触电危险。高压安全控制系统的主要作用03相关知识3.直流母线电容放电在电动汽车主要高压总成中（如驱动电机控制器）高压直流母线正极和负极之间一般会安装直流母线电容，用于实现储能、稳压等功能。高压安全控制系统的主要作用03相关知识3.直流母线电容放电正常情况下，电动汽车高压直流母线电压通常在300-800V，储存于直流母线电容中的电压有一定的安全隐患。整车正常高压下电后，对母线电容放电可将母线电压降至低于60V的安全水平，确保消除安全隐患。电动汽车在遇到碰撞或其他紧急情况进行紧急高压下电后，必须及时对直流母线电容进行放电，从而将高压直流母线电压快速降至低于60V的安全水平，用于消除触电风险，避免事故后对相关人员的二次伤害。高压安全控制系统的主要作用03相关知识3.直流母线电容放电直流母线电容放电分为主动放电和被动放电两种。主动放电主动放电是指当被切断高压直流母线端电源后，驱动电机控制器主动启动放电机制，其直流母线电容快速放电的过程。主动放电下，直流母线电容放电至60V所经过的时间不应大于3秒。主动放电一般应用于碰撞、严重故障等紧急情况下。高压安全控制系统的主要作用03相关知识3.直流母线电容放电主动放电电路主要由直流母线电容、主动放电电阻、主动放电电阻MOS管、主动放电电阻MOS管控制电路（包含逻辑电路、驱动电路等）、母线电压采样电路、微控制器MCU等组成，主要集成在驱动电机控制器内。需要注意的是主动放电电阻相比被动放电电阻都小很多，因为小电阻允许更大的放电电流，从而加速放电。高压安全控制系统的主要作用03相关知识3.直流母线电容放电被动放电被动放电是指当被切断高直流母线端电源后，驱动电机控制器不主动启动放电机制，其直流母线电容放电的过程。被动放电下，直流母线电容放电至60V所经过的时间不应大于5分钟。被动放电一般用于在整车正常高压下电后，确保高压系统内的电压逐渐降低，它也可以作为主动放电路径失效时的最后一道防线。被动放电电路主要由直流母线电容和被动放电电阻，主要集成在驱动电机控制器内。高压安全控制系统的主要作用03相关知识4.碰撞应急控制碰撞应急控制是指当电动汽车在一定强度碰撞下，BMS控制器立即断开动力电池内各接触器，切断整车高压输出，并进行高压总成主动放电的过程。实现碰撞断应急控制的判断条件，一般和安全气囊启爆判断条件相似。高压安全控制系统的主要作用03相关知识故障应急控制是指当电动汽车遇到不同等级故障的情况下，整车进行不同程度报警或控制的过程。根据故障危害程度会划分为不同等级，故障一般分为4级。5.故障应急控制高压安全控制系统的主要作用03相关知识5.故障应急控制轻微：车辆可能存在故障，但对行车无影响，此时黄灯报警；中等：车辆存在故障，行车有一定程度安全风险，此时红灯报警；严重：车辆存在严重的故障，会导致车辆无法行车，或者继续行车可能会对相关人员及车辆造成危害，此时限制功率和车速；非常严重：车辆存在非常严重的故障，对相关人员及车辆造成危害的程度极高，BMS控制器立即断开动力电池内各接触器，切断整车高压输出，驱动电机控制器进行主动放电。目录CONTENTS情境引入02相关知识03学习拓展04技能实训05任务目标01目录任务目标01CONTENTS情境引入02相关知识03技能实训05学习拓展04新能源汽车运行安全平台04学习拓展我们在本任务介绍的电动汽车高压安全控制系统，都是依赖于电动汽车本身搭载的电控系统进行工作的，但随着电动汽车网联化的日益加深，一些电动汽车也可以通过网络连接新能源汽车运行安全平台，进行相关检测和预警。新能源汽车运行安全平台04学习拓展新能源汽车运行安全平台是支撑新能源汽车全生命周期安全管理的关键基础设施，其通过新能源汽车车载终端获取该车辆的动力电池相关数据、驱动电机相关数据、绝缘电阻、高压互锁状态等信息，并储存于线上的公共平台、企业平台。新能源汽车运行安全平台利用所采集的数据或数据模型开展实时或准实时监测,分析上传数据的新能源汽车是否存在运行安全故障或隐患，对存在运行安全故障或隐患的新能源汽车进行风险通知或警告。课程思政04学习拓展居安思危最早出自于左丘明的《左传·襄公十一年》，《书》曰：“居安思危，思则有备，有备无患。”是指人在安全的时候，一定要想到未来可能会发生的危险，这样才会先做准备，有了准备就可以避免失败和灾祸的发生。电动汽车工程师们在设计车辆的时候，也需要提前分析各种会出现的问题，来做出对应的各种保障措施，以保护驾乘人员的人身安全。目录CONTENTS情境引入02相关知识03学习拓展04技能实训05任务目标01目录任务目标01CONTENTS情境引入02相关知识03学习拓展04技能实训05高压互锁的故障诊断与排除（1）.准备设备：吉利几何G6和故障设置与检测连接平台（连接并设置好）；（2）工具：数字式万用表、示波器、探针、跨接线、车用诊断仪等；（3）人员分工：组长1名，记录人员2名，检验人员2名，操作人员若干，以上人选角色可通过选举、抓阄及教师指定等来担任，通过多个任务的训练，争取让每个学生轮流担任每个角色，最终能够提升学生自身综合能力；（4）实训场地：新能源汽车整车实训室。05技能实训1.任务准备（1）电动汽车维修区域需保持通风良好且干燥,确保不会发生漏电、火灾、摔倒、中毒等危险状况；（2）电动汽车维修区域需配备灭火器；（3）维修人员需佩戴个人防护装备，防止电弧、化学泄漏或其他意外伤害；（4）禁止维修以外相关人员进入电动汽车维修区域；（5）严禁在高压系统带电状态下，对其进行测量；（6）维护或检修高压部件需使用专用绝缘工具；（7）断开高压连接器后，需立即用绝缘胶带对其进行封堵。05技能实训2.故障诊断与排除的注意事项高压互锁的故障诊断与排除（1）个人防护，操作人员需检查并穿戴防护服、安全手套、绝缘鞋等。（2）整车防护，车内部需铺上转向盘套、座椅套和脚垫。车外部需铺上防护。05技能实训3.任务实施高压互锁的故障诊断与排除05技能实训3.任务实施

