項目一充電系統的檢修情景導入緩解“里程焦慮”交通運輸部：加快推進公路沿線新能源汽車充電設備建設截至2023年6月底，我國已有5931個高速公路服務區，占高速公路服務區總數（6628個）的89.48%，累計建成充電樁數量1.859萬個，覆蓋2.9萬個小型客車停車位，并有約2.7萬個停車位預留了建設安裝條件，也就是說近九成高速服務區覆蓋充電設施。其中，北京、河北、遼寧等17個省份高速公路充電基礎設施覆蓋率超過了90%。全國已有5128個高速公路服務區充電車位占小客車總停車位的比例超10%，高速公路服務區充電基礎設施網絡日益完善。從2023年春節、清明、五一、端午等重大節假日運行保障情況看，各地服務區充電排隊現象明顯改善，未出現嚴重排隊現象，電動汽車出行“里程焦慮”的問題得到有效緩解。情景導入做好電動汽車充電服務是一項系統工程，需要充分調動各方面力量，全方位加強居住社區、企事業單位、旅游景點、公共停車場等各環節、多場景的充電基礎設施建設，在全社會形成布局合理、科學高效的充電基礎設施體系，滿足車輛出行全過程充電服務需求。下一步，交通運輸部將深入貫徹落實黨中央、國務院關于充電基礎設施建設的最新部署要求，堅持問題導向、目標導向，以高速公路服務區充電設施為重點，按照“適度超前”的原則，進一步優化完善公路沿線充電基礎設施網絡，努力形成“固定設施為主體，移動設施為補充，重要節點全覆蓋，運行維護服務好，群眾出行有保障”的充電基礎設施網絡，有效滿足電動汽車充電需求，服務公眾便捷出行，助力電動汽車產業高質量發展。——節選自《央視新聞客戶端》2023.8.1，有刪減1.操作過程注重故障分析中的信息采集、數據分析能力。2.操作過程中，嚴格遵守安全操作流程，樹立規范意識、安全意識、質量意識。3.熱愛所學專業、樂觀向上，具有自我管理能力，有較強的集體意識和團隊合作精神。素養目標1.掌握交流充電系統組成、原理及檢修方法。2.掌握直流充電系統組成、原理及檢修方法。知識目標1.能正確識別交直流充電系統相關部件。2.能使用交直流充電系統對新能源汽車進行充電。3.能對新能源汽車交流充電系統進行故障檢修。4.能對新能源汽車直流充電系統進行故障檢修。技能目標項目分析充電系統是電動汽車和插電式混合動力汽車主要的能源供給系統，為保障車輛持續行駛提供動力能源。充電系統的作用是根據動力電池的實時狀態控制啟動充電和停止充電，并根據動力電池的電量、溫度，控制充電電流。電動汽車有兩種充電方式：交流充電和直流充電。交流充電主要是通過交流充電樁、壁掛式充電盒及家用供電插座接入交流充電口，通過高壓電控總成將交流電轉換為直流高壓電給動力電池充電。直流充電主要是通過充電站的充電柜將直流高壓電直接通過直流充電口給動力電池充電。充電系統發生故障會直接影響動力電池電能補給，從而影響電動汽車的正常使用。目錄CONTENTS01認知高壓防護及檢測工具02認知動力電池箱體及輔助器件03交流充電系統故障檢修04直流充電系統故障檢修

01PARTONE認知高壓防護及檢測工具任務引入隨著新能源汽車的快速發展，越來越多新能源汽車走進千家萬戶。新能源汽車主要動力系統需要高壓電池組提供能量，那么您知道進行高壓檢測時需要使用哪些檢測工具嗎？如何做好高壓防護嗎？任務分析新能源汽車的動力電池及相關部件具有高電壓，直接接觸會對人體造成傷害。研發、生產、售后技術人員需要正確認識高電壓風險，學習并做好高電壓工作區域的防護，杜絕高壓傷害。在保養、維修時，操作人員要做好自身安全防護，使用專業的絕緣拆裝工具及檢測設備，并嚴格按照操作流程，規范操作。一、高壓防護的認知1.電對人體構成的傷害（1）人體直接接受電流能量遭到電擊。（2）電能轉換為熱能作用于人體，致使人體受到燒傷或灼傷。（3）人在電磁場的照射下，吸收電磁場的能量也會受到傷害。與其他傷害不同，電流對人體的傷害沒有任何預兆，往往發生在瞬息之間。人體一旦遭受電擊，方位能力迅速降低。這兩個特點都增加了電流傷害的危險性。2.電氣事故由于電氣原因而造成的人身傷亡和設備損壞的事故，稱為電氣事故，包括人身事故和設備事故。人身事故包括電流傷害、電磁傷害、靜電傷害、雷電傷害、電器設備故障造成人身傷害等。設備事故包括短路、漏電和操作事故等。一、高壓防護的認知3.產生電氣事故的原因人身事故和設備事故大多數是由于違反安全操作規程或安全技術規程造成的。1）違章操作違章操作是引起電氣事故的主要原因，如純電動汽車維修時未拆除維修開關；用水沖洗或用濕布擦拭電器設備；違章救護觸電者，造成救護者一起觸電；對有高壓電容的線路檢修未放電處理導致觸電。2）施工不規范施工不規范也會引起電氣事故，如維修中未用絕緣乙稀膠帶包裹斷開的高壓線路插接器；誤將噴水軟管和高壓清洗裝置直接對準高壓部件；隨意加大熔絲的規格，失去短路保護作用，導致電器損壞。3）產品質量不合格使用了不合格的電氣產品，也可能導致電氣事故，如電器設備缺少保護設施造成電器在正常情況下損壞和觸電；當帶電作業時，使用不合格的工具或絕緣設施造成維修人員觸電；產品使用劣質材料，使絕緣等級、抗老化能力降低，造成觸電。