新能源汽車維護-項目二 動力蓄電池與充電系統(tǒng)維護

新能源汽車維護項目二動力電池與充電系統(tǒng)的維護【案例1】1.事故概況2022年8月16日，平頂山市衛(wèi)東區(qū)東環(huán)路附近一輛在充電停車場停放的新能源電動汽車起火，接到報警后，消防救援人員火速前往現(xiàn)場進行撲救。到場后，經(jīng)現(xiàn)場詢問了解得知，該車輛長時間停放在停車場，突然自燃起火，所幸沒有造成范圍性火災(zāi)。2.原因分析車輛長期停放在停車場，電池長期未充放電，電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)可能發(fā)生了變化，導(dǎo)致了燃燒事故。情景導(dǎo)入【案例2】1.事故概況近日，蘇州一新能源車車主在充電時留在車內(nèi)休息，結(jié)果突然遭遇全車斷電，車門無法打開，只得報警求助。司機表示，事發(fā)時他正在給車子充電，并開著空調(diào)在車內(nèi)睡覺，突然間車內(nèi)屏幕熄滅，空調(diào)停止工作，車門也無法打開。2.原因分析新能源汽車在充電時，由于溫度過高，可能會導(dǎo)致充電系統(tǒng)發(fā)生故障，進而威脅到車內(nèi)人員的生命安全。情景導(dǎo)入

新能源汽車的動力電池是新能源汽車運行必不可少的重要部分，本任務(wù)需要學(xué)習(xí)動力電池的組成以及維護。任務(wù)一新能源汽車動力電池的維護任務(wù)描述學(xué)習(xí)目標(biāo)

動力電池是新能源汽車的核心部件，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本較高，工作條件要求嚴(yán)苛。動力電池屬于高壓部件，任何異常因素（如溫度過高或過低、短路、過充或過放等）都會導(dǎo)致電流輸出被保護切斷。動力電池對外連接的高壓部分一般是一根正極高壓母線和一根負(fù)極高壓母線，電壓在200V以上，另外還有一個低壓電池檢測控制線束。動力電池管理系統(tǒng)對整個動力電池組中的每一個單體電池進行控制，保持各個電池間的一致性，還要建立動力電池組的維護系統(tǒng)來保證整車運行。知識準(zhǔn)備一、動力電池系統(tǒng)的組成及功能

動力電池系統(tǒng)主要由動力電池模組、電池管理系統(tǒng)(BatteryManagementSystem,BMS)、動力電池箱體及其他輔助元器件四部分組成，如圖2-1所示。動力電池系統(tǒng)接收和儲存由車載充電機、制動能量回收裝置、發(fā)電機或外部快速充電裝置提供的高壓直流電，并且為電動機及電輔助系統(tǒng)提供能量。純電動汽車的動力電池安裝在汽車底盤上，這樣會使整車重量分布均衡，重心下降，行駛更加平穩(wěn)并且釋放大量空間，提高了車輛的空間利用率。動力電池安裝位置如圖2-2所示。知識準(zhǔn)備1.動力電池模組

單體電池(也稱電芯)是構(gòu)成動力電池模塊的最小單元，若干個單體電池并聯(lián)組合成電池模塊，多個電池模塊串聯(lián)組成的一個組合體，稱為動力電池模組，如圖2-3所示。2.電池管理系統(tǒng)

電池管理系統(tǒng)(BMS)是保護和管理電池的核心部件，在動力電池系統(tǒng)中，它的作用就相當(dāng)于控制中樞，如圖2-4所示。電池管理系統(tǒng)不僅要保證電池使用過程安全、可靠，而且要充分發(fā)揮電池的能力和延長使用壽命，同時作為電池和整車控制器以及駕駛者的溝通橋梁，通過控制接觸器控制動力電池組的充放電，并向整車控制器傳輸動力電池系統(tǒng)的基本參數(shù)信號。知識準(zhǔn)備3.動力電池箱體

動力電池箱體是用來包圍、支撐、固定電池系統(tǒng)的組件，主要包含上蓋和下托盤，還有過渡件、護板、螺栓、定位銷等輔助部件。如圖2-5所示。4.輔助元器件

輔助元器件包括動力電池系統(tǒng)內(nèi)部的熔斷器、繼電器、分流器、接插件、緊急開關(guān)、煙霧傳感器等電子電器元件，以及檢修塞、密封條、絕緣材料等電子電器元件以外的輔助元器件。如圖2-6所示。知識準(zhǔn)備二、動力電池種類知識準(zhǔn)備1.鉛酸動力電池2.鎳氫動力電池6.磷酸鐵鋰動力電池4.鈷酸鋰動力電池5.錳酸鋰動力電池3.鋰離子動力電池

