《新能源汽车检测与故障诊断》教案 项目2

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课题项目2车辆上电故障诊断课时10课时（450min）教学目标知识目标：（1）了解低压电源系统和动力蓄电池系统（2）掌握新能源汽车的上电原理（3）掌握新能源汽车低压上电故障的故障现象、故障原因及诊断方法（4）掌握新能源汽车高压上电故障的故障现象、故障原因及诊断方法技能目标：（1）能诊断车辆低压上电故障（2）能诊断车辆高压上电故障素质目标：（1）弘扬服务集体、团结协作的团队精神（2）养成恪尽职守、开拓进取的工作作风教学重难点教学重点：新能源汽车的上电原理，新能源汽车低压上电故障的故障现象、故障原因及诊断方法，新能源汽车高压上电故障的故障现象、故障原因及诊断方法教学难点：能诊断车辆低压上电故障、能诊断车辆高压上电故障教学方法问答法、讲授法、模拟现场教学法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学过程主要教学内容及步骤第1、2课时考勤【教师】清点上课人数，记录好考勤【学生】班干部报请假人员及原因案例引入【教师】讲述“王先生准备驾驶一辆新能源汽车去周边郊游”案例（详见教材）【学生】聆听、思考【教师】通过学生的回答引入要讲的知识传授新知2.1电源系统概述【教师】通过多媒体讲解电源系统概述电源系统主要包括以辅助蓄电池为核心的低压电源系统和以动力蓄电池为核心的动力蓄电池系统。2.1.1低压电源系统低压电源系统主要由以下部分组成。（1）辅助蓄电池多采用铅酸蓄电池或锂离子蓄电池，其电压通常为12V。（2）DC/DC变换器既可为低压电气设备供电，也可为辅助蓄电池充电。（3）低压电气设备包括灯光系统、组合仪表、电动车窗、刮水器、车身控制模块（BCM）、VCU等。2.1.2动力蓄电池系统动力蓄电池系统主要由以下部分组成。（1）动力蓄电池箱是支撑、固定和包围动力蓄电池系统的部件，主要由上盖、下托盘、螺栓、高压维修开关组成。（2）动力蓄电池位于密闭的动力蓄电池箱内，由多个电池模块串联而成，每个电池模块又由多个电池单体并联而成。【小贴士】并联电池单体可增加电池模块的容量，串联电池模块可增加动力蓄电池的总电压。（3）BMS是动力蓄电池系统的数据采集及控制装置。（4）辅助元器件主要包括高压接触器、预充电阻、熔断器、高压线束连接器、低压线束连接器。【小贴士】正极接触器、负极接触器和预充接触器通常安装在新能源汽车的PDU中。2.1.3新能源汽车的上电原理新能源汽车的上电原理大致相同。下面以比亚迪秦EV为例，分别介绍新能源汽车的低压和高压上电原理。1．低压上电原理低压上电是车辆启动的基础阶段，核心目的是通过辅助蓄电池为BCM、VCU、ECU、组合仪表等控制单元和低压电气设备供电，为高压上电做准备。低压上电流程包括三个环节。（1）防盗解锁。（2）钥匙认证。（3）低压供电。2．高压上电原理高压上电在低压上电完成后进行，核心目的是安全接通动力蓄电池电路，为驱动电机及高压附件供电。高压上电流程包括三个环节。（1）安全自检。【小贴士】安全自检项目主要有高压互锁检测、高压回路绝缘检测、动力蓄电池温度和电压检测、SOC检测。（2）预充电。【小贴士】高压系统内部存在电容，而电容初始状态为无电荷状态。……（详见教材）（3）高压供电。【学生】聆听、记录、理解课堂小结【教师】简要总结本节课的要点低压电源系统动力蓄电池系统新能源汽车的上电原理【学生】总结回顾知识点作业布置【教师】布置课后作业请根据课堂上所学知识，完成教材课后练习。本课作业布置二维码老师用文旌课堂APP扫描此码，即可进行线上作业布置【学生】完成课后任务第3、4课时考勤【教师】清点上课人数，记录好考勤【学生】班干部报请假人员及原因知识回顾 【教师】回顾上节课内容【学生】思考、举手回答传授新知2.2低压上电故障诊断【教师】通过多媒体讲解低压上电故障诊断低压上电故障诊断的基本流程（1）车外按压智能钥匙解锁按钮，观察智能钥匙指示灯是否闪烁。