新能源汽车维护与故障诊断 教案 项目五 检修整车控制系统故障

《检修无法上电故障》教案一、教材分析本节内容是项目五"检修整车控制系统故障"的基础故障检修任务。车辆无法上电是新能源汽车最常见的故障现象之一，涉及低压控制电路、高压预充电、CAN通讯、防盗系统等多个方面。本任务系统讲解电动汽车上电的定义与标志、上电流程（含预充电过程）、双路电的概念与设计、无法上电的四大类原因（模块电源、通讯、防盗、高压），以及五步故障诊断流程和八步检修操作。掌握无法上电故障的检修方法对学生综合诊断能力提升具有重要意义。二、学情分析授课对象为中职/高职汽车维修专业学生，已完成充电系统、辅助控制系统等模块的学习，具备一定的故障诊断经验。但多数学生对整车控制系统的上电逻辑、预充电过程、双路电设计等缺乏深入理解，对"模块电源故障、通讯故障、防盗故障、高压故障"四大类原因的系统性排查思路不够清晰。学生对结合故障诊断仪和电路图进行实车检测的实操环节兴趣浓厚。三、教学目标3.1知识目标说出电动汽车上电的定义及上电成功的标志（OK灯/READY灯点亮）。掌握电动汽车上电的完整流程及预充电过程（预充接触器→限流电阻→主接触器吸合）。理解双路电的概念及秦EV不同车型双路电的设计差异。列举无法上电故障的四大类原因：模块电源故障、通讯故障、防盗故障、高压故障。掌握五步故障诊断流程和八步检修操作。3.2能力目标能使用故障诊断仪读取无法上电相关故障码。能检查保险丝、继电器、电源线路等低压控制电路。能按照八步检修流程逐步排查无法上电故障。3.3素质目标培养"系统分析、逐级排查"的故障诊断思维。树立"先低压、后高压"的检修顺序意识。培养与用户沟通了解故障现象的职业习惯。四、教学重难点项目内容教学重点上电流程与预充电过程；双路电的概念与设计；四大类无法上电原因；八步检修流程教学难点预充电过程中预充接触器与主接触器的逻辑配合；双路电在充电和上电两种模式下的供电路径五、教学准备教师准备学生准备PPT课件、上电流程与预充电动画新能源汽车维修教材比亚迪秦EV实车检修工作页故障诊断仪分组（每组4至5人）数字万用表电路图资料

六、教学过程6.1导入新课（5分钟）教学步骤教师活动学生活动设计意图情景导入展示任务描述：一辆比亚迪秦EV无法行驶，仪表电量显示为0，电机冷却液警告灯、电池温度过热警告灯点亮，提示"检查驻车系统"，提问："无法上电可能涉及哪些系统？应该从哪里开始排查？"思考并讨论从真实故障场景切入，激发诊断兴趣目标呈现介绍本节课学习内容与目标了解学习任务明确学习方向6.2新课讲授——信息收集（40分钟）6.2.1上电的定义与标志（3分钟）项目内容上电定义电动汽车"启动"，高压系统通电，车辆准备好可以驾驶上电成功标志仪表显示OK（比亚迪）或READY（北汽、吉利）6.2.2上电流程（10分钟）基本操作步骤步骤操作①携带有效的智能钥匙②按下启动按钮③踩住制动踏板④检查OK指示灯亮起预充电过程教师活动学生活动展示预充电电路原理图，讲解预充电的必要性：缓解对高压系统的冲击画出预充电电路简图步骤动作说明①预充接触器吸合电池管理器控制预充接触器吸合高压电经预充接触器并联的限流电阻加载到VTOG母线上②电压检测VTOG检测母线上电压判断电压是否与电池包电压相差在50V以内③预充满信号VTOG通过CAN向电池管理器反馈预充满信号确认预充电完成④主接触器吸合电池管理器控制主接触器吸合，断开预充接触器动力电池电力正常输出，上电完成6.2.3双路电（10分钟）概念教师活动学生活动讲解双路电的定义：部分模块（BMS、VTOG、DC-DC等）无论上电还是充电都需要工作，这路同时服务于上电和充电的电源叫"双路电"理解双路电的设计目的秦EV不同车型双路电设计车型双路电设计秦EV300及400上OK电和交流充放电时，由双路电继电器1吸合供电；直流充电时，由直流充电继电器吸合供电秦EV出行版不管上电还是充电（直流、交流）均由IG3/IG4继电器控制秦EV出行版上电与充电控制流程模式控