一、高壓防護的認知4.人體安全電壓通常人體接觸到30V以上的交流電，或60V以上的直流電時，就可能發生觸電事故。觸電時，讓人體受傷的是電流而不是電壓，其原理是高的電壓通過人體這個電阻后，會在人體中形成電流，導致傷害。與電網中所認為的36V是人體安全電壓不同，在新能源汽車維修中，這個電壓值并不科學。這是因為存在個體差異（如圖所示）和環境差異。目前國際上對安全電壓通行的認識是直流60V以下，交流30V以下。一、高壓防護的認知4.人體安全電壓觸電的前提是人體與接觸的電源之間形成了回路，有電流流經人體后才會導致觸電。在實際工作中，應該避免因為自己與電源系統形成回路。人體之所以導電，主要的原因是血液含有電解液。而人體的皮膚、肌肉也具有一定的導電能力。大多數人身體的總阻值是很低的，特別是有主動脈的部位（胸腔部位和軀干），而最大的危險發生在電流通過時的刺激以及產生的異常顫動。影響人體電阻的因素很多，通常流經人體電流的大小無法事先計算出來。因此，為確定安全條件，往往不采用安全電流，而是采用安全電壓來估算。根據GB4943—2022《音視頻、信息技術和通信技術設備第1部分：安全要求》（等效于EN60950或IEC60950）規定：在干燥的條件下，相當于人一只手接觸面積上，交流峰值電壓高達42.4V或直流電壓高達60V的穩態電壓視為不具危險的電壓，即安全電壓：危險電壓：>AC42.4V或DC60V；安全電壓：≤AC42.4V或DC60V。一、高壓防護的認知4.人體安全電壓人體電阻是不確定的，皮膚干燥時一般為幾千歐姆左右，而潮濕時可降到1kΩ（冬季及皮膚干燥時，人體電阻可達1.5~7kΩ；當皮膚裂開或破損時，電阻可降至300~500Ω）。不同人體對電流的敏感程度也不一樣。一般地說，兒童較成年人敏感，女性較男性敏感。患有心臟病者，觸電后的死亡可能性就更大。身體越強健，受電流傷害的程度越輕。因此，觸電時女性比男性受傷害更重，兒童比成人更危險，患病的人比健康的人遭受電擊的危險性更大。5.直流與交流觸電對人體的傷害相同電壓，交流電對人體傷害的程度比直流的大。交流電的頻率越低危險性越高。交流電會觸發心室和肌肉組織顫動，若不及時急救很快就會致命。一、高壓防護的認知6.電擊電流通過人體，破壞心臟、肺及神經系統的正常功能。電流對人體的傷害程度與很多因素都有關，如個體的體質、心情、電流的大小和持續時間等。人體通過大約0.6mA的電流就會引起麻刺的感覺，通過50mA的電流就會有生命危險。一般人體流過不同的電流后，身體的反應見表。流過人體的電流/mA人體的反應0.6~1.5手指開始發麻2~3手指強烈發麻5~7手指肌肉痙孿，手指灼熱和刺痛8~10手指關節與手掌痛，手已難以脫離電源20~25手指劇痛，迅速麻痹，不能擺脫電源，呼吸困難50~80呼吸麻痹，心房開始震顫、強烈灼痛，呼吸困難90~100呼吸麻痹，持續3s或更長時間后，心臟麻痹或心房停止跳動一、高壓防護的認知6.電擊電流通過頭部可使人昏迷；通過脊髓可導致癱瘓；通過心臟會造成心跳停止，血液循環中斷：通過呼吸系統會造成室息。因此，從左手到胸部，由于電流途徑心臟而且途徑最短，是最危險的電流路徑，從手到手、從手到腳也是很危險的電流路徑，如圖所示。從腳到腳是危險性較小的電流路徑。電流由一手進入，從另一手或一腳流出，電流通過心臟，會立即引起心室顫動；通過左手觸電比通過右手觸電更嚴重，因為這時心臟、肺部、脊髓等重要器官都處于電路內。觸電后還會因肌肉劇烈痙攣而摔倒，導致電流通過全身并造成摔傷、墜落等二次損傷。一、高壓防護的認知6.電擊1）電擊效應當電流低于導通限值時，會有相應的電擊反應，容易因肢體不受控制和失去平衡而受傷。2）熱效應電流導入導出點處會發生燒傷和焦化，也會發生內部燒傷，會造成腎臟負荷過大，甚至致命。3）化學效應血液和細胞液屬于電解液，在電擊作用下被電解，會產生嚴重的中毒。而有些中毒情況在幾天后才能被發現，對人體傷害極大。4）肌肉刺激效應所有的身體功能和人體肌肉運動都是由大腦通過神經系統的電刺激來控制。如果通過人體的電流過高，肌肉就會抽搐，大腦再也無法控制肌肉組織。例如，握緊的拳頭再也無法打開或者移動。如果電流經過了胸腔，肺會痙攣（呼吸停止），心臟搏動節律會中斷（心室纖維性顫動，心臟無法收縮和擴張）。一、高壓防護的認知6.電擊5）靜態短路的熱效應靜態短路會使工具急劇發熱，導致材料熔化，引起燒傷。6）短路引起的火花短路會使金屬很快熔化，產生飛濺的火花。飛濺出來的金屬顆粒溫度超過5000℃，落在人體組織引起燒傷，火花產生的高亮會嚴重傷害眼睛。7）弧光帶電高壓線路接通和斷開時所產生的弧光可能造成電光性眼炎。7.電傷電流的熱效應、化學效應和機械效應對人體局部的傷害，主要指電弧燒傷、熔化金屬濺出燙傷等。8.電磁場傷害在高頻磁場的作用下，會出現頭暈、乏力、記憶力減退、失眠和多夢等神經系統的癥狀。一、高壓防護的認知9.人體觸電觸電的前提是人體與接觸的電源形成回路。