新能源汽車動力蓄電池及管理技術 課件全套 高燕 任務1-3 動力蓄電池維護-動力蓄電池系統(tǒng)故障檢修

新能源動力蓄電池及管理技術

動力蓄電池維護動力蓄電池更換動力蓄電池系統(tǒng)故障檢修交流充電系統(tǒng)故障檢修學習任務1學習任務2學習任務3學習任務4直流充電系統(tǒng)故障檢修D(zhuǎn)C/DC系統(tǒng)故障檢修學習任務5學習任務6

學習任務1

活塞連桿組故障診斷與修復動力蓄電池維護

學習目標

完成本學習任務后，你應該能：

知識目標1.掌握高壓電安全常識；2.掌握電動汽車動力蓄電池的基本概念；3.掌握電動汽車動力蓄電池的結構原理；4.掌握動力蓄電池的維護流程。

技能目標1.能夠熟練使用新能源汽車高壓防護工具；2.能夠熟練完成動力蓄電池外部檢查；3.能夠完成動力蓄電池的性能檢測。建議學時12

學時一、任務接受在某新能源汽車4S店后，一位顧客反映其純電動汽車是于去年在該店購買，需要做一次動力蓄電池的檢查和維護。你作為一名維修人員，請嚴格按照相關的作業(yè)標準，對該車輛的動力蓄電池進行維護。二、任務分析本任務實施前，請完成下列活動。（1）同學們通過分析任務，思考并寫出完成客戶委托任務需要的關鍵信息。（2）通過小組合作，討論本組完成客戶委托任務的關鍵點和難點以及需要進行哪些操作。（3）各個小組分別進行展示分享，相互提出改進意見。三、理論知識準備（一）高壓安全常識

1.高壓安全相關的概念（1）觸電。所謂觸電，是指人體觸及帶電體時電流對人體所造成的傷害。（2）高壓傷害。高電壓之所以危險，是因為人體的肌肉、皮膚以及血管中的血液都可以導電，當高電壓加載到人體后，在人體內(nèi)會形成電流。電流對人體的傷害是多方面的，根據(jù)傷害的性質(zhì)不同，可分為電傷和電擊兩種。（3）電擊致死的原因。電擊致人死亡的原因有三方面，分別為流過心臟的電流過大、持續(xù)時間過長引起心室纖維性顫動而致死，電流作用使人窒息而死亡，以及電流作用使心臟停止跳動而死亡。（一）高壓安全常識

1.高壓安全相關的概念（4）流過人體電流的種類。通過人體的電流所引發(fā)的后果取決于接觸位置電壓的強度、流動的電流強度、電流的持續(xù)時間、電流的路徑和電流的頻率。通過人體的電流有以下幾種。①感知電流。②擺脫電流。③致命電流。

三、理論知識準備（一）高壓安全常識（5）人體電阻。人體電阻不是一個固定的數(shù)值。一般認為，干燥的皮膚在低電壓下具有相當高的電阻，約100kΩ。當電壓在500~1000V時，人體電阻便下降為1000Ω。三、理論知識準備（一）高壓安全常識

2.個人防護用具

（1）絕緣手套。在使用絕緣手套時應注意以下幾點：

①使用前須先檢查，將絕緣手套朝手指方向卷曲，檢查有無漏氣或裂口等，如有漏氣或裂口，則不能使用；

②戴手套時，將外衣袖口放入手套的伸長部分內(nèi)；佩戴過程中，注意手套不可讓利器割傷，不可長時間觸及酸、堿、鹽類等化學物品，以免損壞絕緣；

③絕緣手套使用后，一定要做好清理和保存工作，要放在專門的柜子中保存并保證其干燥，切不可將絕緣手套亂丟亂放，更不能與其他工具、雜物堆放在一起，以免造成手套損傷；當手套變臟時，要用肥皂和水溫不超過65℃的清水沖洗，然后徹底干燥。三、理論知識準備（一）高壓安全常識

2.個人防護用具

(2)絕緣鞋。(3)絕緣服。(4)防護眼鏡。(5)絕緣帽。三、理論知識準備圖1-2絕緣服圖1-3防護眼鏡圖1-4絕緣帽（一）高壓安全常識

3.車間防護設備新能源汽車常用的車間防護設備主要有防靜電工作臺、絕緣膠墊、滅火器、隔離帶以及車間警示標志等。(1)絕緣膠墊。(2)靜電手環(huán)和靜電球。(3)防靜電工作臺。(4)滅火器。三、理論知識準備圖1-5絕緣膠墊a）靜電手環(huán)b）靜電球圖1-6靜電手環(huán)和靜電球圖1-7防靜電工作臺圖1-8干粉滅火器

（一）高壓安全常識

3.車間防護設備

(5)隔離帶。(6)警示標志。圖1-9隔離帶`三、理論知識準備圖1-10警示標志（一）高壓安全常識4.常用儀器和工具(1)數(shù)字絕緣萬用表。(2)數(shù)字鉗形電流表。(3)蓄電池內(nèi)阻測試儀。(4)放電工裝。三、理論知識準備圖1-11數(shù)字絕緣萬用表圖1-12數(shù)字鉗形電流表圖1-13蓄電池內(nèi)阻測試儀圖1-14放電工裝

（一）高壓安全常識4.常用儀器和工具

(5)測電筆。(6)絕緣工具。三、理論知識準備圖1-15測電筆圖1-16絕緣工具（二）動力蓄電池基本概念1.蓄電池結構基本概念

（1）一次電池。只能進行一次放電的電池即一次電池，它不能進行充電而再次被利用。（2）二次電池?？芍貜瓦M行充電、放電使用的電池即二次電池，也叫作蓄電池或充電電池。（3）電芯。它是單個的、電池最小的功能單元，一般可直接使用，也稱為電池單體。電芯的基本性能可從容量、電壓、內(nèi)阻、儲存性能、循環(huán)壽命、溫度特性等方面進行考察。（4）模組。模組由多個電芯并聯(lián)或串聯(lián)組合的一個組合體，是電芯與電池包的中間產(chǎn)品。三、理論知識準備（二）動力蓄電池基本概念1.蓄電池結構基本概念

（5）電池管理系統(tǒng)（BatteryManagementSystem，BMS）。電池管理系統(tǒng)，包括硬件、軟件和運算法則，主要測量和管理電池包系統(tǒng)內(nèi)的電芯電壓、電流、溫度，均衡等，保證電池的可靠性和安全性，防止發(fā)生過充、過放、短路和過熱等現(xiàn)象。（6）電池包體。電池包體由電池組、箱體、電池管理系統(tǒng)、電器件及高低壓連接器等組成，接收和儲存由車載充電機、發(fā)電機、制動能量回收裝置或外部充電裝置提供的高壓直流電，并為電驅(qū)動系統(tǒng)及電輔助系統(tǒng)提供能量。

（7）電池內(nèi)阻。電池在工作時，電流流過電池內(nèi)部所受到的阻力即電池內(nèi)阻。三、理論知識準備（二）動力蓄電池基本概念2.蓄電池常見性能概念

（1）工作電壓。通常蓄電池在某負載下實際的放電電壓是指一個電壓范圍。（2）額定電壓。額定電壓指蓄電池工作時公認的標準電壓。（3）終止電壓。終止電壓指蓄電池放電終止時的電壓值，其根據(jù)放電電流、放電時間、負載和使用要求的不同而不同。（4）充電電壓。充電電壓指外電源的直流電壓對蓄電池充電的電壓。一般蓄電池的充電電壓要大于其開路電壓，通常在一定的范圍內(nèi)。三、理論知識準備（二）動力蓄電池基本概念2.蓄電池常見性能概念

（5）蓄電池容量。蓄電池容量指蓄電池在充足電以后，在一定的放電條件下所能釋放出的電量，以符號C表示，其單位為安時(A·h)或毫安時(mA·h)。蓄電池的容量可分為理論容量、額定容量、實際容量和標稱容量。①理論容量。電極活性物質(zhì)全部參加蓄電池的電化學反應所能提供的電量即理論容量，是根據(jù)法拉第定律計算得到的最高理論值。

②額定容量。額定容量也稱保證容量，是指設計和制造蓄電池時，按照國家或相關部門頒布的標準，保證蓄電池在一定的放電條件下能夠放出的最低限度的電量。三、理論知識準備（二）動力蓄電池基本概念2.蓄電池常見性能概念③實際容量。實際容量是指蓄電池在一定的放電條件下實際放出的電量，它等于放電電流與放電時間的乘積。④標稱容量。標稱容量(或公稱容量)是用來鑒別蓄電池的近似值，在指定放電條件時，一般指0.2C放電時的放電容量。（6）蓄電池比容量。比容量是指單位質(zhì)量或單位體積的蓄電池所能給出的電量，相應地稱為質(zhì)量比容量或體積比容量。（7）蓄電池功率。蓄電池的功率是指蓄電池在一定放電制度下，單位時間內(nèi)輸出的能量，單位為瓦(W)或千瓦(kW)。三、理論知識準備（二）動力蓄電池基本概念2.蓄電池常見性能概念

