新能源汽車結(jié)構(gòu)與檢修課件教案3.4動(dòng)力電池系統(tǒng)故障維修

1、3.4動(dòng)力電池系統(tǒng)故障維修授課題目3.4動(dòng)力電池系統(tǒng)故障維修教學(xué)目標(biāo)應(yīng)知1. 了解動(dòng)力電池系統(tǒng)絕緣監(jiān)測系統(tǒng)工作原理與檢測方法2. 了解電動(dòng)汽車動(dòng)力電池系統(tǒng)常見故障與原因應(yīng)會1具備資料查詢、收集和整理能力2. 能進(jìn)行動(dòng)力電池的檢測與更換作業(yè)3. 具備一定的動(dòng)力電池系統(tǒng)故障診斷能力教學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容教學(xué)方法1. 了解動(dòng)力電池系統(tǒng)絕緣監(jiān)測系統(tǒng)工作原理與檢測方法2. 了解電動(dòng)汽車動(dòng)力電池系統(tǒng)常見故障與原因任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、現(xiàn)場教學(xué)法、實(shí)踐操作法教學(xué)難點(diǎn)內(nèi)容突破方法1具備資料查詢、收集和整理能力2. 能進(jìn)行動(dòng)力電池的檢測與更換作業(yè)3. 具備一定的動(dòng)力電池系統(tǒng)故障診斷能力通過教師與學(xué)生的互動(dòng)與學(xué)生自主的反復(fù)練習(xí)課堂類

2、型理實(shí)一體授課地點(diǎn)教學(xué)方法案例分析法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、現(xiàn)場教學(xué)法、實(shí)踐操作法課時(shí)授課班級實(shí)施時(shí)間備課時(shí)間教學(xué)過程時(shí)間分配內(nèi)容/項(xiàng)目/情景教學(xué)教學(xué)目標(biāo)活動(dòng)形式6S管理進(jìn)入實(shí)訓(xùn)室門口的檢查:1. 工作服穿戴是否整齊2食品包裝盒不能帶入實(shí)訓(xùn)室實(shí)訓(xùn)室的檢查1. 檢查學(xué)生是否隨手丟垃圾2. 實(shí)訓(xùn)操作時(shí)是否規(guī)范離開實(shí)訓(xùn)室：注重培養(yǎng)學(xué)生的素養(yǎng)培養(yǎng)學(xué)生具有6S管1做到整理；整頓；清掃工作理的理念約15分鐘提引通提問引案并收隨抽的名生答答31>問入22過出題入例且集機(jī)取2-學(xué)回的案通過提出問題并將學(xué)生回答問題的答案引發(fā)更多學(xué)生討論，將學(xué)生注意力吸引到本節(jié)課要講的內(nèi)容上來，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)效率動(dòng)力電

3、池系統(tǒng)當(dāng)見故障一、新課引入：一輛新能源汽車在行駛過程中托底，導(dǎo)致動(dòng)力電池箱體破損。車主李：車輛在行駛過程中只是輕輕磕碰了一下，怎么動(dòng)力電池就壞了呢？技師王：新能源電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池安裝在車輛底部，極易發(fā)生托底損壞的事故。在行車過程中遇到起伏不平或者積水的路面時(shí)候，一定要仔細(xì)觀察路況，緩慢行駛或選擇繞行，以免給車輛造成損傷。二、講授新課4.1絕緣電阻監(jiān)測系統(tǒng)新能源電動(dòng)汽車采用電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，內(nèi)部有幾百伏的高壓電，有著極高的絕緣要求。而汽車是一個(gè)不斷運(yùn)動(dòng)的部件,隨著使用年限增加、系統(tǒng)振動(dòng)、部件老化、溫濕度變化等因素的影響，都有可能導(dǎo)致車輛整體絕緣性能的下降。不僅會影響車輛運(yùn)行，還將危及司乘人員的人身

4、安全，因此,電動(dòng)汽車高壓電氣系統(tǒng)絕緣性能是一個(gè)至關(guān)重要的技術(shù)指(1) 絕緣電阻監(jiān)測系統(tǒng)工作原理新能源汽車的高壓電路應(yīng)按GB/T18384.3-2015中規(guī)定提供直接接觸防護(hù)，布置在乘客艙或行李艙外部的B級高壓電路(601500V)的防護(hù)性能應(yīng)滿足IP67的要求。當(dāng)各高壓部件、接口的通斷導(dǎo)致系統(tǒng)暴露產(chǎn)生潛在危險(xiǎn)時(shí),B級電壓系統(tǒng)應(yīng)自動(dòng)不帶電。(1)絕緣電阻監(jiān)測系統(tǒng)工作原理斗他動(dòng)力電池歪竦電且動(dòng)力電池正負(fù)極通過絕緣層與底盤構(gòu)成電流回路，當(dāng)整車絕緣下降時(shí)漏電電流就會增大，漏電電流達(dá)到一定值時(shí)，將危及乘客安全以及整車電氣系統(tǒng)的正常運(yùn)行。新能源汽車的絕緣電阻監(jiān)測系統(tǒng)主要是通過在正極動(dòng)力電纜與底盤，負(fù)極動(dòng)力