人體觸電有直接觸電（單線觸電、雙線觸電）和間接觸電（跨步電壓觸電、其他觸電形式，如圖所示）兩種方式。直接觸電是指人體直接接觸或過分靠近電氣設備及線路的帶電導體而發生的觸電現象。間接觸電是指人體觸及了在正常運行時不帶電，在意外情況下帶電的金屬部分。其他觸電形式還有感應電壓觸電、剩余電荷觸電、靜電觸電和雷電電擊等。一、高壓防護的認知9.人體觸電1）單線觸電單線觸電是人體某一部分觸及一相電源或接觸到漏電的電器設備，電流通過人體流入大地造成觸電。2）雙線觸電雙線觸電也稱為相間觸電，是指人體與大地絕緣的情況下，同時接觸到兩根不同的相線，或者人體同時觸及電氣設備的兩個不同相的帶電部位時，電流由一根相線經過人體到另一根相線，形成閉合回路，危險性更大。3）跨步電壓觸電跨步電壓觸電是指高壓電網搭鐵點或防雷搭鐵點及高壓相線斷落或絕緣損壞處，有電流流入地下時，強大的電流在接地點周圍的土壤中產生電壓降。如果誤入接地點附近，應雙腳并攏跳出或單腳跳出危險區。4）其他觸電形式觸電正常不帶電的金屬體當電器設備內部絕緣損壞而與外殼接觸，使其外殼帶電。當人體觸及帶電設備的外殼時，相當于單線觸電。大多數觸電事故屬于這一種。二、安全防護裝備1.絕緣手套GB/T17622—2008《帶電作業用絕緣手套》中規定，按其使用方法，帶電作業的絕緣手套分為常規型絕緣手套和復合型絕緣手套。常規型絕緣手套自身不具備機械保護性能，一般要配合機械防護手套（如皮質手套等）使用；復合型絕緣手套是自身具備機械保護性能的絕緣手套，可以不配合機械防護手套使用。手套的等級和性能見表（在三相系統中，電壓指的是線電壓）。級別AC/V038013000210000320000435000型號特殊性能A耐酸H耐油Z耐臭氧R耐酸、油和臭氧C耐低溫二、安全防護裝備1.絕緣手套在動力電池維修工作中使用的絕緣手套需要具備兩種性能：一是在任何有關高電壓部件或線路的操作時，能夠承受1000V以上的工作電壓；二是具備耐酸、堿性，當工作中接觸到來自高壓動力電池組的氫氧化物等化學物質時，能防止這些物質對人體的傷害。絕緣手套需要定期檢驗，在每次使用前還必須自行檢查泄漏。檢查的方法是，向手套內吹入一定的空氣，觀察手套是否有漏氣情況，如圖所示。二、檢測工具2.護目鏡護目鏡須具有正面及側面防護功能，可以防止維修過程中產生的電火花或電池電解液飛濺傷及眼睛，如圖所示。3.絕緣安全鞋如圖所示，絕緣鞋使人體與地面絕緣，防止電流通過人體與大地之間構成通路，對人體造成電擊傷害，降低觸電時的危險。絕緣鞋應符合DL/T676—2012《帶電作用絕緣鞋（靴）通用技術條件》規范。4.防靜電工作服維修電動汽車時，必須穿非化纖類材質的工作服，如圖所示。化纖類材質的工作服會產生靜電，引發事故。在發生火災事故，化纖服裝會在高溫環境下黏連人體皮膚，造成二次傷害。二、安全防護裝備5.安全帽安全帽可減輕突然飛來的物體對頭部的打擊；防止頭部遭電擊；防止化學和高溫液體從頭頂澆下造成頭部受傷。使用前應檢查安全帽的外觀是否有裂紋、碰損等，不能隨意在安全帽上拆卸或添加附件。安全帽結構如圖所示。圖所示為安全帽佩戴方法，安全帽按用途分類見表。注意：安全帽上標有D標記，表示安全帽具有絕緣性。T類T1類T2類T3類T4（絕緣）類T4（低溫）類適用于有火源的作業場所適用于井下、隧道、地下工程、采伐等作業場所適用于易燃易爆作業場所適用于帶電作業場所適用于低溫作業場所Y類一般作業類三、安全防護裝備使用規范檢查絕緣鞋狀態，檢查絕緣手套耐壓等級及密封性，檢查護目鏡、安全帽外觀損傷情況。檢查正常后，在工作前穿戴整齊。四、高壓檢測工具儀器的使用除了傳統的維修工具和檢測設備外，針對新能源汽車的高壓電路，需要專用的維修工具及檢測設備。常用的新能源汽車維修工具及檢測設備見表。序號類型工具設備名稱規格要求1拆裝工具絕緣工具套裝高壓電維修絕緣工具，耐電壓1000V2數字式萬用表符合CATⅢ要求3檢測儀表鉗型電流表符合CATⅢ要求4絕緣測試儀符合CATⅢ要求5診斷儀器電動汽車故障診斷儀具備電動汽車診斷功能四、高壓檢測工具儀器的使用1.絕緣工具使用新能源汽車維護中使用的絕緣拆裝工具主要包括套筒扳手，如圖所示、開口扳手、螺釘旋具、鉗子、電工刀等。絕緣工具采用絕緣材料制作加工或在傳統工具外層涂敷耐壓絕緣材料層，其絕緣性能很好，可承受1000V以上的電壓，可以防止在拆裝新能源汽車高電壓的部分零部件時，發生意外觸電事故。我國的絕緣工具分為3類。1）I類工具采用普通基本絕緣的工具。在防觸電保護方面不僅依靠基本絕緣，還附加了一個安全預防措施，即對正常情況下不帶電，絕緣損壞時變為帶電體的外露可導電部分接零保護。為了可靠，接零保護應不少于兩處，且要附加漏電保護，同時要求操作者使用絕緣防護用品。四、高壓檢測工具儀器的使用1.絕緣工具使用2）Ⅱ類工具采用雙重絕緣或加強絕緣的工具。在防觸電保護方面不僅依靠基本絕緣，將其正常情況下的帶電部分與可觸及的不帶電的可導電部分雙重絕緣或加強絕緣，相當于將操作者個人絕緣防護用品以可靠有效的方式制作在工具上。3）Ⅲ類工具采用安全特低電壓供電的工具。在防觸電保護方面，依靠安全隔離變壓器供電。高電壓新能源汽車維修要求配備Ⅱ類以上的工具。

