汽車維護 教案 6-2新能源汽車高壓部件的認識與絕緣檢測

機械工業(yè)出版社汽車維護教案項目6新能源汽車的維護第3周任務名稱任務2新能源汽車高壓部件的認識與絕緣檢測學時數(shù)8學時教學目標知識目標1.認識新能源汽車高壓部件2掌握高壓絕緣檢測的方法技能目標1.能夠指出新能源汽車各部件的位置2能夠?qū)囕v進行絕緣檢測素養(yǎng)目標1.培養(yǎng)安全責任意識2.培養(yǎng)環(huán)保意識教學重難點重點認識新能源汽車高壓部件。難點掌握高壓絕緣檢測的方法。教學方法項目教學法、講述法、小組學習法。教具智慧云黑板、實訓車輛、舉升機、工具車、車內(nèi)外三件套、手電筒、抹布、照明燈、滅火器、防護用具、無紡布、玻璃清洗液等教學流程教學過程備注任務引入一臺新能源車充電口突然騰起白煙，絕緣檢測儀發(fā)出刺耳警報——這驚險一幕揭開了高壓部件絕緣失效的致命威脅。新能源汽車的電池、電機與電控系統(tǒng)構(gòu)成300-800V的"高壓三角區(qū)"，其絕緣性能如同守護生命的"電子屏障"。權威統(tǒng)計顯示，新能源車60%的起火事故源于高壓部件絕緣故障，而規(guī)范的檢測可提前攔截90%以上隱患。本任務將帶您穿透橙色高壓線束的表象，系統(tǒng)解密"電能心臟"的構(gòu)造密碼：從辨識電池包防爆閥的微妙形變，到用絕緣電阻測試儀捕捉0.1MΩ的致命衰減；從掌握電位均衡測試的黃金法則，到解析BMS絕緣監(jiān)測數(shù)據(jù)的隱藏信號。當您完成本單元修煉，不僅能精準繪制高壓系統(tǒng)的"絕緣地圖"，更能將每微安漏電流的波動轉(zhuǎn)化為安全預警，讓新能源時代的每一次能量傳遞都包裹著牢不可破的"隱形鎧甲"。教學內(nèi)容一、動力蓄電池動力蓄電池安裝在車輛底部，其外形結(jié)構(gòu)如圖6-16所示。北汽新能源汽車EV150和EV160采用的是磷酸鐵鋰電池,這種電池使用壽命長,循環(huán)壽命大于2000次，安全性能高，但能量密度相對較低;EV200則采用的是韓國SK三元鋰離子電池，這種電池能量密度相對較高，但循環(huán)壽命只有1000次，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖6-17所示。動力蓄電池總成內(nèi)部的構(gòu)造屬于行業(yè)機密，每個廠家的動力蓄電池系統(tǒng)都不一樣。EV200所使用的電芯為SK三元鋰電電芯，電池包布局結(jié)構(gòu)為3P91S(3個并聯(lián)，91個串聯(lián))，共273個電芯。例如，EV160電池布局為動力蓄電池由10個電池模組串聯(lián)，每個模組10個單體電池串聯(lián)，每個單體電池3.2V，動力蓄電池總電壓為320V，具體結(jié)構(gòu)如圖6-18所示。同時，BMS(動力蓄電池管理系統(tǒng))監(jiān)控每個電芯并反饋給VCU(整車控制系統(tǒng))，以確保每塊電池工作在最佳狀況。二、驅(qū)動電機系統(tǒng)驅(qū)動電機系統(tǒng)指驅(qū)動電機、驅(qū)動電機控制器及它們工作必需的輔助裝置(如冷卻系統(tǒng))的組合。驅(qū)動電機是將電能轉(zhuǎn)換成機械能為車輛行駛提供驅(qū)動力的電氣裝置，該裝置也可具備機械能轉(zhuǎn)化成電能的功能。驅(qū)動電機控制器是控制動力電源與驅(qū)動電機之間能量傳輸?shù)难b置，由控制信號接口電路、驅(qū)動電機控制電路和驅(qū)動電路組成。