磷酸鐵鋰近年來逐漸成為動力電池的研究熱點。具有安全性高，循環(huán)性能好，綠色環(huán)保，價格低廉的優(yōu)點。缺點是：電壓平臺低，振實密度低，倍率電流低，低溫放電性差。比亞迪及特斯拉也分別推出了各自的磷酸鐵鋰動力電池，如圖2-7和2-8所示。

7.其他新型材料三、動力電池主要性能指標(biāo)動力電池主要性能指標(biāo)有電池容量、能量、自放電率、比能量、比功率、荷電狀態(tài)、放電深度和循環(huán)壽命等，這些參數(shù)表征了動力電池性能的優(yōu)劣及對車輛續(xù)航能力的影響。知識準(zhǔn)備（1）容量（3）自放電率（4）比能量（8）循環(huán)壽命（6）荷電狀態(tài)（5）比功率（2）能量（7）放電深度四、動力電池日常使用要求動力電池需要進行相應(yīng)的維護保養(yǎng)作業(yè)，包括對電池的適度充、放電，初期使用時應(yīng)注意以下原則：（1）準(zhǔn)確掌握充電持續(xù)時間和充電頻率。（2）定期充電。知識準(zhǔn)備一、動力電池檢查和維護1.絕緣檢查為了防止動力電池箱體內(nèi)部短路，需要進行絕緣檢查，如圖2-9所示。具體檢查方法是：將動力電池箱體內(nèi)部高壓盒插頭打開，用絕緣萬用表測試總正、總負(fù)線束對地絕緣電阻，選擇1000V電壓擋，測得的阻值應(yīng)大于等于500/V。提升技能2.模組連接件檢查為了防止螺栓松動造成故障，需要進行模組連接件檢查，如圖2-10所示。具體檢查方法是：用做好絕緣的扭力扳手緊固螺栓，擰緊力矩參考維修手冊，檢查完成后，做好極柱絕緣。提升技能3.電池內(nèi)部溫度釆集點檢查為了確保測溫點工作正常，需要進行電箱內(nèi)部溫度采集點檢查。具體檢查方法是：對比ECU(ElectronicControlUnit)監(jiān)控的溫度和利用紅外熱像儀測得的溫度，檢查溫度感應(yīng)的精度。4.電壓采集線檢查為了防止電壓釆集線束破損導(dǎo)致測試數(shù)據(jù)不準(zhǔn)，需要進行電壓釆集線檢査，采集線束如圖2-11所示。具體檢查方法是：將電壓采集線束從板接插件上拆下并重新安裝。提升技能5.高壓標(biāo)識檢查為了防止高壓標(biāo)識脫落，需要目測檢查標(biāo)識，如圖2-12所示。6.熔斷器檢查

為了確保熔斷器狀態(tài)良好，遇電路故障時能正常工作，需要對熔斷器進行檢查，如圖2-13所示。具體檢查方法是：利用萬用表蜂鳴擋測量通斷。提升技能7.動力電池箱體密封性檢查為了保證動力電池箱體密封良好，防止灰塵和水進入箱體，需要對動力電池箱體密封性進行檢查。具體檢查方法是：目測密封條或直接更換。8.繼電器測試