（8）蓄電池標稱功率。標稱功率是指在用電設備正常使用前提下，蓄電池能夠長時間工作輸出功率的最大值。（9）蓄電池比功率。單位質(zhì)量或單位體積蓄電池輸出的功率稱為比功率，單位為W/kg或W/L。

（10）蓄電池的自放電率。對于所有化學電源，即使在與外界電路無任何接觸的條件下開路放置，其容量也會自然衰減，這種現(xiàn)象叫作自放電。（11）循環(huán)壽命。蓄電池的循環(huán)壽命也稱蓄電池充放電循環(huán)壽命，經(jīng)受一次充電和放電，稱為一次循環(huán)（或一個周期）

（12）荷電狀態(tài)。荷電狀態(tài)（StateofCharge，SOC）是剩余電量與額定容量或?qū)嶋H容量的比例。三、理論知識準備（二）動力蓄電池基本概念3.蓄電池充放電的基本概念（1）恒定電流充電。恒電流充電也被稱為CC(ConstantCurrent)充電,即以恒定電流蓄電池充電，這樣會使蓄電池電壓漸漸上升，直至電壓達到一特定數(shù)值。此特定數(shù)值的電壓視蓄電池物料而定。（2）恒定電壓充電。恒電壓充電也被稱為CV(ConstantVoltage)充電,即以固定電壓向蓄電池充電，這樣充電電流會漸漸減小，直到電流小于某一程度后充電過程即完成。（3）充放電倍率。充放電倍率為蓄電池在規(guī)定時間內(nèi)放出其額定容量所需電流的倍數(shù)。三、理論知識準備（二）動力蓄電池基本概念3.蓄電池充放電的基本概念

（4）記憶效應。如果蓄電池屬鉻鎳蓄電池，長期不徹底充電、放電，易在蓄電池內(nèi)留下痕跡。（5）過充電。過充電主要是指蓄電池在充電時，在達到充滿狀態(tài)后還繼續(xù)充電。這樣的做法可能導致蓄電池內(nèi)壓升高、蓄電池變形、漏液等情況發(fā)生，蓄電池的性能也會顯著降低和損壞。鋰離子蓄電池被誤用或濫用時，可能會導致過充。（6）過放電。過放電即過度放電。蓄電池放電時，其儲存的電量逐步釋放，電壓緩慢下降。當電壓降低到某一規(guī)定值時應停止放電，重新充電以恢復蓄電池的儲能狀態(tài)。低于此規(guī)定值繼續(xù)放電，即為過度放電，過放電可能造成電極活性物質(zhì)損傷，失去反應能力，使蓄電池壽命縮短。三、理論知識準備（二）動力蓄電池基本概念3.蓄電池充放電的基本概念

（7）放電深度。一般而言，蓄電池循環(huán)是指蓄電池充電后再放電的充放電過程。由于不同條件下蓄電池放電量不一樣，為了描述蓄電池放電量的多少，引入放電深度概念，即DOD(DepthofDischarge)。充滿電的蓄電池，一次放完電，即為100%DOD；一次放出一半的電量，則為50%DOD。三、理論知識準備（二）動力蓄電池基本概念4.動力蓄電池的性能評估

比亞迪唐采用磷酸鐵鋰蓄電池為其動力蓄電池，現(xiàn)以其為例，對動力蓄電池性能進行多項評估。

（1）倍率性能評估。三、理論知識準備（二）動力蓄電池基本概念4.動力蓄電池的性能評估

（2）溫度特性評估。三、理論知識準備（二）動力蓄電池基本概念4.動力蓄電池的性能評估（3）循環(huán)壽命評估。三、理論知識準備圖1-20循環(huán)壽命圖（二）動力蓄電池基本概念4.動力蓄電池的性能評估（4）不同SOC下的靜態(tài)電壓特性。三、理論知識準備圖1-21不同SOC下的靜態(tài)電壓特性曲線（二）動力蓄電池基本概念4.動力蓄電池的性能評估（5）動力蓄電池安全性能評估。三、理論知識準備圖1-22電池安全性能試驗（三）動力蓄電池結構1.動力蓄電池的外部結構以比亞迪e6A/B分布式管理器動力蓄電池包為例，動力蓄電池的整體外部結構如圖1-23所示。三、理論知識準備圖1-23比亞迪e6A/B分布式管理器動力蓄電池包（三）動力蓄電池結構2.動力蓄電池的內(nèi)部結構動力蓄電池模組是由若干個電芯（又稱單體電池）通過串并聯(lián)后形成。為達到動力蓄電池電壓要求，需要將多個單體電池進行串聯(lián)提升電壓，形成電池模組。多個電池模組再串聯(lián)成電池包，電池包最終組成動力蓄電池。特斯拉ModelS電池包體（圖1-31）由16個模組串聯(lián)而成，串聯(lián)順序如圖1-32所示，總電壓為384V，采用圓柱形單體電池。每塊模組上的結構由正極、負極、BMB/CAN連接器、收集板、冷卻管組成，如圖1-33所示。三、理論知識準備（三）動力蓄電池結構2.動力蓄電池的內(nèi)部結構三、理論知識準備圖1-31電池包體內(nèi)部結構圖1-32動力蓄電池內(nèi)部串聯(lián)順序圖1-33模組結構（四）不同類型動力蓄電池的特點1.蓄電池的分類（1）按電解質(zhì)分類。蓄電池按電解質(zhì)的種類進行分類，可以分為酸性蓄電池、堿性蓄電池、中性蓄電池、有機電解液蓄電池等。①酸性蓄電池。酸性蓄電池主要以硫酸水溶液為介質(zhì)，如鉛酸蓄電池。②堿性蓄電池。堿性蓄電池的電解質(zhì)主要以氫氧化鉀水溶液為主，如堿性鋅錳蓄電池（俗稱堿錳電池或堿性電池)、鎳鎘蓄電池及鎳氫蓄電池等。③中性蓄電池。中性蓄電池以鹽溶液為介質(zhì)，如鋅錳干蓄電池、海水激活電池等。④有機電解液蓄電池。有機電解液蓄電池主要以有機溶液為介質(zhì)，如鋰離子蓄電池等。三、理論知識準備（四）不同類型動力蓄電池的特點1.蓄電池的分類

（2）按工作性質(zhì)和儲存方式分類。蓄電池按工作性質(zhì)和儲存方式不同可分為一次電池、二次電池、燃料電池和儲備電池。（3）按材料分類。蓄電池按照正極材料和負極材料的不同，可以分為鋅系列電池、鎳系列電池、鉛系列電池、鋰系列電池及二氧化錳系列電池等。①鋅系列電池：如鋅錳蓄電池、鋅銀蓄電池等。②鎳系列電池：如鎳鎘蓄電池、鎳氫蓄電池等。③鉛系列電池：如鉛酸蓄電池。④鋰系列電池：如鋰離子蓄電池、鋰聚合物蓄電池和鋰硫蓄電池。⑤二氧化錳系列電池：如鋅錳蓄電池、堿錳蓄電池等。

三、理論知識準備（四）不同類型動力蓄電池的特點2.鉛酸蓄電池（1）鉛酸蓄電池的分類。根據(jù)鉛酸蓄電池作用的不同，可將其分為三種類型：起動式鉛酸蓄電池、牽引式鉛酸蓄電池和固定式鉛酸蓄電池。（2）鉛酸蓄電池的結構。三、理論知識準備（四）不同類型動力蓄電池的特點2.鉛酸蓄電池（3）鉛酸蓄電池的特點。①優(yōu)點：在常用蓄電池中，鉛酸蓄電池的電壓最高，為2.0V；價格低廉；可制成小至1A·h、大至幾千A·h的各種尺寸和結構的蓄電池；高倍率放電性能良好，高低溫性能良好；電能效率高達60%；易于識別荷電狀態(tài)。②缺點：在電動汽車車體中所占的質(zhì)量和體積較大，一次充電行駛里程短；使用壽命短，使用成本高；充電時間長；鉛是重金屬，對環(huán)境有污染。