制路径正常上电电源开关→I-KEY→BCM→CAN→IG3/IG4充电时充电连接（唤醒）信号→BMS→BCM→CAN→IG3/IG46.2.4无法上电故障原因（10分钟）四大类原因故障类别包含内容①模块电源故障电控三合一、电机三合一、电池管理器、双路电、整车控制器、BCM等模块供电异常②通讯故障舒适网、ESC网、动力网、网关节点等CAN通讯异常③防盗故障非法钥匙、I-KEY、高频天线、电源开关、BCM等防盗系统异常④高压故障互锁、绝缘、接触器、保险、维修开关等高压系统异常五步故障诊断流程步骤内容①了解故障与用户沟通，了解故障发生时间、工况、症状等②初步确认故障亲自体验症状，查看仪表故障指示灯，读取故障码③故障诊断检查保险、接插件、搭铁、线束；测量电阻、电压、绝缘值；路试读取数据④解决故障更换配件或软件刷写⑤确认修理成功再次测试确认故障排除6.2.5八步检修流程（7分钟）步骤操作内容说明Step1使用故障诊断仪读取故障代码记录故障码，确定故障方向Step2检查F1-23保险丝及其电路确认保险丝是否熔断Step3检查整车控制器BK49-1#电源确认VCU供电是否正常Step4检查IG3继电器供电确认IG3继电器电源输入是否正常Step5检查IG3继电器确认继电器本身是否损坏Step6测量线路测量相关线路的导通性和绝缘性Step7更换元件/修复线路根据检测结果更换故障元件或修复线路Step8对场地进行6S管理整理清洁场地，恢复工具设备6.3任务实施——无法上电故障检修（30分钟）Step1读取故障代码（5分钟）操作步骤内容①连接诊断仪将故障诊断仪连接至车辆OBD接口②读取故障码读取整车控制系统相关故障代码，重点关注BMS、VCU、BCM等模块③分析根据故障码初步确定故障方向Step2检查F1-23保险丝（5分钟）操作步骤内容①定位保险丝根据电路图找到F1-23保险丝的位置②检查外观目视检查保险丝是否熔断③测量通断用万用表电阻档测量保险丝是否导通Step3检查整车控制器电源（5分钟）操作步骤内容①定位端子找到整车控制器BK49-1#电源端子②测量电压用万用表电压档测量BK49-1#端子的电压③判断确认VCU供电是否正常Step4检查IG3继电器（5分钟）操作步骤内容①检查供电测量IG3继电器供电输入端电压②检查继电器测量IG3继电器线圈电阻和控制信号③判断确认继电器是否正常工作Step5测量线路与故障排除（10分钟）操作步骤内容①测量线路测量相关线路的导通性和对地绝缘性②分析结果综合所有检测结果确定故障点③更换/修复更换故障元件（保险丝、继电器等）或修复线路④验证重新尝试上电，确认OK灯亮起⑤6S管理清洁整理场地，恢复工具设备教师活动学生活动先演示诊断仪读取故障码和保险丝/继电器检测方法观察并记录操作要点设置模拟故障（如保险丝熔断、继电器故障等），指导学生按八步流程排查分组操作，按八步检修流程逐步排查故障重点检查：故障码分析思路是否正确、电路检测是否规范填写检修工作页中的故障诊断记录表七、课后作业完成检修工作页中"检修无法上电故障"部分的填空与简答。画出预充电过程的电路简图，标注预充接触器、限流电阻、主接触器的位置和动作顺序。简述无法上电故障五步诊断流程中每一步的具体工作内容。《检修无法通讯故障》教案一、教材分析本节内容是项目五"检修整车控制系统故障"的CAN网络通讯故障检修任务。在上一任务中，学生已学习了无法上电故障的检修方法；本任务在此基础上，聚焦整车控制系统的"神经网络"——CAN总线网络，系统讲解CAN网络通讯的作用、工作原理（CAN收发器、数据传输终端、双绞线、网关）、CAN特性（隐性/显性状态、电压差）、秦EV出行版网络结构、CAN通讯常见故障类型（断路、短路、交叉等）以及七步检修流程。CAN网络通讯故障是新能源汽车维修中的难点，掌握其检修方法对学生综合诊断能力提升具有重要意义。二、学情分析授课对象为中职/高职汽车维修专业学生，已具备基本的电路检测能力。