5、電纜與底盤之間分壓的方式，來測量動(dòng)力電纜相對于車輛底盤的絕緣程度。為了簡化結(jié)構(gòu)，通常將絕緣電阻監(jiān)測模塊設(shè)在動(dòng)力電池系統(tǒng)內(nèi)，并把絕緣電阻監(jiān)測功能集成到BMS上。在高壓電斷開的情況下用絕緣表測量正對地和負(fù)對地的絕緣阻值，均應(yīng)大于等于匚ccc/“木rmi(2) 絕緣電阻測量流程測量儀器：絕緣測試儀，又叫兆歐表。安全提示：絕緣測試儀在工作時(shí)自身會產(chǎn)生高電壓，而測量對象也是電氣設(shè)備，所以必須正確使用，以免造成人身傷害或設(shè)備損壞。檢測方法： 試驗(yàn)前關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，拆卸低壓蓄電池負(fù)極連接線。 拔下維修開關(guān)，交專人保管或鎖起來，以防誤插情況。 斷開動(dòng)力電池高壓電纜插接件，并用放電工裝進(jìn)行放電。 對絕緣表進(jìn)行初步

6、檢查，確認(rèn)絕緣表工作正常。 選擇合適的量程，連接測試線，按下測試鍵后讀取其絕緣由陽值注意事項(xiàng)： 測量前必須斷開被測設(shè)備電源并進(jìn)行放電，嚴(yán)禁帶電測量。 被測物表面要清潔，減少接觸電阻，確保測量結(jié)果準(zhǔn)確。 測量大電容電機(jī)和較長電纜的絕緣電阻時(shí)，須適當(dāng)延長測量時(shí)間才能得到正確結(jié)果。 在陰雨潮濕的天氣或環(huán)境濕度太大時(shí)，不易進(jìn)行測量工作。 測試輸出電壓插孔輸出的是高壓電，嚴(yán)禁用手直接觸摸測試筆。 電池能量不足時(shí)應(yīng)及時(shí)更換，長期存放時(shí)應(yīng)取出電池。 測試時(shí)雙手應(yīng)佩戴絕緣手套。4.2動(dòng)力電池更換(1) 車輛停放平穩(wěn)，鋪設(shè)車輛防護(hù)用品。(2) 操作人員穿戴好高壓安全防護(hù)用品。(3) 斷開12V蓄電池負(fù)極，并用絕

7、緣膠帶包裹負(fù)極連接線、蓄電池極柱。(4) 拆下維護(hù)維修開關(guān)(有的車型沒有維護(hù)開關(guān))。(5) 舉升車輛，拆卸動(dòng)力電池線束護(hù)板。(6) 拆卸動(dòng)力電池高低壓線束。（7）測量動(dòng)力電池端正負(fù)極端子輸出電壓是否為0V,如果高壓端帶電需等待幾分鐘再次進(jìn)行測量，嚴(yán)禁帶電操作。（8）用放電工裝對高壓負(fù)載端進(jìn)行放電。（9）將動(dòng)力電池舉升車推入車輛底部，托住動(dòng)力電池總成底部，按順序拆卸動(dòng)力電池總成的固定螺栓。（10）緩慢降下動(dòng)力電池舉升車，并將動(dòng)力電池推出車外。（11）安裝時(shí)將動(dòng)力電池移至車輛下方，緩慢升起電池舉升車，使動(dòng)力電池兩側(cè)的定位銷對準(zhǔn)車輛下方定位孔。（12）按順序依次擰緊動(dòng)力電池的固定螺栓，安裝動(dòng)力電池高

8、低壓線束插接件及電池護(hù)板。（13）車輛復(fù)位，檢查車輛上電和充電是否正常。 維護(hù)插接器（MSD）也叫維修開關(guān)或緊急開關(guān)，在特定時(shí)刻能夠?qū)崿F(xiàn)高壓系統(tǒng)的電氣隔離，是保證電動(dòng)汽車高壓電氣安全的關(guān)鍵部件。 在車輛維修或存在漏電危險(xiǎn)等特殊情況時(shí)，使用維修開關(guān)切斷高壓電路。維護(hù)開關(guān)的安裝位置各車型都不一樣，主要分布在后排座椅下發(fā)、中央扶手箱下方、后備箱內(nèi)以及副駕駛座椅下方等位置。弓誦KI甥J1養(yǎng)SD1-電池正極和正極繼電器C1之間SD2-電池組中心，這里是動(dòng)力電池額定電壓的中間分壓位置SD3-電池負(fù)極和負(fù)極繼電器C2之間電動(dòng)客車安全技術(shù)條件要求：在繼電器斷開的情況下，MSD斷開后5秒內(nèi)，所有外部電池端子的電

