新能源汽车动力蓄电池系统构造与检修 教案-项目五任务5-3 电动汽车高压上电与下电故障检修.docx

课题

电动汽车高压上电与下电故障检修

课时

4课时（180min）

教学目标

知识技能目标：

1.掌握电动汽车高压上电与下电的基本定义和控制策略。

2.掌握吉利EV450高压系统的结构和原理。

3.掌握电动汽车无法上高压电故障诊断和排除的流程。

素质目标：

1.提升学生对新能源汽车高压系统故障检修的实际操作能力。

2.培养学生分析问题和解决问题的能力。

教学重难点

教学重点：掌握吉利EV450高压系统的结构和原理，以及故障诊断和排除流程。

教学难点：高压上电与下电的控制策略理解和实际故障诊断技能的培养。

教学方法

情景模拟法、问答法、讨论法

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

课前任务

【教师】布置课前任务，组织学生下载“任务工单——电动汽车高压上电与下电故障检修”，并根据任务工单进行组内分工，同时提醒同学通过超星APP或其他学习软件，收集电动汽车高压上下电故障的相关资料，并进行了解。

【学生】提前上网观看相关资料，熟悉教材

考勤

【教师】使用超星APP进行签到

【学生】按照老师要求签到

互动导入

【教师】讲述“吉利帝豪EV450电动汽车无法上高压电”的案例，并提出问题

一辆吉利帝豪EV450电动汽车出现无法上高压电的故障。如果你作为一名新入职新能源汽车维护检测人员，现在车间主管安排你完成此任务，你应该如何处理呢？请你对该车无法上电的故障进行诊断和排除？

【学生】聆听、思考、讨论、回答

传授新知

【教师】通过大家的发言，引入新的知识点，讲解电动汽车高压上电与下电的控制策略概述、分析无法上电故障的原因等内容

电动汽车高压上电与下电的控制策略概述

【教师】首先介绍高压上电与下电的基本概念，解释它们在电动汽车中的重要性。

1.高压上电与下电的定义

【教师】讲解高压上电和下电的工作原理，以及它们在电动汽车启动和关闭过程中的作用。

高压上电是指电动汽车在接收到驾驶员的上电指令后，通过车辆控制单元（VCU）、电池管理系统（BMS）和电机控制器（MCU）等关键部件，按照既定的控制逻辑，在满足上电条件的前提下，由VCU或BMS控制动力蓄电池的主正极和主负极接触器闭合，从而实现动力蓄电池对高压电气系统的供电。

高压下电则是在接收到驾驶员的下电指令或系统检测到不满足上电条件时，VCU或BMS控制动力蓄电池的主正极和主负极接触器断开，切断动力蓄电池对高压电气系统的供电。

【学生】通过教师的讲解，理解上电和下电过程中涉及的关键部件和控制逻辑。

2.控制策略的关键点

【教师】强调在高压上电和下电过程中，需要考虑的关键因素，如预充电、接触器闭合与断开时间、安全要求等。

电动汽车的高压系统设计需满足高效、安全和可靠的要求。在高压上电和下电的过程中，系统的控制策略需综合考虑电气部件的耐久性、驾驶员的操作指令以及系统的安全保护机制。

预充电过程：为避免在上电初期由于变频器中大电容充电导致的局部短路和大电流冲击，对于60V以上的高压系统，上电前应进行预充电，以减轻高压冲击。

接触器闭合与断开时间：在高压上下电过程中，接触器的闭合或断开动作要求在20毫秒内完成，以确保系统的快速响应和安全运行。

安全要求：在高压系统断开1秒后，电动汽车的任何导电部分和可触及部分的搭铁电压峰值应小于交流42.4伏或直流60伏，确保储存的能量不超过20焦耳，以满足高压安全标准。

【学生】学习这些关键点，了解它们对系统性能和安全的影响。

3.吉利EV450高压系统组成与工作原理

【教师】详细介绍吉利EV450高压系统的组成和工作原理，包括各关键组件的功能和相互之间的关系。

吉利EV450电动汽车的高压系统由多个关键组件构成，该系统的结构如图5-3-1所示，涵盖了动力蓄电池包、车载充电机、分线盒总成、压缩机、PTC加热器、电机控制器总成、驱动电机以及交直流充电插座等部分。动力蓄电池包内部集成了高压分配单元（B-BOX），其中包含了主正极接触器、主负极接触器、主预充接触器、预充电阻、直流充电预充接触器、直流充电预充电阻和直流充电正极接触器等元件。

吉利EV450的电池动力管理系统（BMS）采用了一种分布式的架构，包括电池控制单元（BMU）和电池信息收集组件（CSC）。这些关键组件均位于电池组装的内部区域。电池控制单元（BMU）负责收集各个电池单元的电压、电流、温度以及整车绝缘等数据，并将其传输给车辆控制单元（VCU）。同时，根据车辆控制单元（VCU）的指令，电池控制单元（BMU）也会对电池系统进行相应的管理与调节。在每个电池单元中，都配备了若干电池信息收集组件（CSC），它们的主要任务是监测每个独立的电池单元的电压和温度状况。这些信息被收集后，会传输回电池控制单元（BMU），并依据电池控制单元（BMU）的指令进行电池单元之间的均衡操作。

图5-3