項(xiàng)目一 整車控制器的檢修-教學(xué)課件-unlimit

1、整車控制器的檢修項(xiàng)目一2一、情境導(dǎo)入目 錄二、任務(wù)布置三、教學(xué)目標(biāo)四、背景知識(shí)五、任務(wù)實(shí)施六、任務(wù)考核七、任務(wù)總結(jié)一、情境導(dǎo)入小張是一家電動(dòng)汽車4S店的維修助理，今天店里來一位客戶打電話來反映打開啟動(dòng)開關(guān)后儀表盤上有多個(gè)故障燈點(diǎn)亮，不顯示READY，換擋旋鈕旋至D檔或R檔，車輛均無法行駛。通過拖車服務(wù)送到維修站后，經(jīng)檢查，整車控制器VCU的故障，經(jīng)修復(fù)后故障消失。3二、任務(wù)布置吉利EV450不顯示READY，換擋旋鈕旋至D檔或R檔，車輛均無法行駛，請(qǐng)你對(duì)整車控制器VCU信號(hào)進(jìn)行檢測，并對(duì)車輛無法行駛綜合故障進(jìn)行診斷與排除。4三、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)掌握控制系統(tǒng)的概念、組成、功能；掌握純電動(dòng)汽車整車

2、控制系統(tǒng)的基本組成與功能；會(huì)分析整車控制電路的控制過程。能力目標(biāo)能向客戶介紹整車控制系統(tǒng)的作用及主要部件的安裝位置；能根據(jù)客戶的描述進(jìn)行綜合分析，確認(rèn)整車控制器的故障；能根據(jù)故障現(xiàn)象進(jìn)行整車控制器電源電路故障檢修；能根據(jù)故障現(xiàn)象進(jìn)行整車控制器通訊故障檢修；能運(yùn)用示波器對(duì)整車控制器通訊故障進(jìn)行波形分析。素質(zhì)目標(biāo)嚴(yán)格按規(guī)范執(zhí)行按規(guī)范執(zhí)行高壓下電操作；養(yǎng)成總結(jié)訓(xùn)練成果，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神；嚴(yán)格執(zhí)行6S標(biāo)準(zhǔn)。5四、背景知識(shí)64.1 整車控制器的組成與功能控制系統(tǒng)一般包含傳感器、控制器和執(zhí)行元件。傳感器采集信息并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)發(fā)給控制器，控制器根據(jù)傳感器的信息進(jìn)行運(yùn)算、處理和決策，并向執(zhí)行元件發(fā)出控制指令以

3、完成某項(xiàng)控制功能。1. 什么是控制系統(tǒng)？四、背景知識(shí)74.1 整車控制器的組成與功能當(dāng)系統(tǒng)中有兩個(gè)控制系統(tǒng)并且需要相互通訊時(shí)，可以通過CAN總線將兩個(gè)控制系統(tǒng)連接起來。四、背景知識(shí)84.1 整車控制器的組成與功能多個(gè)控制系統(tǒng)可以連接在總線上實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)之間的信息通信。純電車與傳統(tǒng)車控制系統(tǒng)的主要區(qū)別：、傳統(tǒng)汽車的控制系統(tǒng)是對(duì)等的，沒有主次之分；、純電動(dòng)汽車的控制系統(tǒng)一般有一個(gè)主控制器，主控制器除了完成自身的控制功能以外，還肩負(fù)著整個(gè)控制系統(tǒng)的管理和協(xié)調(diào)功能。四、背景知識(shí)94.1 整車控制器的組成與功能分層控制方式：各控制器之間通過CAN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交互，實(shí)施整車的功能控制。四、背景知識(shí)102.

4、 整車控制系統(tǒng)的組成4.1 整車控制器的組成與功能純電動(dòng)車整車控制系統(tǒng)：低壓電器控制系統(tǒng)高壓電器系統(tǒng)整車網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)四、背景知識(shí)114.1 整車控制器的組成與功能低壓電器控制系統(tǒng)主要由輔助蓄電池和若干低壓電設(shè)備組成，采用直流12V或24V電源，為燈光、刮水器等車輛的常規(guī)低壓電器供電，并為整車控制器、高壓電器設(shè)備的控制電路和輔助部件供電。高壓電器系統(tǒng)主要由動(dòng)力電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和功率轉(zhuǎn)換器等大功率、高壓的電器設(shè)備組成，根據(jù)車輛行駛的功率要求完成從動(dòng)力電池到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的能量轉(zhuǎn)換與輸送過程。整車網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)主要包括整車控制器、電機(jī)控制器、電池管理系統(tǒng)、車身管理控制系統(tǒng)、信息顯示系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)等。整車控