三、理論知識準備（四）不同類型動力蓄電池的特點3.堿性蓄電池堿性蓄電池是以氫氧化鉀等堿性水溶液作為電解液的蓄電池的總稱。（1）鎳鎘蓄電池。鎳鉻蓄電池因其堿性氫氧化物中含有金屬鎳和金屬鎘而得名。圖1-35為鎳鎘電池結構示意圖。（2）鎳氫蓄電池。鎳氫(MH-Ni)蓄電池是在鎳鎘蓄電池的基礎上發(fā)展起來的，其結構如圖1-36所示。三、理論知識準備圖1-35鎳鎘電池結構示意圖圖1-36鎳氫蓄電池結構圖（四）不同類型動力蓄電池的特點4.鋰離子蓄電池（1）鋰離子蓄電池的分類。①根據(jù)鋰離子蓄電池所用電解質(zhì)材料不同，鋰離子蓄電池可以分為液態(tài)鋰離子蓄電池和聚合物鋰離子蓄電池。②根據(jù)鋰離子蓄電池的形狀不同，鋰離子蓄電池分為圓柱形鋰離子蓄電池、方形鋰離子蓄電池和軟包形鋰離子蓄電池。表1-3為三種結構鋰離子蓄電池的優(yōu)點和缺點。三、理論知識準備（四）不同類型動力蓄電池的特點4.鋰離子蓄電池（1）鋰離子蓄電池的分類。三、理論知識準備（四）不同類型動力蓄電池的特點4.鋰離子蓄電池（1）鋰離子蓄電池的分類。③根據(jù)鋰離子蓄電池的正極材料不同，鋰離子蓄電池分為鈷酸鋰蓄電池、錳酸鋰蓄電池和磷酸鐵鋰蓄電池。a.鈷酸鋰蓄電池。鈷酸鋰蓄電池的正極為鈷酸鋰聚合物，負極為石墨。其優(yōu)點為：結構穩(wěn)定，化學性能優(yōu)越，能量密度高，比容量高。其缺點為：成本高，熱穩(wěn)定性較差，安全性較差。鈷酸鋰蓄電池的充放電曲線如圖1-37所示。b.錳酸鋰蓄電池。錳酸鋰蓄電池的正極為鈷錳酸鋰，負極為石墨。其優(yōu)點為：其正極材料資源豐富，成本低，無污染，安全性能好。其缺點為：錳酸鋰蓄電池的材料本身不太穩(wěn)定，容易分解產(chǎn)生氣體，循環(huán)壽命衰減較快，高溫穩(wěn)定性較差。錳酸鋰蓄電池的充放電曲線圖如圖1-38所示三、理論知識準備（四）不同類型動力蓄電池的特點4.鋰離子蓄電池（1）鋰離子蓄電池的分類。三、理論知識準備（四）不同類型動力蓄電池的特點4.鋰離子蓄電池（1）鋰離子蓄電池的分類。c.磷酸鐵鋰蓄電池。磷酸鐵鋰蓄電池的正極為磷酸鐵鋰，負極為石墨。其優(yōu)點為：磷酸鐵鋰蓄電池是鋰離子蓄電池中安全性能最好的蓄電池，使用壽命長，高溫性能好，容量較大，無記憶效應。其缺點為：低溫性能較差，能量密度小。其充放電曲線圖如圖1-39所示。三、理論知識準備圖1-39磷酸鐵鋰電池充放電曲線圖（四）不同類型動力蓄電池的特點4.鋰離子蓄電池（1）鋰離子蓄電池的分類。d.三元鋰蓄電池。三元鋰蓄電池的正極為鎳鈷錳酸鋰，負極為石墨。三元鋰蓄電池的優(yōu)點為安全性高，循環(huán)穩(wěn)定性強，有價格優(yōu)勢。其缺點為：耐高溫性較差，壽命較短。三元鋰蓄電池的充放電曲線圖如圖1-40所示。三、理論知識準備（四）不同類型動力蓄電池的特點4.鋰離子蓄電池（1）鋰離子蓄電池的分類。表1-4為典型車型的動力蓄電池類型對比。三、理論知識準備（四）不同類型動力蓄電池的特點4.鋰離子蓄電池（2）鋰離子蓄電池的結構。如圖1-41所示，鋰離子蓄電池由正極、負極、隔板、電解液和保護閥等組成。三、理論知識準備（四）不同類型動力蓄電池的特點4.鋰離子蓄電池（3）鋰離子蓄電池的特點。①工作電壓高。鈷酸鋰蓄電池工作電壓為3.6V，錳酸鋰蓄電池工作電壓為3.7V，磷酸鐵鋰蓄電池工作電壓為3.2V。②比能量高。鋰離子蓄電池的理論比能量可達200W·h/kg以上，實際應用中也可達140W·h/kg。③循環(huán)壽命長。鋰離子蓄電池的深度放電循環(huán)次數(shù)可達1000次以上；其低放電深度循環(huán)次數(shù)可達上萬次。④自放電小。鋰離子蓄電池的月自放電率僅為總?cè)萘康?%~9%。

三、理論知識準備（四）不同類型動力蓄電池的特點4.鋰離子蓄電池（3）鋰離子蓄電池的特點。⑤使用方便。鋰離子蓄電池可以根據(jù)要求隨時充電，其性能不會降低。⑥對環(huán)境無污染。鋰離子蓄電池電解液中不含汞、鉛、鎘等有害元素，可以說它是真正意義上的綠色電池。

5.飛輪儲能電池飛輪儲能電池是20世紀90年代提出的一種新概念電池，屬于物理電池。簡單地說，它使用的原理與飛輪旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的能量相似，以實現(xiàn)其自身的充放電。飛輪儲能電池是一種典型的機電一體化裝置，由飛輪電池本體、電力/電子轉(zhuǎn)換裝置和控制器三部分組成。飛輪儲能電池主體主要由飛輪、電動/發(fā)電機、真空容器和磁懸浮軸承組成。其結構圖如圖1-42所示。三、理論知識準備（四）不同類型動力蓄電池的特點5.飛輪儲能電池三、理論知識準備圖1-42飛輪電池結構圖（四）不同類型動力蓄電池的特點5.飛輪儲能電池（1）飛輪儲能電池的工作原理。

電力/電子轉(zhuǎn)換裝置在控制器的作用下，飛輪儲能電池中的電動/發(fā)電機在外部電源的驅(qū)動下，以電動機形式運轉(zhuǎn)，電動機帶動飛輪高速旋轉(zhuǎn)，飛輪完成儲存動能的過程，即用電給飛輪儲能電池進行充電。之后，飛輪以較低的損耗處于能量保持狀態(tài)，直到當汽車負載需要能量時，飛輪帶動電動/發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，電動/發(fā)電機以發(fā)電機的形式旋轉(zhuǎn)，將動能轉(zhuǎn)化為電能，對外輸出電能，完成機械能（動能）到電能的轉(zhuǎn)換，并通過電力/電子轉(zhuǎn)換裝置將電能轉(zhuǎn)換成汽車各種負載所需的電壓來驅(qū)動負載工作。當飛輪儲能電池發(fā)電時，飛輪轉(zhuǎn)速逐漸下降，飛輪儲能電池的飛輪是在真空環(huán)境下運轉(zhuǎn)的，轉(zhuǎn)速極高（高達20萬r/min，使用的軸承為非接觸式磁懸浮軸承）。三、理論知識準備（四）不同類型動力蓄電池的特點5.飛輪儲能電池（2）飛輪儲能電池的優(yōu)點。飛輪儲能電池兼顧了化學電池、燃料電池和超導電池等儲能裝置的諸多優(yōu)點，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。①能量密度高。飛輪儲能電池儲能密度可達100~200W·h/kg，比功率可達5000～10000W/kg。②能量轉(zhuǎn)換效率高。飛輪儲能電池工作效率高達90%。③工作溫度范圍寬。飛輪儲能電池對環(huán)境溫度沒有嚴格要求。④使用壽命長。飛輪儲能電池不受重復深度放電影響，能夠循環(huán)幾百萬次運行。⑤低損耗、少維護。飛輪儲能電池的磁懸浮軸承和真空環(huán)境使機械損耗可以被忽略，系統(tǒng)維護周期長。

三、理論知識準備（四）不同類型動力蓄電池的特點6.燃料電池燃料電池是一種將燃料所含的化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的化學裝置。它也被稱為電化學發(fā)生器。（1）燃料電池的特點及分類。燃料電池的兩個電極由固體或液體電解質(zhì)分開，電解質(zhì)之間帶電荷。在電極上，通常使用催化劑來加速電化學反應。在兩個電極之間的電位差作用下，電子通過外部電路流向陰極或負極。在陰極，正離子和氧結合產(chǎn)生反應物或廢氣。這種電化學反應與氫在氧中的劇烈燃燒反應完全不同，只要陽極持續(xù)地輸入氫氣，陰極持續(xù)地輸入氧氣，電化學反應就將持續(xù)進行，生成的電子將不斷通過外部電路流動形成電流，不斷地向汽車供電。三、理論知識準備（四）不同類型動力蓄電池的特點6.燃料電池（1）燃料電池的特點及分類。根據(jù)電解質(zhì)的不同，燃料電池可分為質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）、熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）、固體氧化物燃料電池（SOFC）等。隨著燃料電池技術的發(fā)展，汽車燃料電池還必須具有比能量高、工作溫度低、啟動快、無泄漏等特點。在眾多燃料電池中，質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）具有以上這些特點，被認為是最適合作為電動汽車的燃料電池。三、理論知識準備（四）不同類型動力蓄電池的特點6.燃料電池

