《新能源汽車動(dòng)力電池及管理系統(tǒng)檢修》 課件 6-1 動(dòng)力電池模組均衡

Lightupeveryone'sfuture新能源汽車動(dòng)力電池及管理系統(tǒng)檢修能力模塊五新能源汽車整車動(dòng)力電池系統(tǒng)檢修任務(wù)一動(dòng)力電池模組均衡知識(shí)目標(biāo)1.了解鋰電池不一致性的危害。2.掌握應(yīng)對(duì)鋰電池不一致性的措施3.掌握鋰離子的常用均衡策略1.具備根據(jù)故障信息找到需要均衡的電池模組的能力。2.具備完成電池模組均衡操作的能力。1.通過法拉第的故事了解終身學(xué)習(xí)的必要性。2.嚴(yán)格執(zhí)行6S現(xiàn)場(chǎng)管理。技能目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)重難點(diǎn)應(yīng)對(duì)鋰電池不一致性的措施完成動(dòng)力電池模組均衡操作學(xué)習(xí)難點(diǎn)鋰電池不一致性鋰電池的主動(dòng)均衡和被動(dòng)均衡學(xué)習(xí)重點(diǎn)任務(wù)導(dǎo)入試裝車在進(jìn)行道路測(cè)試時(shí)，儀表顯示“EV功能受限”，無法行駛。通過診斷儀查詢到電池模組壓差過大，你作為一名電池測(cè)試助理工程師知道怎么處理此類故障嗎？目錄Contents電池不一致性分析01鋰電池不一致性的危害02電池管理系統(tǒng)--主動(dòng)均衡04應(yīng)對(duì)鋰電池不一致性的措施03目錄Contents電池管理系統(tǒng)--被動(dòng)均衡05常用電池均衡策略06實(shí)訓(xùn)07電池不一致性分析01電池不一致性分析動(dòng)力電池安裝位置01從制造過程角度看制造過程中存在工藝上的問題和材質(zhì)的不均勻等問題，使得鋰離子電池的材料、工藝和技術(shù)等存在很微小的差別。電池裝車使用時(shí)，鋰離子電池組中各個(gè)單體電池受電解液密度、溫度和通風(fēng)條件、自放電程度及充放電過程等差別的影響。從電池裝車使用時(shí)看受時(shí)間影響最大鋰電池不一致性的危害02鋰電池不一致性的危害鋰電池不一致性的危害01容量損失，單體電池組成鋰離子電池組，容量符合木桶原理，最差的那顆單體電池的容量決定整個(gè)電池組的充放電能力。壽命損失，小容量的單體，每次都是滿充滿放，很大可能最先到達(dá)壽命的終點(diǎn)。一個(gè)單體電池壽命終結(jié)，一組串聯(lián)在一起的電池模組就會(huì)失效。電池模組的內(nèi)阻增大，不同的內(nèi)阻，流過相同的電流，內(nèi)阻大的電芯發(fā)熱量相對(duì)較多。電池組的溫度過高，造成電池組的劣化速度加快，內(nèi)阻又會(huì)進(jìn)一步升高。內(nèi)阻和溫升，形成一對(duì)負(fù)反饋，使高內(nèi)阻單體電池加速劣化。應(yīng)對(duì)鋰電池不一致性的措施03應(yīng)對(duì)鋰電池不一致性的措施應(yīng)對(duì)鋰電池不一致性的措施01電池性能參數(shù)相對(duì)集中的單體電池放在一個(gè)鋰離子電池組里和同一個(gè)電池包里。電池管理系統(tǒng)中加入了熱管理系統(tǒng)，可以調(diào)節(jié)整個(gè)鋰離子電池組的溫差，使電池模組保持在一個(gè)合理的溫度范圍內(nèi)。電池管理系統(tǒng)BMS設(shè)計(jì)了均衡功能。能量管理方面，在電池包輸出功率允許的情況下，盡量減小電池放電深度。電池管理系統(tǒng)--主動(dòng)均衡04電池管理系統(tǒng)--主動(dòng)均衡電池管理系統(tǒng)--主動(dòng)均衡03主動(dòng)均衡主動(dòng)均衡的定義以能量轉(zhuǎn)移的方式進(jìn)行均衡，將能量從單體能量高的電池轉(zhuǎn)移到單體能量低的電池，從而實(shí)現(xiàn)整組電壓的均衡，在轉(zhuǎn)移的過程中幾乎不涉及到能量的損耗。電池管理系統(tǒng)--主動(dòng)均衡電池管理系統(tǒng)--主動(dòng)均衡03主動(dòng)均衡電流主動(dòng)均衡啟動(dòng)的條件新能源汽車不管是在充電、行駛還是車輛靜置狀態(tài)，只要壓差大于電池管理系統(tǒng)設(shè)定閾值時(shí)便開始啟動(dòng)主動(dòng)均衡，所以只要有壓差存在，主動(dòng)均衡應(yīng)該是全天24小時(shí)在工作，直到壓差小于設(shè)定的范圍內(nèi)才停止。