（2）若智能钥匙指示灯闪烁但车门未解锁，则智能钥匙系统控制器、启动子网、BCM、辅助蓄电池可能存在故障，应逐一进行检测。……（详见教材）2.2.1辅助蓄电池电压过低1．故障现象（1）智能钥匙解锁失败；按压车门把手上的微动开关，智能钥匙指示灯不闪烁；使用机械钥匙可正常解锁开门。（2）踩下制动踏板，按压一键启动开关，智能钥匙指示灯不闪烁，车辆无法进行低压上电，组合仪表不亮或提示“辅助蓄电池电量过低，请检查车辆状态”。2．故障原因及诊断方法1）故障原因辅助蓄电池严重老化、低压充电系统存在故障、车辆长期未使用、用电异常、环境因素等都会造成辅助蓄电池电压过低。2）诊断方法（1）检查辅助蓄电池的外观，确认是否有破损、变形、漏电解液等现象，若有破损、变形、漏电解液等现象，则应更换新的辅助蓄电池。（2）根据车辆使用情况，检测低压充电系统，确认DC/DC变换器、相关线路是否正常。……（详见教材）2.2.2智能钥匙系统控制器故障1．故障现象（1）智能钥匙解锁失败；按压车门把手上的微动开关，智能钥匙指示灯不闪烁；按压智能钥匙解锁按钮，智能钥匙指示灯闪烁；使用机械钥匙可正常解锁开门。（2）踩下制动踏板，按压一键启动开关，智能钥匙指示灯不闪烁，制动灯点亮，车辆无法进行低压上电，组合仪表提示“未检测到钥匙”。2．故障原因及诊断方法1）故障原因①智能钥匙系统控制器搭铁或电源线路存在故障；②智能钥匙系统控制器与BCM之间存在通信故障；③车内天线存在故障；④智能钥匙系统控制器存在故障。由于新能源汽车内有多个天线，而所有天线同时损坏的概率较小，因此可不考虑车内天线故障。2）诊断方法（1）检测智能钥匙系统控制器搭铁线路。（2）检测智能钥匙系统控制器电源线路。（3）若智能钥匙系统控制器搭铁和电源线路均正常，则应检测智能钥匙系统控制器与BCM之间的通信线路。（4）若以上检测结果均正常，则说明智能钥匙系统控制器可能存在故障，可先尝试用正常的智能钥匙系统控制器进行替换，再重新检测，若故障现象消失，则说明智能钥匙系统控制器确实存在故障。【学生】聆听、记录、理解课堂小结【教师】简要总结本节课的要点辅助蓄电池电压过低智能钥匙系统控制器故障【学生】总结回顾知识点作业布置【教师】布置课后作业请根据课堂上所学知识，完成教材课后练习。本课作业布置二维码老师用文旌课堂APP扫描此码，即可进行线上作业布置【学生】完成课后任务第5、6课时考勤【教师】清点上课人数，记录好考勤【学生】班干部报请假人员及原因知识回顾【教师】回顾上节课内容【学生】思考、举手回答传授新知2.2低压上电故障诊断【教师】通过多媒体讲解低压上电故障诊断2.2.3制动灯开关故障1．故障现象（1）智能钥匙解锁功能正常，车辆可正常解锁。（2）踩下制动踏板，按压一键启动开关，组合仪表不亮，制动灯不亮，车辆无法进行低压上电，组合仪表提示“启动时踩下制动踏板，同时按压一键启动开关，待OK灯点亮后可换挡行驶”。2．故障原因及诊断方法1）故障原因①制动灯开关线路存在故障；②制动灯开关自身存在故障；③BCM存在故障。2）诊断方法（1）读取制动信号的数据流。（2）检测制动灯开关。①检测制动灯开关电源线路。②检测制动灯开关内部线路。（3）检测制动信号线路。（4）若制动灯开关和制动信号线路均正常，则应检测BCM搭铁线路和电源线路。①检测BCM搭铁线路。②检测BCM电源线路。（5）若以上检测结果均正常，则说明BCM可能存在故障，应更换BCM后重新检测。2.2.4一键启动开关故障1．故障现象（1）智能钥匙解锁功能正常，车辆可正常解锁。（2）踩下制动踏板，制动灯点亮，智能钥匙指示灯正常闪烁；按压一键启动开关，组合仪表不亮，车辆无法进行低压上电。（3）松开制动踏板，单独按压一键启动开关，智能钥匙指示灯不闪烁。2．故障原因及诊断方法1）故障原因①一键启动开关存在故障；②一键启动开关线路存在故障；③BCM存在故障。2）诊断方法（1）按压一键启动开关，观察背光灯是否点亮。（2）检测一键启动开关。