2.工作前布置場地及絕緣標識在高壓作業時還需要其他絕緣用品，如絕緣膠墊、安全標識等。絕緣膠墊又稱絕緣毯、絕緣墊等，是由特種橡膠制成，具有較大電阻率和耐電擊穿的膠墊，用于配電等工作場合的臺面或鋪地絕緣材料。在低壓配電室地面上鋪絕緣膠墊，可代替絕緣鞋，起到絕緣作用。1000V及以下工作環境，絕緣膠墊可作為基本安全用具；而在1000V以上，僅作為輔助安全工具，在維修電動汽車時必須使用絕緣膠墊。另外，還需保證絕緣膠墊干燥，避免由于潮濕造成絕緣性能下降。四、高壓檢測工具儀器的使用2.工作前布置場地及絕緣標識在使用前需檢測絕緣墊絕緣性能，且需多點檢測，如圖所示。電動汽車維修時，應設置功能區標示、設備標識、安全警告標識（如圖）、消防安全標識、安全向導標志等。在維修操作充放電設備和電動汽車電池及高壓動力線束時應設置操作警示牌，電動汽車維修區域和故障車輛停放區域應設置警示線以及安全圍欄。四、高壓檢測工具儀器的使用3.新能源汽車檢測儀器使用使用的檢測儀表有數字萬用表、鉗形電流表和絕緣電阻測試儀（如兆歐表、高壓絕緣測試儀）等。1）數字式萬用表新能源汽車使用的數字萬用表與普通車輛一樣，但應該確保該型號的數字式萬用表符合CATⅢ安全級別的要求。圖所示是FLUKE87VMAX型數字萬用表。萬用表通常具備以下檢測功能：交流/直流（AC/DC）電壓、電流，電阻，頻率，溫度，二極管，連通性，電容，絕緣測試（低壓）。有些汽車專用的萬用表，還具有轉速、百分比（占空比）、脈沖寬度以及其他功能（如利用蜂鳴器等讀取故障碼）。四、高壓檢測工具儀器的使用3.新能源汽車檢測儀器使用FLUKE87VMAX型數字萬用表使用方法如圖所示。四、高壓檢測工具儀器的使用3.新能源汽車檢測儀器使用2）鉗形電流表在新能源汽車診斷與維修時，經常會需要測量導線中的電流。由于驅動系統的導線（如逆變器與電動機之間）存在較大的交變電流，必須使用鉗形電流表（也稱數字電流鉗）間接測量。鉗形電流表使用方便，無需斷開電源和線路即可直接測量運行中電力設備的工作電流，便于及時了解設備的工作電流及設備的運行狀況。鉗形電流表的外觀及功能按鍵如圖所示。鉗形電流表主要由電流表和穿心式電流互感器組成。穿心式電流互感器鐵心制成活動開口，且呈鉗形，故名鉗形電流表，是一種不需斷開電路就可直接測電路交流電流的攜帶式儀表。四、高壓檢測工具儀器的使用3.新能源汽車檢測儀器使用鉗形電流表的工作原理等同于電流互感器的工作原理。當握緊扳手時，鉗口張開，被測電流的導線進入鉗口內部作為電流互感器的一次繞組。當放松扳手，鉗口閉合后，根據互感器的原理，在其二次繞組上產生感應電流，從而指示出被測電流的數值。鉗形電流表使用時應握緊扳手，使鉗口張開，將被測導線放入鉗口中央，然后松開扳手使鉗口閉合緊密。鉗口的結合面如有雜聲，則應重新開合一次；如仍有雜聲，則應處理結合面，以使讀數準確。不可同時鉗住兩根導線。讀數后，將鉗口張開，退出被測導線，將擋位置于電流最高擋或OFF擋，如圖所示。四、高壓檢測工具儀器的使用3.新能源汽車檢測儀器使用3）絕緣測試儀在運行過程中，新能源汽車難免會出現部件間的相互碰撞、摩擦、擠壓，導致高壓電路與車輛底盤之間的絕緣性能下降，電源正負極引線將通過絕緣層和底盤構成漏電回路。當高壓電路和底盤之間發生多點絕緣性能下降時，會導致漏電回路的熱積累效應，可能造成車輛的電氣火災。因此，高壓電氣系統與車輛底盤的電氣絕緣性能實時檢測，是電動汽車電氣安全技術的核心內容。需要使用專用的絕緣測試儀器，測量高壓電纜及零部件對車身絕緣電阻是否在規定值范圍內。圖所示為Fluke1587絕緣電阻測試儀。絕緣測試方法如圖所示。測量絕緣電阻的步驟如下：四、高壓檢測工具儀器的使用步驟1：將測試探頭插入“+”和“-”輸入端子。步驟2：將按鈕旋到“INSULATION”絕緣擋位。當開關轉到該位置時，儀表將啟動電池負載檢查。如果電池電量無法完成測試，顯示屏下部將出現電池符號。在更換電池前，將無法執行絕緣測試。步驟3：按【RANGE】選擇電壓。步驟4：將探頭連接到待測電路，儀表自動檢測電路是否通電。?主顯示區中出現“------”，直到按下【INSULATIONTEST】，可獲得有效的絕緣電阻讀數。?如果存在超過30V的交流或直流電壓，將出現高壓符號，并且主顯示區將發出的警告，禁止測試。在繼續操作之前，應斷開儀表，切斷電源。步驟5：按住【INSULATIONTEST】開始測試。輔助顯示區會顯示被測電路中施加的測試電壓。高壓符號出現，并且主顯示區顯示以MΩ或GΩ為單位的電阻值。“TEST”圖標出現在顯示屏下部，直到松開【INSULATIONTEST】。當電阻超出最大顯示范圍時，儀表將顯示“>”符號以及量程的最大電阻。步驟6：將探頭保持在測試點上并松開【INSULATIONTEST】按鈕。被測電路將通過儀表放電。在開始新測試、選擇不同的功能/量程或檢測到大于30V電壓之前，電阻讀數將保持在主顯示區。