步骤一

故障确认（1）整车打到ON档，确认仪表蓄电池充电故障警告灯和系统故障警告灯亮起，车辆无法Ready，整车无法正常高压上电。高压互锁的故障诊断与排除05技能实训3.任务实施

步骤二

故障分析（1）整车打到ON档，使用诊断仪，进入VCU检测故障码发现P1C4096高压互锁故障。高压互锁的故障诊断与排除05技能实训3.任务实施

步骤二

故障分析（2）根据故障现象和故障码，判断故障原因可能为：1）高压互锁线路上控制器间某段线路故障；2）高压互锁线路上的空调压缩机、PTC加热控制器、维修隔离开、ODP关本体故障；3）整车控制器本体故障。高压互锁的故障诊断与排除05技能实训3.任务实施

步骤三

故障检测（1）确定整车处于OFF档，故障设置与检测连接平台已连接好。（2）打开万用表，并将表盘旋至电阻档，使用黑表笔连接故障设置与检测连接平台上的CA66aVCU模块线束连接器A的F1测量点，红表笔连接故障设置与检测连接平台上的CA67cVCU模块线束连接器B的C1测量点，正常值应该小于6Ω，若数值异常，则需对高压互锁线路进行逐段测量。高压互锁的故障诊断与排除05技能实训3.任务实施