（2）質(zhì)子交換膜燃料電池。質(zhì)子交換膜燃料電池的內(nèi)部結構主要由質(zhì)子交換膜、陰極、陽極、陰極流場板、陽極流場板以及陰極和陽極催化劑層組成。質(zhì)子交換膜燃料電池主要通過氫氣與氧氣發(fā)生化學反應來產(chǎn)生電能，其內(nèi)部結構如圖1-43所示。三、理論知識準備圖1-43質(zhì)子交換膜燃料電池的內(nèi)部結構（四）不同類型動力蓄電池的特點6.燃料電池

（2）質(zhì)子交換膜燃料電池。質(zhì)子交換膜燃料電池工作原理如圖1-44所示。氫氣從氫氣進口進入裝置后在陽極失電子變成氫離子，氫離子穿過質(zhì)子交換膜在陰極同氧氣以及經(jīng)過外電路來到陰極的電子一起發(fā)生反應生成水，反應的進行伴隨著電流的生成，反應產(chǎn)物只有水。三、理論知識準備圖1-44質(zhì)子交換膜燃料電池的工作原理（四）不同類型動力蓄電池的特點6.燃料電池

（2）質(zhì)子交換膜燃料電池。質(zhì)子交換膜燃料電池的優(yōu)點有：

①能量轉(zhuǎn)化效率高；②唯一的排放物是水，沒有污染物排放；③運行噪聲低，可靠性高；④質(zhì)子交換膜燃料電池內(nèi)部的構造簡單，電池組的組裝和維護都非常方便；⑤發(fā)電效率平穩(wěn)，受到負荷的影響較小。質(zhì)子交換膜燃料電池的缺點有：

①成本高，膜材料和催化劑的成本較高；

②對氫的純度要求高，質(zhì)子交換膜燃料電池需要純凈的氫，容易受到雜質(zhì)的污染。三、理論知識準備（四）不同類型動力蓄電池的特點6.燃料電池

（3）熔融碳酸鹽燃料電池。熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）是由多孔陶瓷陰極、多孔陶瓷電解質(zhì)隔膜、多孔金屬陽極、金屬極板構成的燃料電池。其結構如圖1-45所示。三、理論知識準備（四）不同類型動力蓄電池的特點6.燃料電池

（3）熔融碳酸鹽燃料電池。熔融碳酸鹽燃料電池的工作原理如圖1-46所示。氧化劑中的O2和CO2在陰極與電子進行氧化反應產(chǎn)生CO32-，電解質(zhì)板中的CO32-直接從陰極移動到陽極，燃料氣中的H2與CO32-在陽極發(fā)生反應，生成了CO2、

H2O和電子。電子被集流板收集起來，然后到達隔板。三、理論知識準備（五）動力蓄電池維護流程通常，動力蓄電池維護分為日常的常規(guī)維護和周期性的強制維護。1.常規(guī)維護（1）任務準備。檢查工位設備及安全防護用品，保證兩人以上進行作業(yè)，準備好必要的工具和器材，如絕緣工具、絕緣手套、護目鏡等。同時，要確保操作環(huán)境通風良好，以防止有毒氣體的積聚。（2）高壓系統(tǒng)斷電。在拆卸電動汽車動力蓄電池之前，首先需要切斷電源，確保電動汽車處于斷電狀態(tài)。這是為了防止在對動力蓄電池維護操作過程中發(fā)生意外，確保施工人員的安全。三、理論知識準備（五）動力蓄電池維護流程通常，動力蓄電池維護分為日常的常規(guī)維護和周期性的強制維護。1.常規(guī)維護

（3）動力蓄電池外觀檢查。驗證高壓是否已經(jīng)斷電后，舉升車輛，用干布將動力蓄電池表面清潔干凈，確保動力蓄電池沒有受到外界因素影響，然后，對其進行外觀檢查。①檢查動力蓄電池箱的密封性能。為保證動力蓄電池箱密封性能良好，防止進水、影響通信，通過真空檢漏法檢查密封條的密封情況。②檢查動力蓄電池螺栓的緊固狀態(tài)。檢查動力蓄電池螺栓緊固是否可靠，用扭力扳手按規(guī)定次序和維修手冊要求力矩緊固螺栓。

三、理論知識準備（五）動力蓄電池維護流程通常，動力蓄電池維護分為日常的常規(guī)維護和周期性的強制維護。1.常規(guī)維護

（3）動力蓄電池外觀檢查。③檢查動力蓄電池外部高低壓接插件狀態(tài)。檢查動力蓄電池外部高低壓輸出接插件線束及插件連接應無松動、破損、腐蝕等問題,檢查線束與插針是否連接牢固、插針是否出現(xiàn)退針、彎曲等現(xiàn)象。④檢查動力蓄電池外部絕緣性。為避免動力蓄電池漏電，防止線路及內(nèi)部短路，需要對動力蓄電池高壓母線的絕緣性能進行檢查。

三、理論知識準備（五）動力蓄電池維護流程通常，動力蓄電池維護分為日常的常規(guī)維護和周期性的強制維護。1.常規(guī)維護

（3）動力蓄電池外觀檢查。⑤動力蓄電池性能檢測。為確保電動汽車通信質(zhì)量，在整車高低壓斷電、放電后，根據(jù)端口針腳定義，用萬用表“Ω”擋測量新能源CAN_H對新能源CAN_L電阻，若阻值為120Ω左右，則CAN網(wǎng)絡電阻正常，否則，需要修復或更換，同時應對電池管理系統(tǒng)的信息進行分析。三、理論知識準備（五）動力蓄電池維護流程通常，動力蓄電池維護分為日常的常規(guī)維護和周期性的強制維護。

2.強制維護動力蓄電池除了日常維護之外，還有周期性的強制維護，在北汽EV200的維修手冊上，指出強制性的周期維護包括以下內(nèi)容。（1）動力蓄電池定期充放電、單體電池一致性測試。目的：檢測各個單體電池的充放電是否具有一致性。說明：定期對動力蓄電池滿充、滿放一次。工具：專用檢測儀。

三、理論知識準備（五）動力蓄電池維護流程通常，動力蓄電池維護分為日常的常規(guī)維護和周期性的強制維護。

2.強制維護（2）動力蓄電池內(nèi)部溫度采集點檢查。目的：確保測溫點工作正常，采集點合理。方法：電腦監(jiān)控溫度與紅外熱像儀溫度對比，檢查溫感精度。工具：筆記本電腦、CAN卡、紅外熱像儀。（3）動力蓄電池內(nèi)部除塵。目的：防止內(nèi)部粉塵較多，影響通信。方法：用壓縮空氣進行清理。工具：空氣壓縮機。三、理論知識準備（五）動力蓄電池維護流程通常，動力蓄電池維護分為日常的常規(guī)維護和周期性的強制維護。

2.強制維護

（4）繼電器測試。目的：防止繼電器損壞而造成車輛無法正常上高壓。方法：使用萬用表“Ω”擋檢測總正和總負繼電器的線圈電阻，如損壞，應予以更換。工具：萬用表、筆記本電腦、CAN卡。（5）其他動力蓄電池內(nèi)零部件檢查。目的：保證輔助性的部件可正常使用。方法：檢查是否有松動、破損、脫落等情況。工具：螺絲刀、扭力扳手。三、理論知識準備（五）動力蓄電池維護流程通常，動力蓄電池維護分為日常的常規(guī)維護和周期性的強制維護。

2.強制維護

（6）動力蓄電池保溫檢查。目的：檢查電池包內(nèi)部邊緣保溫棉（圖1-47）是否脫落、損壞等，若損壞，則需修復或更換，以保證保溫材料的完整性和可靠性，避免溫度過低引起的蓄電池電量加速損耗。方法：目測檢查電池包內(nèi)部邊緣保溫棉是否脫落、損壞。工具：目測。三、理論知識準備圖1-47動力電池內(nèi)部邊緣絕緣棉（五）動力蓄電池維護流程通常，動力蓄電池維護分為日常的常規(guī)維護和周期性的強制維護。

2.強制維護（7）電芯防爆膜、外觀檢查。目的：為防止電芯損壞導致漏電而影響動力蓄電池性能，需要檢查電芯防爆膜、電芯外觀絕緣是否破損。方法：目測可見電芯防爆膜、電芯外觀絕緣是否破損，如圖1-48所示。工具：目測。三、理論知識準備圖1-48電芯檢查（五）動力蓄電池維護流程通常，動力蓄電池維護分為日常的常規(guī)維護和周期性的強制維護。