新能源汽車安全設計包含維修安全、碰撞安全、電氣安全和功能安全等，如圖所示。1.維修安全維修安全主要包含兩方面：傳統內燃機汽車的維修安全和針對新能源汽車的特殊維修安全。新能源汽車的維修安全主要是防止高壓觸電。2.碰撞安全當車輛發生碰撞時，車輛的安全系統應當滿足以下要求：碰撞過程中以及碰撞后都要保證相關人員的人身安全。3.電氣安全新能源汽車的電氣安全主要包括：防止人員接觸到高壓電、電池能量的合理分配、充電時的高壓安全、行駛過程中的高壓安全、碰撞時的電氣安全、維修時的電氣安全。新能源汽車安全設計4.功能安全電動類型的新能源汽車，需要從以下兩個功能上采取安全設計，避免事故的發生。1）轉矩安全管理為防止車輛出現不期望的運動，需要在整車控制器中加入轉矩安全控制策略。具體轉矩安全策略如下：（1）整車控制器負責計算整車的轉矩需求，計算的轉矩需求的差值大于某個標定值，則認為轉矩輸出存在安全風險，此時整車控制器會將車速限制在安全范圍內。（2）若整車控制器的需求轉矩與電機的實際轉矩的差值大于某個標定值，則認為電機的轉矩控制存在風險，此時整車控制器將會限制電機的轉矩輸出。若兩者差值一直過大，則切斷動力電池的動力輸出。2）充電安全在充電時需要防止車輛移動，以及避免快充、慢充、行駛模式之間切換的沖突，為此進行以下設計：（1）只有檔位放在P檔位時才允許充電。（2）在充電過程中，轉矩需求及實際轉矩輸出都應當為0。（3）當插上充電槍時，不允許閉合控制高壓電輸出的接觸器。（4）當充電回路絕緣電阻小于標準要求的阻值時，應當停止充電并斷開高壓接觸器。新能源汽車安全設計02PARTTWO認知動力電池箱體及輔助器件任務引入一輛新能源電動汽車在顛簸路段行駛途中，車輛底盤撞到石頭，車主停車檢查發現車輛底板被刮破。作為4S店的維修技師，在接到這個任務后應該如何進行檢測與維修呢？任務分析動力電池箱體是安裝電池組和輔助器件的部件。電池箱體需要保持一定的強度、具有可靠的三防（防水、防塵、防震）性能。在動力電池一般檢查時主要查看電池箱體有無因石擊而造成劃痕、破損、變形等現象。輔助器件包含了接觸器、傳感器、預充電阻等，是確保動力電池正常工作的部件。一、動力電池箱動力電池箱是支撐、固定、包圍電池系統的組件，包含上蓋和下托盤，還有輔助元件，如過渡件、護板、螺栓等，動力電池箱有承載及保護動力電池組和電氣組件的作用。1.電池箱的技術要求電池箱體（如圖）用螺栓連接在車身底板下方，防護等級為IP67，螺栓擰緊力矩為80~100N·m。整車維護時需觀察電池箱體螺栓是否松動，電池箱體是否破損、嚴重變形，密封法蘭是否完整，確保動力電池可以正常工作。2.外觀要求表面要求為銀灰或黑色，亞光。電池箱體表面不得有劃痕、尖角、毛刺、焊縫及殘余油跡等外觀缺陷，焊接處必須打磨圓滑。二、輔助元器件動力電池的輔助元器件主要包括動力電池系統內部的電子電器組件，如熔斷器、繼電器、分流器、插接件、緊急開關、煙霧傳感器、維修開關以及電子電器組件以外的輔助元器件，如密封條，絕緣材料等。1.預充繼電器與電阻在充電初期，需閉合預充繼電器再預充電，預充完成后斷開預充繼電器。預充繼電容與電阻如圖所示。2.電流傳感器與熔斷器電流傳感器的類型為無感分流器，如圖所示，在電阻的兩端形成毫伏級的電壓信號，用于監測母線充、放電電流的大小。熔斷器（如圖）主要用于防止能量回收時過電壓、過電流，或放電時過電流。新能源汽車電池包/電機控制器上，有一個開關，開關在維修等情況下能夠快速斷開高壓電流。1.手動維修開關（MSD）手動維修開關（MSD）是一種帶熔斷器的高壓連接器，新能源電動車做車輛檢修時為了確保人車安全，通過拔出MSD將高壓系統的電源斷開。它可以實現高壓系統的電氣隔離，同時也可以起到短路保護的作用。MSD電氣部位布置一般有兩種，一種是位于高壓電源的正極，另一種是位于電池組中間。使用MSD無需工具即可便捷斷開高壓回路，內有高壓互鎖功能，是重要的安全防護部件，MSD的可靠性顯然會影響整車及維修人員的安全，需要進行完善的性能測試。2.結構特點（1）MSD有兩次保護結構，并內置高壓互鎖控制針。（2）MSD可以為電動汽車電力系統的維修提供安全和可靠保證，既可以作為維修保護開關，同時也可以起到短路保護的作用。（3）免觸指結構設計。新能源汽車維修開關的作用03PARTThree交流充電系統故障檢修任務引入大家都知道新能源汽車充電有交流充電和直流充電。交流充電的原理是什么？交流充電和直流充電又有什么區別？任務分析在純電動汽車充電過程中，交流充電系統最容易出現的故障為車載充電器與充電樁連接故障。凡是涉及此故障的情況，首先應該確認充電樁狀態良好，符合國家相關標準，與各款電動汽車進行過調試并通過；其次，確認充電樁提供的工作電壓范圍在187~253V；再次，檢查充電插頭和充電口的各連接端子無燒蝕和損壞現象；最后，連接好充電線后，查看車載充電器指示燈狀態。一、交流充電系統結構交流充電系統指電網輸出給車輛的是交流電，可以是220V單相交流電或380V三相交流電。