為了防止因繼電器損壞致使車輛無法正常上電，需要對繼電器進行測試，圖2-14為高壓繼電器。具體測試方法是：釆用監(jiān)控軟件啟動、關(guān)閉總正繼電器和總負(fù)繼電器。提升技能9.高、低壓接插件可靠性檢查為了確保高、低壓接插件正常使用，需要對高、低壓接插件進行可靠性檢查，如圖2-15所示。具體檢查方法是：目測插接件是否松動、破損、腐蝕，利用絕緣萬用表檢測插接件可靠性。10.動力電池箱體內(nèi)部其他零部件檢查為了保證動力電池箱體內(nèi)部輔助部件能正常使用，需要對其進行檢查。具體檢查方法是：利用扭力扳手檢查緊固件是否松動、破損、脫落等。提升技能11.動力電池箱體安裝點檢查為了防止動力電池箱體脫落，需要對其安裝點進行檢查。具體檢查方法是：目測檢查每個安裝點焊接處是否有裂紋。12.動力電池箱體外觀檢查為了確保動力電池箱體未受到外界因素影響，需要對其外觀進行檢査。具體檢查方法是：目測動力電池箱體有無變形、裂痕、腐蝕和凹痕等情況。13.動力電池保溫檢查為了確保動力電池內(nèi)部溫度恒定，需要對其保溫性能進行檢查，如圖2-16所示。具體檢查方法是：目測檢查動力電池內(nèi)部邊緣保溫棉是否脫落、損壞。提升技能14.動力電池高、低壓線纜安全性檢查為了確保動力電池內(nèi)部線纜完好，需要對高、低壓線纜安全性進行檢查，如圖2-17所示。具體檢查方法是：目測動力電池箱體內(nèi)部線纜是否破損、被擠壓。15.CAN總線電阻檢查為了確保通信質(zhì)量，需要對CAN總線電阻進行檢查，如圖2-18所示。具體檢查方法是：利用萬用表歐姆擋測量CAN-H對CAN-L的電阻。提升技能16.動力電池箱體內(nèi)部干燥性檢查為了確保動力電池箱體內(nèi)部無水漬，需要對其內(nèi)部干燥性進行檢查，如圖2-19所示。具體檢查方法是：打開動力電池箱體，目測內(nèi)部是否有積水，并用絕緣萬用表測量動力電池箱體的絕緣電阻。17.電池加熱系統(tǒng)測試為了確保加熱系統(tǒng)工作正常，避免低溫影響充電，需要對電池加熱系統(tǒng)進行測試，如圖2-20所示。具體測試方法是：為動力電池箱體接通12V電源，打開監(jiān)控軟件，啟動加熱系統(tǒng)，目測風(fēng)扇運轉(zhuǎn)是否正常。提升技能二、長期停放車輛動力電池維護（1）當(dāng)車輛停放7天以上時，應(yīng)保證動力電池剩余電量在50%以上；（2）車輛停放超過3個月，應(yīng)做一次充放循環(huán)，將車輛行駛放電至剩余電量的30%以下，使用慢充方式給動力電池充電至100%后，再將車輛行駛放電至50%~80%后停放；（3）當(dāng)車輛停放時，動力電池會發(fā)生自放電，當(dāng)電池電量在30%以下時需要及時充電,以防動力電池過度放電，影響動力電池性能。提升技能三、動力電池系統(tǒng)維修典型案例提升技能BCA3.高壓電池嚴(yán)重不均衡（1）故障現(xiàn)象（2）故障診斷1.高壓電池包故障（1）故障現(xiàn)象（2）故障診斷2.高壓電池采樣線故障（1）故障現(xiàn)象（2）故障診斷

本節(jié)在介紹動力電池的維護與保養(yǎng)時，先從動力電池系統(tǒng)的組成和功能出發(fā)，再介紹動力電池的種類，然后介紹動力電池的主要性能指標(biāo)，然后介紹動力電池的使用，最后介紹動力電池的故障診斷及維護。任務(wù)小結(jié)1.填空題（1）動力電池系統(tǒng)由_____、_____、_____、_____四部分組成；（2）動力電池安裝在_____上。2.簡答題（1）動力電池分為哪幾類?（2）動力電池主要性能指標(biāo)有哪些?（3）動力電池維護時需要做哪些檢查？知識鞏固

新能源汽車充電是解決汽車動力能源的重要方式，充電的安全性是汽車的重要安全性之一，本任務(wù)著重介紹汽車充電系統(tǒng)的認(rèn)識及保養(yǎng)，旨在減少充電事故的發(fā)生。任務(wù)二新能源汽車充電系統(tǒng)的維護任務(wù)描述學(xué)習(xí)目標(biāo)一、新能源汽車充電系統(tǒng)的功能

對于純電動汽車和插電式混合動力汽車，動力電池充電通常應(yīng)該完成以下三個功能：（1）在恢復(fù)動力電池容量的前提下，盡快完成動力電池額定容量的恢復(fù)，充電時間越短越好；（2）動力電池在放電使用過程中，電池性能由于深放電、極化等被破壞，充電過程要對其進行修復(fù)；（3）對電池補充充電，克服電池自放電引起的不良影響。知識準(zhǔn)備二、新能源汽車對充電裝置的要求為使動力電池充電高效、安全、可靠，充電裝置需要達(dá)到如下基本性能要求：知識準(zhǔn)備（1）安全可靠。（2）簡單易用。（3）成本低。（4）效率高。（5）對電網(wǎng)污染小。三、新能源汽車充電裝置的類型為使動力電池充電高效、安全、可靠，充電裝置需要達(dá)到如下基本性能要求：1.地面充電

