纯电动汽车电气基础 河南力帆技术质量部 1 纯电动汽车电气基础知识 第一章电气基础知识第二章高压系统第三章低压系统第四章电气维修常见问题总结 2 第一章电气基础知识 一 电气回路二 线束三 基础元器件四 万用表简介 3 第一章电器基础知识 一 电气回路电流通过器件或其他介质后流回电源的通路 通常指闭合电路 搭铁 由于汽车车身和发动机都是金属结构 其本身就有导电能力 加上汽车电器比较多 如果每个电器都用两根线构成回路 将会使电路结构复杂 成本高 故障率高 维修难度增加 于是根据汽车自身的结构特点 电路制成单线制 即蓄电池负极与车架或发动机相连 而每个电器的一根线都与车架相连 即所谓的搭铁 4 第一章电器基础知识 二 线束线束信息包括线号 截面 颜色 5 第一章电器基础知识 6 第一章电器基础知识 三 基础元器件1 熔断保险 7 第一章电器基础知识 8 第一章电器基础知识 2 汽车继电器 切换负载功率大 抗冲 抗振性高 汽车中的电源多用12V 线圈电压大都设计为12V 由于是蓄电池供电 电压不稳定 吸动电压V 60 VH 定额工作电压 线圈过电压允许达1 5VH 线圈功耗较大 一般为1 6 2W 温升较高 9 第一章电器基础知识 特殊继电器电子闪光继电器 主要控制左右转向和双闪 B 电源端 L 闪光器控制端 E 搭铁端 10 第一章电器基础知识 四 万用表简介万用表是电气检测不可缺少的测量仪表 一般以测量电压 电流和电阻为主要目的 由于电动轿车存在低电压 高电流的情况 在日常检测工作中 一般只使用电压档和电阻 通断 档 11 第二章高压系统 整个电轿电气系统分为高压和低压两个系统 高压系统主要是72 64V动力电源 主要负责启动 行驶 充放电 空调动力 12 第二章高压系统 13 第二章高压系统 1 动力电池 作为车载电源 用周期性的充电来补充电能 动力电池组是EV的关键装备 储存的电能 质量和体积 对EV性能起决定性影响 也是发展EV的主要研究和开发对象 EV发展的症结在于电池 电池技术对EV的制约仍然是EV发展的瓶颈 动力电池组提供约155 380V高压直流电 动力电池组是供电机工作的唯一动力电源 空调系统的空压机 动力转向系统的油泵和制动系统的真空泵等 也需要动力电池组提供动力电能 14 第二章高压系统 第一代EV电池 铅酸电池优点 技术成熟 成本低 缺点 比能量和比功率低不能满足EV续驶里程和动力性能的需求 但进一步发展了阀控铅酸电池 VRLA 铅布电池等 使铅酸电池的比能量有所提高 15 第二章高压系统 第二代高能电池 镍 镉电池 镍 氢电池 钠 硫电池 钠 氯化镍电池 锂离子电池 锂聚合物电池 锌 空气电池和铝 空气电池等 优点 比能量和比功率都比铅酸电池高 大大提高了EV的动力性能和续驶里程 缺点 有些高能电池需要复杂的电池管理系统和温度控制系统 各种电池对充电技术有不同要求 而且电化学电池中的活性物质在使用一定的期限后 会老化变质以至完全丧失充电和放电功能而报废 从而使EV的使用成本高 16 第二章高压系统 第三代电池 飞轮电池 超级电容器飞轮电池是电能 机械能 电能转换的电池 超级电容器是电能 电位能 电能转换的电池 这两种储能器在理论上都具有很大的转换能力 而且充电和放电方便迅速 但尚处于研制阶段 电池管理系统BMS 对动力电池组充电与放电时的电流 电压 放电深度 再生制动反馈电流 电池温度等进行控制 个别电池性能变化后 会影响到整个动力电池组性能 故需用电池管理系统来对整个动力电池组及其每一单体电池进行监控 保持各个单体电池间的一致性 17 第二章高压系统 动力电池新国标在2015年5月颁布 部分标准将在10月份或年底颁布 与旧标准之间有一年的过渡期 从2016年开始 相关企业都将遵循新的标准进行相关检测 新国标与工信部2015年3月发布的 汽车动力蓄电池行业规范条件 一起 将加速动力电池行业的洗牌 提高行业集中度水平 18 电池最新标准 19 第二章高压系统 