交流電通過標準充電插頭和充電插座進入車載充電機，車載充電機把交流電轉化為直流電后給動力電池充電，完成基本的交流充電。交流充電系統的部件主要有車載充電機、交流充電插座（交流充電插座線束）、充電線、交流充電樁或220V交流電源和車輛控制器（未在圖中）等，如圖所示。一、交流充電系統結構各部件的作用知下：（1）車載充電機是交流充電系統的關鍵部件，它根據控制指令把交流電轉化為直流電給蓄電池充電。（2）交流充電插座是國家標準件，是車輛連接外部電網的接口，其接口有2個信號回路、1個接地回路、1個中性線（零線）回路和3個相線回路，一共有7個接口，根據輸入的電壓是AC220V或AC380V，應用相應的相線接口。（3）車輛控制器可實時監控車輛的狀態并發出控制指令給車載充電機，使其正常工作或停止工作，控制其工作電流和電壓等，是車輛充電的控制“大腦”。（4）充電線連接外部電網和車輛，直接給車載充電機提供AC220V電源。其線纜上的功能盒可檢測車輛和電網狀態，連接或斷開給車輛的供電，具有一定的保護功能。根據標準要求其輸入的充電電流限制在13A以內，輸入電壓為AC220V，所以充電時，車載充電機的最大輸入功率為2860W，即充電時間會延長。（5）交流充電樁是車輛連接外部電網的部件，直接給車載充電機提供AC220V或AC380V電源。其具有檢測車輛和電網狀態，連接或斷開車輛供電的功能。充電樁的供電電壓有AC220V和AC380V，根據充電樁的輸出功率而定。根據標準要求，如交流充電樁的輸出電流大于32A時，供電電壓必須采用AC380V。因此采用交流充電樁充電時，充電功率較大，即充電時間會縮短。二、交流充電系統原理1.電氣原理交流充電總共有3種充電模式，分別為模式1、模式2和模式3。根據國家標準要求和充電安全，其中模式1嚴禁使用，下面以模式2為例進行介紹。模式2連接方式C的交流充電電路如圖所示。根據標準要求，CC信號是充電插頭和充電插座是否連接的判斷信號，同時車輛根據CC的信號值判斷RC電阻值，確定線束的容量。CP信號用來判斷供電設備的供電能力，通過PWM值確定。各電阻值和PWM值都必須滿足標準要求，且控制器必須按照標準進行判斷，以滿足車輛在市場上的充電需求。二、交流充電系統原理2.控制策略交流充電系統的控制策略既需要滿足標準要求，又需要便于客戶使用。交流充電的控制策略如下：（1）車載充電機檢測CC和CP信號，車載充電機可根據CC信號判斷充電線的容量，根據CP信號判斷供電設備的供電能力。（2）車輛處于休眠或停車狀態時，當充電插頭插上充電插座時，車載充電機檢測到CC或CP，自動喚醒。（3）車載充電機自動喚醒后，喚醒VCU和BMS。（4）VCU和BMS被喚醒后，開始進入交流充電模式并檢測車輛狀態（即車輛是否有故障、蓄電池是否滿電）。（5）車載充電機反饋充電線束狀態和供電設備信息給BMS。（6）BMS根據車載充電機反饋的信息和車輛的狀態，發送開始充電或停止充電指令給車載充電機。（7）充電線或交流充電樁的供電控制裝置，通過CP信號判斷車輛狀態，連接或斷開K1和K2（即連接或斷開交流電的輸入）。二、交流充電系統原理2.控制策略交流充電的控制策略如下：（8）車載充電機根據接收到的指令開始或停止工作，給車輛充電或停止充電進入休眠。在整個充電的開始，車輛和交流充電樁（或充電線）都會先判斷充電接口是否連接完好，車輛才會判斷是否啟動充電，所以必須插槍到位，這也是為了保證充電安全。在使用上，只需插搶無需執行其他操作，車輛隨即進入充電模式，開始充電。在實際使用中，如果車輛在充電過程電網斷電，車輛會自動進入休眠，減少自身的能耗；當來電時，車輛會自動喚醒并檢測車輛狀態，如果車輛未滿電，則會繼續充電，如果已滿電，會停止充電并進人休眠，減少能量消耗。交流充電電流相對較小，有利于延長蓄電池的使用壽命，且不易過熱和發生故障。直流充電雖然能更快地完成充電，但對車輛的蓄電池損傷較大，也易發生過熱從而起火，因此建議車輛多采用交流充電模式，可有效延長蓄電池的使用壽命和減少事故發生。三、交流充電口根據國標GB/T20234.2—2011《電動汽車傳導充電用連接裝置第2部分：交流充電接口》規定，電動汽車傳導充電用交流充電接口，其額定電壓不超過440V（AC），頻率50Hz，額定電流不超過32A。標準規定，在國內生產和銷售的電動汽車車輛接口和充電接口分別包含7對觸點，其電氣參數值及功能定義如表所示。觸點編號/標識額定電壓和額定電流功能定義1-（L）250V/440V16A/32A交流電源2-（NC1）-備用觸點3-（NC2）-備用觸點4-（N）250V/440V16A/32A中線5-（接地）-保護接地（PE），連接供電設備地線和車輛車身地線6-（CC）30V2A充電連接確認7-（CP）30V2A控制確認三、交流充電口交流充電接口車輛/供電插頭觸點和車輛/供電插座觸點布置如圖所示。在交流充電過程中，首先連接保護搭鐵端子，最后連接控制確認端子。在脫開過程中，首先斷開控制確認端子，最后斷開保護搭鐵端子。交流充電連接界面如圖所示。