但多数学生对CAN总线通讯的原理较为陌生，对隐性/显性状态、CAN-H/CAN-L电压差、终端电阻、网关等概念缺乏深入理解。学生对使用万用表和示波器测量CAN信号波形的实操环节兴趣浓厚，适合采用"原理讲解+波形分析+诊断实操"的教学方式。三、教学目标3.1知识目标说出CAN网络通讯的四大作用：可靠性高、使用方便、数据密度大、数据传输快。理解CAN-BUS系统的组成：CAN收发器、数据传输终端（120Ω电阻）、数据传输线（双绞线）。理解CAN特性：隐性状态（电压差0V）与显性状态（电压差≥2V）的电压变化。了解网关的作用：速率和识别代号转换、优先级调整。列举CAN通讯常见故障类型：CAN-L断路、CAN-H断路、CAN-L与电源短路、CAN-L与负极短路、CAN-L与CAN-H短路、CAN-L与CAN-H交叉。掌握无法通讯故障的七步检修流程。3.2能力目标能通过OBD接口测量CAN网络终端电阻和信号电压。能使用万用表检查CAN线束的通断和绝缘情况。能按照七步检修流程逐步排查无法通讯故障。3.3素质目标培养"CAN网络故障需系统排查"的诊断思维。树立"先测终端电阻、后测信号电压"的检测顺序意识。培养规范使用OBD接口和电路图的职业习惯。四、教学重难点项目内容教学重点CAN网络通讯的组成与工作原理；CAN隐性/显性状态的电压变化；六种常见CAN故障类型的识别；七步检修流程教学难点网关在不同CAN网络间的速率和优先级转换原理；CAN-H/CAN-L不同故障类型的波形特征区分五、教学准备教师准备学生准备PPT课件、CAN通讯原理动画与波形图新能源汽车维修教材比亚迪秦EV实车检修工作页故障诊断仪分组（每组4至5人）数字万用表示波器（可选）OBD接口检测转接线

六、教学过程6.1导入新课（5分钟）教学步骤教师活动学生活动设计意图情景导入展示任务描述：一辆比亚迪秦EV无法行驶，仪表显示动力系统故障、电子驻车系统故障、多个警告灯点亮，提问："为什么一个故障会导致这么多系统同时报警？这与CAN网络通讯有什么关系？"思考并讨论从真实故障场景切入，引出CAN通讯主题目标呈现介绍本节课学习内容与目标了解学习任务明确学习方向6.2新课讲授——信息收集（40分钟）6.2.1CAN网络通讯的作用（5分钟）要求说明可靠性高传输故障应能准确识别出来使用方便某一控制单元出现故障，其余系统尽可能保持原有功能数据密度大所有控制单元在任一瞬时的信息状态均相同数据传输快连成网络的各元件之间的数据交换速率必须很快教师活动学生活动展示CAN网络对比传统点对点控制的优势理解CAN网络在整车控制中的核心地位6.2.2CAN网络通讯工作原理（12分钟）CAN-BUS系统组成组成部分功能CAN收发器安装在控制器内部，兼具接收和发送功能，将数据转化为电信号送入数据传输线数据传输终端120Ω电阻，防止数据在线端被反射以回声形式返回影响传输数据传输线双向数据线，由CAN-High和CAN-Low双绞线组成CAN特性——隐性状态与显性状态状态CAN-High电压CAN-Low电压电压差隐性状态（静电平）约2.5V约2.5V0V显性状态（激活）≥3.5V（2.5V+1V）≤1.5V（2.5V-1V）≥2V教师活动学生活动展示CAN双绞线抗干扰原理：外界干扰同时作用于两根导线，产生的电磁波辐射相互抵消理解双绞线的设计目的用电压波形图讲解隐性/显性状态的切换画出隐性/显性状态的电压波形网关功能说明速率转换不同区域CAN总线速率和识别代号不同，网关进行转换优先级调整改变信息优先级，如碰撞信号在驱动系统优先级高，到舒适系统后调低6.2.3CAN网络通讯类型（5分钟）教师活动学生活动展示秦EV出行版网络结构图，讲解不同CAN网络的分区记录各网络的用途展示OBD接口各端子定义：动力网CAN-H（12脚）、动力网CAN-L（13脚）；ESCCAN-H（6脚）、ESCCAN-L（14脚）；舒适网CAN-H（3脚）、舒适网CAN-L（11脚）在检修工作页上标注OBD接口端子定义6.2.4CAN通讯常见故障类型（10