驅(qū)動電機系統(tǒng)主要由驅(qū)動電機、電機控制器和冷卻系統(tǒng)組成，三、高壓配電箱高壓配電箱位于后行李艙電池包支架右上方,高壓配電箱外部有高壓端子、低壓線束、漏電傳感器檢測線、空調(diào)熔絲、車載充電熔絲、高壓配電箱外部高壓端子四、充電系統(tǒng)動力蓄電池是電動汽車的重要組成部分，它是電動汽車能量的來源。因此，需要一個電動汽車充電系統(tǒng)來保證動力蓄電池的充電。這一重要部件主要基于功率轉(zhuǎn)換，允許電能在電網(wǎng)和電動汽車電池之間轉(zhuǎn)移。因此，這些EV充電器可以根據(jù)幾個標準進行分類，包括充電器位置、能量傳遞方向、充電器結(jié)構(gòu)、連接類型和功率轉(zhuǎn)換的數(shù)量等。1.快充系統(tǒng)快充系統(tǒng)采用直流快充,充電口一般位于機艙蓋前方車標內(nèi)部，用于連接快充樁輸出端的充電插頭。當充電口蓋板打開時，儀表充電指示燈應常亮，當關閉充電口蓋板時，儀表充電指示燈應熄滅。如果充電口蓋板出現(xiàn)問題，車輛無法正常起動。(1)充電樁常見的充電樁主要有交流充電樁、直流充電樁和交直流一體充電樁(2)充電插口的組成充電插口是指用于連接活動電纜和電動汽車的充電部件，主要由充電插座與充電插頭兩部分組成，如圖6-24所示。連接快充口到高壓控制盒之間的線束,其作用為將快充樁輸入的高壓直流電輸送到高壓控制盒2.慢充系統(tǒng)慢充系統(tǒng)使用交流220V單相民用電，通過車載充電機整流變換，將交流電變換為高壓直流電給動力蓄電池供電。慢充系統(tǒng)主要部件有供電設備、慢充口、慢充線束、車載充電機、高壓控制盒、動力蓄電池等。目前,北汽新能源車輛的慢充口大多數(shù)在傳統(tǒng)汽車的加油口位置,用于連接慢充樁充電線。當充電口蓋板打開時，儀表充電指示燈應常亮，當關閉充電口蓋板時，儀表充電指示燈應熄滅。如果充電口蓋板出現(xiàn)問題,車輛無法正常起動。(1)慢充樁慢充的電流轉(zhuǎn)換過程在車內(nèi)完成。電網(wǎng)的交流電通過交流充電樁,輸入電動汽車的慢充口，經(jīng)過汽車內(nèi)部的車載充電機把交流電轉(zhuǎn)換成直流電，再輸入給電池組，完成充電。交流充電樁只是起了一個控制電源的作用,后續(xù)AC/DC是由車載充電機完成的,如圖6-26所示。(2)車載充電機車載充電機的作用是將輸入的220V交流電轉(zhuǎn)換為動力蓄電池所需的290~410V高壓直流電,實現(xiàn)動力蓄電池電量的補給,工作過程中需要協(xié)調(diào)充電樁、BMS等部件，如圖6-27所示。(3)慢充口交流慢充口安裝在車輛LOGO處,充電時,根據(jù)選擇的充電類型,連接交流充電槍或者直流充電槍到相應的充電接口,連接正確后開始充電。充電接口連接后形成檢測回路，當出現(xiàn)連接故障時，整車控制單元(VCU)可以檢測該故障五、絕緣檢測對于封閉回路的高壓直流電氣系統(tǒng)，其絕緣性能通常用電氣系統(tǒng)中電源對地漏電流的大小來表征。1.絕緣檢測的方法現(xiàn)在普遍使用輔助電源法和電流傳感法兩種漏電流檢測方法。使用電子式絕緣表或手搖式絕緣電阻表進行絕緣檢測時，首先要進行儀表的檢查，再進行正確的測試，純電動汽車相應部件的絕緣檢測，要注意進行高壓防護。2.絕緣檢測操作安全要點電動汽車絕緣檢測操作過程中，必須遵循相應原則，否則容易出現(xiàn)電擊、損壞器件等危害現(xiàn)象，操作安全基本要點如下:1)使用儀表前，檢查表筆的絕緣層是否完好，應無破損，檢查儀表后蓋是否蓋好，未蓋好前嚴禁使用，否則會有電擊的危險。