由于主動(dòng)均衡是能量轉(zhuǎn)移的方式，不發(fā)熱，所有均衡電流可以做到較大而不影響散熱，一般主動(dòng)均衡電流可以做到1～2A比較常見。電池管理系統(tǒng)--被動(dòng)均衡05電池管理系統(tǒng)--被動(dòng)均衡電池管理系統(tǒng)--被動(dòng)均衡01被動(dòng)均衡一般通過電阻放電的方式，對(duì)電壓較高的電池進(jìn)行放電，以熱量形式釋放電量，實(shí)現(xiàn)整組電壓的均衡，為其他電池爭(zhēng)取更多充電時(shí)間。因此被動(dòng)均衡只發(fā)生在充電階段。電池管理系統(tǒng)—被動(dòng)均衡電池管理系統(tǒng)—被動(dòng)均衡03被動(dòng)均衡電流被動(dòng)均衡啟動(dòng)的條件被動(dòng)均衡在單體電池充電至恒壓階段時(shí)才能啟動(dòng)放電均衡，所以被動(dòng)均衡的啟動(dòng)均衡時(shí)間是比較短的，從電池接近滿到充滿截止，根據(jù)充電樁的功率不同一般就1個(gè)小時(shí)左右的均衡時(shí)間。由于被動(dòng)均衡是電阻耗能式均衡，所消耗的能量都以熱量的方式釋放，所以在均衡過程中BMS會(huì)發(fā)熱，導(dǎo)致了均衡電流不能設(shè)置過大，否則會(huì)引起電池組溫度過高。一般35mA～200mA不等。常用電池均衡策略06常用電池均衡策略01電池均衡策略1.在動(dòng)力電池包的各單體電池上附加一個(gè)并聯(lián)均衡電路,以達(dá)到分流的用途。2.在均衡充電前對(duì)每個(gè)單體逐一通過同一負(fù)載放電至同一水平,然后再進(jìn)行恒流充電,以此保證各個(gè)單體之間較為準(zhǔn)確的均衡狀態(tài)。3.按時(shí)、定序、單獨(dú)對(duì)電池包中的單體電池進(jìn)行檢測(cè)及均衡充電。常用電池均衡策略01電池均衡策略4.運(yùn)用分時(shí)原理，通過開關(guān)組件的控制和切換，使額外的電流流入電壓相對(duì)較低的單體電池中以達(dá)到均衡充電的目的。5.以各單體電池的電壓參數(shù)為均衡對(duì)象，使各單體電池的電壓恢復(fù)一致，均衡充電時(shí)，電容通過控制開關(guān)交替地與相鄰的兩個(gè)單體電池連接，接受高電單體電池的充電，再向低電壓?jiǎn)误w電池放電，直到兩單體電池的電壓趨于一致。6.整個(gè)電池管理系統(tǒng)由單片機(jī)控制，單體電池都有獨(dú)立的一套模塊。實(shí)

訓(xùn)07（一）設(shè)備及工具準(zhǔn)備序號(hào)設(shè)備及工具名稱數(shù)量1比亞迪秦EV1輛2工位防護(hù)套裝1套3人員防護(hù)套裝1套4數(shù)字式交直流萬用表1個(gè)5道通908E汽車專用解碼儀1個(gè)6萬用接線盒1個(gè)7電池升降平臺(tái)1臺(tái)8鉚釘槍、電池密封膠1個(gè)任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)準(zhǔn)備1.穿戴絕緣鞋和安全帽。2.設(shè)置隔離欄隔離維修工位。3.在工位出口處設(shè)置高壓安全警示牌，提醒周邊人員工位正在進(jìn)行高壓電氣維修。4.記錄車輛銘牌信息。（三）安全防護(hù)準(zhǔn)備（二）場(chǎng)地設(shè)備準(zhǔn)備檢查實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地和設(shè)備設(shè)施是否清潔及存在安全隱患，配電箱、排查是否符合用電需求，如不正常請(qǐng)匯報(bào)老師并進(jìn)行處理。任務(wù)準(zhǔn)備5.禁止在車輛上電高壓情況下檢查與更換電池模組。6.禁止在帶電狀態(tài)下觸碰任何帶安全警示標(biāo)志的部件。7.禁止徒手觸摸所有橙色的線束。（三）安全防護(hù)準(zhǔn)備實(shí)施步驟（一）故障現(xiàn)象1.儀表顯示“EV功能受限”，無法行駛。（二）故障診斷1.連接道通908E汽車專用解碼儀，選擇比亞迪秦車型，全車模塊掃描，進(jìn)入電池管理器模塊讀取故障碼，顯示“單體電池電壓過低”，查看數(shù)據(jù)流發(fā)現(xiàn)有一節(jié)單體電池電壓過低。