2 高压盒 接线盒 以320E为例 高压盒作为整个高压系统电力分配的枢纽 是动力电池和各高压设备最主要的中间环节 一旦某件高压电器件出现不工作或异常的现象 应第一时间考虑高压盒的供电是否正常 然后再根据具体的故障现象 一一测量排查 直到找到根本的故障点 20 第二章高压系统 主接触器 PTC暖风继电器 空调保险50A 控制器保险300A DC保险25A 充电机保险50A 高压负极 预充继电器 21 第二章高压系统 3 行驶系统行驶系统主要包括电机控制器 电机 油门踏板 制动踏板 换挡机构 电机控制器 目前汽车专用电机驱动系主要有三大驱动系直流电机驱动系 永磁同步电机驱动系 交流感应电机驱动系 320E采用的是交流驱动 电机选用的是三相异步电机 22 23 24 第二章高压系统 车间初检下线车辆多次出现车辆不能行驶的故障现象 鉴于此种现象 作为返修人员 应能独立作出正确判断 及时查处 现对部分此类现象 作出分析 25 第二章高压系统 26 第二章高压系统 27 第二章高压系统 MC24 MC25 28 第二章高压系统 油门踏板 制动踏板 换挡机构 29 第二章高压系统 4 电压转换系统电压转换系统主要包括充电机和DC转换器 充电机 将市电220V交流电转换成电池组直流电压 DC转换器 将电池组高电压转换成低电压供给蓄电池 30 第三章低压系统 低压系统的12V电源主要由蓄电池供给 蓄电池由DC转换器将高压72V 64V转换成12V供给 低压系统主要包括 1 点火开关及搭铁2 BCM3 灯光系统4 空调控制系统5 其他 31 第三章低压系统 1 点火开关及搭铁点火开关的档位一般是OFF ACC ON START 高档车略有不同 各个档位的功能如下 OFF 发动机停止并且方向盘被锁定 只有该位置才能取下钥匙 ACC 通过点火开关控制 点火钥匙旋到该档时受该档控制的用电设备均能操作 此档位一般实现的用电器功能有电调座椅 音响系统 雨刮喷水系统 点烟器 座椅加热 电动天窗等 ON 内部分为IG1和IG2两个档位 正常的驾驶位置 除去启动机外其它受点火开关控制的设备均能操作 其中IG1档位的用电器功能有后视镜调节 组合仪表 安全气囊 定速巡航系统 倒车成像 大灯及各控制系统 ECU ABS TCS BCM 轮胎压力 电动转向等 的控制电源 IG2档位的用电器功能有电加热除霜 空调鼓风机等 STRAT 启动发动机 释放后钥匙将回到ON档 在此位置时ACC档和IGN2档的负载断电 以保证有足够的电量用以启动 32 第三章低压系统 320E点火开关是大部分低压系统的电源开关 除灯光系统 BCM及仪表的部分功能等 而100E的低压系统由于缺少专门的蓄电池供电 采取由DC直接转换供给的方式 因此100E点火开关控制的是高压侧电源 33 第三章低压系统 34 第三章低压系统 搭铁 320E的搭铁主要有5处 分别在前舱左右侧两处 仪表板左右侧两处 右车身线束C柱一处 任何一处搭铁未打紧 一般都会造成一系列的电器工作异常情况 例如左侧大灯 左转向灯和左侧雾灯出现混乱或灯光暗的情况 就可以先检查前舱左侧搭铁是否到位 例如点烟器按下不回弹 换挡显示异常的情况 就应排查仪表板右侧搭铁是否到位 35 第三章低压系统 36 第三章低压系统 2 BCMBCM BodyControllerModule 即车身控制模块 能够实现内外灯光控制 洗涤刮水逻辑控制及自动功能 中央门锁控制 喇叭 除霜等 该系统还具有电源管理功能 高低电压保护 延时断电 系统休眠等功能 37 38 39 第三章低压系统 40 第三章低压系统 3 灯光系统汽车照明系统按照功能功用划分 主要有两个种类 汽车照明灯和汽车信号灯 汽车照明灯按照其安装的位置及功用包括 前照灯 雾灯 牌照灯 仪表灯 顶灯 工作灯 汽车灯光信号灯又包括 转向信号灯 危险报警灯 示宽灯 尾灯 制动灯 倒车灯 41 第三章低压系统 42 第三章低压系统 