地面充電是指當(dāng)車輛動力電池需要充電時，將需要充電的電池從車體拆下，更換安裝預(yù)先充滿的電池，車輛快速駛離，繼續(xù)運營或使用，將拆卸下來的電池放置于地面充電平臺，進行補充充電。釆取地面充電方式有利于電池維護，提高電池使用壽命和車輛使用效率，但對車輛及電池更換設(shè)備提出了更高的要求。地面充電可分為分箱充電和整組充電兩種形式。知識準(zhǔn)備2.車載充電

車載充電是指當(dāng)車輛需要充電時，動力電池?zé)o需從車體拆下，充電機與待充電車輛可直接通過充電插頭進行連接，完成充電。車載充電方式具有充電操作過程簡單，省去電池拆卸、電池存儲、電池更換過程等優(yōu)點；但缺點是車輛的運營或使用時間被充電過程占用，造成車輛利用率低，不利于保持電池組的一致性，影響電池組的使用壽命。圖2-21為比亞迪秦EVpro充電接口。車載充電釆用的充電機有兩種形式：一種是安裝在車上的車載充電機，如圖2-22所示。這種充電機功率較小，多數(shù)在5kW以下，充電電流小，充電所需的時間長，適于晚間停車充電白天使用的新能源汽車。另外一種是非車載快速充電機，如圖2-23所示。知識準(zhǔn)備四、新能源汽車充電方式1.慢充充電方式

慢充充電方式使用交流220V民用電，通過車載充電機整流變換，將交流電變換為高壓直流電給動力電池充電。慢充充電的優(yōu)點是：車載充電機及其安裝成本較低，便于實現(xiàn)車載；可在晚間充分利用電力低谷進行充電，降低充電成本，保證充電時段電壓相對穩(wěn)定；充電設(shè)施體積小，可攜帶，便于車輛在停車場以外的地方充電。慢充充電樁如圖2-24所示。慢充充電系統(tǒng)主要由動力電池、高壓控制盒、車載充電機、車內(nèi)高壓線束、慢充接口、慢充電纜、220V交流電源等部件組成，也可使用隨車充電適配器直接插在家用電源上進行充電，但要注意使用16A以上的插座。知識準(zhǔn)備2.快速充電方式

快速充電方式是以較大的電流(150-400A)為新能源汽車動力電池充電，快速充電樁如圖2-25所示。快充充電一般使用工業(yè)380V三相電作為電源，通過充電樁功率變換后，將高壓大電流直流電通過母線直接給動力電池充電?？焖俪潆娤到y(tǒng)主要由動力電池、高壓配電盒、車內(nèi)高壓線束、快充接口、電源設(shè)備(快速充電樁)等部件組成。知識準(zhǔn)備一、充電系統(tǒng)維護保養(yǎng)1.車載充電機檢查

提升技能010203060504（1）車載充電機外觀的檢查與維護（2）車載充電機連接線束的檢查與維護（3）車載充電機緊固螺栓檢查與維護（6）車載充電機絕緣性能的檢查與維護（5）車載充電機冷卻管路的檢查與維護（4）車載充電機風(fēng)扇檢查與維護2.DC-DC變換器檢查

DC-DC變換器的作用是將動力電池的直流高壓電轉(zhuǎn)換為12V直流電給低壓蓄電池充電并代替蓄電池為低壓系統(tǒng)供電，相當(dāng)于燃油汽車的發(fā)電機。DC-DC變換器具有效率高、體積小、耐受惡劣工作環(huán)境等特點。（1）DC-DC變換器的工作流程（2）DC-DC變換器的功能檢測（3）DC-DC變換器日常保養(yǎng)的注意事項3.充電口蓋開關(guān)狀態(tài)檢查如果充電口蓋出現(xiàn)問題，車輛將無法正常啟動。檢查方法如下：（1）充電口蓋板打開時，儀表充電指示燈應(yīng)常亮，當(dāng)關(guān)閉充電口蓋時儀表充電指示燈應(yīng)熄滅；（2）檢查充電口蓋能否正常開啟或關(guān)閉。提升技能二、充電系統(tǒng)維護典型案例1.吉利帝豪EV500無法充電

（1）故障現(xiàn)象車輛無法充電，儀表無電流顯示或充電指示燈不亮。（2）故障診斷a.排除外在因素，檢查220V電源，充電槍及車載充電器是否均正常；b.經(jīng)檢查外在因素均無問題后，取出電腦及CAN卡，一端接到診斷接口，另一端連接到電腦；c.確認(rèn)連接無誤后，打開上位機程序，上面如顯示通信成功，則可查看具體信息。如顯示ZLG通信失敗，則需重新檢查連接是否正確或CAN卡是否正常；d.通信正常后，選擇“故障信息”，然后點擊下載；