纯电动汽车动力系统检修手册模板.doc
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1、电动客车动力系统检修手册序时代没有停止她前进步伐,人类一边在享受这时代进步带来便利,一边在承受自然环境逐步枯竭带来影响。中国开始意识到这种掠夺式开发自然资源及毁灭性污染排放,不仅严重破坏了大自然正常循环和再生,也推进世界步向灭亡。社会发展不仅不能得以连续,而且国民生存基础将被瓦解和动摇,环境问题实质已经成为生存问题。新能源开发和利用已经不是一个话题,已然成为世界各国争先发展项目。新能源产业发展既是整个能源供给系统有效补充手段,也是环境治理和生态保护关键方法,是满足社会可连续发展需要最终能源选择。电动客车是国家863计划提出新一代电动汽车技术作为中国汽车科技创新主攻方向。我们作为佛广交通人,是这
2、方面先行者,是这方面教授,是人类生存卫士。责任之重大、任务之艰巨,让我们成为一个愈加负责任、愈加有良心交通人。目录第一章 电动客车动力系统结构、组成及工作原理61.1概述61.1.1电池61.1.2电控131.1.3电机221.1.4辅助系统251.2控制策略381.2.1电池控制策略381.2.2电机控制策略411.2.3充电控制策略421.2.4行驶控制策略46第二章 纯电动汽车故障排查和诊疗481.1 检修安全事项481.1.1基础维修术语481.1.2基础要求501.1.3系统维护注意事项521.2纯电车事故应急处理531.2.1明火事故531.2.2涉水事故541.2.3交通事故54
3、1.3纯电车常见故障检修及诊疗方法541.3.1电池系统故障检验及诊疗方法541.3.2电控故障排除及诊疗571.3.3电机故障排除及诊疗631.3.4辅助系统检修方法661.3.5其它常见故障排除及诊疗731.4 检修工具和仪器74第三章 纯电动汽车故障检修案例78案例1: MCU三级故障,电机及MCU系统故障78案例2:电机故障79案例3:空调不制冷、一边有冷风一边没有冷风79案例4:绝缘电阻低80案例5: MCU三级故障,电机及MCU系统故障83案例6: MCU二级故障,气泵故障84案例7:打不了气,打气机漏油86案例8:仪表显示不正常,整车控制器掉线87案例9:加油不走88案例10:行
4、车忽然停车88案例11:打气泵漏油89案例12:电机控制器故障90案例13:打气机坏91案例14:开启不了92第一章 电动客车动力系统结构、组成及工作原理1.1概述电动客车是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求客车。电动客车由电机驱动,没有传统内燃机,所以有工作时不产生废气、噪音比内燃机低、易操控优点。传统涡轮增压内燃机从踩油门到燃料燃烧到产生动能到废气回收增加动力需要一个较为复杂循环,动力输出有显著滞后性。但电动客车因为直接使用电机驱动,动力来得愈加快、更直接,加上无级变速系统省却了传统变速箱换挡过程,使得车辆操作更简单、更轻便。电动客车结构简单,维修保养较
5、内燃机客车更简易。以下我们就从电池、电机、电控这“三电系统”及辅助系统简单地介绍电动客车动力系统结构、组成及工作原理。1.1.1电池1.1.1.1动力电池系统组成动力电池由电池箱(大箱、小箱)、高压盒、热管理附件、高压低压线束组成。1.1.1.2动力电池系统硬件介绍1.1.1.2.1电池箱组成电池箱分别由以下几项组成(详见图1)图1、电池箱爆炸图1箱盖9箱体2箱体密封垫10工装挂钩3电池监控单元(CSC)11高压单P负4CSC固定支架12高压单P正5铜巴13维护开关(MSD)6模组压板14低压连接器7高低压线束15压力平衡阀8模组1.1.1.2.2模组组成模组由以下几部分组成(详见图2)图2、