2)測試前，先確認導線的連接插頭已緊密地插入端子內(nèi)，功能選擇開關設定在與被測對象相應的位置上。3)為避免電擊，在測試時，測試人員及其他人員嚴禁接觸測試引線頭及被測電路和零部件，因其在被檢測時已經(jīng)帶有高壓強電。在測試時請勿轉(zhuǎn)動功能選擇開關。4)使用后務必將功能選擇開關旋于OFF位置。5)儀表處于潮濕狀態(tài)下，不能使用或更換動力蓄電池。6)不要在易燃性場所測試，火花可能引起爆炸。7)儀表在使用過程中，機殼或測試線發(fā)生斷裂而造成金屬外露時停止使用。8)測試端子間不要加超過AC或DC600V的電壓。9)儀表顯示電量不足時應及時更換動力蓄電池，以確保測量的準確性，長期不使用時，要將動力蓄電池取出保管。10)絕緣檢測需要穿戴絕緣防護套裝。11)絕緣檢測應符合以下標準:當空氣相對濕度≤90%時，檢測的絕緣電阻值應≥20MΩ;當空氣相對濕度>90%時，檢測的絕緣電阻值應≥2MΩ，不符合以上標準則應查明原因，直至符合絕緣標準為止。任務實施一、絕緣工具的認識并使用1.任務描述認識絕緣認證及等級，會使用絕緣基本操作工具進行安全操作，會使用絕緣電阻測試儀、絕緣電阻表測量。2.實施條件1）工位：準備個工位。2）設備：電動汽車輛。3）工具：車內(nèi)外三件套、手電筒、抹布、絕緣工具、警示標志、警示隔離帶、絕緣手套（等級級以上）、勞動手套或防滑手套、絕緣帽、絕緣鞋、護目鏡、絕緣電阻測試儀、絕緣電阻表、測量器件（導線、鋼管等）。4）資料：汽車維修手冊。3.實施步驟1）準備工具。2）根據(jù)套裝工具，逐類認識絕緣基本操作工具，并找到所有工具相應認證及等級。3）佩戴高壓防護用具，使用一種絕緣基本操作工具進行簡單的拆解練習。4）認識數(shù)字式絕緣電阻表，并正確地連接測量線，進行電壓、電阻等基本項目的測量，并進行絕緣檔的使用練習5)認識手搖式絕緣電阻表，正確地連接測量線，進行基本器件絕緣性測試練習6)使用前的準備工作:①檢查絕緣電阻表是否能正常工作。將絕緣電阻表水平放置，空搖絕緣電阻表手柄，指針應該指到處，再慢慢搖動手柄，使L和E兩接線樁輸出線瞬時短接，指針應迅速指零。注意在搖動手柄時不得讓L和E短接時間過長，否則將損壞絕緣電阻表。②檢查被測電氣設備和電路,看是否已全部切斷電源。絕對不允許設備和電路帶電時用絕緣電阻表測量。③測量前，應對設備和電路先行放電，以免設備或電路的電容放電危及人身安全和損壞絕緣電阻表，這樣還可以減少測量誤差，同時注意將被測試點擦拭干凈。7)水平放置絕緣電阻表。8)正確接測量線。9)搖動手柄的轉(zhuǎn)速要均勻，一般規(guī)定為120r/min，允許有±20%的變化，最多不應超過±25%。通常都要搖動1min后，待指針穩(wěn)定下來再讀數(shù)。如被測電路中有電容時，先持續(xù)搖動一段時間,讓絕緣電阻表對電容充電,指針穩(wěn)定后再讀數(shù),測完后先拆去接線,再停止搖動。若測量中發(fā)現(xiàn)指針指零，應立即停止搖動手柄。10)測量完畢，應對設備充分放電，否則容易引起觸電事故。二、絕緣檢測工具的使用與實車絕緣檢測1.任務描述能使用電子式絕緣電阻萬用表進行絕緣檢測，并掌握基本步驟。2.實施條件1)工位:準備4個工位。2)設備:電動汽車4輛。3)工具:車內(nèi)外三件套、手電筒、抹布、絕緣工具、警示標志、警示隔離帶、絕緣手套(等級1000V/300A以上)、勞動手套或防滑手套、絕緣帽、絕緣鞋、護目鏡、絕緣電阻表、測量器件(導線、鋼管等)等。4)資料:汽車維修手冊。3.實施步驟1)進行場地安全警示，并進行個人基本防護，拔下車