电动汽车动力电池检测与维修【实训指导书】2-1 检修 DCDC 变换器.docxVIP

2-1DC/DC变换器的故障检修

指导教师

参考学时

实训目标

1.能正确认知DC/DC变换器的作用与组成。

2.能对DC/DC变换器进行日常维护，并能进行常见故障的检修。

一、接受工作任务

成绩：

企业工作任务

客户去年购置一辆EV450车作为代步工具，今早启动车辆发现车能不能正常上电，车辆无法正常行驶。

二、信息收集

成绩：

1.DC/DC变换器结构与类型

DC/DC变换器是将一种直流电转换成另一种直流电的变换装置，是实现电能转换和传输的重要电气设备。

DC/DC变换器的作用是代替传统汽车的发电机。它将动力电池的290～420V高压直流电源转换为车辆的12V低压直流电源，并为车辆的低压电源系统供电，为铅酸蓄电池充电。DC/DC变换器的内部结构如图2-1-1所示。根据拓扑结构的不同，双向DC/DC变换器有两种：隔离型和非隔离型，主要区别在于有无变压器。隔离双向DC/DC变换器采用隔离方式，高压侧和低压侧由变压器隔离。常用的隔离双向变换器有反激隔离双向变换器、半桥隔离双向变换器和全桥隔离双向变换器。隔离双向DC/DC变换器不能满足电动汽车用大功率双向DC/DC变换器的要求。由于隔离变压器的存在，当变换器的工作频率过低时，会导致变压器铁心饱和并产生过大的磁化电流，MOSFET开关损耗较大，电流容量小，变换器工作颜率范围窄。隔离双向DC变换器仅用模拟电路很难控制其状态切换，控制方法也比较复杂，因此，非隔离的双向DC/DC变换器更常用。

2.DC/DC变换器工作原理

DC/DC变换器的工作原理是为整车0N档供电或充电唤醒供电，动力电池完成高压系统的预充电过程，整车控制器向DC/DC变换器发送12V使能信号，DC/DC变换器开始工作。DC/DC变换器通过高压控制箱接收动力电池分配的高压直流电源，经降压变换后处理成低压直流电源。它一方面为低压蓄电池充电，另一方面为车灯、刮水器等低压车身电器设备提供电源。

双向DC/DC变换器的控制系统分为硬件和软件两部分。硬件部分主要实现以下功能：首先通过电压电流采样调理电路采集超级电容器侧电压、流过电感的电流、直流母线侧电压，然后将采集的数据发送到A/D模块，A/D模块将采集到的模拟量信号转换成数字量信号，采用电压外环模糊、电流内环模糊的双闭环控制方式控制变换器，实时更新占空比，主要用于驱动变换器主电路中的开关DSP事件管理器与EV模块通用定时器，产生PWM波形。当变频器出现过电流、过电压等异常情况时，产生中断信号，DSP立即停止，产生脉冲宽度调制波以保护变换器。

3.IGBT

IGBT的中文名称是绝缘栅双极功率晶体管，它是一种常用的晶体管。IGBT是由MOSFET双极型晶体管复合而成的一种器件，其输入极为MOSFET，输出极为PNP晶体管。它融合了这两种器件的优点，既具有MOSFET器件驱动功率小和开关速度快的优点，又具有双极型器件饱和压降低而容量大的优点，它的频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间，可正常工作于几十千赫兹频率范围内。若在IGBT的栅极G和发射极E间加上驱动正电压，MOSFET导通，这样PNP晶体管的集电极C与基极B之间成低阻状态而使得晶体管导通；若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V，则MOSFET截止，切断PNP晶体管基极电流的供给，使得晶体管截止。IGBT与MOSFET一样也是电压控制型器件，在它的栅极G与发射极E间施加十几伏的直流电压，只有微安级的漏电流流过，基本上不消耗功率。

从功能上讲，IGBT是一种计算机控制的电路开关。它的优点是采用电压控制，饱和压降小，耐压高。它是能量转换和传输的核心设备，主要用于直流电压600V及以上的换流系统。IGBT功率模块是电动汽车电源转换器的核心功率器件，其驱动电路是发挥IGBT性能的关键电路。IGBT的作用是转换交直流电源，同时，IGBT还具有电压电平转换功能。

三、制订计划

成绩：

1.根据电动汽车高压系统检查规范及要求，制订制订维修作业计划。

作业流程

序号

作业项目

操作要点

1

维修作业前检查及车辆防护

作业前准备及车辆防护

2

检查电池电压

注意静态检测和动态检测

3

读取故障码

注意档位及连接

4

检查DC/DC高压系统

高压控制盒内的DC/DC保险丝

5

检查DC/DC低压系统

检查电压输出接地、主熔丝盒保险丝

6

故障验证

试车验证

计划审核

审核意见：

年月日签字：

2.请根据维修作业计划，完成小组成员任务分工。

任务分工

操作人

记录员

监护人

展示员

作业注意事项

①严格按照标准完成维修作业前准备工作，注意高压安全防护及车辆整洁维护。

②故障诊断排查坚持“安全第一”原则，严禁私自拉接线束、短路连接等违规操作。

③严格按照实训步骤进行实训任务，严禁使用尖锐工具暴力拆卸接插件、针脚等