四、車載充電機車載充電機是指將民用電網提供的交流電轉化為動力電池所需要的直流電的裝置，即AC/DC轉換器。車載充電器通常使用結構簡單、控制方便的接觸式充電器。車載充電器負責與交流電網建立連接并滿足車輛充電的安全需要，另外還通過控制導線與車輛控制器通訊。這樣可以安全啟動充電過程，并在車輛與車載充電器之間交換充電參數，如控制電流強度等。帝豪EV450車載充電機安裝在前機艙內如圖所示。四、車載充電機車載充電機參數如表所示。項目參數單位輸入電壓90~264V輸入頻率50±2Hz最大輸入電流16A輸出電壓直流200~450V輸出最大功率3.3KW輸出最大電流直流12A效率≥90%-質量6kg工作溫度-40~80℃冷卻方式水冷-四、車載充電機比亞迪e5車載充電機與電機控制器、DC/DC變換器及高壓配電箱封裝在一起組成高壓電控箱。車載充電器如圖所示，作用是將交流充電口傳遞過來的220V/50Hz的交流電轉換為直流高壓電為動力電池充電。比亞迪e5車型充電時3.3kW及以內的單相交流充電通過車載充電機進行，而功率大于3.3kW的交流充電（含單相和三相交流電）通過VTOG進行，小功率充電時車載充電機的效率要高于VTOG。一、車載充電系統檢查保養1.交流充電口外觀檢查（1）車輛熄火（退電至OFF擋），整車解鎖，打開充電口艙蓋及充電口蓋。（2）目視檢查充電口塑料絕緣殼體外觀有無熱熔變形，嚴重熱熔變形影響正常使用的需要更換處理。正常狀態的充電口塑料絕緣殼體外觀如圖所示。（3）目視檢查充電口內部以及端子內部有無異物，如圖所示，有異物的需要使用高壓氣槍排出異物，無法排出且影響正常使用的需更換處理。（4）目視檢查充電口端子有無變黑，變黑則需更，如圖所示。任務實施1.交流充電口外觀檢查（5）檢查充電口端子簧片及底部有無變黑，變黑的需要更換處理。若充電口端子簧片及底部變黃，請打開后背門，打開左后側圍檢修口排查，需輔助照明仔細觀察充電口尾部電纜是否燒黑及變形。如充電口端子簧片及底部變黃且伴隨尾部電纜外層變黑則需更換處理，如圖所示。（6）目視視檢查端子簧片有無斷裂，斷裂的需要更換處理。端子簧片前端斷裂如圖所示。一、車載充電系統檢查保養2.充電口絕緣電阻檢查

以吉利帝豪EV450為例測量充電插座絕緣電阻，步驟如下：（1）斷開高壓連接。（2）測量交流充電插座（A）L、N分別對PE的絕緣阻值，要求絕緣阻值大于20MΩ。（3）測量直流充電插座（B）DC-、DC+分別對PE的絕緣阻值，要求絕緣阻值大于20MΩ。警告：測量絕緣阻值，請選用500V及以上量程兆歐表測量。3.車載充電機外觀及充電電纜檢查1）車載充電機外觀（1）檢查散熱風扇是否有異物。（2）散熱翅上盡可能減少雜物，保證散熱時風道暢通。（3）低壓插接器是否有松動，保證插接器可靠插接。（4）檢查高壓插接器是否可靠插接。（5）檢查外殼是否有明顯碰撞痕跡，對車載充電機內部模塊是否造成損壞。一、車載充電系統檢查保養3.車載充電機外觀及充電電纜檢查2）充電電纜檢查檢查車載充電機各連接線束有無破損、裂縫，高低壓連接是否牢固，有無松動。4.車載充電機絕緣阻值的檢查用兆歐表測量車載充電機正極線束和車載充電機殼體之間的電阻，標準電阻應大于或等于20MΩ。用兆歐表測量車載充電機負極線束和車載充電機殼體之間的電阻，標準電阻應大于或等于20MΩ。一、車載充電系統檢查保養1.交流充電插座的更換吉利帝豪EV450交流充電插座安裝在左前輪上方翼子板上。拆卸步驟如下：（1）打開前機艙蓋，斷開蓄電池負極電纜并等待至少5分鐘。（2）拆卸車載充電器處直流母線。（3）在舉升機工位拆卸左前輪及左前輪罩襯板。（4）在前機艙內先斷開如圖所示車載充電機上的交流充電高壓線束插接器1；在脫開交流充電高壓線束插接器卡扣2。（5）在前機艙左側斷開如圖所示交流充電高壓線束卡扣。二、交流充電系統零部件更換1.交流充電插座的更換吉利帝豪EV450交流充電插座安裝在左前輪上方翼子板上。拆卸步驟如下：（6）繼續在前機艙左側斷開圖箭頭所示交流充電高壓線束卡扣，并斷開交流充電器鎖鎖止拉線卡扣；再斷開箭頭所示交流充電器鎖解鎖拉線卡扣。（7）在左前輪罩襯板處，如圖所示，先斷開交流充電插座線束插接器。（8）如圖所示，先拆卸交流充電口蓋螺釘，再撬起交流充電口蓋卡扣，取出交流充電插座口蓋。（9）如圖所示拆卸交流充電插座固定螺栓，取出交流充電插座總成。安裝按照拆卸相反的順序進行，插接器連接時應遵循“一插、二響、三確認”原則。二、交流充電系統零部件更換2.車載充電機冷卻液管路的更換車載充電機安裝在前機艙，拆卸或安裝冷卻液管路環箍時應使用專用環箍鉗。冷卻液管路脫開前應現在車底放置容器，接住冷卻液。車載充電機冷卻液管路更換步驟如下：（1）打開前機艙蓋。（2）斷開圖示車載充電機與驅動電機控制器冷卻液管路。（3）使用環箍鉗松開如圖箭頭指示的車載充電機水管環箍，斷開車載充電器冷卻液管路。（4）使用環箍鉗松開如圖車載充電機冷卻液管環箍，取下車載充電機冷卻液管。二、交流充電系統零部件更換1.