新能源汽車結構與維修 課件 鄭錦湯 任務1 電動汽車的維護-任務7 電動汽車轉(zhuǎn)向沉重故障的診斷與維修

任務1

電動汽車的維護模塊1

電動汽車的總體結構與維護學習目錄1任務接受2學習目標3任務準備4任務實施5任務總結任務1

電動汽車的維護

客戶王先生的比亞迪秦ProEV電動汽車已經(jīng)買了半年了，昨天接到4S站電話，預約了今天前來4S店進行首次維護。任務接受1.能夠描述維修接待工作流程。2.能夠描述電動汽車的定義與分類。3.能夠描述和實施電動汽車的高壓安全作業(yè)標準。4.能夠說明電動汽車的基本結構與工作原理。5.能夠識讀電動汽車組合儀表盤符號信息。學習目標6.能夠描述電動汽車的維護意義與分類以及使用注意事項。7.學會電動汽車的日常維護。8.培養(yǎng)學生具備良好的職業(yè)道德與安全以及自主知識產(chǎn)權意識。學習目標任務準備信息收集維護準備1.電動汽車及其分類2.純電動汽車的基本結構與工作原理3.電動汽車使用注意事項4.電動汽車的維護意義與分類5.比亞迪秦ProEV電動汽車維護計劃6.電動汽車的日常維護注意事項1.電動汽車的維護準備接待流程1.1維修接待流程與禮儀1.維修接待流程

維修接待流程如圖1-1所示。一般經(jīng)歷服務顧問迎客、接車環(huán)車檢查、溝通服務信息（填寫客戶任務工單）、分配維修工位、快速服務或保養(yǎng)維修、清洗車輛、維修質(zhì)量檢驗和交車環(huán)車檢查等流程。

圖1-1汽車維修與接待一般程序接待流程1.1維修接待流程與禮儀2.維修接待禮儀

總體要求是舉止文明、動作優(yōu)雅、姿態(tài)瀟灑、手勢得當、表情自然、儀表端莊、與顧客交流的方法與技巧得當。具體包括儀容、儀表與儀態(tài)、言談禮儀和商務禮儀等。要求認真學習企業(yè)相關規(guī)定。信息收集1.2電動汽車的信息收集1.電動汽車及其分類

電動汽車（electricvchicle簡稱EV）是純電動汽車、混合動力電動汽車和燃料電池電動汽車的總稱。

電動汽車特點及分類類型純電動汽車（BEV）混合動力電動汽車（HEV）燃料電池電動汽車（FCEV）定義驅(qū)動能量完全由電能提供的、由電機驅(qū)動的汽車。電機的驅(qū)動電能來源于車載可充電儲能系統(tǒng)或其他能量儲存裝置。能夠至少從消耗的燃料和可再充電電能儲存裝置兩類車載存儲的能量中獲得動力的汽車。以燃料電池系統(tǒng)作為單一動力源或者是以燃料電池系統(tǒng)與可充電儲能系統(tǒng)作為混合動力源的電動汽車。特點無排氣污染、噪聲小、能源來源廣泛、能量轉(zhuǎn)換效率高、結構簡單，使用維修方便、可在夜間利用電網(wǎng)的廉價“谷電”進行充電、續(xù)駛里程較短，但動力蓄電池壽命較短，售價較高。排氣污染少、節(jié)能、續(xù)駛里程長、可以利用現(xiàn)有的加油站加油，不必再投資，但長距離高速行駛基本不能省油。零污染、能量轉(zhuǎn)化效率高，但技術復雜、成本過高。應用車型比亞迪漢EV、比亞迪秦。比亞迪秦ProDM、比亞迪唐DM-i、榮威550、豐田普銳斯等。奔馳B級F—CELL、豐田Marai等。信息收集1.2電動汽車的信息收集2.純電動汽車的基本結構與工作原理

(1)BEV的基本組成

純電動汽車(BatteryElectricVehicle)簡稱BEV，圖1-2為比亞迪旗艦車型“漢”，是全球首家、國內(nèi)首款批量搭載碳化硅(SiliconCarbide，簡稱SiC)三相全橋功率模塊的量產(chǎn)車型。

BEV動力裝置主要由動力蓄電池組、驅(qū)動電機、控制系統(tǒng)及安全保護系統(tǒng)等組成（圖1-3）。圖1-3BEV基本組成圖1-2比亞迪旗艦車型“漢”信息收集1.2電動汽車的信息收集2.純電動汽車的基本結構與工作原理

（2）BEV基本工作原理

如圖1-4所示，在電動汽車工作時，傳感器將加速踏板、制動踏板位移的行程量轉(zhuǎn)換為電信號，輸入整車控制器，經(jīng)整車控制器處理后發(fā)出驅(qū)動信號，實現(xiàn)對電動汽車工況的控制。

圖1-4BEV基本工作原理信息收集1.2電動汽車的信息收集2.純電動汽車的基本結構與工作原理

（3）比亞迪秦ProEV純電動汽車的基本結構原理

圖1-5

比亞迪秦ProEV純電動汽車結構組成與工作原理信息收集1.2電動汽車的信息收集2.純電動汽車的基本結構與工作原理

（3）比亞迪秦ProEV純電動汽車的基本結構原理

圖1-6BEV行駛狀態(tài)信息收集1.2電動汽車的信息收集2.純電動汽車的基本結構與工作原理

（4）比亞迪秦ProEV純電動汽車組合儀表盤結構認識

圖1-7比亞迪秦ProEV汽車的組合儀表1-時間2-功率表3-擋位

4-車速表5-車外溫度6-續(xù)駛里程表7-電量表

8-里程表信息收集1.2電動汽車的信息收集3.電動汽車使用注意事項

（1）閱讀領會企業(yè)警告

圖1-8

電動汽車使用安全警告信息收集1.2電動汽車的信息收集3.電動汽車使用注意事項

（2）純電動汽車的基本操作1）起動、起步的駕駛操作分為以下5個步驟：①檢查車輛周圍情況，攜帶有效的智能鑰匙，進入駕駛室，調(diào)整好駕駛座椅，系好安全帶，檢查完畢后，松開駐車踏板。②踩住制動踏板，按下起動按鈕，等待OK燈點亮（圖1-9），檢查蓄電池電量和預估里程。③按下模式選擇開關，進入運動模式。④將擋位掛至D擋（前進擋如圖1-10所示，圖中N為空擋，R為倒擋），儀表顯示擋位燈亮后，電子手制動會自動釋放，慢慢松開制動踏板即可起步。

圖1-9OK燈亮

圖1-10

換擋手柄信息收集1.2電動汽車的信息收集3.電動汽車使用注意事項

（2）純電動汽車的基本操作⑤車輛行駛中，模式選擇開關最好選擇經(jīng)濟模式，以節(jié)約電耗；同時盡量避免急加速和急減速，防止造成較大電流沖擊，影響車輛動力系統(tǒng)壽命。2）電動汽車使用方法與傳統(tǒng)燃油汽車基本相似，不同點和注意事項有9點。

圖1-9OK燈亮

圖1-10

換擋手柄信息收集1.2電動汽車的信息收集4.電動汽車的維護意義與分類

汽車維護的時間與內(nèi)容，隨不同車型而不同，應按照使用說明書進行定期維護。依據(jù)國家最新標準，我國汽車維護分日常維護、首次維護、A級維護、B級維護4類，基本維護時間與要求如表1-5所示。

表1-5

汽車維護分類維護分類維護時間維護人員維護內(nèi)容日常每天出車前、行車中和收車后駕駛?cè)艘郧鍧?、補給和安全檢視為作業(yè)中心（包括汽車外表清潔；各處潤滑油、燃油、冷卻液、制動液、各種工作介質(zhì)、輪胎及其氣壓等進行檢視補給；對汽車制動、轉(zhuǎn)向、傳動、懸掛、燈光、信號等安全部位和位置以及發(fā)動機運轉(zhuǎn)狀態(tài)進行檢視）。首次維護行駛5000km（6個月）企業(yè)技術人員包括日常維護所有內(nèi)容，另外增加檢查更換變速器油；檢查制動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、車身、安全氣囊是否正常；進行前后輪胎定位檢查。A級維護（小保養(yǎng)）每行駛5000km（6個月）包括日常維護所有內(nèi)容，另外增加檢查更換變速器油。B級維護（大保養(yǎng)）每行駛10000km（12個月）包括首次維護所有內(nèi)容，另外增加更換空調(diào)過濾器等內(nèi)容。信息收集1.2電動汽車的信息收集5.比亞迪秦ProEV電動汽車維護計劃表1-6