分钟）故障类型波形/现象特征CAN-L断路CAN-L信号异常，CAN-H信号基本正常CAN-H断路CAN-H信号异常，CAN-L信号基本正常CAN-L与电源短路CAN-L电压被拉高至电源电压CAN-L与负极短路CAN-L电压被拉低至0VCAN-L与CAN-H短路两线电压一致，无电压差CAN-L与CAN-H交叉两线信号互换，通讯失败教师活动学生活动逐一展示六种故障类型的波形图，讲解特征和判断方法记录每种故障的波形特征强调：OBD接口是测量CAN网络信号最简单、最快的地方理解OBD接口在CAN诊断中的重要性6.2.5CAN通讯故障排除方法（5分钟）四步检测法检测项目方法标准测量终端电阻在OBD接口测量CAN-H与CAN-L之间电阻动力网60Ω或120Ω测量信号电压测量CAN-H和CAN-L对地电压隐性2.5V，显性CAN-H≥3.5V、CAN-L≤1.5V测量信号线路检查线路的通断和绝缘无断路、无短路测量信号波形使用示波器观察波形标准方波，幅值正常6.2.6七步检修流程（3分钟）步骤操作内容说明Step1读取故障代码，锁定故障范围确定故障方向Step2检查网关终端电阻测量网关终端电阻是否正常Step3检查电池管理器终端电阻测量BMS终端电阻是否正常Step4检查F-CAN线束检查动力网CAN线束的导通性Step5检查F-CAN信号测量CAN-H和CAN-L信号电压Step6更换元件/修复线束根据检测结果进行修复Step7对场地进行6S管理整理清洁场地6.3任务实施——无法通讯故障检修（30分钟）Step1读取故障代码（5分钟）操作步骤内容①连接诊断仪将故障诊断仪连接至车辆OBD接口②读取故障码读取各网络模块的故障代码，重点关注通讯类故障码③分析根据故障码锁定故障范围Step2检查网关终端电阻（5分钟）操作步骤内容①万用表设置将万用表调至电阻档②测量电阻在OBD接口或网关控制器处测量CAN-H与CAN-L之间的电阻③判断正常应为60Ω或120ΩStep3检查电池管理器终端电阻（5分钟）操作步骤内容①定位端子找到电池管理器BMS的CAN端子②测量电阻测量BMS终端电阻③判断确认终端电阻是否正常Step4检查F-CAN线束（5分钟）操作步骤内容①检查导通性测量F-CAN线束的导通性，确认无断路②检查绝缘测量CAN-H和CAN-L对地绝缘，确认无短路③判断根据测量结果确定线束状态Step5检查F-CAN信号与故障排除（10分钟）操作步骤内容①测量信号电压在OBD接口测量动力网CAN-H（12脚）和CAN-L（13脚）对地电压②分析波形如有示波器，观察CAN信号波形特征③判断故障类型根据电压和波形判断属于哪种故障类型④更换/修复更换故障元件或修复线束⑤验证重新读取故障码，确认通讯恢复正常⑥6S管理清洁整理场地教师活动学生活动先演示OBD接口端子识别和终端电阻测量方法观察并记录操作要点设置模拟故障（如终端电阻异常、CAN线断路等），指导学生按七步流程排查分组操作，按七步检修流程逐步排查故障重点检查：OBD接口端子定位是否准确、电阻测量是否正确、故障类型判断是否准确填写检修工作页中的故障诊断记录表七、课后作业完成检修工作页中"检修无法通讯故障"部分的填空与简答。画出CAN驱动数据总线的隐性/显性状态电压波形图，标注CAN-H和CAN-L的电压值。简述在OBD接口测量CAN网络终端电阻和信号电压的方法及判断标准。《检修无法加速故障》教案一、教材分析本节内容是项目五"检修整车控制系统故障"的加速控制系统故障检修任务。在前两个任务中，学生已学习了无法上电和无法通讯故障的检修方法；本任务在此基础上，聚焦车辆的加速控制系统，系统讲解电子加速踏板的作用、加速踏板位置传感器的类型（电位计式与霍尔式）、比亚迪秦EV霍尔式加速踏板传感器的工作原理、信号电路、插接器端子定义，以及无法加速故障的五步检修流程。加速系统是车辆行驶的核心控制环节，掌握其故障检修方法对学生综合诊断能力提升具有重要价值。