2.強制維護（8）電池包內(nèi)部干燥性檢查。目的：確保動力蓄電池內(nèi)部無水漬。方法：打開電池包，目測觀察動力蓄電池內(nèi)部是否有積水，測量電池包絕緣。工具：絕緣表。（9）動力蓄電池加熱系統(tǒng)測試。目的：冬季氣溫較低，動力蓄電池電量損耗速度快，因此，需要確保動力蓄電池加熱系統(tǒng)工作正常，避免影響充電。方法：動力蓄電池通12V電，打開監(jiān)控軟件，啟動加熱系統(tǒng)，目測風扇是否正常。工具：12V電源、筆記本電腦、CAN卡。三、理論知識準備（六）動力蓄電池維護規(guī)程動力蓄電池維護過程中，需要遵守以下操作規(guī)程：（1）需要穿戴好防護用品，以防止受到電擊；（2）必須兩人操作，一人監(jiān)護，一人操作；（3）要嚴格按照汽車生產(chǎn)廠家的要求進行操作，以確保動力蓄電池的安全性；（4）因為動力蓄電池是高壓電器件，維護操作前需要斷開高壓并采用適當?shù)姆雷o措施；（5）舉升車輛前，應將舉升機支撐塊調(diào)整移動對正該車型規(guī)定的舉升點；（6）遇到不合理作業(yè)要及時指出并予以制止，避免發(fā)生危險；（7）禁止正負對接，避免正極或負極經(jīng)人體對地，注意防酸堿，使用工業(yè)“防堿手套”，并佩戴護目鏡。

三、理論知識準備1.動力蓄電池維護任務計劃根據(jù)前面理論知識的學習，獲取關鍵信息，對工作內(nèi)容進行匯總分類，制訂動力蓄電池維護的工作計劃。該工作計劃包括所需要的物料清單、工作順序、工具檢查、每一步檢查部位的檢查點、檢查規(guī)范和標準、檢查結果、檢查時間、成本核算、安全與環(huán)保、注意事項等，并完成動力蓄電池維護任務的配件清單和動力蓄電池維護操作的計劃表。2.動力蓄電池維護任務決策站在企業(yè)的角度，確認工作任務計劃方案實施的可行性。決策內(nèi)容包括：設備清單，操作步驟的正確性、規(guī)范性和合理性，安全和環(huán)保注意事項，工作任務的時間控制和成本控制等工作計劃中具體內(nèi)容，并完成動力蓄電池維護的任務決策表。四、任務計劃決策1.動力蓄電池維護任務實施下面以北汽EV200為例，按照動力蓄電池維護流程來實施操作。（1）任務準備。①場地準備。操作前首先設置好隔離欄和安全警示牌，檢查滅火器，同時，確保操作環(huán)境通風良好。②檢查防護套裝。操作人員必須持證上崗，穿好絕緣鞋和絕緣服，檢查絕緣手套的氣密性、耐壓等級、生產(chǎn)日期等，檢查護目鏡、安全帽有無破損等。③檢查工具套裝。對絕緣測試儀進行開路測試和短路測試，對數(shù)字萬用表進行校零，檢查絕緣工具是否齊全、完好等。④檢查設備。檢查舉升機、動力蓄電池舉升車是否完好。

五、任務實施1.動力蓄電池維護任務實施下面以北汽EV200為例，按照動力蓄電池維護流程來實施操作。（1）任務準備。

⑤做好安全防護。安裝車輛擋塊，安裝好翼子板布、格柵布，安裝好座椅套、轉(zhuǎn)向盤套、換擋桿套、腳墊紙等，檢查電子駐車制動和擋位，降下駕駛員側(cè)車窗玻璃。（2）高壓系統(tǒng)斷電。①關閉一鍵起動開關并拔掉鑰匙，放在合適的位置，如圖149所示。②斷開低壓蓄電池負極,用絕緣帶將負極堆蓋住，斷開車輛的電壓控制電源，防止二次上電，如圖1-50所示。③等待5min，讓控制器里的電容能夠充分放電。④檢查并戴好絕緣手套，拆開中控儲物盒蓋板，拔掉維修開關，將拆下的維修開關放在安全的地方，防止重新接通。五、任務實施1.動力蓄電池維護任務實施（3）動力蓄電池外觀檢查。①對好四個支臂位置，將車輛舉升至離地面20~30cm時停止舉升，檢查舉升點是否正常；檢查正常后，繼續(xù)舉升至工作高度，落鎖。②清潔動力蓄電池的底部。檢查動力蓄電池底部是否有磕碰、劃傷或者損壞；檢查外殼有無裂痕、磕碰、凹陷、凸起等；檢查下托盤邊緣有無變形、開裂，底部有無凹陷變形；檢查下托盤壓條螺釘有無松動；檢查動力蓄電池標識是否清晰，有無破損。五、任務實施1.動力蓄電池維護任務實施（4）檢查動力蓄電池的密封性能。①連接真空表組件及氣泵管路，如圖1-52所示。②調(diào)節(jié)氣壓在400kPa左右。④若負壓真空度達到-40kPa，應關閉真空表組開關，保持10min左右，檢查負壓真空度應該在-10kPa以內(nèi),說明密封性能良好。⑤若無真空負壓或回到0kPa，說明密封不嚴，需要檢查動力蓄電池蓋螺栓是否緊固。⑥如果動力蓄電池蓋螺栓緊固為正常力矩，則需要更換密封條。五、任務實施圖1-52連接并調(diào)節(jié)密封性檢測設備

1.動力蓄電池維護任務實施（5）檢查動力蓄電池螺栓的緊固狀態(tài)。

（6）檢查動力蓄電池外部高低壓插接件。①戴好絕緣手套，逆時針旋轉(zhuǎn)線束插接器，斷開動力蓄電池低壓控制線束插接器，檢查采樣線接口有無破損。②檢查低壓插接器是否有退針、倒針、銹蝕和燒蝕情況。檢查線束與插針是否連接牢固，插針是否出現(xiàn)退針、彎曲等現(xiàn)象。③拔下動力蓄電池高壓母線插接器。檢查正、負極引出線附近螺栓有無斷裂。④檢查高壓母線插接器導電環(huán)是否有銹蝕、燒蝕情況。（7）檢查動力蓄電池外部絕緣性。五、任務實施1.動力蓄電池維護任務實施①拔下高壓母線，根據(jù)端口針腳定義，用數(shù)字絕緣表分別檢測總正、總負對地電阻值。②將絕緣表黑表筆接于車身，紅表筆測量1端子高壓正極的絕緣電阻為550MΩ，大于標準值1.4MΩ，若不合格，則需修復或更換。③將絕緣表黑表筆接于車身，紅表筆測量2端子高壓負極的絕緣電阻為550MΩ，大于標準值1.0MΩ，若不合格，則需修復或更換。（8）性能檢驗。①連接故障診斷儀，按下啟動開關。②打開診斷軟件，進入BMS，讀取BMS的相關數(shù)據(jù)，并記錄異常數(shù)據(jù)。

五、任務實施

（1）核實檢查《任務委托書》，以確保顧客委托的所有維護項目的書面記錄都已完成，并有質(zhì)檢員簽字。（2）實車核對《任務委托書》，以確保顧客委托的所有維護項目在車輛上都已完成。（3）確認動力蓄電池已維護，必要時試車。（4）確認從車輛上更換下來的舊件。（5）確認車輛內(nèi)外清潔度（包括無灰塵、油污、油脂）。（6）其他檢查：除車輛外觀外，不遺留抹布、工具、螺母、螺栓等。六、任務檢查交付1.動力蓄電池維護任務總結（1）高壓安全常識。①高壓安全相關概念。②個人防護用具。③車間防護設備。④常用儀器和工具。（2）動力蓄電池的基本概念。①蓄電池結構。②蓄電池常見性能概念。③蓄電池充放電基本概念。④動力蓄電池的性能評估。七、總結評價1.動力蓄電池維護任務總結（3）動力蓄電池的結構。動力蓄電池根據(jù)結構分解，其組成的部件主要包括維修開關組件、動力蓄電池箱、電池模塊組件、動力蓄電池管理單元、信號采集組件、低壓連接組件、高壓連接組件、熱管理系統(tǒng)組件等。高壓系統(tǒng)包括高壓控制箱及線束、連接接口等，主要用于監(jiān)測動力蓄電池的總電壓、總電流、絕緣性能，包括監(jiān)測動力蓄電池的總電壓、檢測充放電電流、高壓系統(tǒng)的絕緣，監(jiān)控高壓接線，并將監(jiān)控的數(shù)據(jù)反饋至主控盒。七、總結評價