5、制器是整車控制系統(tǒng)的核心，承擔(dān)了數(shù)據(jù)交換與管理、故障診斷、安全監(jiān)控、駕駛?cè)艘鈭D解析等功能。2. 整車控制系統(tǒng)的組成四、背景知識(shí)124.1 整車控制器的組成與功能低壓電器控制系統(tǒng)主要區(qū)別：燃油汽車的輔助蓄電池由發(fā)電機(jī)來充電（發(fā)電機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)），而純電動(dòng)汽車的輔助蓄電池由動(dòng)力電池通過DC/DC轉(zhuǎn)換器來充電。 整車控制系統(tǒng)必須具有可靠、容錯(cuò)、電磁兼容性好和環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，才能保障整車的安全、可靠運(yùn)行。2. 整車控制系統(tǒng)的組成四、背景知識(shí)133. 整車控制器的功能4.1 整車控制器的組成與功能整車控制模式判斷和驅(qū)動(dòng)控制、整車能量優(yōu)化管理、整車通信網(wǎng)絡(luò)管理、制動(dòng)能量回饋控制、故障診斷和處理、車輛狀

6、態(tài)監(jiān)測與顯示等。四、背景知識(shí)143. 整車控制器的功能4.1 整車控制器的組成與功能（1）整車控制模式判斷和驅(qū)動(dòng)控制整車控制器通過啟動(dòng)鑰匙、充電信號(hào)、加速/制動(dòng)踏板位置、當(dāng)前車速和整車是否有故障信息等各種狀態(tài)信息來判斷當(dāng)前需要的整車工作模式（充電模式和行駛模式）。如，當(dāng)駕駛員踩下加速踏板時(shí)，整車控制器向電機(jī)控制單元發(fā)送電機(jī)輸出扭矩信號(hào)，電機(jī)控制系統(tǒng)控制電機(jī)按照駕駛員的意圖輸出扭矩。（2）整車能量優(yōu)化管理整車控制器可以對(duì)能量進(jìn)行合理優(yōu)化來提高純電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程。例如當(dāng)動(dòng)力電池組電量較低時(shí)，整車控制器發(fā)送控制指令關(guān)閉部分起輔助作用的電器設(shè)備，將電能優(yōu)先保證車輛的安全行駛。四、背景知識(shí)153. 整

7、車控制器的功能4.1 整車控制器的組成與功能（3）整車通信網(wǎng)絡(luò)管理信息控制的中心網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的監(jiān)控；網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的管理；信息優(yōu)先權(quán)的動(dòng)態(tài)分配網(wǎng)絡(luò)故障的診斷與處理通過CAN（EVBS）線協(xié)調(diào)電池管理系統(tǒng)、電機(jī)控制器、空調(diào)系統(tǒng)等模塊相互通信。四、背景知識(shí)164.1 整車控制器的組成與功能（4）制動(dòng)能量回饋控制可以工作在再生制動(dòng)狀態(tài)，對(duì)制動(dòng)能量進(jìn)行回收利用是電動(dòng)汽車和傳統(tǒng)能源汽車的重要區(qū)別。整車控制器根據(jù)行駛速度、駕駛員制動(dòng)意圖和動(dòng)力電池組狀態(tài)（如電池荷電狀態(tài)SOC值）進(jìn)行綜合判斷后，對(duì)制動(dòng)能量回饋進(jìn)行控制。（5）故障診斷和處理根據(jù)傳感器的輸入及其他通過CAN總線通信得到的電機(jī)、電池、充電機(jī)等的信息，對(duì)各種

8、故障進(jìn)行判斷、等級(jí)分類、報(bào)警顯示，存儲(chǔ)故障碼，供維修時(shí)查看。（6）車輛狀態(tài)監(jiān)測和顯示整車控制器應(yīng)該對(duì)車輛的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，并且將各個(gè)子系統(tǒng)的信息發(fā)送給車載信 息顯示系統(tǒng)，其過程是通過傳感器和CAN總線，檢測車輛狀態(tài)及其動(dòng)力系統(tǒng)及相關(guān)電器附件相關(guān)各子系統(tǒng)狀態(tài)信息驅(qū)動(dòng)顯示儀表，將狀態(tài)信息和故障診斷信息通過數(shù)字儀表顯示出來。包括車速、里程、電機(jī)的轉(zhuǎn)速、溫度、電池的電量、電壓、電流、故障信息等。四、背景知識(shí)174. 整車控制器的故障分級(jí)與警示4.1 整車控制器的組成與功能整車控制系統(tǒng)根據(jù)電機(jī)、電池、EPS（電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)）、DC/DC、整車CAN網(wǎng)絡(luò)及整車控制器等出現(xiàn)的故障進(jìn)行綜合判斷，確定故障的