9、壓應(yīng)小于60VDC維修開關(guān)MSD取出方法4.4動(dòng)力電池系統(tǒng)常見故障動(dòng)力電池系統(tǒng)屬于高壓部件，其好壞直接影響著整車安全性及可靠性。故障現(xiàn)象：動(dòng)力電池管理系統(tǒng)發(fā)生故障，就失去了對電池的監(jiān)控，不能估計(jì)電池的荷電狀態(tài)，容易造成電池過充、過放、過載、過熱以及不一致性問題的增加，影響電池的性能、使用壽命甚至行車安全。故障類型：動(dòng)力電池系統(tǒng)故障按照故障發(fā)生的部位可以分為三類，即單體電池故障、電池管理系統(tǒng)故障、線路或連接件故障。（1）單體電池故障單體電池SOC偏低和單體電池SOC偏高這種情況下電池性能正常，無須更換。如果單體電池SOC偏低，則該電池在汽車行駛過程中，電壓最先達(dá)到放電截止電壓，使得電池組實(shí)際容量

10、降低，應(yīng)對該單體電池進(jìn)行補(bǔ)充充電。如果單體電池SOC偏咼，則該電池在充電末期最先達(dá)到充電截止電壓，影響充電容量，需對該單體電池進(jìn)行單獨(dú)補(bǔ)充放電。單體電池容量不足和單體電池內(nèi)阻偏大這種情況電池性能衰退嚴(yán)重，應(yīng)立即更換。在電池組中，最小的單體電池容量也限制了整個(gè)電池組的容量，因此發(fā)生單體電池容量不足故障會影響車輛續(xù)駛里程。鋰離子電池內(nèi)阻如果過大，會嚴(yán)重影響電池的電化學(xué)性能，如充放電過程中的極化嚴(yán)重、活性物質(zhì)利用率低、循環(huán)性能差等。單體電池內(nèi)部短路、單體電池外部短路這種情況影響行車安全。如果單體電池極性裝反，在強(qiáng)振動(dòng)下鋰離子電池的極耳、極片上的活性物質(zhì)、接線柱、外部連線和焊點(diǎn)可能會折斷或脫落，造成單

11、體電池內(nèi)部短路或者外部短路故障。通常情況下，造成單體電池前兩種故障的原因可能包括兩個(gè)：一是動(dòng)力電池成組時(shí)單體電池一致性問題，單體電池的SOC、容量、內(nèi)阻本身就存在差異；二是單體電池在成組應(yīng)用過程中因?yàn)閼?yīng)用環(huán)境差異(如溫度、充放電電流)而造成的一致性差異增加，加劇單體電池的不一致性。(2)電池管理系統(tǒng)故障電池管理系統(tǒng)通常對單體電壓、總電壓、總電流和溫度等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控采樣，并將實(shí)時(shí)參數(shù)反饋給整車控制器。電池管理系統(tǒng)除了對電池性能參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控、實(shí)施電性能管理以外，還具有熱管理為主的應(yīng)用環(huán)境管理，實(shí)施對電池的加熱和冷卻，確保電池的良好應(yīng)用環(huán)境溫度以及溫度場的一致性。若電池管理系統(tǒng)發(fā)生故障，就失去了對電

12、池的監(jiān)控，不能估計(jì)電池的SOC，容易造成電池的過充、過放、過載、過熱以及不一致性問題的增加，影響電池的性能、使用壽命和行車安全。(2) 電池管理系統(tǒng)故障電池管理系統(tǒng)故障包括CAN通信故障、總電壓測量故障、單體電壓測量故障、溫度測量故障、電流測量故障、繼電器故障、加熱器故障和冷卻系統(tǒng)故障等。(3) 線路或連接件故障線路或連接件故障的診斷對于確保行車安全和整車的可靠性冋樣重要。例如，因?yàn)檐囕v的振動(dòng)，電池間的連接螺栓可能會出現(xiàn)松動(dòng)，電池間接觸電阻增大，發(fā)生電池間虛接故障，以致電池組內(nèi)部能量損耗增加，造成車輛動(dòng)力不足和續(xù)駛里程短，在極端情況下還能引起高溫，產(chǎn)生電弧，熔化電池電極和連接片，甚至造成電池著