（4）能力點總結。①高壓安全防護工具使用。②高壓斷電操作。③高壓驗電操作。④動力蓄電池的檢查。⑤動力蓄電池維護。⑥車輛交付。七、總結評價2.動力蓄電池維護任務綜合職業(yè)能力評價七、總結評價新任務遷移：其他車型的動力蓄電池維護。通過查閱資料，參考前面學習的動力蓄電池維護的流程和北汽EV200動力蓄電池維護的實施操作，制訂出其他車型的動力蓄電池維護任務的工作計劃及操作流程。八、拓展鞏固一、填空題1.滅火器有干粉式滅火器、泡沫式滅火器及二氧化碳滅火器等。2.數(shù)字絕緣萬用表是一種由電池供電的測量絕緣電阻的儀器，同時也具有測量電流、電壓、電阻和測試電路通斷和二極管測試等功能。3.蓄電池比容量是指單位質(zhì)量或單位體積的蓄電池所能給出的電能，相應地稱為質(zhì)量比容量或體積比容量。練習題二、選擇題1.電池的荷電狀態(tài)可以用下列哪個英文縮寫表示（C）。A.SOHB.BMSC.SOCD.PTC2.（B）是指單位質(zhì)量或單位體積的電池所能給出的電量。A.容量B.比容量C.功率D.比功率3.[多選]動力蓄電池的容量可以分為（ABCE）。A.理論容量B.額定容量C.實際容量D.比容量E.標稱容量4.[多選]動力蓄電池維護的準備包括（ABCD）。A.設置隔離欄B.設置安全警示牌

C.檢查滅火器D.檢查查工具套裝練習題三、簡答題1.高壓防護工具都有哪些，請簡述它們的作用。答：（1）絕緣手套

絕緣手套是一種輔助安全用具，用橡膠、乳膠、塑料等絕緣材料做成，具有絕緣防護、防水、防化、防油等功能，起到對手或者人體的保護作用，分為12kV絕緣手套和5kV絕緣手套兩種，適用于電力、汽車和機械維修、化工、精密安裝等行業(yè)。(2)絕緣鞋

絕緣鞋是使用特種橡膠等絕緣材料制作的一種安全鞋。(3)絕緣服

絕緣服采用錦綸涂復織物材料，可以防止身體觸碰到高壓電，同時該服裝具有耐高壓，阻燃、防酸、防堿性能。(4)防護眼鏡

防護眼鏡是個體防護裝備中重要的組成部分，可防止腐蝕液體或電弧傷害眼睛。(5)絕緣帽

絕緣帽可以防止頭部觸碰到高壓電。練習題三、簡答題2.請簡述電動汽車動力蓄電池的外部結構。答：動力蓄電池外部結構有：維修開關、正負極母線、插接頭、信號采樣線等。3.請簡述動力蓄電池的日常維護流程。答：（1）任務準備，包括場地準備、檢查防護套裝、檢查工具套裝、檢查設備套裝、做好安全防護。（2）高壓系統(tǒng)斷電。（3）動力蓄電池外觀檢查。檢查動力蓄電池底部是否有磕碰、劃傷或者損壞。檢查外殼有無裂痕、磕碰、凹陷、凸起等，檢查下托盤邊緣有無變形、開裂，底部有無凹陷變形，檢查下托盤壓條螺釘有無松動，檢查動力蓄電池標識是否清晰，有無破損。練習題三、簡答題3.請簡述動力蓄電池的日常維護流程。答：（4）檢查動力蓄電池的密封性能。

（5）檢查動力蓄電池螺栓的緊固狀態(tài)。

（6）檢查動力蓄電池外部高低壓插接件。

（7）檢查動力蓄電池外部絕緣性。

①拔下高壓母線，根據(jù)端口針腳定義，用數(shù)字絕緣表DC1000V分別檢測總正、總負對地電阻值。

②將絕緣表黑表筆接于車身，紅表筆測量1端子正極絕緣狀態(tài)為550MΩ>標準值1.4MΩ，若不合格則需修復或更換。

③將絕緣表黑表筆接于車身，紅表筆測量2端子正極絕緣狀態(tài)為550MΩ>標準值1.0MΩ，若不合格則需修復或更換。

（8）性能檢驗。練習題

謝謝觀看！新能源動力蓄電池及管理技術

動力蓄電池維護動力蓄電池更換動力蓄電池系統(tǒng)故障檢修交流充電系統(tǒng)故障檢修學習任務1學習任務2學習任務3學習任務4直流充電系統(tǒng)故障檢修D(zhuǎn)C/DC系統(tǒng)故障檢修學習任務5學習任務6

學習任務2

活塞連桿組故障診斷與修復動力蓄電池更換

學習目標

完成本學習任務后，你應該能：知識目標1.掌握電動汽車高壓電上下電的原理；2.掌握電動汽車高壓電的上下電操作流程；3.掌握動力蓄電池的更換方法；4.了解動力蓄電池的儲存方法。

技能目標1.能夠熟練完成新能源汽車高壓斷電操作；2.能夠熟練完成新能源汽車高壓上電操作；3.能夠完成動力蓄電池的更換；4.能夠完成動力蓄電池的儲存。建議學時12

學時一、任務接受

一輛行駛里程約為30000km的比亞迪e5純電動汽車，車主開車時發(fā)現(xiàn)“OK”燈不亮，且儀表顯示“檢查動力蓄電池系統(tǒng)”，經(jīng)過車間主管用解碼儀讀取故障碼并檢測相關數(shù)據(jù)流，發(fā)現(xiàn)動力蓄電池包需要進行更換。你作為一名維修人員，請嚴格按照相關的作業(yè)標準，對該車輛的動力蓄電池包進行更換。二、任務分析本任務實施前，請完成下列活動。（1）同學們通過分析任務，思考并寫出完成客戶委托任務需要的關鍵信息。（2）通過小組合作，討論本組完成客戶委托任務的關鍵點和難點以及需要進行哪些操作。（3）各個小組分別進行展示分享，相互提出改進意見。三、理論知識準備（一）高壓上下電控制邏輯

電動汽車上電和下電控制原理實質(zhì)是車載動力蓄電池對外高壓上電和下電控制過程。整車上下電控制包括整車低壓供電與斷電、喚醒與取消喚醒、高壓上電和下電。1.高壓上電控制邏輯

電動汽車的高壓上電過程一般涉及整車控制器、高壓電池包控制器、電機控制器、直流變換器，由VCU協(xié)調(diào)各個控制器，使其互相配合，按照設定的步驟、時序完成一系列交互動作，進行信息交互和故障診斷，確保車輛及時、安全地完成上高壓動作。三、理論知識準備（一）高壓上下電控制邏輯1.高壓上電控制邏輯圖2-1北汽新能源EV200動力蓄電池高壓系統(tǒng)工作原理圖三、理論知識準備（一）高壓上下電控制邏輯1.高壓上電控制邏輯（1）整車上電后，BMS被喚醒，完成自檢。（2）VCU接收到BMS無故障信息，完成高壓上電診斷。（3）預充完成后，完成高壓上電。三、理論知識準備（一）高壓上下電控制邏輯2.高壓下電控制邏輯

高壓下電控制分為正常高壓下電和非正常高壓下電。

（1）正常高壓下電控制邏輯實施。

待ON擋消失（持續(xù)2s）后，BMS等待VCU下電指令。若在一定時間內(nèi)未收到VCU下電指令，BMS會強制下電休眠。當BMS收到VCU下電指令時，若母線電流小于一定電流值（可以設置，比如20A），則先斷開主正接觸器、后斷開主負接觸器，然后判斷母線電壓。若母線電壓下降到一定預設值（如斷電前電壓的10%），BMS將下電指令反饋給VCU。BMS發(fā)送下電完成指令后，經(jīng)過一段時間后（可設置）進入休眠狀態(tài)。當BMS收到VCU下電指令時，若母線電流大于預設電流，BMS則會采取強制下電手段。三、理論知識準備（一）高壓上下電控制邏輯2.高壓下電控制邏輯

（2）非正常高壓下電控制邏輯實施。

當開關鑰匙在ON擋/START擋同時汽車出現(xiàn)整車嚴重故障，此時系統(tǒng)會采取非正常下電流程。當故障傳送至VCU，若在驅(qū)動系統(tǒng)、電池系統(tǒng)、絕緣等最高級故障中出現(xiàn)一種，VCU輸出0電機轉(zhuǎn)矩，隨后斷開高壓鏈接，BMS依次斷開主正接觸器、主負接觸器，命令逆變器執(zhí)行主動放電，VCU向各個控制器發(fā)出下電指令，并斷開高電平喚醒源，完成高壓下電。三、理論知識準備（一）高壓上下電控制邏輯3.動力蓄電池預充控制系統(tǒng)功能及原理圖2-2高壓預充系統(tǒng)原理圖三、理論知識準備（一）高壓上下電控制邏輯3.動力蓄電池預充控制系統(tǒng)功能及原理（1）預充電路的功能。①防止大電弧的產(chǎn)生，避免接觸器的燒蝕；②確保整車在高壓上電前整個高壓系統(tǒng)的完整性。三、理論知識準備（一）高壓上下電控制邏輯3.動力蓄電池預充控制系統(tǒng)功能及原理（2）預充控制的原理。