9、等級(jí)并進(jìn)行相應(yīng)的控制處理。當(dāng)整車控制器對(duì)自身及各系統(tǒng)進(jìn)行檢測過程中發(fā)現(xiàn)故障問題時(shí)，會(huì)點(diǎn)亮儀表中相應(yīng)的指示燈，以異常閃爍或常亮的方式進(jìn)行警示。四、背景知識(shí)18整車控制系統(tǒng)的故障分級(jí)與處理等級(jí)名稱故障后處理故障列表一級(jí)致命故障緊急斷開高壓MCU直流母線過壓故障；BMS一級(jí)故障二級(jí)嚴(yán)重故障二級(jí)電機(jī)故障零扭矩，二級(jí)電池故障20A放電直流限功率MCU相電流過流、IGBT、旋變等故障、電機(jī)節(jié)點(diǎn)丟失故障、檔位信號(hào)故障三級(jí)一般故障跛行加速踏板信號(hào)故障降功率MCU電機(jī)超速保護(hù)限功率7KW跛行故障、SOC1%、BMS單體欠壓、內(nèi)部通訊、硬件等二級(jí)故障限速15km/h低壓欠壓故障、制動(dòng)故障四級(jí)輕微故障只儀表顯示，四

10、級(jí)故障屬于維修提示，但是VCU不對(duì)整車進(jìn)行限制；四級(jí)能量回收故障，僅停止能量回收，行駛不受影響MCU電機(jī)電機(jī)系統(tǒng)溫度傳感器、直流欠壓故障、VCU硬件、DC/DC異常等故障四、背景知識(shí)194.1 整車控制器的組成與功能常見故障指示燈VCU是整車的控制中心，VCU若發(fā)生故障，汽車各個(gè)子系統(tǒng)將無法獲得通訊信息，從而導(dǎo)致多個(gè)故障燈點(diǎn)亮。四、背景知識(shí)204.2 整車控制器吉利EV450控制器是整車所有控制單元的運(yùn)行平臺(tái)，將駕駛員意圖傳遞給整車動(dòng)力系統(tǒng)，管理整車高壓互鎖、功率限制等安全保護(hù)策略。整車控制器 VCU車身控制器 BCM四、背景知識(shí)214.2 整車控制器車身控制器（BCM）控制整車配電系統(tǒng)，具有

11、啟動(dòng)配電控制、低壓輔助電器配電控制、防盜預(yù)警、碰撞解鎖等功能。PCB集成控制電路外殼四、背景知識(shí)224.2 整車控制器整車控制器通過慢充連接確認(rèn)，快充連接確認(rèn)，快充正極/負(fù)極接觸器控制、高壓互鎖等信號(hào)及電池管理系統(tǒng)信息，判斷整車能否充電及充電時(shí)間控制。同時(shí)，整車控制器還通過DCDC使能控制、水泵控制繼電器等實(shí)施對(duì)純電動(dòng)汽車的輔助系統(tǒng)控制。四、背景知識(shí)234.3 EV450整車控制電路的分析1.整車控制電路的分析按照“控制系統(tǒng)的功能”對(duì)整車電路圖進(jìn)行分析，主要實(shí)施功能如下：車輛狀態(tài)檢測與顯示充電過程控制高壓互鎖控制上下電控制整車控制模式判斷和驅(qū)動(dòng)控制整車能量優(yōu)化管理整車通信網(wǎng)絡(luò)管理制動(dòng)能量回饋控

12、制故障診斷和處理四、背景知識(shí)244.3 EV450整車控制電路的分析四、背景知識(shí)254.3 EV450整車控制電路的分析對(duì)整車控制電路圖進(jìn)行簡化，得到整車控制電路原理。四、背景知識(shí)264.3 EV450整車控制電路的分析2.整車模式與驅(qū)動(dòng)控制整車控制器VCU根據(jù)：加速踏板信號(hào)（CA67/123、CA67/112、CA67/99、CA67/124、CA67/111、CA67/110）制動(dòng)踏板信號(hào)（通過CA67/96、CA67/86）解釋駕駛?cè)说鸟{駛意圖，根據(jù)控制策略中的相關(guān)規(guī)則將駕駛?cè)税l(fā)出的加速踏板信號(hào)和制動(dòng)踏板信號(hào)轉(zhuǎn)化為電機(jī)的轉(zhuǎn)矩命令，并通過動(dòng)力CAN（CA66/7、CA66/8）傳送給PEU

