新能源汽車(chē)動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)與檢修41動(dòng)力電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成課件

1、4-1 動(dòng)力電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成知識(shí)目標(biāo)：1、了解動(dòng)力電池系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)組成；2、掌握動(dòng)力電池管理系統(tǒng)（BMS）的功能能力目標(biāo)：1、能認(rèn)知?jiǎng)恿﹄姵叵到y(tǒng)的各組成部件2、能簡(jiǎn)單闡述動(dòng)力電池管理系統(tǒng)（BMS）的基本功能素質(zhì)目標(biāo)：1、培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、查找資料、制定計(jì)劃的能力；2、培養(yǎng)學(xué)生具備從事汽車(chē)行業(yè)工作的職業(yè)素養(yǎng)。學(xué)習(xí)檢測(cè)教學(xué)目標(biāo)主要內(nèi)容學(xué)習(xí)小結(jié)教學(xué)重點(diǎn)：動(dòng)力電池系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)教學(xué)難點(diǎn)：動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的基本功能學(xué)習(xí)檢測(cè)教學(xué)目標(biāo)主要內(nèi)容學(xué)習(xí)小結(jié)1.動(dòng)力電池系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)組成2.動(dòng)力電池管理系統(tǒng)（BMS）的基本功能學(xué)習(xí)任務(wù)學(xué)習(xí)檢測(cè)主要內(nèi)容教學(xué)目標(biāo)學(xué)習(xí)小結(jié)5電池系統(tǒng)包含主要部件：電池箱體：為電池系統(tǒng)提

2、供防水，防塵，抗振動(dòng)等保護(hù)，為電池系統(tǒng)安裝提供機(jī)械接口；動(dòng)力電池系統(tǒng)：為外部負(fù)載提供能源；電池管理系統(tǒng)：對(duì)電池系統(tǒng)進(jìn)行充放電管理，對(duì)電池系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)沖/放和溫度等保護(hù)、與外部進(jìn)行通信；正負(fù)高壓繼電器：控制主回路的閉合與斷開(kāi)；高壓熔斷器：主回路短路保護(hù)；加熱系統(tǒng)：保證電池系統(tǒng)在低溫時(shí)能充電；高低壓輸出接插件：電池系統(tǒng)對(duì)外輸出能源的電氣接口；一、動(dòng)力電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成電池包工作電路原理圖一、動(dòng)力電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成 一個(gè)完整的動(dòng)力電池系統(tǒng)主要由動(dòng)力電池模組、電池管理系統(tǒng)（BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，縮寫(xiě)為BMS）、輔助元器件及動(dòng)力電池箱體等四部分組成。1、動(dòng)力電池模組（電池pa

3、ck） 電池模組是由幾顆到數(shù)百顆電池芯經(jīng)由并聯(lián)及串聯(lián)所組成的組合體，例如北汽EV160純電動(dòng)汽車(chē)的電芯組成方式是1P100S，即采用了100個(gè)磷酸鐵鋰單體電池串聯(lián)在一起組成了車(chē)輛的動(dòng)力電池模組；而北汽EV200純電動(dòng)汽車(chē)的電芯組成方式是3P91S，即該電池包是由3個(gè)三元單體電池并聯(lián)組成一個(gè)模塊，再用91個(gè)這樣的模塊串聯(lián)成一個(gè)整體，構(gòu)成了動(dòng)力電池總成。（字母P表示并聯(lián),字母S表示串聯(lián)）92、電池管理系統(tǒng)（BMS）BMS的組成： 按性質(zhì)可分為硬件和軟件，按功能分為數(shù)據(jù)采集單元和運(yùn)算控制單元；BMS的硬件：主板、從板及高壓盒，還包括采集電壓、電流、溫度等數(shù)據(jù)的電子器件；BMS的軟件：監(jiān)測(cè)電池的電壓、

4、電流、SOC值、絕緣電阻值、溫度值，通過(guò)與VCU、充電機(jī)的通訊，來(lái)控制動(dòng)力電池系統(tǒng)的充放電。從控盒（電芯電壓及溫度采集）132.1主控盒主控盒是一個(gè)連接外部通訊和內(nèi)部通訊的平臺(tái)，主要功能如下：1.接收電池管理系統(tǒng)反饋的實(shí)時(shí)溫度和單體電壓（并計(jì)算最大值和最小值）2.接收高壓盒反饋的總電壓和電流情況3.與整車(chē)控制器的通訊4.與充電機(jī)或快充樁通訊5.控制正主繼電器6.控制電池加熱7.喚醒應(yīng)答8.控制充/放電電流2.2高壓盒（絕緣檢測(cè)盒）高壓盒是“監(jiān)控”動(dòng)力電池的總電壓和絕緣性能，主要功能如下：1.監(jiān)控動(dòng)力電池的總電壓（繼電器內(nèi)外4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)）2.檢測(cè)高壓系統(tǒng)絕緣性能3.監(jiān)控高壓連接情況（繼電器觸點(diǎn)閉合