首先，主正接觸器和預充接觸器先后閉合，因為有預充電阻的限流作用，使接觸器得到保護，當輸出電壓接近動力蓄電池電壓時，閉合主負接觸器，此時，主負接觸器兩端電壓幾乎相等，不會有火花產(chǎn)生，隨后，預充接觸器斷開，由主正接觸器和主負接觸器對外輸出電壓，完成預充和上電過程，這樣就實現(xiàn)了預充電路的第一個功能。三、理論知識準備（一）高壓上下電控制邏輯3.動力蓄電池預充控制系統(tǒng)功能及原理（2）預充控制的原理。

預充過程中預充電壓是隨著預充時間的增加而增加的，在規(guī)定時間內(nèi)增加到動力蓄電池電壓時即完成了高壓預充過程，此后車輛端的電壓為動力蓄電池的電壓，如圖2-3所示。在預充過程中，電腦是可以檢測到預充時間的，如果在規(guī)定時間內(nèi)沒有達到預充電壓，或者提前達到預充電壓，電腦就會檢測到預充時間過長或者預充時間過短，說明高壓系統(tǒng)有問題，會停止高壓上電。三、理論知識準備（一）高壓上下電控制邏輯3.動力蓄電池預充控制系統(tǒng)功能及原理（2）預充控制的原理。圖2-3預充電流和電壓的變化曲線圖三、理論知識準備（二）動力蓄電池熱管理系統(tǒng)1.動力蓄電池熱管理系統(tǒng)功能

溫度過低或過高均會影響動力蓄電池的性能，過高的動力蓄電池溫度會嚴重影響電池組電化學系統(tǒng)的運行、循環(huán)壽命和充電可接受性、電池包功率、安全性和可靠性；過低的動力蓄電池溫度會降低其活性，無法快速充放電。為了盡可能延長動力蓄電池的使用壽命并獲得最大功率，需在規(guī)定溫度范圍內(nèi)使用動力蓄電池。三、理論知識準備（二）動力蓄電池熱管理系統(tǒng)2.動力蓄電池熱管理系統(tǒng)類型

動力蓄電池熱管理系統(tǒng)從熱管理控制方式來分，可分為主動式和被動式熱管理。

主動式熱管理系統(tǒng)是通過控制制冷/加熱系統(tǒng)來及時調(diào)節(jié)電池溫度，常用的控制系統(tǒng)為PWM（脈寬調(diào)制）系統(tǒng)。

被動式熱管理系統(tǒng)則是通過改進蓄電池的結構和材料，降低熱量產(chǎn)生速率和提高熱量擴散速率，來降低電池的溫度。三、理論知識準備（二）動力蓄電池熱管理系統(tǒng)2.動力蓄電池熱管理系統(tǒng)類型

從傳熱介質(zhì)的角度，動力蓄電池熱管理系統(tǒng)又可分為空氣冷卻式、液體冷卻式與相變蓄熱式熱管理。（1）空氣為傳熱介質(zhì)的熱管理。

空氣作傳熱介質(zhì)的原理是直接引入空氣，使其流過電池模塊達到散熱效果，通常需要風扇、進出通口風等部件。三、理論知識準備（二）動力蓄電池熱管理系統(tǒng)2.動力蓄電池熱管理系統(tǒng)類型（2）液體為傳熱介質(zhì)的熱管理。

該熱管理系統(tǒng)以液體為介質(zhì)的傳熱，通過電池包內(nèi)部的冷卻液來帶走電池在工作中所產(chǎn)生的熱量，以達到降低電池溫度的效果。（3）相變蓄熱式熱管理。

導熱相變材料（PhaseChangeMaterials，簡稱PCM）是一種新型的高效熱管理材料，具有在溫度變化過程中能夠吸收或釋放大量熱量的特性，并且可以通過相變來實現(xiàn)傳熱，從而達到更好的節(jié)能和環(huán)保效果。三、理論知識準備（二）動力蓄電池熱管理系統(tǒng)

3.動力蓄電池熱管理系統(tǒng)的結構原理

整車熱管理系統(tǒng)分為三個部分：乘員艙熱管理、電驅(qū)系統(tǒng)回路熱管理、動力蓄電池系統(tǒng)回路熱管理。

（1）乘員艙熱管理。

與傳統(tǒng)汽車一樣，電動汽車乘員艙冷卻依靠壓縮機制冷，區(qū)別在于電動汽車采用電動壓縮機。電動汽車制冷系統(tǒng)包括壓縮機、冷凝器、膨脹閥、鼓風機、蒸發(fā)箱等部件。同樣，缺少發(fā)動機的電動汽車乘員艙取暖依靠電加熱系統(tǒng)PTC實現(xiàn)。三、理論知識準備（二）動力蓄電池熱管理系統(tǒng)

3.動力蓄電池熱管理系統(tǒng)的結構原理

（2）電驅(qū)系統(tǒng)回路熱管理。

電驅(qū)系統(tǒng)回路熱管理為散熱器的出水進入充電機、電機等部件，電機流出的較高溫度冷卻液通過散熱器與空氣的熱交換降溫，經(jīng)過降溫的冷卻液再流經(jīng)散熱部件，達到冷卻的目的。三、理論知識準備（二）動力蓄電池熱管理系統(tǒng)

3.動力蓄電池熱管理系統(tǒng)的結構原理

（3）動力蓄電池系統(tǒng)回路熱管理。

動力蓄電池系統(tǒng)回路熱管理主要包括動力蓄電池冷卻、動力蓄電池加熱功能的實現(xiàn)。當動力蓄電池有冷卻需求時，壓縮機啟動，動力蓄電池回路通過Cheiller換熱器與空調(diào)回路進行換熱。當動力蓄電池有加熱需求時，PTC啟動，同樣，動力蓄電池回路通過Chiller集成在一起的換熱器與PTC回路進行換熱。三、理論知識準備（二）動力蓄電池熱管理系統(tǒng)

3.動力蓄電池熱管理系統(tǒng)的結構原理

下面以ModelS為例，介紹動力蓄電池熱管理系統(tǒng)。圖2-4特斯拉熱管理系統(tǒng)結構圖1、2－冷凝器；3、4－冷凝器風扇；5、8－壓力傳感器；

6、9－溫度傳感器；

7－空調(diào)壓縮機；

10、11－熱膨脹閥；12-四通閥；

13、14-三通閥

；15-散熱器三、理論知識準備（二）動力蓄電池熱管理系統(tǒng)

3.動力蓄電池熱管理系統(tǒng)的結構原理ModelS的熱管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)乘員艙熱管理、電池冷卻和加熱以及電機電控系統(tǒng)的冷卻等基本功能，但并沒有采用熱泵、余熱回收等更先進的節(jié)能手段。整個熱管理系統(tǒng)可以大致分為制冷劑系統(tǒng)和冷卻液系統(tǒng)兩部分，制冷劑系統(tǒng)主要負責乘員艙制冷和冷卻電池冷卻液，冷卻液系統(tǒng)負責電機電控系統(tǒng)冷卻和電池的冷卻和加熱。三、理論知識準備（二）動力蓄電池熱管理系統(tǒng)

3.動力蓄電池熱管理系統(tǒng)的結構原理儲液罐：儲存冷卻液。散熱器：對冷卻液進行熱交換。冷卻液管：連接冷卻系統(tǒng)相關部件，是冷卻液循環(huán)的通道。冷卻液泵：冷卻液循環(huán)的動力源。旁通閥：旁通閥控制冷卻液流向，散熱器旁通閥控制是否需要通過散

熱器散熱。三、理論知識準備（二）動力蓄電池熱管理系統(tǒng)

3.動力蓄電池熱管理系統(tǒng)的結構原理chiller：通過制冷劑吸收冷卻回路中冷卻液的熱量，通過熱交換將熱量帶走，起到降溫的作用（冷卻液與制冷劑之間進行熱交換）。

冷卻液加熱器：將電池冷卻液加熱到合適的溫度以進行電池充、放電。

冷卻液溫度傳感器：用來監(jiān)視冷卻液內(nèi)部溫度并將此信息報告給THC，以防止過熱。

百葉窗：主動調(diào)節(jié)通過散熱器的空氣流量。三、理論知識準備（二）動力蓄電池熱管理系統(tǒng)