6、模组爆炸图1顶盖绝缘片板4侧板2线束板5端板3电芯6底板1.1.1.2.3模组中电芯连接方法模组内电芯采取串并联方法连接,依据实际使用需求由厂家连接组合。现在常见连接方法有3种(1)1并4串,图3所见,模组由1、2、3、4号电芯串联连接组成。图3、1并4串模组4213(2)2并4串,图4所见,模组由1、2电芯并联为A,3、4电芯并联为B,5、6电芯并联为C,7、8电芯并联为D。然后由A、B、C、D串联连接组成。图4、2并4串模组14567823ABCD(3)3并4串,图5所见,模组由1、2、3电芯并联为A,4、5、6电芯并联为B,7、8、9电芯并联为C,10、11、12电芯并联为D。然后由A、
7、B、C、D串联连接组成。图5、3并4串模组514678239101112ABCD1.1.1.2.4高压盒组成高压盒分为单支路、双支路两种。(1)单支路高压盒由以下几部分组成(详见图6)图6、单支路高压盒爆炸图1上盖8密封垫2铜巴9维护盖板3继电器、绝缘柱10电流传感器4电源分配模块(PDM)11电池管理单元(BMU)5箱体及连接器12维护开关(MSD)底座6保险丝固定座13维护开关(MSD)7保险丝(2)双支路高压盒由以下几部分组成(详见图7)图7、双支路高压盒爆炸图1上盖6电源分配模块(PDM)2备用电源(BPM)7继电器集成单元(BDU)3BPM安装组件8电池管理单元(BMU)4铜巴9箱体
8、及连接器5电流传感器、绝缘柱10维护开关(MSD)1.1.1.2.5热管理附件组成热管理附件关键由水冷板、风扇等组成(详见图8)。图8、水冷板及风扇 1.1.1.2.6高压低压线束关键线束分为高压线束及低压线束两种,图9中A为高压线束,B为低压线束。图9、高压线束及低压线束AB1.1.1.3电池箱在整车中位置通常电池箱会放置在车体底部两侧及车体后部,图10所表示。图10、电池箱在整车中位置电池箱电池箱1.1.1.4电器原理及硬件关系电器原理及硬件关系图11所表示。图11、电器原理及硬件关系图1.1.2电控1.1.2.1CAN系统结构CAN总线控制系统应用中关键使用以下多个控制模块:主站模块、前
9、从站、顶从站、后从站,仪表模块。其中仪表模块安装在仪表台中,主站及前从站模块安装在车辆前部,顶从站和后从站分别安装在顶部和后部,图12所表示。图12、CAN系统安装位置1.1.2.2控制模块技术参数(1)仪表模块仪表模块技术参数如表1所表示。表1、仪表模块技术参数表供电范围18V-32V功耗最大15瓦(全部指示图标均点亮,背光调到最亮)休眠时电流小于0.1毫安通信协议J1939显示7寸彩色TFT液晶显示器视频显示功效最多可接入4路视频信号仪表盘6个步进电机驱动仪表盘图标25个由发光二极管(LED)点亮信号图标光源整体LED背光接口1个CAN 2.0B(ISO 11898 标准)接口(2)总线主
10、站控制模块总线主站控制模块技术参数如表1所表示。表2、总线主站控制模块技术参数表工作温度一40 +70电压范围标称电压为24V正常常工作电压18V32V输入信号5路唤醒输入信号、外网及内网CAN信号输出信号唤醒输出信号接口CAN 2. OB (ISO 11898标准)(3)总线从站控制模块通常情况下,从站模块包含前从站、顶从站、和后从站三个模块,其硬件电路和软件全部相同,不一样是模块参数设置。输入信号模拟电压输入2路模拟电阻输入6路车速输入2路转速输入2路地址线输入4路开关量输入18路唤醒输入1路输出信号正电输出13A输出1路9A输出4路6A输出2路4A输出1路3A输出4路2A输出6路1.5A