13、火等極端電池安全事故。在電動(dòng)汽車運(yùn)行過程中，單體電池之間可能發(fā)生相對跳動(dòng)，造成兩電池間的連接片折斷。電池箱和電動(dòng)汽車的電氣連接也是故障的高發(fā)點(diǎn)，電插接器在經(jīng)歷長時(shí)間振動(dòng)后容易產(chǎn)生虛接，出現(xiàn)易燒蝕、接觸不良等故障。（3）線路或連接件故障功力電池樂統(tǒng)常見凱煉.及魁理廳江41B故泊后黑址理方袪單悴電也單體融池低電皓坦容爭降低,電動(dòng)肯時(shí)單侔電池單砂充電單體電他socuwa時(shí)單休電池單越啟電單體電他容量不足電淪組充R卜足、菽用壽桎JS更抉單怵電他機(jī)體電池內(nèi)Kt博丸電屯俎戲足、使用奇頜減少，也助汽*'蝕勸力NE*蚯：|甩晅單怵電地過允電電轆內(nèi)部旳電:i也把:先控嚴(yán)貞時(shí)盞皿火”AW檢盤電迪憂理扁堆單

14、悴電地過啟.電執(zhí)體皚池內(nèi)部瓶賂電池期先擔(dān)嚴(yán)Jfi時(shí)會匍火*爆那更拋單休電池瓠侔電池外部短胳排險(xiǎn)短路故際更抉單體電迪他的目池匪性裝反更換單休電池竝冃故障型很故障后舉址理方注電池曾理虛燒RN超歸故障無搖用控電站聿檢賀珈網(wǎng)絡(luò)總電It；簡卅故間上伝齦靂L1止檜査電電址劍旺鞍城毆聞歸疋対域故陽無諛監(jiān)13飆悴屯壓槍吉軌怖電壓濃atk塊也底刪哉故隍無搭監(jiān)拽電池sat®Am;*（!癥她JC淙KI控電淪電第準(zhǔn)査電血測JE檯決特±11旅悄畝再電值盤座IB高魅爵at連難電HiNffi按電功汽車功打不足.蛙航爺固電池連搖電it間斷躋電功牝車圮法啟功檢令電池連接快邈1»斷器斷開動(dòng)力電捅接腳

15、折開.'j屯播推器甘結(jié)電插按賂虛按捕推圈創(chuàng)堆蝕，屯納汽乍刮山不址牟號電插按曙故陣JC注盟控電功汽隹檢査信號電插搖器；電功猊牛無法啟功負(fù)核找襯；S故革電即紅和時(shí)1協(xié)恵帶失控.嚴(yán)魚時(shí)會起總爆炸拓展閱讀整車系統(tǒng)高壓上下電策略一、上電策略1、整車低壓總開關(guān)閉合2、儀表臺低壓開關(guān)閉合3、車輛鑰匙啟動(dòng)至ACC檔位停頓一秒以上，ACC檔供電系統(tǒng)進(jìn)行配電，儀表系統(tǒng)及低壓系統(tǒng)進(jìn)行自檢。4、車輛鑰匙轉(zhuǎn)動(dòng)至ON檔位停頓一秒以上，ON檔供電系統(tǒng)進(jìn)行配電，BMS系統(tǒng)進(jìn)行自檢。5、車輛鑰匙轉(zhuǎn)動(dòng)至STRART檔位停頓一秒以上，高壓主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)充電工作。6、儀表臺無故障提示，系統(tǒng)上電完成。整車系統(tǒng)高壓上下電策略上電流程VCU初始化一新能源低壓供電一新能源低壓自檢一電池高壓負(fù)極繼電器閉合一電池高壓檢測f高壓系統(tǒng)預(yù)充一高壓系統(tǒng)自檢f遠(yuǎn)程、定時(shí)、空調(diào)f行車整車系統(tǒng)高壓上下電策略二、下電策略1、車輛停車，檔位開關(guān)切換到“空檔”2、車輛鑰匙回轉(zhuǎn)至ACC檔位停頓一秒以上，ON檔供電系統(tǒng)斷電。3、車輛鑰匙回轉(zhuǎn)至OFF檔位停頓一秒以上，ACC檔供電系統(tǒng)進(jìn)行斷電，儀表臺及低壓系統(tǒng)斷電。4、關(guān)閉儀表臺低壓開關(guān)，短時(shí)間停車下電完成。5、關(guān)閉低壓系總開關(guān)。長時(shí)間停車下電完成。C正極at電塞)三、學(xué)生分組操作1、高壓防護(hù)作業(yè)及場地隔離2、新能源車故障診斷儀連接與使用3、動(dòng)力電池檢測與更換4、動(dòng)力電池管理系