13、，PEU實(shí)施對(duì)電機(jī)的控制以此滿足駕駛?cè)说鸟{駛模式需求。整車控制器采集鑰匙信號(hào)、加速踏板、制動(dòng)踏板、檔位信號(hào)和其他傳感器信號(hào)，然后提取出有效值，整車控制策略通過對(duì)這些有效值判斷、計(jì)算，取相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)模式，然后向電機(jī)控制器發(fā)送整車期望轉(zhuǎn)矩指令。四、背景知識(shí)274.3 EV450整車控制電路的分析3.制動(dòng)能量回收控制正常驅(qū)動(dòng)模式是指車輛處于驅(qū)動(dòng)使能狀態(tài)下，整車動(dòng)力系統(tǒng)能夠無故障運(yùn)行，保障車輛正常行駛。此時(shí)整車控制器根據(jù)加速踏板信號(hào)、車速（V-CAN）和電池SOC值（V-CAN）來確定發(fā)送給電機(jī)控制器的轉(zhuǎn)矩指令，當(dāng)電機(jī)控制器從整車控制器得到扭矩輸出的指令時(shí)，將動(dòng)力電池提供的直流電，轉(zhuǎn)化成三相交流電，驅(qū)動(dòng)

14、電機(jī)輸出扭矩，通過機(jī)械傳輸來驅(qū)動(dòng)車輛。當(dāng)車輛制動(dòng)踏板信號(hào)有效并且車速大于一定值，則對(duì)車輛的動(dòng)能進(jìn)行回收，開啟制動(dòng)能量回饋控制。由于電機(jī)既可以作電動(dòng)機(jī)，又可以作發(fā)電機(jī)，此時(shí)電機(jī)輸出制動(dòng)力矩，有效的吸收車輛剎車時(shí)的動(dòng)量，電機(jī)將車子的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，然后三相正弦交流電通過電機(jī)控制器轉(zhuǎn)化為直流電，產(chǎn)生的電能給動(dòng)力電池充電，增加能量的利用率，故電動(dòng)汽車具有制動(dòng)能量回饋的功能。四、背景知識(shí)284.3 EV450整車控制電路的分析4.整車通信網(wǎng)絡(luò)管理與車輛狀態(tài)監(jiān)測與顯示整車控制器是信息管理的中心，負(fù)責(zé)信息的組織與傳輸、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)管理、信息優(yōu)先權(quán)的動(dòng)態(tài)分配及網(wǎng)絡(luò)故障與診斷等功能，VCU通過動(dòng)力CAN與車身CAN

15、進(jìn)行信息管理，并且實(shí)施在線監(jiān)控和參數(shù)調(diào)整。四、背景知識(shí)294.3 EV450整車控制電路的分析5.充電過程控制插入交流電供電裝置的連接器（充電槍）低壓蓄電池給VCU、BMS供電連接器上的CC信號(hào)給到車輛控制模塊車輛控制模塊被喚醒車輛控制模塊喚醒其它控制模塊，如動(dòng)力電池模塊、電機(jī)控制模塊慢充喚醒各模塊進(jìn)行自檢車輛控制模塊通過 CAN總線與各控制模塊等進(jìn)行通訊車輛控制模塊通過CP信號(hào)與交流電供電裝置模塊進(jìn)行通信確認(rèn)交流電供電裝置控制繼電器閉合，向車載充電機(jī)輸入220V的交流電續(xù)四、背景知識(shí)304.3 EV450整車控制電路的分析5.充電過程控制BMS檢測動(dòng)力電池狀態(tài)符合充電要求，喚醒車載充電機(jī)向動(dòng)

16、力電池充電充電主繼電器閉合車載充電機(jī)變壓、整流后給到高壓分線盒，再向動(dòng)力電池進(jìn)行充電BMS檢測動(dòng)力電池狀態(tài)的變化，控制車載充電機(jī)輸出電流的大小BMS檢測到動(dòng)力電池充滿或交流慢充供電裝置異常時(shí)慢充控制充電主繼電器斷開，同時(shí)控制交流供電裝置停止輸出交流電四、背景知識(shí)316. EV450上下電控制策略上電過程（1）吉利EV450采用無鑰匙進(jìn)入與啟動(dòng)系統(tǒng)，車身控制模塊BCM檢測周圍遙控器（UID）的有效性，遙控器發(fā)出信號(hào)回應(yīng)車輛，BCM控制解鎖轉(zhuǎn)向柱電子鎖（ESCL），此時(shí)BCM通過CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行信息認(rèn)證。4.3 EV450整車控制電路的分析四、背景知識(shí)32（2）當(dāng)駕駛員將一鍵啟動(dòng)開關(guān)打