秦ProEV電動汽車維護計劃信息收集1.2電動汽車的信息收集6.電動汽車的日常維護注意事項（1）開車前的檢查①檢查電量是否充足。②蓄電池接頭是否緊固，有否腐蝕。③輪胎螺釘是否緊固，輪胎氣壓是否正常，磨損是否嚴重。④地面是否有異常液體。⑤檢查冷卻液、制動液是否需要添加，有否滲漏。⑥檢查車門鎖、兒童鎖功能是否正常。⑦檢查安全帶是否正常。（2）起動車輛后的檢查觀察儀表故障燈是否點亮。（3）行車中檢查檢查轉(zhuǎn)向是否輕便，有無異響，檢查制動是否靈敏有效。維護準備1.3電動汽車的維護準備1.維護設備與材料準備（表1-7）名稱數(shù)量名稱數(shù)量比亞迪秦ProEV汽車1輛/組前驅(qū)變速器齒輪油0.75~0.85L型號：道達爾GL-475W-90(推薦)汽車舉升機1臺/組后驅(qū)變速器齒輪油1.5L型號：ATF220汽車四輪定位儀1臺電機冷卻液4.5L型號：乙二醇型長效防銹防凍液輪胎氣壓表1個/組制動液0.86±0.5L型號：DOT4百分表1個/組空調(diào)空氣過濾器1個/組千分尺（0-25mm）1把/組空調(diào)制冷劑1罐/組常規(guī)拆裝工具1套/組工具盆1套/組1000V絕緣手套1套/組手套、抹布等1批/組表1-7

維護設備與材料準備任務實施1.4客戶汽車維修接待（1）客戶接待（2）汽車初步檢查（3）填寫客戶任務工單（5）任務分配（6）客戶接待注意事項

任務實施1.5電動汽車的首次維護1.電動汽車維修注意事項

比亞迪ProEV純電動汽車高壓系統(tǒng)電壓高達434.35V，維修時務必嚴格按照規(guī)程進行，以免出現(xiàn)人身和設備事故。比亞迪ProEV純電動汽車高壓系統(tǒng)維修警告如圖1-11所示。圖1-11

比亞迪ProEV純電動汽車高壓系統(tǒng)維修警告任務實施1.5電動汽車的首次維護2.冷卻液與管路檢查

1）檢查冷卻液管有無損傷，是否鎖緊。

2）檢查溢水壺內(nèi)冷卻液液面高度是否在上限（MAX）和下限（MIN）之間，如圖1-12所示。必要時添加規(guī)定的防凍液。溫馨提示：在打開散熱器蓋之前，要確認散熱器、充配電總成、電機控制器以及電機已經(jīng)冷卻，否則打開散熱器蓋會導致冷卻液噴出，導致嚴重燙傷。圖1-12

冷卻液液面高度檢查任務實施1.5電動汽車的首次維護3.變速器油更換

檢查更換變速器齒輪油，新變速器磨合完成后，需要更換規(guī)定型號的新齒輪油。更換時先打開放油螺釘（圖1-13）放油，之后擰緊放油螺釘，打開加注螺釘，注入新齒輪油。在平時使用中，要檢查變速器里面的油量，可擰開加注螺釘，用手指小心觸摸里面的油位，正常油位應達到加注螺釘孔的邊緣（圖1-14），否則應該添加。

圖1-14變速器油位檢查

圖1-13

變速器齒輪油更換

任務實施1.5電動汽車的首次維護4.底盤螺釘?shù)木o固檢查檢查緊固底盤各處的螺釘應緊固，無松動。5.制動系統(tǒng)檢查（1）檢查調(diào)整制動踏板位置開關壓下制動踏板位置開關，直到其柱塞被完全壓緊（如圖1-15螺紋端A與踏板臂上的襯墊B接觸），然后將制動踏板位置開關順時針轉(zhuǎn)動直到鎖緊，確認踏板松開后制動指示燈熄滅。。圖1-15

制動踏板位置開關的檢查調(diào)整任務實施1.5電動汽車的首次維護5.制動系統(tǒng)檢查

（2）檢查制動踏板的自由行程

斷開整車電源，用手推動踏板，以檢測踏板B處的自由行程A是否為1~5mm（圖1-16）。如果不是，應調(diào)整制動踏板位置開關C。圖1-16

制動踏板自由行程檢查調(diào)整任務實施1.5電動汽車的首次維護5.制動系統(tǒng)檢查（3）前制動摩擦片的檢查1）舉升車輛前部，利用安全支撐，在合適的位置將其支撐，拆下前輪。2）檢查內(nèi)側(cè)摩擦片和外側(cè)摩擦片的厚度（墊片的厚度不計）。摩擦片標準厚度為18.1~18.5mm，維修極限為8.5mm。（4）前制動盤檢測1）拆下前輪后，拆下制動片。2）使用千分尺，在距制動盤外緣10mm（圖1-17）、間隔大約為45°的8個點處測量制動盤的厚度，其標準值為27.9~28.1mm，如果小于26mm，則應更換制動盤。圖1-17

前制動盤檢測任務實施1.5電動汽車的首次維護5.制動系統(tǒng)檢查（3）前制動摩擦片的檢查1）舉升車輛前部，利用安全支撐，在合適的位置將其支撐，拆下前輪。2）檢查內(nèi)側(cè)摩擦片和外側(cè)摩擦片的厚度（墊片的厚度不計）。摩擦片標準厚度為18.1~18.5mm，維修極限為8.5mm。（4）前制動盤檢測1）拆下前輪后，拆下制動片。2）使用千分尺，在距制動盤外緣10mm（圖1-17）、間隔大約為45°的8個點處測量制動盤的厚度，其標準值為27.9~28.1mm，如果小于26mm，則應更換制動盤。圖1-17

前制動盤檢測任務實施1.5電動汽車的首次維護5.制動系統(tǒng)檢查（5）后制動摩擦片的檢測1）舉升車輛后部，利用安全支撐，在合適的位置將其支撐，拆下后輪。2）檢查內(nèi)側(cè)摩擦片A和外側(cè)摩擦片B的厚度（如圖1-18所示，墊片的厚度不計）。摩擦片厚度標準值為16.8~17.4mm，如果小于維修極限8.4mm，則應更換摩擦片。

圖1-18

后制動摩擦片檢測任務實施1.5電動汽車的首次維護5.制動系統(tǒng)檢查（6）后輪制動盤的檢測1）拆下后輪后，拆下制動片。2）使用千分尺，在距制動盤外緣10mm、間隔大約為45°的8個點處測量制動盤的厚度，其標準值為9.9~10.1mm，如果小于9mm，則應更換制動盤。（7）制動軟管、管路及制動液的檢查任務實施1.5電動汽車的首次維護6.轉(zhuǎn)向系統(tǒng)檢查

檢查轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向盤回位是否正常，自由行程是否正確，拉桿、傳動軸及其防塵罩、球銷及其防塵罩是否變形、損壞。轉(zhuǎn)向盤自由行程的檢查方法如下:①停車且輪胎朝向正前方。②輕搖轉(zhuǎn)向盤，檢查轉(zhuǎn)向盤自由行程。如圖1-21所示，轉(zhuǎn)向盤最大自由行程為30mm。圖1-21

轉(zhuǎn)向盤自由行程的檢查任務實施1.5電動汽車的首次維護7.行駛系統(tǒng)檢查1）檢查懸架裝置是否工作正常。2）檢查輪胎表面是否磨損嚴重或損壞。采用輪胎氣壓表檢查輪胎氣壓是否正常。3）在汽車四輪定位儀上檢查前后輪定位是否正常。4）檢查車輛軸承有無游隙，必要時進行調(diào)整。

圖1-22輪胎面磨損指示標志任務實施1.5電動汽車的首次維護8.空調(diào)檢查1）檢查空調(diào)制冷及制熱是否正常，必要時補充制冷劑。2）更換空調(diào)空氣濾清器。9.其他檢查1）檢查安全氣囊是否正常。2）檢查車身有無損壞。任務實施1.6電動汽車的維護質(zhì)量檢查與交車1.車輛維護質(zhì)量檢查表1-8

維修質(zhì)量檢查表任務實施1.6電動汽車的維護質(zhì)量檢查與交車2.交車1）前臺將填報完整的任務工單一份交給客戶，詳細介紹故障診斷排除情況。2）客戶試車。3）征求客戶對本次維修服務的意見。4）引導客戶結賬。5）交代維修車輛的使用注意事項。6）送客戶。7）維修材料歸檔保管。任務總結1.電動汽車是純電動汽車、混合動力電動汽車和燃料電池電動汽車的總稱。其主要特點是節(jié)能、環(huán)保與低噪聲。2.電動汽車根據(jù)使用動力源不同分類為純電動汽車（BEV）、混合動力電動汽車（HEV）和燃料電池電動汽車（FCEV）3類。3.BEV動力裝置主要由動力蓄電池組、驅(qū)動電機、控制系統(tǒng)及安全保護系統(tǒng)等組成。4.要注意電動汽車與傳統(tǒng)汽車使用的不同之處，尤其要注意高壓安全。5.電動汽車維護分日常維護、首次維護、A級維護、B級維護等4個等級。6.日常維護由駕駛員進行，主要維護內(nèi)容是以清潔、補給和安全檢視為作業(yè)中心。7.首次維護由企業(yè)進行，主要維護內(nèi)容包括日常維護所有內(nèi)容，另外增加檢查更換變速器油；檢查制動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、車身及安全氣囊是否正常；進行前后輪胎定位檢查等。感謝聆聽！任務2.2動力蓄電池故障警告燈亮的故障診斷與維修模塊2電動汽車動力蓄電池及其管理系統(tǒng)的結構與維修學習目錄1任務接受2學習目標3任務準備4任務實施5任務總結任務2.2動力蓄電池故障警告燈亮的故障診斷與維修