車載充電機輸出電壓過高或過低車載充電機有一定的輸出能力，吉利帝豪EV450輸出范圍為200~450V。當車載充電機檢測到輸出端電壓超過其輸出能力，車載充電機會自動關閉輸出，保護其硬件。同樣的，當車載充電機檢測到輸出端電壓低于其輸出能力，車載充電機也會自動關閉輸出，保護其硬件。輸出電壓過高或過低自動關閉輸出的同時還會產生DTC故障碼，保存在電控單元中。DTC故障碼根據車型不同而不同。DTC檢測邏輯如表所示。三、交流充電系統故障診斷故障名稱DTC診斷條件可能導致故障的原因車載充電機輸出電壓過高充電時，車載充電機檢測到輸出電壓大于最高輸出電壓①動力電池過壓②車載充電機硬件故障車載充電機輸出電壓過低充電時，車載充電機檢測到輸出電壓小于最低輸出電壓①動力電池欠壓②車載充電機硬件故障1.車載充電機輸出電壓過高或過低車載充電機輸出電壓過高故障排除流程如圖所示。車載充電機輸出電壓過低故障排除流程如圖所示。三、交流充電系統故障診斷2.車載充電機過熱故障車載充電機對正常工作的溫度有要求，帝豪EV450正常工作溫度為-40~80攝氏度超出該溫度范圍，車載充電機會自動關閉輸出，保護其硬件，并生成DTC故障碼，存儲在控制器內。車載充電機過熱故障DTC檢測邏輯如表所示。車載充電機過熱故障診斷與排除流程如圖所示。三、交流充電系統故障診斷故障名稱DTC診斷條件可能導致故障的原因車載充電機過熱充電時，車載充電機檢測到自身溫度大于允許的最高溫度①冷卻液泵不工作②冷卻液缺少③車載充電機自身故障3.車載充電機過流故障

車載充電機正常工作時，輸出電流超過一定值，車載充電機會自動關閉輸出，保護其硬件。車載充電機輸出過流可分為1級故障和2級故障，DTC檢測邏輯如表所示。三、交流充電系統故障診斷故障名稱DTC診斷條件可能導致故障的原因車載充電機輸出過流1級充電時，車載充電機檢測到100ms內輸出平均電流大于12A。①電網波動②車載充電機硬件故障車載充電機輸出過流2級充電時，車載充電機檢測到80μs內輸出平均電流大于25A車載充電機硬件故障3.車載充電機過流故障車載充電機輸出過流1級故障診斷與排除流程如圖所示。車載充電機輸出過流2級故障診斷與排除流程如圖所示三、交流充電系統故障診斷慢充會在充電的最后階段給電池組進行均衡，從而保證每節電芯都能盡量達到滿電狀態。慢充較為溫和，對于延長電池壽命也有一定的幫助。另外使用慢充在用電低峰時充電，成本也會比較低。對于一般的上班族來講，每天晚上8小時左右的慢充時間，可以保證第二天的出行歷程。偶爾周末出游，一周兩到三次的快充也沒有什么問題。帶有慢充充電裝置的停車位如圖所示。另外條件允許的話，每個月最好能保證車輛有一次滿充滿放的機會，長此以往對延長車輛壽命會有幫助。在冬天，最好用慢充，這樣可以保證電池有一個比較好的使用效果。慢充對動力電池的影響04PARTFOUR直流充電系統故障檢修任務引入大家都知道新能源汽車充電有交流充電和直流充電。直流充電的原理是什么？交流充電和直流充電又有什么區別？任務分析直流充電系統是指外部充電設備輸入給車輛的電壓為直流電，即直流充電樁把380VAC三相電轉化為直流電，通過標準直流充電插頭和充電插座輸送給車輛，直接給動力電池充電，完成基本的直流充電。直流充電的部件主要有直流充電插座（直流充電插座線束）、車輛控制器（VCU、BMS）和直流充電樁等。直流充電的組成連接地面充電設備給新能源汽車的動力電池進行直流充電。直流充電系統充電時的故障主要有插頭連接故障、喚醒故障、繼電器故障等。其中插頭連接類故障較為常見，多為充電接口接觸不良、燒蝕、銅片斷裂等原因；喚醒故障多為VCU或電池管理器故障；繼電器故障多為動力電池內部充電接觸器硬件故障。喚醒故障和繼電器故障需要拆解動力電池，進行針對性維修。一、直流充電系統原理1.直流充電系統原理由于電網中的380V交流電無法直接對動力電池輸入，所以在直流充電的過程中輸入電動汽車的高壓直流電是經過直流充電樁轉換整流的。直流充電樁由輸入整流裝置、輸入控制裝置、輸出控制裝置和充電管理裝置等組成，其系統框圖如圖所示。1）直流充電樁的工作原理電網中380V交流電通過脈沖寬度調制（PWM）整流裝置進行整流、濾波后，形成穩定的直流母線電壓（650V）提供給后級輸出控制裝置，為輸出控制裝置提供動力電源。一、直流充電系統原理1.直流充電系統原理1）直流充電樁的工作原理直流輸入控制裝置的數據通信模塊（DCM）對直流電能計量并控制直流供電系統起到安全防護作用。直流輸出控制裝置（PUM）與蓄電池管理系統（BMS）通信，進行DC/DC功率變換，輸出動力電池所需電壓、電流，用戶可通過直流充電管理裝置進行人機交互，實現身份識別、費用收取、票據打印、數據管理、控制充電電量等。2）直流充電系統的工作原理（1）直流供電。車輛直流充電口連接到直流充電樁，直流充電樁通過充電槍為電動汽車提供高壓直流電源。（2）充電喚醒。充電槍連接到車輛快速充電接口，整車控制器（VCU）通過充電連接確認線CC判斷快速充電接口是否正確連接。如果判斷已正確連接后，啟用喚醒電路將車輛內部的充電系統電路和部件喚醒。