步骤三

故障检测（3）确定整车处于OFF档，同时断开整车控制器的CA67cVCU模块线束连接器B和CA66aVCU模块线束连接器A。（4）打开万用表，并将表盘旋至电阻档，使用黑表笔连接整车的接地点，红表笔连接CA66aVCU模块线束连接器A的F1测量点或CA67cVCU模块线束连接器B的C1测量点，正常值应该阻值无穷大，若有阻值则证明高压互锁线路上有和接地点短路处，需对高压互锁线路进行逐段测量。高压互锁的故障诊断与排除05技能实训3.任务实施（5）确定整车处于OFF档，分别连接整车控制器的CA67cVCU模块线束连接器B和CA66aVCU模块线束连接器A。（6）确定整车处于ON档。打开示波器，提前根据高速HVIL波形进行示波器参数设置。垂直档位：调为5V/格。时基设置：调为4ms。

步骤三

故障检测高压互锁的故障诊断与排除05技能实训3.任务实施（7）将示波器探头的接地夹连到故障设置与检测连接平台就近的接地点上，探头的探针连接CA66aVCU模块线束连接器A的F1测量点，对VCU接收的HVIL波形进行测量，正常应该有如图所示波形，若HVIL波形异常，则需对高压互锁线路进行逐段测量；若在CA66aVCU模块线束连接器A的F1测量点到CA67cVCU模块线束连接器B的C1测量点间整体正常的情况下，HVIL波形异常，则需更换整车控制器。（8）经测量最后确定，空调压缩机和PTC加热控制器间的高压互锁线路断路，导致该故障。

步骤三

故障检测高压互锁的故障诊断与排除05技能实训（1）对导致故障的线束进行修复。3.任务实施步骤四

故障修复高压互锁的故障诊断与排除05技能实训

步骤五

确认故障排除（1）整车打到ON档，使用诊断仪，对故障码进行清除，并确认故障码不再出现。（2）整车打到ON档，确认仪表故障提示灯提示消失，车辆正常Ready，整车可以正常高压上电。3.任务实施高压互锁的故障诊断与排除05技能实训（1）故障诊断与排除结束后，对所使用工具和设备进行归位，保持工位整洁有序。3.任务实施步骤六

工位整理高压互锁的故障诊断与排除05技能实训4.任务工单及评价高压互锁的故障诊断与排除姓名班级组号实训日期成绩评分日期1.任务准备项目内容实训室新能源汽车整车实训室工具数字式万用表、示波器、探针、跨接线、车用诊断仪等设备吉利几何G6资料教学课件、视频教学资料、原车电路图册、原车维修手册等高压互锁的故障诊断与排除05技能实训4.任务工单及评价2.任务实施高压互锁的故障诊断与排除具体步骤完成情况遇到的问题及解决方法步骤一

故障确认1.确认故障现象。是否高压互锁的故障诊断与排除05技能实训4.任务工单及评价2.任务实施高压互锁的故障诊断与排除具体步骤完成情况遇到的问题及解决方法步骤二

故障分析1.使用诊断仪进行数据采集。2.根据故障现象和故障码，判断故障原因。是否是否高压互锁的故障诊断与排除05技能实训4.任务工单及评价2.任务实施高压互锁的故障诊断与排除具体步骤完成情况遇到的问题及解决方法步骤三

故障检测1.故障设置与检测连接平台已连接好。2.对HVIL整体线路进行测量。3.同时断开整车控制器的CA67cVCU模块线束连接器B和CA66aVCU模块线束连接器A。是否是否是否高压互锁的故障诊断与排除05技能实训4.任务工单及评价2.任务实施高压互锁的故障诊断与排除具体步骤完成情况遇到的问题及解决方法步骤三

故障检测4.测量高压互锁线路是否对接地短路。5.分别连接整车控制器的CA67cVCU模块线束连接器B和CA66aVCU模块线束连接器A。6.根据高速HVIL波形进行示波器参数设置。是否是否高压互锁的故障诊断与排除是否05技能实训4.任务工单及评价2.任务实施高压互锁的故障诊断与排除具体步骤完成情况遇到的问题及解决方法步骤三

故障检测7.对HVIL波形进行测量，判断接下来的诊断步骤