3.動力蓄電池熱管理系統(tǒng)的結構原理三、理論知識準備（二）動力蓄電池熱管理系統(tǒng)4.動力蓄電池熱管理系統(tǒng)控制策略

當電池包的溫度超過溫度上限（一般為37°C）時，BMS控制器就會將相關信息遞交至TMS（ThermalManagementSystem）控制器中，在接收到信息之后，TMS控制器將會向水泵和空調(diào)機組發(fā)送對應的制冷指令，此時，這兩項要素將會進入開啟狀態(tài)，并借助制冷劑降低冷卻液的溫度，實現(xiàn)溫度降低的目標。三、理論知識準備（二）動力蓄電池熱管理系統(tǒng)4.動力蓄電池熱管理系統(tǒng)控制策略

如果BMS控制器采集到的電芯溫度峰值稍高（一般處于32~37℃之間），此時該控制器依舊會將相應的信息遞交至TMS控制器中，在接收到信息之后，TMS控制器就會向水泵下達自循環(huán)的指令，此時，空調(diào)機組將處于關閉狀態(tài)。三、理論知識準備（二）動力蓄電池熱管理系統(tǒng)4.動力蓄電池熱管理系統(tǒng)控制策略

如果BMS控制器采集到的電芯溫度峰值稍低（一般小于32°C），當BMS控制器將信息遞交至TMS控制器之后，TMS控制器將會向水泵發(fā)送關機指令，此時，動力蓄電池將會借助外界溫度條件調(diào)節(jié)自身溫度。三、理論知識準備（二）動力蓄電池熱管理系統(tǒng)4.動力蓄電池熱管理系統(tǒng)控制策略

如果電芯溫度很低（一般低于最小值12~15°C），此時動力電池系統(tǒng)需要進行加熱操作，當TMS系統(tǒng)接收到BMS系統(tǒng)發(fā)送的信息之后，將會向水泵發(fā)送開機指令，同時將相應的信息輸送至加熱器控制器中，進而向PTC下達加熱指令，此時熱管理系統(tǒng)中的PTC和水泵處于開啟狀態(tài)，能夠?qū)囟冗M行有效調(diào)節(jié)。三、理論知識準備（三）動力蓄電池儲存維護1.短期儲存

鋰離子蓄電池短期不使用（如6個月以內(nèi)），蓄電池帶電量狀態(tài)下，將蓄電池儲存在干燥、無腐蝕性氣體、溫度在-20～35℃，濕度在65±20%的地方，高于或低于此溫濕度會使蓄電池金屬部件生銹或蓄電池出現(xiàn)泄漏。三、理論知識準備（三）動力蓄電池儲存維護2.長期儲存

鋰離子蓄電池長期不用（如6個月以上），應充入50%~70%的電量，并從儀器中取出存放在干燥陰涼的環(huán)境中，并每隔3個月充一次電，以免存放時間過長，蓄電池因自放電導致電量過低，造成不可逆的容量損失。三、理論知識準備（三）動力蓄電池儲存維護3.超長時間存放

通常不建議鋰離子電池存放時間超過2年以上，因為存放的時間超長，蓄電池的容量損失超嚴重。三、理論知識準備（四）動力蓄電池更換流程1.任務準備

檢查工位設備及安全防護用品，需要準備好必要的工具和器材，如電池分解工具、絕緣手套、護目鏡等。同時，要確保操作環(huán)境通風良好，以防止有毒氣體的積聚。三、理論知識準備（四）動力蓄電池更換流程3.動力蓄電池拆卸

（1）找到動力蓄電池位置。

不同車型的電動汽車，動力蓄電池的安裝位置也會有所不同。大多數(shù)電動汽車的動力蓄電池安裝在車身底部或后部。

（2）拆卸蓄電池殼。

電動汽車動力蓄電池通常由電池殼保護，因此，需要先拆卸電池殼。一般來說，電池殼是通過螺絲或卡扣固定在一起的。使用相應的工具，將螺絲擰松或卡扣打開，然后輕輕拆下電池殼。三、理論知識準備（四）動力蓄電池更換流程（3）斷開動力蓄電池連接。

電動汽車動力蓄電池與車輛的其他部件之間有許多連接線，而這些連接線需要斷開才能拆卸蓄電池。需要先斷開動力蓄電池的正負極連接線，一般來說，正極連接線為紅色，負極連接線為黑色。使用相應的工具，將連接線上的螺絲或連接器擰松，然后斷開連接線。三、理論知識準備（四）動力蓄電池更換流程（4）拆卸動力蓄電池固定件。

動力蓄電池安裝在車輛上時，通常會有一些固定件來確保蓄電池的穩(wěn)定。這些固定件可以是螺絲、卡扣或其他類型的連接件。需要使用相應的工具，將這些固定件拆卸，取下蓄電池托盤，然后輕輕將蓄電池取出。三、理論知識準備（四）動力蓄電池更換流程4.安裝前的檢查

安裝動力電池前對動力電池進行清潔和檢查,包括螺栓、螺孔、外觀、密封部位、高低壓連接器、絕緣電阻以及銘牌信息等。5.動力蓄電池的安裝

安裝動力蓄電池時注意安裝力矩，安裝動力蓄電池搭鐵線以及高低壓線束連接器。6.性能檢驗

動力蓄電池安裝后，通過觀看儀表信息和使用診斷儀，要對其性能進行檢測，確保車輛的正常使用。三、理論知識準備（五）動力蓄電池更換規(guī)程

（1）更換動力蓄電池時，需要穿戴好防護用品，以防止受到點擊。

（2）更換動力蓄電池時，必須使用專用工具，以免損壞電池或防止觸電。（3）更換動力蓄電池時，要嚴格按照汽車廠家的要求進行操作，以確保動力蓄電池的安全性。

（4）因為動力蓄電池是高壓電器件，完成更換操作前需要斷開高壓并采用適當?shù)姆雷o措施。三、理論知識準備（四）動力蓄電池更換流程

（5）舉升車輛前，應將舉升機支撐塊調(diào)整移動對正該車型規(guī)定的舉升點，舉升臂應盡量縮到最小長度，并調(diào)節(jié)舉升膠墊以便均勻接觸；支車時，四個支角應在同一平面上，調(diào)整支角膠墊高度使其接觸車輛底盤支撐部位，使舉升臂升至舉升膠墊完全接觸車輛，檢查是否已牢固負載，確保車輛安全（6）遇到不合理作業(yè)要及時指出并予以制止，避免發(fā)生危險。（7）更換完動力蓄電池后，要對動力系統(tǒng)進行全面檢查，以確保車輛的正常運行。

1.動力蓄電池更換任務計劃

根據(jù)前面理論知識的學習，獲取關鍵信息，對工作內(nèi)容進行匯總分類，制定動力蓄電池更換的工作計劃。計劃包括所需要的物料清單、工作順序、工具檢查、每一步檢查的部位檢查點、檢查規(guī)范和標準、檢查結果、檢查時間、成本核算、安全與環(huán)保、注意事項等。并完成動力蓄電池更換任務的配件清單和蓄電池更換操作的計劃表。2.動力蓄電池更換任務決策站在企業(yè)的角度，確認工作任務計劃方案實施的可行性。決策內(nèi)容包括：設備清單，操作步驟的正確性、規(guī)范性和合理性，安全和環(huán)保注意事項，工作任務的時間控制和成本控制等工作計劃中具體內(nèi)容，并完成動力蓄電池更換的任務決策表。四、任務計劃決策1.動力蓄電池更換任務實施

下面以比亞迪e5為例，按照動力蓄電池更換流程來實施操作。

（1）任務準備。場地準備——操作前首先設置好隔離欄和安全警示牌，檢查滅火器，同時確保操作環(huán)境通風良好。檢查防護套裝——操作人員必須持證上崗，穿好絕緣鞋和絕緣服，檢查絕緣手套的氣密性、耐壓等級、生產(chǎn)日期等，檢查護目鏡、安全帽有無破損等。五、任務實施

檢查工具套裝——對絕緣測試儀進行開路測試和短路測試，對數(shù)字萬用表進行校零，檢查絕緣工具是否齊全、完好等。

檢查設備套裝——檢查舉升機、動力蓄電池舉升車是否完好。

做好安全防護——安裝車輛擋塊，安裝好翼子板布、格柵布，安裝好座椅套、轉(zhuǎn)向盤套、換擋桿套、腳墊紙等車內(nèi)四件套，檢查電子駐車和擋位，降下駕駛員側(cè)車窗玻璃。五、任務實施（2）高壓系統(tǒng)斷電。

完成高壓系統(tǒng)斷電前首先要對車輛進行初步檢查。檢查儀表信息，主要看READY指示燈是否能正常點亮，是否有系統(tǒng)故障指