照明灯卤素大灯是在灯泡内渗入少量惰性气体碘 实现钨 碘之间的循环分解还原 寿命长 亮度强 氙气大灯是指内部充满包括氙气在内的惰性气体混合体 其发光原理是通过启动器和电子镇流器 将电压提高至23000V以上高压击穿氙气从而导致氙气在两个电极之间形成电弧并发光 由氙气所产生的白色超强电弧光 可提高光线色温值 类似白昼的太阳光芒 工作时所需的电流量仅为3 5A 亮度是传统卤素灯泡的三倍 使用寿命比传统卤素灯泡长10倍 LED大灯几乎所有特性都超越了氙气车灯 主要优点 1 寿命长 可终车一生不更换 2 高效率 低能耗 电能利用率80 以上 3 绿色光源 4 LED结构简单 点亮无延迟 体积小 可随意变换灯具外形 43 第三章低压系统 44 第三章低压系统 45 第三章低压系统 照明灯和部分信号灯的电源都不受点火开关控制 由蓄电池直接供给 46 第三章低压系统 4 空调控制系统汽车空调的功能 调节车内温度 湿度 空气流速 过滤 净化车内空气 衡量汽车空调的主要指标有 温度 湿度 流速和洁净度等 汽车空调的组成 制冷系统 采暖系统 通风系统 控制电路湿度 是指空气中所含水蒸气量的多少 湿度的大小直接影响人体内的水分蒸发速率和口腔 鼻腔黏膜等健康状况和驾驶的工作状况 车内的湿度一般应保持在30 70 以内 普通汽车空调一般不具备这种功能 只有高级豪华汽车采用冷暖一体化空调器 才能对车内的湿度进行适当调节 47 第三章低压系统 空气流速 和方向对人体舒适性影响很大 夏季流速应限制在0 25m s以内 总之根据乘客的生活环境 年龄 健康状况 冷热习惯等生理特点来控制出风口的风量 免得过大的风速直接吹到人体上 使人感到不舒服 空气洁净度 一般在汽车空调的进风口都装有空气过滤装置和空气净化装置 净化方式 引入新鲜空气 采用活性炭吸附剂 安装负离子发生器 热辐射调节 太阳的辐射会对车内产生一股热浪 容易灼伤人的眼睛和皮肤 对人体的舒适性影响很大 选用太阳膜和阳光传感器对车内温度能立即作出必要的校正 48 第三章低压系统 空调制冷系统制冷剂 在制冷过程中起传递热量作用的媒介物质R134a 四氟乙烷 CH2FCF3 沸点 26 5 潜热值219 8kJ kg 优点 a 传热速度快蒸发器 散热器等热交换器面积体积减小 还不影响热交换 b 潜热值高 制冷量大 c 不破坏臭氧层 在大气层停留寿命短 温室效应影响也很小 因为不含氯 不与臭氧反应 缺点 溶水性高 即使有少量水分存在 在润滑油的作用下将会产生酸 CO2或CO 对橡胶管和密封圈材料有较强的腐蚀 导致制冷剂泄漏 也可能吸水使制冷能力变差 所以R134a对系统的干燥和清洁要求较高 49 第三章低压系统 制冷系统的结构组成 1 压缩机2 蒸发器3 液窗4 储液干燥器5 冷凝器6 膨胀阀 50 第三章低压系统 制冷系统的工作原理1 压缩过程 将流经蒸发器的低温 低压的气态制冷剂压缩为高温 高压的气态制冷剂 输送到冷凝器 2 冷凝过程 将高温 高压的气态制冷剂冷却 使其变为中温 高压的液态制冷剂 送入干燥瓶 3 干燥过程 将中温 高压的液态制冷剂过滤 除去制冷剂中的杂质和水份 送入节流阀 并储存小部分的制冷剂 4 膨胀过程 将过滤后的中温 高压液态制冷剂利用节流原理 使其转变为低压雾状的液 气态混合物 送入蒸发器 5 蒸发过程 低压雾状的液 气态混合物流至蒸发器 吸收周围的热量而汽化 达到制冷的目的 51 第三章低压系统 52 第三章低压系统 采暖系统非独立式 以发动机冷却液作为热源 用于轿车和中小型汽车独立式 底盘上另加装一个散热器 用于大 中型客车 电动轿车由于缺少发动机 而电动机的做功散热要考虑其功率的大小 320的电机功率为10KW 53 第四章电气维修常见问题总结 1 仪表无电量显示 控制器一长五短报警 54 第四章电气维修常见问题总结 主接触器 PTC暖风继电器 空调保险50A 控制器保险300A DC保险25A 充电机保险50A 高压负极 预充继电器 55