客戶報修：比亞迪秦ProEV純電動汽車，行駛中突然組合儀表中動力蓄電池故障警告燈亮，要求服務站給予檢修。任務接受1.能夠描述動力蓄電池的主要性能指標與分類。2.能夠解釋動力蓄電池的基本結構與工作原理。3.學會動力蓄電池常見故障分析與檢測。4.能夠進行動力蓄電池的拆裝與維修。5.培養(yǎng)學生手腦并用、大膽想、求突破的創(chuàng)新精神與能力。學習目標任務準備信息收集故障分析1.動力蓄電池的作用與主要性能指標2.電動汽車動力蓄電池分類3.常用動力蓄電池的結構原理4.比亞迪秦ProEV純電動汽車動力蓄電池系統(tǒng)5.比亞迪秦ProEV純電動汽車維修開關1.動力蓄電池故障警告燈亮的故障分析維修準備1.動力蓄電池系統(tǒng)維修準備信息收集2.1電動汽車動力蓄電池信息收集1.動力蓄電池的作用與主要性能指標動力蓄電池是為電動汽車動力系統(tǒng)提供能量的蓄電池，是BEV行駛時的唯一驅(qū)動能源，對汽車運行起決定性作用

（1）電壓電壓是指動力蓄電池正負極間的電位差，單位V。

標稱電壓

開路電壓

負載電壓

充電截止電壓

放電截止電壓（2）內(nèi)阻

內(nèi)阻是指蓄電池中電解質(zhì)、正負極群、隔膜等電阻的總和。

（3）容量

是指在一定放電條件下完全充電的蓄電池所能釋放出的總?cè)萘?，它是放電電流和放電時間的乘積，單位為A·h或mA·h(1A·h=1000mA·h)。信息收集2.1電動汽車動力蓄電池信息收集1.動力蓄電池的作用與主要性能指標（4）能量在一定的放電條件下，蓄電池所輸出的能量的單位是W·h或kW·h（5）功率功率指在一定的放電條件下，蓄電池在單位時間所輸出的電能（W或kW）。（6）循環(huán)壽命循環(huán)壽命指電池在保持電池性能前提下，在指定的充放電終止條件下，以特定的充放電制度進行充放電，動力蓄電池在不能滿足壽命終止標準前所能進行的循環(huán)數(shù)。（7）安全防護安全防護包括各種安全要求以及各種操作安全要求等。

信息收集2.1電動汽車動力蓄電池信息收集表2-3常見動力蓄電池性能比較指標三元鋰電池（鎳鈷錳）磷酸鐵鋰電池錳酸鋰電池鉛酸電池鎳氫電池單體電壓/V3.73.23.721.25比能量/(W·h/kg)150~210140~160130~15030~5070~120循環(huán)壽命/次800~1200＞2000600~1000250~350600~800高溫性能（＞55℃)一般優(yōu)異一般一般較好－10℃容量保持率85%70％80％60~70％70-80％最佳放電倍率（C）1110.20.5最大放電倍率（C）3030302030常溫28天自放電率（％）101010530充放電效率（％）9999998090過充性能差較好差好差安全性較好好較好好較好環(huán)保性能污染無污染無污染污染輕污染信息收集2.1電動汽車動力蓄電池信息收集2.電動汽車動力蓄電池分類

表2-4動力蓄電池分類分類方法種類含義按工作介質(zhì)分鋰離子蓄電池利用鋰離子作為導電離子，在陽極和陰極之間移動，通過化學能和電能互相轉(zhuǎn)化實現(xiàn)充放電的電池。金屬氫化物鎳蓄電池（鎳氫蓄電池）正極使用鎳氧化物，負極使用可吸收釋放氫的儲氫合金，以氫氧化鉀為電解質(zhì)的蓄電池。鉛酸蓄電池正極活性物質(zhì)使用二氧化鉛，負極活性物質(zhì)使用鉛，并以硫酸溶液為電解液的蓄電池。超級電容器至少有一個電極主要是通過電極/電解液界面形成的雙電層電容或電極表面快速氧化還原反應形成的贗電容實現(xiàn)儲能的電化學儲能器件。按封裝形式分圓柱形具有圓柱形電池外殼和連接元件（電極）的蓄電池。方形具有長方體電池外殼和連接元件（電極）的蓄電池。軟包蓄電池具有復合薄膜制成的電池外殼和連接元件（電極）的蓄電池。按性能分高能量型以高能量密度為特點，主要用于高能量輸出的動力蓄電池。高功率型以高功率密度為特點，主要用于瞬間高功率輸出、輸入的動力蓄電池。信息收集2.1電動汽車動力蓄電池信息收集3.常用動力蓄電池的結構原理

（1）鋰離子蓄電池

1）基本結構

鋰離子蓄電池負極一般是可大量儲鋰的碳素材料，正極是含鋰的過渡金屬氧化物或磷化物，電解質(zhì)是鋰鹽的有機溶液。

a）方形鋰離子蓄電池b）圓柱形鋰離子蓄電池

圖2-1鋰離子電池結構信息收集2.1

電動汽車動力蓄電池信息收集3.常用動力蓄電池的結構原理

（1）鋰離子蓄電池

2）工作原理

當電池充電時，鋰子從正極中脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負極，負極處于富鋰狀態(tài)。放電時則相反。Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌，被形象的稱為“搖椅電池”。

圖2-2鋰離子蓄電池工作原理

溫馨提示：鋰離子蓄電池工作原理視頻可掃碼鏈接信息收集2.1

電動汽車動力蓄電池信息收集3.常用動力蓄電池的結構原理

（2）鎳氫蓄電池(Ni-MH)

1）基本結構如圖2-3所示，鎳氫蓄電池正極活性物質(zhì)為氫氧化鎳(稱氧化鎳電極)，負極活性物質(zhì)為金屬氫化物，也稱貯氫合金(電極稱貯氫電極)，電解液為氫氧化鉀溶液。由活性物質(zhì)構成電極極片的工藝方式主要有燒結式、拉漿式、泡沫鎳式、纖維鎳式、嵌滲式等工藝。單體電池的電壓為1.2V。

圖2-3鎳氫蓄電池的結構信息收集2.1

電動汽車動力蓄電池信息收集3.常用動力蓄電池的結構原理

（2）鎳氫蓄電池(Ni-MH)

2）工作原理如圖2-4所示。充電時，負極析出氫氣，貯存在容器中，正極由氫氧化亞鎳變成NiOOH和H2O；放電時氫氣在負極上被消耗掉，正極由氫氧化鎳變成氫氧化亞鎳。圖2-4鎳氫蓄電池工作原理信息收集2.1

電動汽車動力蓄電池信息收集4.比亞迪秦ProEV純電動汽車動力蓄電池

(1)鎳鈷錳三元電池比亞迪秦ProEV純電動汽車采用了自主研發(fā)的鎳鈷錳三元電池，其材料通?？梢员硎緸椋篖iNixCoyMnzO2，(x+y+z=1)，可簡寫為LiMO2。依據(jù)3種元素的摩爾比（x∶y∶z比值）的不同，分別將其稱為不同的體系，如組成中鎳鈷錳摩爾比（x∶y∶z）為1∶1∶1的三元材料，簡稱為333型。圖2-5α-NaFeO2型鎳鈷錳三元材料的結構信息收集2.1

電動汽車動力蓄電池信息收集4.比亞迪秦ProEV純電動汽車動力蓄電池

(1)鎳鈷錳三元電池鎳鈷錳三元材料中，3種元素的的主要價態(tài)分別是+2價、+3價和+4價，Ni為主要活性元素。其充電時的反應及電荷轉(zhuǎn)移如圖2-6所示。

圖2-6三元材料充放電原理示意圖信息收集2.1

電動汽車動力蓄電池信息收集4.比亞迪秦ProEV純電動汽車動力蓄電池

(1)鎳鈷錳三元電池

比亞迪秦ProEV純電動汽車動力蓄電池由11個模塊119個單體蓄電池組成（圖2-7），每個單體3.65V，總電壓434.35V，電池容量達130A·h，一次充電56.4kW·h，NEDC工況續(xù)駛里程達到420km。