5、狀態(tài)檢查）4.將以上項(xiàng)目監(jiān)控到的數(shù)據(jù)反饋給主控盒2.3電壓和溫度采集單元電池低壓管理系統(tǒng)是“監(jiān)控”動(dòng)力電池的單體電壓、電池組的溫度，主要功能如下：1.監(jiān)控每個(gè)單體電壓2.監(jiān)控每個(gè)電池組的溫度3.電量（SOC）值監(jiān)測(cè)4.將以上項(xiàng)目監(jiān)控到的數(shù)據(jù)反饋給主控盒3、動(dòng)力電池的輔助元器件3.1預(yù)充繼電器與電阻“預(yù)充流程”在放電和充電初期，閉合預(yù)充繼電器進(jìn)行預(yù)充電，預(yù)充完成后斷開(kāi)預(yù)充繼電器：預(yù)充電阻預(yù)充繼電器1.BMS控制預(yù)充繼電器閉合或斷開(kāi)。2.上電模式初期用高壓、小電流給各控制器電容充電。3.電容兩端電壓接近電池總電壓時(shí)（差值5V），認(rèn)為予充結(jié)束，閉合總正極繼電器。4.充電模式初期，給各單體電芯進(jìn)行預(yù)充

6、電，確定單體電芯無(wú)短路后閉合總正極繼電器。173.2電流傳感器與熔斷器“電流傳感器”監(jiān)測(cè)母線充、放電電流的大小； 熔斷器 防止能量回收過(guò)壓過(guò)流或放電過(guò)流：1.熔斷器規(guī)格250A電壓500V2.電流傳感器類(lèi)型為無(wú)感分流器，在電阻的兩端形成毫伏級(jí)的電壓信號(hào)，作為監(jiān)測(cè)總電流（型號(hào)300A75mv）250A保險(xiǎn)無(wú)感分流器3.3加熱繼電器與保險(xiǎn)加熱保險(xiǎn)加熱繼電器4、動(dòng)力電池箱 動(dòng)力電池箱是支撐、固定、包圍電池系統(tǒng)的組件，主要包含上蓋和下托盤(pán)，還有輔助元器件，如過(guò)渡件，護(hù)板，螺栓等，動(dòng)力電池箱有承載及保護(hù)動(dòng)力電池組及電氣元件的作用。二、動(dòng)力電池管理系統(tǒng)（BMS）的功能 電池管理系統(tǒng)( Battery Ma

7、nagement System， BMS)是對(duì)電池進(jìn)行監(jiān)控和管理的系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)電壓、電流、溫度以及SOC等參數(shù)采集、計(jì)算，進(jìn)而控制電池的充放電過(guò)程，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的保護(hù)，提升電池綜合性能的管理系統(tǒng)，是連接車(chē)載動(dòng)力電池和新能源汽車(chē)的重要紐帶。對(duì)于新能源車(chē)輛而言，通過(guò)該系統(tǒng)對(duì)電池組充放電的有效控制，可以達(dá)到增加續(xù)駛里程，延長(zhǎng)電池使用壽命，降低運(yùn)行成本，保證動(dòng)力電池組的安全性和可靠性。BMS的功能：數(shù)據(jù)采集、電池狀態(tài)計(jì)算、能量管理、安全管理、熱管理、均衡控制、通信功能和人機(jī)接口22動(dòng)力電池包對(duì)外上電過(guò)程控制,以及 單體電壓監(jiān)測(cè)與模組溫度監(jiān)測(cè)23動(dòng)力電池母線電流監(jiān)測(cè)25SK電池構(gòu)造主要由：電芯，主保險(xiǎn)，總

8、正繼電器，總負(fù)繼電器預(yù)充繼電器，預(yù)充電電阻，電流傳感器，BMS，高壓接口，低壓接口。SK電池控制單元主要功能：1.與外部通訊（VCU、充電機(jī)、快充樁）2.控制負(fù)極繼電器3.檢測(cè)內(nèi)、外部總電壓4.檢測(cè)充、放電電流5.監(jiān)測(cè)單體電壓和電芯溫度6.保護(hù)電池壽命和安全7.控制預(yù)充繼電器注：正極繼電器由由VCU控制SK電池構(gòu)造：繼電器集成器（PRA）負(fù)繼電器預(yù)充繼電器預(yù)充電阻正繼電器內(nèi)部電壓檢測(cè)點(diǎn)外部電壓檢測(cè)點(diǎn)SK電池構(gòu)造電壓、溫度采集板（PCB），壓裝在模組上：采集單體電壓和電芯溫度實(shí)物圖二維圖29維修開(kāi)關(guān)和高低壓互鎖，高壓母線插件和維修開(kāi)關(guān)帶熔斷器互鎖端子高壓母線插件維修開(kāi)關(guān)熔斷器互鎖端子SK電池構(gòu)造30維修開(kāi)關(guān)單體信息的采集，與整車(chē)通訊的低壓連接33電池模組串聯(lián)形成高壓的連接路徑1st Module91st Module關(guān)鍵元器件電池單體電壓采樣檢測(cè)電阻陣列3637電池電壓采集盒動(dòng)力電池模組動(dòng)力電池箱正極繼電器負(fù)極繼電器高壓保險(xiǎn)預(yù)充電電阻預(yù)充電繼電器電流檢測(cè)主控盒電池電壓采集盒絕緣檢測(cè)盒普萊德動(dòng)力電池 波士頓電芯波士頓三元電池學(xué)習(xí)檢測(cè)學(xué)習(xí)小結(jié)教