17、到ACC檔，BCM通過IP23/32端子控制ACC繼電器IR03閉合，給ACC用電設(shè)備供電。當(dāng)駕駛將啟動(dòng)開關(guān)打到ON檔，BCM通過IP23/15、IP23/31控制IG1、IG2繼電器閉合，IG1給VCU供電，IG2給BMS、PEU等電控單元供電，VCU、BMS、PEU等進(jìn)行自檢。4.3 EV450整車控制電路的分析6. EV450上下電控制策略上電過程四、背景知識(shí)334.2 V450上下電控制策略（3）當(dāng)駕駛員踩下制動(dòng)踏板，按下啟動(dòng)開關(guān)（ST檔），請(qǐng)求上電。BCM發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)給VCU，VCU通過動(dòng)力CAN檢測是否滿足上電條件。4.3 EV450整車控制電路的分析6. EV450上下電控制策略

18、上電過程四、背景知識(shí)344.2EV450上下電控制策略（4）VCU通過動(dòng)力CAN喚醒BMS，BMS控制負(fù)極接觸器先閉合，然后啟動(dòng)預(yù)充程序。 BMS監(jiān)測輸出母線電壓，當(dāng)輸出母線電壓與動(dòng)力電池電壓相差小于50V，控制主正接觸器閉合，斷開主預(yù)充接觸器，完成上電過程。4.3 EV450整車控制電路的分析6. EV450上下電控制策略上電過程四、背景知識(shí)354.2 EV450上下電控制策略（5）VCU通過VCAN總線點(diǎn)亮儀表“READY”指示燈。同時(shí)VCU向PEU發(fā)送指令，指示電機(jī)使能信息、電機(jī)模式信息以及相應(yīng)模式下的電機(jī)轉(zhuǎn)矩。PEU向VCU上報(bào)電機(jī)和控制器的各種參數(shù)及故障報(bào)警信息。4.3 EV450整

19、車控制電路的分析6. EV450上下電控制策略上電過程四、背景知識(shí)364.2 EV450上下電控制策略“READY”指示燈亮起車輛進(jìn)入行駛準(zhǔn)備狀態(tài)。4.3 EV450整車控制電路的分析6. EV450上下電控制策略上電過程四、背景知識(shí)374.2 E450上下電控制策略上電狀態(tài)下，BMS、VCU、PEU等監(jiān)測到漏電、碰撞、高壓互鎖、旋變傳感器等故障信號(hào)時(shí)，然后讓BMS控制主正接觸器、負(fù)極接觸器和分壓接觸器斷開，電動(dòng)汽車下電。上電狀態(tài)下，當(dāng)駕駛員再次按下啟動(dòng)按鈕下電時(shí)，BCM向VCU請(qǐng)求下電，VCU通過PCAN總線讓PEU切斷驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源，然后通過PCAN發(fā)送指令給BMS，BMS控制主正接觸器

20、、負(fù)極接觸器斷開，電動(dòng)汽車下電。4.3 EV450整車控制電路的分析6. EV450上下電控制策略下電過程四、背景知識(shí)384.2 E450上下電控制策略吉利EV450通過整車控制器發(fā)出PMW信號(hào)，經(jīng)過電機(jī)控制器、車載充電機(jī)、空調(diào)壓縮機(jī)、加熱控制器再回到整車控制器，形成一個(gè)閉環(huán)的監(jiān)測系統(tǒng)。當(dāng)整車發(fā)生碰撞時(shí)，碰撞傳感器發(fā)出碰撞信號(hào)，觸發(fā)HVIL斷電信號(hào)，整車高壓源會(huì)在毫秒級(jí)時(shí)間內(nèi)自動(dòng)斷開，以保障用戶的安全。4.3 EV450整車控制電路的分析7. 高壓互鎖控制五、任務(wù)實(shí)施活動(dòng)1： 整車控制系統(tǒng)的認(rèn)知391.完成工作頁背景知識(shí)考核。 2.根據(jù)EV450整車控制系統(tǒng)原理，在下圖的框中填出EV450高壓上電控制系統(tǒng)各控制器和部件的名稱。3.根據(jù)任務(wù)情景描述，對(duì)故障進(jìn)行確認(rèn)。（1）進(jìn)行試車，故