圖2-7動力蓄電池組成信息收集2.1

電動汽車動力蓄電池信息收集4.比亞迪秦ProEV純電動汽車動力蓄電池

(2)磷酸鐵鋰刀片電池

秦PLUSEV作為秦proEV的升級款，搭載了自主研發(fā)的新一代磷酸鐵鋰電池，因單體形似刀片，也稱為刀片電池，如圖2-8所示

單體蓄電池內(nèi)部結構如圖2-9所示，左邊是橄欖石結構的LiFePO4作為蓄電池的正極，由鋁箔與電池正極連接，中間是聚合物的隔膜

圖2-8秦PLUSEV汽車磷酸鐵鋰“刀片電池”圖2-9磷酸鐵鋰電池的單體蓄電池內(nèi)部結構信息收集2.1

電動汽車動力蓄電池信息收集4.比亞迪秦ProEV純電動汽車動力蓄電池

(2)磷酸鐵鋰刀片電池

磷酸鐵鋰電池在充電時，正極中的鋰離子Li+通過聚合物隔膜向負極遷移；在放電過程中，負極中的鋰離子（Li+）通過隔膜向正極遷移。電池標稱電壓3.2V，終止充電電壓3.75V，終止放電電壓2.0V?；瘜W反應方程式如下：信息收集2.1

電動汽車動力蓄電池信息收集5.比亞迪秦ProEV純電動汽車維修開關

為了方便動力蓄電池等高壓部件維修安全，比亞迪秦ProEV純汽車設置了手動維修開關（圖2-10），它安裝副儀表臺蓋板下，在進行高壓零部件維修時，務必先拔下開維修開關。圖2-10

維修開關故障分析2.2動力蓄電池故障警告燈亮的故障分析根據(jù)比亞迪秦ProEV電動汽車結構原理，動力蓄電池方面的故障可能原因如圖2-11所示。圖2-11故障可能原因分析故障分析2.3動力蓄電池系統(tǒng)維修準備表2-5比亞迪秦ProEV純電動汽車維修設備與材料名稱數(shù)量名稱數(shù)量元征X-431故障診斷儀1臺/組兆歐表1個/組汽車萬用表1臺/組1000V絕緣手套1套/組常規(guī)拆裝工具1套/組手套、抹布等1批/組扭矩力扳手1把（135N·m）/組電工膠布等2卷/組雙柱舉升機1臺（舉升質(zhì)量≥3500kg）防弧面罩1套/組液壓車1臺（載重1000kg）/組工作臺1臺/組任務實施2.4

動力蓄電池系統(tǒng)故障檢查

1.故障診斷儀檢查

直觀檢查動力蓄電池包緊固螺栓是否有松動，接頭有否脫落、松動、極樁是否氧化，表面是否臟污、各高壓導線有否損壞等現(xiàn)象，如有應予排除。目測檢查電池包殼體是否破損或變形、裂紋，高壓接插件的密封圈是否完整，外部有否漏液，如有應更換殼體或電池組。

如圖2-12企業(yè)警告任務實施2.4

動力蓄電池系統(tǒng)故障檢查

2.故障診斷儀檢查

故障診斷儀是快速準確診斷汽車故障的設備，有通用型（如元征X-431故障診斷儀等）和專用型（比亞迪VDS2100診斷儀如圖2-13所示），下面以元征X-431故障診斷儀為例，介紹故障診斷步驟。圖2-13比亞迪VDS2100診斷系統(tǒng)外觀

圖2-14元征X-431PRO3S故障診斷儀外觀任務實施2.4

動力蓄電池系統(tǒng)故障檢查用元征X-431故障診斷儀進行故障診斷步驟如下：1）將診斷儀連接DLC3診斷口。2）整車上ON檔電，進入電池管理器代碼診斷（表2-6）。3）針對故障進行調(diào)整、維修或更換。4）確認測試，結束。表2-6故障代碼編號DTC描述應檢查部位1P1A0200BIC1工作異常故障采集器12P1A0C00BIC1電壓采樣異常故障電池模組1；軟件會自己屏蔽掉，無需處理，若無法屏蔽則需更換電池模組3P1A2000BIC1溫度采樣異常故障采集器14U20B000BIC1CAN通訊超時故障采集器、CAN線5P1A3522動力蓄電池單節(jié)電壓嚴重過高動力蓄電池6P1A3622動力蓄電池單節(jié)電壓一般過高動力蓄電池7P1A3721動力蓄電池單節(jié)電壓嚴重過低動力蓄電池8P1A3821動力蓄電池單節(jié)電壓一般過低動力蓄電池9P1A3922動力蓄電池單節(jié)溫度嚴重過高動力蓄電池10P1A3A22動力蓄電池單節(jié)溫度一般過高動力蓄電池11P1A3B21動力蓄電池單節(jié)溫度嚴重過低動力蓄電池12P1A3C00動力蓄電池單節(jié)溫度一般過低動力蓄電池13P1A0100一般漏電故障PTC驅(qū)動器、驅(qū)動電機控制器、驅(qū)動電機、交流充電口、直流充電口14P1A0000嚴重漏電故障PTC驅(qū)動器、驅(qū)動電機控制器、驅(qū)動電機、交流充電口、直流充電口15P1A3400預充失敗故障檢查動力蓄電池、空調(diào)壓縮機和PTC和高壓線束、漏電傳感器16P1A3D00負極接觸器回檢故障電池管理器低壓線束17P1A3E00主接觸器回檢故障電池管理器低壓線束18P1A3F00預充接觸器回檢故障電池管理器低壓線束19P1A4000充電接觸器回檢故障電池管理器低壓線束20P1A4C00漏電傳感器失效故障漏電傳感器、低壓線束、電池管理器21P1A4D04電流霍爾傳感器故障霍爾傳感器任務實施2.4

動力蓄電池系統(tǒng)故障檢查

3.絕緣電阻測試儀終端檢測

（1）動力蓄電池絕緣電阻檢測

將紅色測試線插入“LINE”輸入端口，黑色測試線插入“EARTH”輸入端口。將黑鱷魚夾接入動力蓄電池殼體，紅鱷魚夾分別接入動力蓄電池“+”極與“-”極。功能旋鈕選擇500V測試電壓檔，按下“TEST”鍵后，輸出絕緣電阻，同時測試燈發(fā)出紅色警告，如圖2-14所示。測試完畢以后，按壓旋轉(zhuǎn)TEST鍵，解除自鎖停止測量。a）紅鱷魚夾接入動力蓄電池“+”極

b）紅鱷魚夾接入動力蓄電池“-”極圖2-14動力蓄電池絕緣電阻檢測任務實施2.4

動力蓄電池系統(tǒng)故障檢查

3.絕緣電阻測試儀終端檢測（2）電池管理線束端輸入電壓

先斷開動力蓄電池管理接插件，再測量線束端輸入電壓是否正確。（3）其他故障檢測

插回動力蓄電池管理接插件，測量動力蓄電池各低壓控制端子阻值，具體操作結合任務4進行。任務實施2.4

動力蓄電池系統(tǒng)故障檢查

3.絕緣電阻測試儀終端檢測（2）電池管理線束端輸入電壓

先斷開動力蓄電池管理接插件，再測量線束端輸入電壓是否正確。（3）其他故障檢測

插回動力蓄電池管理接插件，測量動力蓄電池各低壓控制端子阻值，具體操作結合任務4進行。任務實施2.5動力蓄電池系統(tǒng)的維修如果發(fā)現(xiàn)動力蓄電池（包括單體電池、電池模塊或蓄電池包）損壞，應該進行更換。比亞迪秦ProEV純電動汽車動力蓄電池電壓為434.35V，維修時務必嚴格按照企業(yè)要求的作業(yè)步驟進行。

1.動力蓄電池拆卸

（1）拆卸前準備：確認將車輛退電至OFF檔，斷開12V蓄電池負極，等待5min，打開副儀表臺扶手箱，取下底部蓋板，佩戴絕緣手套，拔掉維修開關（圖2-10），放在其他位置，由專人看管。（是否裝配維修開關因具體車型而異）。

（2）拆卸動力蓄電池的外部連接，拆卸動力蓄電池接線柱時注意鎖緊裝置的拆卸與安裝（圖2-15）。拆卸任何高壓配線后，立刻用絕緣膠帶將外露金屬絕緣。

（3）拔掉液冷管路接頭（圖2-16）。任務實施2.5動力蓄電池系統(tǒng)的維修圖2-15

拆卸動力蓄電池接線

圖2-16管路接頭

任務實施2.5動力蓄電池系統(tǒng)的維修（4）采用舉升機舉升車輛，將液壓車安放于動力蓄電池下方（圖2-17）。（5）拆卸動力蓄電池各緊固螺釘，拆卸動力蓄電池。