11、输出4路负电输出7.5A输出1路6A输出2路1.5A输出4路C3信号输出3路*注意:单模块配置功率输出不得超出2500瓦。通讯接口1个CAN 2.0B(ISO 11893标准)接口:接CAN内网1.1.2.3系统功效在应用中, CAN总线控制系统关键实现了冷却水温,发动机转速,机油压力,电压,气压I、气压II、油压、水温,车速等仪表显示,车辆前面车灯控制,后面车灯控制,发动机起动和熄火控制,雨刮器控制,缓速器控制,喇叭控制,发动机系统状态指示,ABS系统状态指示等功效。当水位告警、车速过高、转速过高及油压报警等信号发生时,蜂鸣器会发出“嘀、嘀”声响。(1)仪表界面图13所表示图13、仪表界面图
12、(2)按键操作仪表板从左至右六个操作键分别为:Menu、Up/、Down/、Left/、Right/和Video键。基础功效以下:Menu:短按:显示仪表主菜单;Up/:短按:向上选择;长按:液晶背光+;Down/:短按:向下选择;长按:液晶背光-;Left/:短按:向左选择;Right/:短按:向右选择;长按:仪表背光+;Video:短按:切后视;长按:液晶背光-;(3)彩色TFT液晶显示器彩色TFT液晶显示器用于显示丰富画面和文字信息;在接入视频信号后,也能够作为视频显示器使用。按动视频转换开关可在正常显示画面、倒车监视视频画面、中门监视视频画面之间切换;车辆挂倒挡时自动切换为倒车监视视频
13、画面,车辆中门打开吋自动切换为中门视频画面。仪表显示画面关键分为三种:主菜单、子菜单和报警显示页面。图14所表示图14、主菜单显示页面上图为仪表主菜界面,当用户在主菜单中选择进入“査看里程和转速信息”子菜单时,液晶屏显示结果以下图所表示。在此页而下用户可査看目前累计总里程、累积短里程A和B、发动机累计总转数、发动机短累计时间和发动机累计时间。对于累计短里程A和B和发动机短累计吋间,用户还能够对她们进行清零设置。 当需要对某一项清零时,用户先用Up和Down键把光标移动到该项以后“清零”位置处,然后再长按Left键即可清零。假如无须清零,按下Menu键可退出此页面。图15所表示图15、子菜单显示
14、页面当有操作量和报警量信号发生时,仪表自动转入报警显示页面,显示结果以下图所表示。最上一栏为仪表操作状态指示信号,当一屏不能显示此刻全部操作量时,其右端会出现可翻白色箭头,表示后面还有操作量。此时先经过Up和Down键将光标移动到白色箭头处,此时白色箭头变为绿色箭头,表示目前可翻。再按下Right(或Left)键可查看更多操作量指示。液晶屏中间为车内具体位置报警指示,最下面一栏是对报警信号文字解释。当车内同一位置出现多个报警(目前屏幕显示不完)或目前屏幕显示不全全部报警文字说明时,用户可按Right(或Left)键翻屏查看更多信息(具体按键操作和查看操作量相同)。图16所表示图16、报警器显示
15、页面1.1.2.4物理层电路布局(1)总线线路依据J1939协议,总线线路由一条CAN_H和一条CAN_L。CAN_H应为黄色,而CAN_L为绿色。导线为屏蔽双绞线电缆。(2)布局网络线路布局应该尽可能靠近线性排布以避免电缆反射。实际中有必需采取短截线连接到主干线电缆。为尽可能降低驻波,网络中节点间隔不应相同,短截线长度和尺寸也不完全相同,具体形式以下图17所表示。图17、网络线路布局图参数符号最小值额定值最大值单位条件总线长度L040m不包含电缆短截线电缆短线长度S01m节点距离d0.140m应控制线路布局,以预防多出信号经过互感和/或电容耦合进入CAN_H和CAN_L电线上。耦合信号可能会
16、干扰通信,降低或破坏CAN传输线在扩展周期内收发。经过调整本部分电缆包含ECU地和电源线布线远离高电流器件、高速开关负载和连接到这些设备上电线能够降低耦合风险。要避开器件和相关电线有:开启电动机,雨刷继电器,开关信号继电器(闪光器),灯继电器。另外,网络和短截线布线应避免离敏感器件太近(比如,无线电,电路板,和其它电信设备)。现在车身上常见错误接法拓扑关键有哑铃型拓扑,“土”字型拓扑,和部分依据现场情况随意连接更为不规则拓扑接法,以下图18示例:图18、不规则拓补图图18所表示多个不规则拓扑接法中,每个模块所产生反射全部会叠加到其节点上,节点所连接模块越多,该节点上面所叠加反射波强度越大,经过