（3）检测一键启动开关连接线路。（4）若以上检测结果均正常，则说明BCM可能存在故障，应更换BCM后重新检测。【学生】聆听、记录、理解课堂小结【教师】简要总结本节课的要点制动灯开关故障一键启动开关故障【学生】总结回顾知识点作业布置【教师】布置课后作业请根据课堂上所学知识，完成教材课后练习。本课作业布置二维码老师用文旌课堂APP扫描此码，即可进行线上作业布置【学生】完成课后任务第7、8课时考勤【教师】清点上课人数，记录好考勤【学生】班干部报请假人员及原因知识回顾【教师】回顾上节课内容【学生】思考、举手回答传授新知2.3高压上电故障诊断【教师】通过多媒体讲解高压上电故障诊断新能源汽车高压上电是多个部件和系统协同工作的结果，任何一个环节出现问题，都会导致车辆高压上电失败。当新能源汽车出现高压上电故障时，可按高压上电故障诊断的基本流程进行诊断。新能源汽车发生高压上电故障的原因主要有：①动力蓄电池存在故障；②BMS存在故障；③VCU存在故障；④存在通信故障；⑤存在高压互锁故障；⑥充电系统存在故障等。2.3.1动力蓄电池故障动力蓄电池若存在故障，则会导致高压系统无法正常工作，车辆高压上电失败，同时组合仪表提示“动力蓄电池故障”。新能源汽车发生动力蓄电池故障的原因主要有：①动力蓄电池电压过低；②线路存在故障；③动力蓄电池存在故障；④存在绝缘故障；⑤动力蓄电池性能劣化。动力蓄电池故障的诊断方法如下。（1）检测动力蓄电池的电压。（2）检测动力蓄电池的连接情况。（3）检查动力蓄电池的外观。（4）检测动力蓄电池的绝缘性能。（5）检测动力蓄电池的健康状态。2.3.2BMS故障BMS可控制正极接触器、负极接触器和预充接触器的断开与闭合，从而使动力蓄电池对电容进行预充电。当BMS存在故障时，车辆通常有以下现象：①高压接触器不工作，主警告灯点亮，车辆无法换挡；②组合仪表上的“OK”灯点亮组合仪表提示“请检查动力系统”“请检查制动系统”“请检查低压供电系统”“请检查胎压监测系统”等信息；③连接故障诊断仪，车辆报送“预充失败故障”“预充接触器回检故障”等故障信息。新能源汽车发生BMS故障的原因主要有：①BMS线路存在故障；②BM存在故障。下面以某车型BMS电路为例进行介绍。（1）检测BMS搭铁和电源线路。（2）检测BMS预充接触器电源和控制线路。（3）按步骤（2）的方法检测BMS正、负极接触器的电源和控制线路。（4）若以上检测结果均正常，则说明BMU可能存在故障，应更换BMU后重新检测。【小贴士】若正极接触器、负极接触器和预充接触器等高压接触器存在故障，则会导致BMS无法控制预充电回路和高压直流回路的通断。引起高压接触器故障的原因主要有：①触点失效，如粘连、烧结等；②内部元器件失效，如内部线圈断路等；③内部存在异物。2.3.3VCU故障VCU可收集各系统的故障信息，并向BMS发送高压上电指令，若VCU存在故障，则会导致各系统无法协同工作。当VCU存在故障时，车辆通常有以下现象：①高压接触器不工作，主警告灯点亮，动力系统警告灯、车身稳定控制系统警告灯、驻车故障警告灯点亮，车辆无法换挡；②组合仪表上的“OK”灯点亮，组合仪表提示“请检查动力系统”“请检查EPB系统”“请检查电子稳定程序（ESP）系统”等信息；③故障诊断仪无法进入VCU模块，并提示“与VCU通信失败”。新能源汽车发生VCU故障的原因主要有：①VCU线路存在故障；②VCU自身存在故障。【教师】想一想，当VCU存在故障时，其他系统会提示什么故障信息？【学生】聆听、思考、讨论、回答【教师】总结回答以某车型VCU电路为例进行介绍。（1）检测VCU搭铁线路。（2）检测VCU电源线路。（3）若以上检测结果均正常，则说明VCU自身可能存在故障，应更换VCU后重新检测。【学生】聆听、记录、理解课堂小结【教师】简要总结本节课的要点动力蓄电池故障BMS故障VCU故障【学生】总结回顾知识点作业布置【教师】布置课后作业请根据课堂上所学知识，完成教材课后练习。本课作业布置二维码老师用文旌课堂APP扫描此码，即可进行线上作业布