圖2-17

放置液壓車任務實施2.5動力蓄電池系統(tǒng)的維修

2.動力蓄電池安裝

按照與安裝拆卸相反順序安裝新動力蓄電池。

裝配時注意：維修開關、正負極對準車身口，且不能與車身干涉。電池蓋與托盤密封有效。裝配結束后，目測與車身結合處要緊密。1.動力蓄電池為電動汽車動力系統(tǒng)提供能量的蓄電池，是BEV行駛時的唯一驅(qū)動能源。2.動力蓄電池的主要性能指標有電壓、容量、能量、功率、效率、循環(huán)壽命和安全防護等。3.電動汽車目前常用的動力蓄電池有鋰離子蓄電池和鎳氫蓄電池。尤其是鋰蓄離子電池具有工作電壓高、比能量大、循環(huán)壽命長、自放電率低、允許工作溫度寬、無記憶性，不存在有毒物質(zhì)，對環(huán)境無污染等優(yōu)點而被電動汽車廣泛應用。4.動力蓄電池故障可以采用外部直觀檢查、專用診斷設備和萬用表進行檢測，尤其是采用專用診斷設備，快捷、準確。5.動力蓄電池的檢測與維修務必按照國家標準和企業(yè)要求，嚴格遵守高壓系統(tǒng)維修操作規(guī)程，確保安全。任務總結感謝聆聽！任務3行駛中動力突然中斷的故障診斷與維修模塊2電動汽車動力蓄電池及其管理系統(tǒng)的結構與維修學習目錄1任務接受2學習目標3任務準備4任務實施5任務總結任務3行駛中動力突然中斷的故障診斷與維修

客戶報修：比亞迪秦ProEV純電動汽車行駛中突然動力中斷，組合儀表出現(xiàn)動力系統(tǒng)故障警告燈亮，并顯示“EV功能受限”字樣，要求服務站給予維修。任務接受1.能夠描述動力蓄電池管理系統(tǒng)的基本作用和總體組成。2.能夠解釋動力蓄電池管理系統(tǒng)的結構原理。3.能夠分析動力蓄電池管理系統(tǒng)的常見故障。4.能夠描述動力蓄電池管理系統(tǒng)檢測與診斷方法。5.能夠進行電池管理器的拆裝更換。6.激發(fā)學生立志成才，培養(yǎng)學生深入思考、學生勇于創(chuàng)新的能力。學習目標任務準備信息收集故障分析1.動力蓄電池管理系統(tǒng)的作用2.動力蓄電池管理系統(tǒng)的組成架構3.動力蓄電池管理系統(tǒng)的工作原理1.動力突然中斷的故障分析維修準備1.動力蓄電池管理系統(tǒng)維修準備信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集1.動力蓄電池管理系統(tǒng)的作用動力蓄電池管理系統(tǒng)（BatteryManagementSystem，簡稱BMS）是監(jiān)視動力蓄電池的狀態(tài)（溫度、電壓、荷電狀態(tài)等），可以為動力蓄電池提供通信、安全、電芯均衡及管理控制，并提供與應用設備接口的系統(tǒng)。根據(jù)QC/T897-2011標準要求，BMS具有以下功能：實時采集監(jiān)測和顯示電源系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)；計算荷電狀態(tài)、健康狀態(tài)、放電及充電功率限制、電池壽命、車輛剩余續(xù)駛里程等；BMS內(nèi)部和外部都需要通過可靠的通訊方式發(fā)送數(shù)據(jù)信息，使車輛協(xié)調(diào)運行；涵蓋故障診斷和處理及時報警和安全保護；蓄電池組的各單體蓄電池電壓和溫度的平衡；高壓互鎖、蓄電池預充控制等功能。

圖3-1木桶效應

信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集2.動力蓄電池管理系統(tǒng)的組成架構（1）BMS基本組成

動力蓄電池管理系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分。硬件一般由主控模塊、高壓模塊和分布測量模塊組成，各模塊間采用CAN總線通信，如圖3-2所示。分布測量模塊（也稱數(shù)據(jù)采集器）采用專用芯片進行電壓采集、溫度采集和均衡管理，采用CAN收發(fā)器模塊來和主控模塊通信，每個分布測量模塊可進行多路信號采集、均衡控制和溫度監(jiān)測。

圖3-2動力蓄電池管理系統(tǒng)基本組成信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集2.動力蓄電池管理系統(tǒng)的組成架構（1）BMS基本組成

高壓模塊負責總電壓、總電流采集與絕緣電阻計算，及給主控模塊上傳數(shù)據(jù)。主控模塊包括系統(tǒng)電源、輸入檢測、繼電器控制和通信接口等電路，通過CAN總線與整車控制器、電機控制器、整車控制器、組合儀表、高壓模塊和分布測量模塊進行通信，并為高壓模塊和分布測量模塊提供12V直流電源。

圖3-2動力蓄電池管理系統(tǒng)基本組成信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集2.動力蓄電池管理系統(tǒng)的組成架構(2)比亞迪秦ProEV純電動汽車的電池管理系統(tǒng)

比亞迪ProEV純電動汽車BMS架構如圖3-5所示，主要包括電池管理器、信號（電壓、電流、溫度）采集系統(tǒng)、充配電總成（各種接觸器、熔絲、車載充電系統(tǒng)、充放電控制系統(tǒng)）、車載網(wǎng)絡（CAN）等。

圖3-5比亞迪秦ProEV純電動汽車BMS架構信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集2.動力蓄電池管理系統(tǒng)的組成架構(2)比亞迪秦ProEV純電動汽車的電池管理系統(tǒng)

電池管理器位于車輛前機艙充配電總成的右下方，固定在身車大支架，具體位置如圖3-6所示。電池管理器接收來自信息采集器采集到的各單體電池的電壓和溫度信息，并通過CAN總線與整車控制器進行交換數(shù)據(jù)。

圖3-6比亞迪秦ProEV純電動汽車電池管理器信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集2.動力蓄電池管理系統(tǒng)的組成架構(2)比亞迪秦ProEV純電動汽車的電池管理系統(tǒng)

充配電總成將DC/DC轉(zhuǎn)換器、車載充電器機OBC以及高壓配電箱PDU進行高度集成，其外部和內(nèi)部結構如圖3-7所示。

圖3-7比亞迪秦ProEV純電動汽車充配電總成信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集2.動力蓄電池管理系統(tǒng)的組成架構

在配電的部分，PDU主要負責把動力蓄電池輸出的高壓電與驅(qū)動電機控制器相連接，并與空調(diào)PTC、空調(diào)壓縮機、DC/DC轉(zhuǎn)換器以及電池加熱器等高壓附件進行動力的分配，如圖3-8所示。圖3-8充配電總成動力分配信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集2.動力蓄電池管理系統(tǒng)的組成架構

另外，通過直流充電正極接觸器、直流充電負極接觸器與快充回路相連接，車載充電機通過車載充電機輸入保險絲與慢充回路相連接，如圖3-9所示。圖3-9充電電流走向信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集2.動力蓄電池管理系統(tǒng)的組成架構

車載充電系統(tǒng)包含交流和直流兩部分，交流充電用于家庭充電和交流充電樁，通過車載充電器將家用220V交流轉(zhuǎn)為高壓直流電給動力蓄電池充電；直流充電通過充電站的充電柜將直流高壓直接給動力蓄電池充電。

車載充電系統(tǒng)主要由充配電總成、直流充電口、交流充電口、電池管理器和動力蓄電池等組成（圖3-10）。圖3-10比亞迪秦ProEV純電動汽車充電系統(tǒng)信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集比亞迪秦ProEV純電動汽車電池管理系統(tǒng)電路如圖3-11所示。

圖3-11比亞迪秦ProEV純電動汽車電池管理系統(tǒng)電路原理圖信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集比亞迪秦ProEV純電動汽車電池管理系統(tǒng)電路如圖3-11所示。

圖3-11比亞迪秦ProEV純電動汽車電池管理系統(tǒng)電路原理圖信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集3.動力蓄電池管理系統(tǒng)的工作原理（1）數(shù)據(jù)采集基本原理

數(shù)據(jù)采集包括單體蓄電池的電壓、電流、溫度和電池組的總電壓、總電流，它是所有控制、保護和顯示的基礎。

1）單體蓄電池的電壓采集。目前普遍采用ASIC（ApplicationSpecificIntegratendCircuit）來完成，檢測電路如圖3-12所示。如比亞迪ProEV純電動汽車通過119根電壓采樣子線，采集各單體電池的電壓信息。

圖3-12數(shù)據(jù)采集專用集成電路信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集3.動力蓄電池管理系統(tǒng)的工作原理（1）數(shù)據(jù)采集基本原理

2）蓄電池包總電壓檢測。單體蓄電池的電壓采樣有一定的時間差異性，無法與電池傳感器數(shù)據(jù)實現(xiàn)精確對齊，必需通過采集電池包總電壓進行SOC計算。在診斷繼電器時，又需要電池包內(nèi)外電壓一起比較，所有測量電池包電壓至少有二路U0和U1（圖3-13）。

圖3-13蓄電池包總電壓檢測電路信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集3.動力蓄電池管理系統(tǒng)的工作原理（1）數(shù)據(jù)采集基本原理