17、CAN网络传输,会使整个网络信号完整性很差,波形轻易失真,造成通讯故障。J1939协议中要求拓扑结构,因为每个节点上只有一个模块,故叠加到每个节点上反射比较小。另外因为网络中节点间隔不相同,故其它节点上反射传输到该节点上延迟时间不一样,相位也不一样,这么就使得最终叠加到每一个节点上反射波强度很小,抗干扰性能要远远强于不规则拓扑接法。实际车身环境很复杂,像发动机震动、电磁干扰、环境温度湿度改变大等等,全部是很强外界干扰,不规则柘扑在这种强干扰下工作很轻易发生故障。为了确保车身正常工作,推荐CAN网络拓扑采取J1939协议中所采取拓扑形式。1.1.3电机现在使用是车载永磁同时电机,是专为电动汽车设
18、计开发高性能主驱电机。机身带循环冷却水道,绝缘等级为H级,防护等级为IP67。该电机为三相交流永磁同时电机,和伺服驱动器匹配使用。该种电机关键分为100KW、50KW两种,其优点是体积小,效率高,控制简单,运行可靠,能很好地满足电动汽车动力需求。采取新型稀土永磁材料,含有响应快、高效节能等特点。采取磁阻式旋转变压器检测转子位置,可靠稳定,提升电机控制精度。采取高强度合金材料机身,材料轻量化同时亦能增加汽车有效载荷,提升电动汽车节能效果。机身内置热敏电阻,监控电机运行温度。采取永磁同时伺服技术,经优化设计满足电动汽车控制要求。1.1.3.1 50KW电机结构50KW电机由以下几部分组成,图19所
19、表示。图19、50KW电机爆炸图1传动法兰压8前轴承压套15进出水口2传动法兰9转子16后轴承3传动法兰定位套10转轴17旋转变压器转子4制动器安装座11机座18旋转变压器转子压板5前端盖12接线盒19后端盖6前轴承13航空插座20旋转变压器定子7前轴承内盖14底脚1.1.3.2 100KW电机结构100KW电机关键由以下几部分组成,图20所表示。图20、100KW电机爆炸图1传动法兰10前轴承内盖19旋转变压器转子压板2胀紧联结套11转轴20后端盖3前端盖12转子21旋转变压器定子4吊环13接线22旋转定子压板5接头式压注油杯14机座23编码器保护罩6旋转盖式油杯15底脚板24航空插座7底脚
20、16进出水口25编码器保护罩盖板8前轴承压套17后轴承9前轴承18旋转变压器转子1.1.4辅助系统1.1.4.1电动液压转向油泵电动液压助力转向系统为新能源汽车提供转向助力,能够依据午.辆运行状态为整体式动 力转向器提供最好助力油压,使车辆转向操纵灵活;和传统转向系统相比能使整车功耗下降3%-5%。电动液压助力转向系统关键包含新能源部分电动转向油泵、电动转向油泵支架、转向 电机控制器(大部分车型为五合一)、高压线束,同时包含传统部分整体式动力转向器、 方向盘、转向管柱、转向直拉杆、角转向器等。电动转向油泵作为新能源客车关键部件,向整体式动力转向器提供能量供给,向转向 系统提供助力。电动转向油泵
21、关键由转向电机、转向油泵及连接结构组成,图21所表示。图21、 电动转向油泵结构图1转向油泵2转向电机3绝缘减震垫4高压插接件5温度信号线及插件6电机屏蔽线1.1.4.2电动冷暖空调电动冷暖空调关键分为低压部分和高压部分:低压部分包含控制面板、电控盒、调速模块、蒸发风机、冷凝风机、传感器及低压线束(黑色波纹管内);高压部分包含滤波电容盒,压缩机、电暖风及高压线束(橙色波纹管内)。电控系统关键组成如表3所表示:表3、电控系统关键组成表名称装配位置作用备注面板仪表台空调操纵器低压器件电暖风传感器线束仪表台连接面板和司机位传感器低压器件司机位传感器仪表台周围检测司机位温度低压器件操纵器线束风道1、连
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