二、学情分析授课对象为中职/高职汽车维修专业学生，已完成整车控制系统前两个故障模块的学习，具备一定的系统诊断思维。但多数学生对霍尔式加速踏板传感器的工作原理、两路冗余信号（信号1与信号2）的电压关系、加速信号从踏板到VCU再到MCU的传递路径等缺乏深入理解。学生对使用诊断仪读取加速踏板数据流和测量线路电压的实操环节兴趣浓厚。三、教学目标3.1知识目标说出电子加速踏板系统的组成：加速踏板、电控单元（VCU）、执行机构（MCU+电机）。区分电位计式和霍尔式两种加速踏板传感器的原理与特点。理解比亚迪秦EV霍尔式加速踏板传感器的工作原理及两路信号（信号1与信号2）的电压关系。掌握加速踏板传感器插接器BG44各端子的定义。掌握无法加速故障的五步检修流程。3.2能力目标能使用故障诊断仪读取加速踏板信号数据流。能使用万用表测量加速踏板线路的供电电压和信号电压。能按照五步检修流程逐步排查无法加速故障。3.3素质目标培养"先读故障码、后读数据流、再测线路"的诊断顺序意识。树立"两路冗余信号相互校验"的安全设计理念。培养规范使用诊断设备和万用表的职业习惯。四、教学重难点项目内容教学重点霍尔式加速踏板传感器的工作原理；两路信号（信号1与信号2）的电压关系（信号1≈信号2×2）；五步检修流程教学难点霍尔效应原理在加速踏板位置检测中的应用；两路冗余信号的设计目的与故障判断方法五、教学准备教师准备学生准备PPT课件、加速踏板工作原理动画新能源汽车维修教材比亚迪秦EV实车检修工作页故障诊断仪分组（每组4至5人）数字万用表加速踏板总成实物（可选）

六、教学过程6.1导入新课（5分钟）教学步骤教师活动学生活动设计意图情景导入展示任务描述：一辆比亚迪秦EV无法加速，仪表显示电子驻车系统故障，提问："无法加速可能是什么原因？加速踏板信号是如何传递给电机控制器的？"思考并讨论从真实故障场景切入，激发诊断兴趣目标呈现介绍本节课学习内容与目标了解学习任务明确学习方向6.2新课讲授——信息收集（35分钟）6.2.1电子加速踏板系统概述（5分钟）系统组成功能加速踏板驾驶员操作，产生位置信号电控单元（VCU）接收加速踏板信号，处理后发送指令执行机构（MCU+电机）接收VCU指令，控制驱动电机速度教师活动学生活动展示信号传递路径：加速踏板位置传感器→VCU（整车控制器）→MCU（电机控制器）→驱动电机画出信号传递路径图强调：纯电动汽车加速踏板是电子式，无机械拉线连接理解电子油门与机械油门的区别6.2.2加速踏板位置传感器类型（8分钟）电位计式教师活动学生活动展示电位计式加速踏板传感器结构图，讲解工作原理：滑动变阻器分压原理，通过改变电阻值输出不同电压信号了解电位计式的原理说明电位计式的缺点：存在机械磨损，长期使用后可靠性下降对比两种传感器的差异霍尔式（比亚迪秦EV采用）教师活动学生活动展示霍尔式加速踏板传感器结构图：由霍尔IC芯片和磁铁组成在结构图上标注霍尔IC和磁铁位置讲解霍尔效应原理：磁场变化→霍尔电压变化→反映踏板位置理解霍尔式无机械磨损的优点强调：霍尔式最大优点是在工作过程中没有机械磨损，提高了可靠性和耐久性记录霍尔式的核心优势6.2.3加速踏板传感器工作电路（10分钟）信号传递路径教师活动学生活动展示比亚迪秦EV加速踏板传感器工作电路图在电路图上标注信号流向讲解：驾驶员踩下加速踏板→传感器产生信号→VCU接收处理→发送至MCU→控制驱动电机速度完整理解信号传递链BG44插接器端子定义端子定义1#油门深度信号22#油门深度信号2电源+3#油门深度信号1电源+4#油门深度信号15#油门深度信号1电源-6#油门深度信号2电源-两路信号关系教师活动学生活动讲解两路冗余信号的设计目的：安全冗余，一路故障时另一路可作校验理解安全设计理念强调关键关系：工作时，信号1电压为信号2电压的近似两倍（信号1≈信号2×2）记录两路信号的电压比例关系6.2.4无法加速故障检修方法（7分钟）五步检修流程步骤操作内容说明Step1使用故障诊断仪读取故障代码确定故障方向Step2使用故障诊断仪读取加速