2）蓄電池包總電壓檢測。單體蓄電池的電壓采樣有一定的時間差異性，無法與電池傳感器數(shù)據(jù)實現(xiàn)精確對齊，必需通過采集電池包總電壓進行SOC計算。在診斷繼電器時，又需要電池包內(nèi)外電壓一起比較，所有測量電池包電壓至少有二路U0和U1（圖3-13）。

圖3-13蓄電池包總電壓檢測電路信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集3.動力蓄電池管理系統(tǒng)的工作原理（1）數(shù)據(jù)采集基本原理3）單體蓄電池的溫度采集。電池由于存在內(nèi)阻，工作時溫度是會升高的，在-10℃~10℃和40℃高溫附近，對電池性能影響較大。溫度檢測普遍采用熱敏電阻溫度傳感器進行，采集電路如圖3-14所示。

圖3-14單體蓄電池溫度檢測電路信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集3.動力蓄電池管理系統(tǒng)的工作原理

4）蓄電池包流體溫度采集。用于檢測電池包冷卻液溫度，通過水溫傳感器一旦發(fā)現(xiàn)冷卻液溫度過高，電池冷卻控制器就會控制冷卻水泵繼電器閉合，水泵電機運轉(zhuǎn)加強散熱效果。

5）電流檢測。因為電池包內(nèi)的單體電池是串聯(lián)起來給整車供電，所以電流檢測一般只需要一個工具。測量工具主要有智能分流器或霍爾電流傳感器（圖3-14）。

智能分流器（圖3-15）實際上是一個阻值很小的電阻，當直流電流通過電阻時，在電阻兩端產(chǎn)生電壓降，用來檢測總電流的大小。

圖3-15電流智能分流器信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集霍爾效應（圖3-16）

即當電流垂直于外磁場通過導體時，載流子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，垂直于電流和磁場的方向會產(chǎn)生一附加電場，從而在導體的兩端產(chǎn)生電勢差，電勢VH的大小與電流和磁感應強度成正比式中：K—霍爾系數(shù)，取決于材質(zhì)、溫度和尺寸；I—電流；B—磁感應強度；a—電流和磁場方向的夾角。

圖3-16霍爾效應及其霍爾電流傳感器信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集（2）SOC估算原理

動力蓄電池SOC大小與電池容量衰減、自放電、電池一致性、放電時的電流、溫度等眾多因素有關。其估算方法較多，有安時計量法、放電試驗法、開路電壓法、卡爾曼濾波法、神經(jīng)網(wǎng)絡法、內(nèi)阻法和線性模型法，各種方法都要特定的優(yōu)缺點（表3-1），是目前電動汽車研究的一個熱點。表3-1動力蓄電池SOC估算方法比較序號SOC計算方法優(yōu)點缺點1放電實驗法放電實驗法須中斷，時間長2安時計量法計算較為簡單相對誤差較大3開路電壓法在數(shù)值上接近電池電動勢需要長時間靜置4線性模型法模型簡單不夠準確5內(nèi)阻法與SOC關系密切測量困難6卡爾曼濾波法適合非線性模型需準確的模型7神經(jīng)網(wǎng)絡法精度比較高需大量訓練方法和數(shù)據(jù)信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集

（3）健康狀態(tài)SOH估算

動力蓄電池的健康狀態(tài)是指動力蓄電池當前的容量能力，即在一定條件下，動力蓄電池所能充入或放出電量與電池標稱容量的百分比。隨著電池充放電次數(shù)及擱置時間累積，蓄電池內(nèi)部電極材料相變、電解液的分解、活性物質(zhì)的溶解、固體電解質(zhì)界面膜(SEI)的形成、正極界面阻抗的增長，都會導致電池容量能力降低。

（4）蓄電池組管理優(yōu)化原理

通過對蓄電池組的各單體蓄電池、電流和溫度等進行的均衡控制，從而把電池組控制在最佳效率和最佳壽命區(qū)工作（圖3-17）。圖3-17蓄電池適宜工作區(qū)信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集

以均衡過程中電路對能量的消耗情況分，又可分為能量耗散型和能量非耗散型兩大類。

圖3-18能量耗散型均衡電路

圖3-19能量非耗散型電路信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集

（5）預充控制原理（圖3-20）

因為電動汽車的電機控制器和空調(diào)控制器等都含有電容，如果沒有預充電控制電路，動力蓄電池的主正、主負繼電器直接與電容器C閉合，電池組電壓434V以上，而電容器兩端電壓為0V，相當于瞬間短路，易導致主正、主負繼電器容易損壞。

a)預充電電流流向

b)預充電壓VC與預充電流IP的變化

圖3-20預充電控制電路信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集（6）動力蓄電池的熱管理

熱管理的主要功能有：1）準確測量和監(jiān)控動力蓄電池溫度。2）動力蓄電池溫度過高時有效散熱。3）低溫條件下的快速加熱，使動力蓄電池改善工作條件。4）保證動力蓄電池溫度場的均勻分布。

電池的熱管理分降溫管理和升溫管理。（圖-21至圖3-23）圖3-21串聯(lián)式空氣散熱方式

圖3-22并聯(lián)式空氣散熱方式圖3-23比亞迪秦ProEV純電動汽車熱管理系統(tǒng)

信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集（7）絕緣電阻檢測原理

在蓄電池管理系統(tǒng)內(nèi)，需要對整個電池系統(tǒng)和高壓系統(tǒng)進行絕緣檢測，以判斷漏電情況。比較簡單的方法是利用電橋來測量總線正極和負極對地的絕緣電阻，絕緣電阻檢測電路如圖3-24所示。圖3-24絕緣電阻檢測電路信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集

（8）高壓互鎖電路原理

高壓互鎖是用來確認高壓系統(tǒng)的完整性和安全性，當高壓總線上電之前即主、副繼電器閉合之前，高壓系統(tǒng)回路斷開或完整性被破壞時，高壓互鎖就會采取安全措施（如斷電等）。秦ProEV純電動汽車高壓互鎖主要通過接插件的低壓連接回路完成，互鎖電路如圖3-25所示。

圖3-25高壓互鎖電路信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集

（8）高壓互鎖電路原理

高壓互鎖是用來確認高壓系統(tǒng)的完整性和安全性，當高壓總線上電之前即主、副繼電器閉合之前，高壓系統(tǒng)回路斷開或完整性被破壞時，高壓互鎖就會采取安全措施（如斷電等）。秦ProEV純電動汽車高壓互鎖主要通過接插件的低壓連接回路完成，互鎖電路如圖3-25所示。圖3-25高壓互鎖電路信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集

（8）高壓互鎖電路原理

高壓互鎖是用來確認高壓系統(tǒng)的完整性和安全性，當高壓總線上電之前即主、副繼電器閉合之前，高壓系統(tǒng)回路斷開或完整性被破壞時，高壓互鎖就會采取安全措施（如斷電等）。秦ProEV純電動汽車高壓互鎖主要通過接插件的低壓連接回路完成，互鎖電路如圖3-25所示。圖3-25高壓互鎖電路信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集

（9）故障診斷與安全保護原理

一個蓄電池包由上百節(jié)單體蓄電池組成，電壓高達434.35V，一旦發(fā)現(xiàn)異常應快速診斷并采取相應保護措施，記錄、上報故障碼和預警，并通過多重保護機制，確保電池系統(tǒng)安全。當電池系統(tǒng)出現(xiàn)嚴重故障時，高壓接觸器必須快速切斷以保護電池和整車高壓安全。電動汽車故障等級見表3-2。信息收集3.1電動汽車動力蓄電池管理系統(tǒng)的信息收集

故障診斷采用了眾多傳感器（如加速度傳感器用于診斷碰撞信號）進行各種信號采集，通過BMS進行信息分析處理，發(fā)出告警并進行相應處理。比亞迪秦ProEV純電動汽車的故障診斷及其處理功能見表3-3。故障分析3.2動力突然中斷的故障分析

根據(jù)比亞迪秦ProEV純電動汽車結構原理，行駛中突然動力中斷的故障可能原因如圖3-26所示。圖2-11故障可能原因分析故障分析3.3動力蓄電池管理系統(tǒng)維修準備表3-4維修設備與材料名稱數(shù)量名稱數(shù)量元征X-431故障診斷儀1臺/組1000V絕緣手套1套/組汽車萬用表1臺/組手套、抹布等1批/組常規(guī)拆裝工具1套/組動力蓄電池管理系統(tǒng)零部件（傳感器、執(zhí)行器、接插件等）1批/組任務實施3.4動力蓄電池管理系統(tǒng)故障的檢查