（三）將車輛停入作業(yè)工位1.車輛下電，將車輛鑰匙存放在安全處。2.打開前機(jī)艙，鋪設(shè)前機(jī)艙翼子板墊。3.斷開蓄電池負(fù)極，負(fù)極電纜接頭用絕緣膠布包好。蓄電池負(fù)極樁頭用蓋子蓋好或用絕緣膠布包好。4.放置車輛5～10min，對(duì)新能源汽車的高壓電容器進(jìn)行放電。5.斷開前機(jī)艙動(dòng)力電池包母線進(jìn)行驗(yàn)電，斷開動(dòng)力蓄電池母線后，需要對(duì)動(dòng)力電池的母線進(jìn)行驗(yàn)電，如果母線有殘余電荷，需用放電設(shè)備進(jìn)行放電，確保動(dòng)力蓄電池母線無電。6.驗(yàn)電完畢，將動(dòng)力電池包母線接插件用蓋子蓋好或用絕緣膠布包好。實(shí)施步驟（五）動(dòng)力電池包外觀檢查1.圍繞動(dòng)力電池總成四周檢查外觀。（四）舉升車輛1.調(diào)節(jié)舉升臂位置，和臂上的墊塊對(duì)準(zhǔn)車輛的舉升點(diǎn)。2.按下舉升當(dāng)汽車被舉起時(shí)，觀察車輛是否水平托舉。3.當(dāng)車輛里地面5厘米至10厘米時(shí)停下，檢查車輛是否被平穩(wěn)托舉、晃動(dòng)車輛是否牢固無偏差。4.確認(rèn)無問題后，將車輛舉升到合適高度。5.拉下鎖定裝置。實(shí)施步驟（六）拆卸動(dòng)力電池包附件及檢測(cè)1.拆下電池包托盤底部安裝的四周的護(hù)板。2.拆下電池包低壓接插件及高壓接插件（高壓需佩戴絕緣手套）。3.用萬用表檢查檢測(cè)電池包是否漏電。檢測(cè)方法（需佩戴絕緣手套）：將萬用表正極分別搭在電池正負(fù)極引出，負(fù)極搭車身地。正常值為10V以下。若過大1請(qǐng)不要拆卸，檢查漏電原因和地方，排除問題后再進(jìn)行以下操作。4.排空動(dòng)力電池總成冷卻液。5.拆卸動(dòng)力電池總成搭鐵線或等電位線。6.在電池包正下方準(zhǔn)備電池包升降臺(tái)，升降臺(tái)需要升至電池包的高度托舉電池包。實(shí)施步驟（七）拆卸動(dòng)力電池包1.在電池包正下方準(zhǔn)備電池包升降臺(tái)，升降臺(tái)需要升至電池包的高度托舉電池包。2.佩戴絕緣手套，使用套筒卸掉動(dòng)力電池與車身固定螺栓，將電池包拆放至升降臺(tái)。3.緩慢將電池包升降臺(tái)降至合適高度后，拉出車輛舉升工位并將電池包放置專用工位，設(shè)置安全警示牌及隔離欄。實(shí)施步驟（八）拆卸動(dòng)力電池包上蓋1.使用手持式電動(dòng)手槍鉆，選用合適大小的鉆頭，沿電池一周取下電池上蓋固定鉚釘。2.使用一體化工量具里的平面鏟刀，沿電池一周把密封膠鏟出，使電池上蓋與電池底板分離。3.選用一體化工量具里面的合適棘輪、接桿、套筒，打松電池高低壓插接器處壓板固定螺栓，取下固定壓板。4.將動(dòng)力電池包上蓋取下。實(shí)施步驟（九）拆卸電池模組1.根據(jù)數(shù)據(jù)流提供的過低單體電池的信息，找到是電池包里面的幾號(hào)電池模組，選用一體化工具車?yán)锩婧线m的棘輪、接桿等工具，把故障模組拆卸下來。實(shí)施步驟（十）電池模組均衡1.連接查看好電池組連接方式，找到當(dāng)前電池組總負(fù)端，找到當(dāng)前電池組總輸出端，總負(fù)端為黑色夾具，一節(jié)電池用一個(gè)夾具連接（本設(shè)備最低均衡為4節(jié)電池）依次連接當(dāng)前電池組。（十）電池模組均衡2.例如下圖，找到電池負(fù)和正，并記錄好相應(yīng)位置。實(shí)施步驟（十）電池模組均衡3.最多支持24節(jié)電池均衡。實(shí)施步驟最多支持24節(jié)電池均衡（十）電池模組均衡3.最多支持24節(jié)電池均衡。4.連接好相應(yīng)電池組，點(diǎn)擊設(shè)備啟動(dòng)開關(guān)。5.點(diǎn)擊界面圖標(biāo)-極空BMS字樣圖標(biāo)，點(diǎn)擊掃描。6.點(diǎn)擊藍(lán)牙連接。7.點(diǎn)擊參數(shù)設(shè)置，設(shè)置當(dāng)前需要均衡電池節(jié)數(shù)與電壓差。8.點(diǎn)擊上方均衡開關(guān)，界面顯示均衡開始，有當(dāng)前均衡電流，平均單體。實(shí)施步驟最多支持24節(jié)電池均衡進(jìn)行參數(shù)設(shè)置（十二）車輛上電1.安裝好動(dòng)力電池包后，車輛上電，