1.外部直觀檢查

1）檢查各傳感器接插件是否松動，必要時重新拔插，檢查外部連線是否損壞，必要時更換。

2）檢查電源管理器各端子接插件是否松動，必要時重新拔插，檢查外部連線是否損壞，必要時更換。

3）檢查采集線接頭是否松動，必要時重新拔插，檢查外部線束是否損壞，必要時更換。

4）檢查風扇接插件是否松動，必要時重新拔插，檢查外部連線是否損壞，必要時更換。

5）檢查冷卻液是否不足，必要時添加。任務實施3.4動力蓄電池管理系統(tǒng)故障的檢查

2.用儀器設備進行故障診斷（1）檢查蓄電池電壓

用萬用表檢查，標準電壓值為11~14V，如果電壓值低于11V，在進行下一步之前請充電或更換蓄電池。（2）車上檢查電池管理器端子

斷開動力電池管理器接插件，用萬用表測量線束端BK45（A）、BK45(B)輸入電壓；之后接回電池管理器插接件，測量各端子（圖3-27），其正常值見表3-5。圖3-27電池管理器檢測端子任務實施3.4動力蓄電池管理系統(tǒng)故障的檢查任務實施3.4動力蓄電池管理系統(tǒng)故障的檢查

（3）用診斷儀讀取故障碼

將診斷儀連接DLC3診斷口，整車電源位于ON檔，進入電池管理器代碼診斷（見表3-6）。如有故障碼，則應檢查對應的故障碼。如無故障碼，應全面檢查系統(tǒng)。任務實施3.4動力蓄電池管理系統(tǒng)故障的檢查

（4）電池管理模塊電源電路檢查

電池管理模塊電源電路如圖3-28所示。

1）用萬用表檢查F2/20熔絲、F1/22熔絲，如有燒毀則更換熔絲。

2）檢查線束，分別斷開BK45（A）接插件、BK45（B）接插件，電源打到ON擋，正常值如表3-7所示。圖3-28電池管理模塊電源電路任務實施3.4動力蓄電池管理系統(tǒng)故障的檢查

（5）霍爾傳感器故障檢查

霍爾傳感器電路如圖3-29所示。

1）檢查傳感器電源。斷開BK51接插件（圖3-30），電源置于OK檔，用萬用表檢查線束端子值。正常值如表3-8所示。

圖3-29霍爾傳感器電路任務實施3.4動力蓄電池管理系統(tǒng)故障的檢查

（5）霍爾傳感器故障檢查

霍爾傳感器電路如圖3-29所示。

檢查線束。可斷開BK51及BK45(A)接插件，檢查線束端子間阻值。正常值如表3-9所示。表3-9線束端子間電阻值圖3-30BK51接插件任務實施3.4動力蓄電池管理系統(tǒng)故障的檢查

（6）電池管理模塊通訊故障

電池管理模塊電路如圖3-31所示。

檢查CAN線，斷開BK45(A)接插件，用萬用表檢查BK45(A)-1與BK45(A)-10端子之間的阻值，插回BK45(A)接插件，檢查BK45(A)-1與車身地、BK45(A)-10與車身地之間的阻值，檢查結果如表3-12所示。

圖3-31電池管理模塊電路

任務實施3.5動力蓄電池管理系統(tǒng)的維修

1.電池管理器拆裝

1）電池管理器拆卸步驟：如圖3-34所示，首先將電源開關置于OFF檔，等待5min。再打開前艙蓋,斷開蓄電池負極。然后拔掉電池管理器上連接的整車低壓線束的插接件，并用8號套筒拆卸PTC驅(qū)動器支架。最后，反轉(zhuǎn)支架，用8號套筒拆卸電池管理器的四個固定螺栓，取下電池管理器。

2）按拆卸相反的步驟安裝電池管理器。圖3-34電池管理器拆裝1動力蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）是監(jiān)視蓄電池的狀態(tài)（溫度、電壓、荷電狀態(tài)等），可以為蓄電池提供通信、安全、電芯均衡及管理控制，并提供與應用設備接口的系統(tǒng)。其主要功能是實時采集監(jiān)測和顯示電源系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)（總電壓、總電流、單體蓄電池的電壓與溫度、漏電信號、SOC等），根據(jù)檢測數(shù)據(jù)，計算SOC、SOH值，可靠的通信功能，進行電池的故障診斷、報警和安全保護（過壓、欠壓、過流、低溫、高溫、漏電、短路等保護），實施電池的優(yōu)化管理等。2.動力蓄電池管理系統(tǒng)主要由硬件和軟件兩部分組成。硬件一般由主控模塊、高壓模塊和分布測量模塊組成。軟件分別對主控模塊和測量模塊的各功能單元編寫軟件程序，而后聯(lián)結起來構成整個系統(tǒng)程序。任務總結3.動力蓄電池的電壓采集目前普遍采用ASIC專用集成電路來完成，電池溫度檢測普遍采用熱敏電阻溫度傳感器進行，電流檢測采用霍爾電流傳感器進行，SOC估算可采用安時積分法等多種方法進行。4.電池組管理優(yōu)化原理主要是均衡控制蓄電池組的各單體電池、電流和溫度，從而把蓄電池組控制在最佳效率和最佳壽命區(qū)工作；預充控制采用預充繼電器有效降低瞬時高電壓沖擊；動力蓄電池的熱管理分降溫管理和升溫管理，降溫管理根據(jù)介質(zhì)不同有空氣冷卻、液體冷卻和相變材料，升溫管理通過小電流充電保護逐步升溫進行。5.電池組絕緣電阻檢測是利用電橋來測量總線正極和負極對地的絕緣電阻；高壓互鎖（HVIL）是在高壓總線上電之前，高壓系統(tǒng)回路斷開或完整性被破壞時采取的安全措施。任務總結6.動力蓄電池管理系統(tǒng)故障外部直觀檢查主要有各傳感器接插件及其外部連線、電源管理器各端子接插件及其外部連線、各采集線接頭及其外部線束、風扇接插件及其外部連線是否松動、損壞的檢查，還有冷卻液的檢查。7.動力蓄電池管理系統(tǒng)故障檢查盡量采用專用設備進行科學檢測，通過讀取故障碼和數(shù)據(jù)流進行判斷。結合萬用表檢測各端子的電壓、電阻等參數(shù)，可以更具體判斷故障部位和零部件好壞。任務總結感謝聆聽！任務4電動汽車無法充電的故障診斷與維修模塊2電動汽車動力蓄電池及其管理系統(tǒng)的結構與維修學習目錄1任務接受2學習目標3任務準備4任務實施5任務總結任務4電動汽車無法充電的故障診斷與維修

客戶報修：比亞迪秦ProEV純電動汽車在私家停車位交流充電樁上充電，插槍后儀表一直顯示“充電連接中，請稍侯”。前往公共快充站充電，插槍后儀表黑屏，同時充電指示燈也不亮，請求服務站給予維修。任務接受1.能夠描述電動汽車充電系統(tǒng)的基本作用和充電方式。2.能夠解釋電動汽車充電系統(tǒng)的總體組成與結構原理。3.能夠給電動汽車進行充電。4.學會電動汽車充電系統(tǒng)檢修方法。5.能夠進行電動汽車充電系統(tǒng)常見故障的檢修。6.培養(yǎng)良好的職業(yè)道德與安全、環(huán)保意識。學習目標任務準備信息收集故障分析1.電動汽車充電系統(tǒng)作用及其充電方式2.電動汽車充電系統(tǒng)的基本組成3.電動汽車充電系統(tǒng)的基本工作原理1.電動汽車無法充電的故障分析維修準備1.電動汽車充電系統(tǒng)維修準備信息收集4.1電動汽車充電系統(tǒng)的信息收集（1）充電系統(tǒng)作用

充電系統(tǒng)作用是給電動汽車動力蓄電池及時補充能量，并能根據(jù)動力蓄電池電量情況和充電時環(huán)境狀態(tài)，及時調(diào)整充電電流。（2）充電方式

電動汽車充電方式常見的有以下4種（表4-1）。

還有一種車輛之間相互充電的，有這種配置的車輛可用。1.電動汽車充電系統(tǒng)作用及其充電方式信息收集4.1電動汽車充電系統(tǒng)的信息收集

以比亞迪秦ProEV純電動汽車充電系統(tǒng)為例，主要由交流充電口、直流充電口、充配電總成、動力蓄電池、電池管理系統(tǒng)以及電壓線束等組成（圖4-1）。

2.電動汽車充電系統(tǒng)的基本組成圖4-1比亞迪秦ProEV純電動汽車充電系統(tǒng)組成信息收集4.1電動汽車充電系統(tǒng)的信息收集

（1）充電口

比亞迪秦ProEV

純電動汽車電池充電接口在汽車側(cè)面，有交流充電口和直流充電口(圖4-2）

圖4-3（圖4-4）2.電動汽車充電系統(tǒng)的基本組成圖4-2比亞迪秦PorEV純電動汽車充電口

圖4-3交流充電口插頭和插座端子布置圖信息收集4.1電動汽車充電系統(tǒng)的信息收集

（1）充電口

比亞迪秦ProEV

純電動汽車電池充電接口在汽車側(cè)面，有交流充電口和直流充電口(圖4-2）

圖4-3（圖4-4）2.電動汽車充電系統(tǒng)的基本組成圖4-4交流充電口插頭和插座端子布置圖信息收集4.1電動汽車充電系統(tǒng)的信息收集

（2）車載充電機

車載充電機作用是將家用220V交流電轉(zhuǎn)為直流高壓給動力蓄電池充電。如圖4-5所示。2.電動汽車充電系統(tǒng)的基本組成圖4-5車載充電器信息收集4.1電動汽車充電系統(tǒng)的信息收集

（3）雙向逆變充放電式電機控制器

比亞迪秦ProEV純電動汽車采用雙向逆變充放電式電機控制器，將三相交流電轉(zhuǎn)為與電池電壓相匹配的直流高壓電給動力蓄電池充電。2.電動汽車充電系統(tǒng)的基本組成信息收集4.1電動汽車充電系統(tǒng)的信息收集

（3）雙向逆變充放電式電機控制器

比亞迪秦ProEV純電動汽車采用雙向逆變充放電式電機控制器，將三相交流電轉(zhuǎn)為與電池電壓相匹配的直流高壓電給動力蓄電池充電。2.電動汽車充電系統(tǒng)的基本組成信息收集4.1電動汽車充電系統(tǒng)的信息收集

以比亞迪秦ProEV純電動汽車為例，基本原理如圖4-6所示，當通過直流充電口對動力蓄電池進行充電時，直流充電正極接觸器與直流充電負極接觸器閉合，直接利用其電勢差對動力蓄電池進行充電；當通過交流充電口對動力蓄電池進行充電時，則需通過車載充電機將220V進行變壓后再對動力蓄電池進行充電，家用充電電流一般為8A，充電樁充電電流一般為14A。3.電動汽車充電系統(tǒng)的基本工作原理圖4-6比亞迪秦ProEV純電動汽車充電系統(tǒng)工作原理圖故障分析4.2電動汽車無法充電的故障分析根據(jù)比亞迪秦ProEV純電動汽車結構原理，故障可能原因如圖4-7所示。圖4-7故障可能原因故障分析4.3電動汽車充電系統(tǒng)維修準備表4-2比亞迪秦ProEV純電動汽車不充電的維修設備與材料名稱數(shù)量名稱數(shù)量元征X-431故障診斷儀1臺/組1000V絕緣手套1套/組汽車萬用表1臺/組手套、抹布等1批/組常規(guī)拆裝工具1套/組電工膠布等2卷/組充電樁1套/組工作臺1臺/組任務實施4.4電動汽車充電系統(tǒng)故障的檢查

1.外部直觀檢查

直觀檢查動力蓄電池充電系統(tǒng)外部有否損壞、漏液。充配電總成外部接口是否對接良好，交（直）流充電插座低壓接插件有否脫落、松動等現(xiàn)象，并予以排除。

2.用儀器設備進行故障診斷

（1）檢查蓄電池電壓

用萬用表檢查，標準電壓值為11~14V，如果電壓值低于11V，在進行下一步之前請充電或更換蓄電池。任務實施4.4電動汽車充電系統(tǒng)故障的檢查（2）檢查充配電總成電路

首先排查車載充電機本身是否故障。如果沒有，進一步全面分析與診斷車輛故障。下面以比亞迪秦ProEV純電動汽車為例，說明故障診斷過程，充配電總成電路原理圖如圖4-8所示。圖4-8比亞迪秦ProEV純電動汽車充配電總成原理圖任務實施4.4電動汽車充電系統(tǒng)故障的檢查用萬用表檢測BK46各端子（圖4-9），其正常值見表4-3。如端子值不正常，則應更換線束。如端子值正常，則應進一步檢查。圖4-9BK46接插件任務實施4.4電動汽車充電系統(tǒng)故障的檢查任務實施4.4電動汽車充電系統(tǒng)故障的檢查（3）交流充電口總成高低壓線束檢查

根據(jù)BK46引腳檢查結果，可進一步檢查充電口總成高低壓線束，方法如下：1）電源置為OFF檔。2）用萬用表測量交流充電口（圖4-10）及高低壓線束（充配電總成外接高壓線布局見圖4-11，充配電總成低壓插接器插孔編號見圖4-9）導通情況，正常值如表4-5所示。如果異常，進一步檢查是否插好交流充電口低壓接插件（圖4-12），或者相關線束是否損壞。圖4-10交流充電口圖

圖4-11充配電總成外接高壓線布局圖4-12交流充電口低壓接插件任務實施4.4電動汽車充電系統(tǒng)故障的檢查（3）交流充電口總成高低壓線束檢查

根據(jù)BK46引腳檢查結果，可進一步檢查充電口總成高低壓線束，方法如下：1）電源置為OFF檔。2）用萬用表測量交流充電口（圖4-10）及高低壓線束（充配電總成外接高壓線布局見圖4-11，充配電總成低壓插接器插孔編號見圖4-9）導通情況，正常值如表4-5所示。如果異常，進一步檢查是否插好交流充電口低壓接插件（圖4-12），或者相關線束是否損壞。任務實施4.4電動汽車充電系統(tǒng)故障的檢查（3）交流充電口總成高低壓線束檢查

3）檢測CC端子對車身地的電壓，未插槍時，應約為12V；插槍時，應約為2.6V（充電槍規(guī)格：250V/10A）。

4）檢測溫度傳感器（圖4-13）

檢測交流充電口溫度傳感器，測量低壓接插件KB53(A)-7端子與KB53(A)-8端子之間的電阻，應為3.26KΩ左右。

圖4-13交直流充電口電路任務實施4.4電動汽車充電系統(tǒng)故障的檢查（4）直流充電口總成高低壓線束檢查

1）用萬用表測量直流充電口（圖4-14）及高低壓線束導通情況，正常值如表4-6所示。如果異常，進一步檢查是否插好接插件（圖4-15），或者相關線束是否損壞。如果正常，進入下一步。

圖4-14直流充電口插座

圖4-15直流充電口低壓接插件任務實施4.4電動汽車充電系統(tǒng)故障的檢查（4）直流充電口總成高低壓線束檢查

1）用萬用表測量直流充電口（圖4-14）及高低壓線束導通情況，正常值如表4-6所示。如果異常，進一步檢查是否插好接插件（圖4-15），或者相關線束是否損壞。如果正常，進入下一步。任務實施4.4電動汽車充電系統(tǒng)故障的檢查（4）直流充電口總成高低壓線束檢查

2）檢測CAN總線，電源置于OFF檔，測量S+與S-端子之間的阻值，約120Ω。OK檔時，S+端子與車身地的電壓約為2.6V，S-端子與車身地的電壓約為2.6V。

3）檢測溫度傳感器（圖4-13）

檢測直流正極溫度傳感器，測量接插件KB53(B)-7端子與KB53(B)-8端子之間的電阻，正常應為7KΩ左右(室溫約20℃)。

檢測直流負極溫度傳感器，測量接插件KB53(B)-9端子與KB53(B)-10端子之間的電阻，正常應為7KΩ左右(室溫約20℃)。注：溫度傳感器采負溫度系數(shù)熱敏電阻，電阻值隨環(huán)境溫度增大而減小。任務實施4.4電動汽車充電系統(tǒng)故障的檢查（5）故障碼檢測

用元征X-431故障診斷儀檢測充配電總成與電池管理器故障碼（表4-4與表3-6）。其中，電池管理器故障碼見任務3行駛中動力突然中斷的故障診斷與維修（表3-6）。任務實施4.5電動汽車充電系統(tǒng)的使用與維修

1.給電動汽車充電

以比亞迪秦ProEV純電動汽車的家庭用交流充電為例，充電步驟如下：

1）電源置于OFF檔，并解鎖車輛門鎖，按下充電口蓋，充電口蓋自動彈開。

2）將充電連接裝置的供電插頭插入家用供電插座中。

3）如圖4-16所示，按下車輛插頭上的鎖止按鈕(黑色按鈕)，將車輛插頭插入車輛插座中，然后松開鎖止按鈕。此時，組合儀表充電連接指示燈點亮，充電設備自動運行，確認充電指示燈(綠色)一直閃爍(閃爍時間間隔1s)，充電完成后指示燈(綠色)停止閃爍，保持長亮（圖4-17）。4）結束充電，直接斷開車輛端交流充電器，按下開關，拔出交流充電器。5）斷開供電插頭，關閉充電口蓋和充電口艙門。6）整理充電連接裝置，充電結束。圖4-16

連接車輛端交流充電器

圖4-17

連接車輛端交流充電器任務實施4.5電動汽車充電系統(tǒng)的使用與維修2.充配電總成拆裝與儀表板線束更換

連接元征X-431故障診斷儀，掃描充配電總成與電池管理器，當前故障碼報P157016（交流側(cè)電壓低）與P1AD900（充電口溫度采樣點異常）。

（1）交流充電故障診斷過程

交流側(cè)電壓低說明車載充電機未工作。