新能源汽車動力電池系統(tǒng)構(gòu)造與檢修（配實訓(xùn)工單）課件全套 項目1-4 新能源汽車作業(yè)安全準(zhǔn)備 -檢修整車關(guān)聯(lián)動力電池系統(tǒng)故障

新能源汽車動力電池系統(tǒng)構(gòu)造與檢修檢修整車關(guān)聯(lián)動力電池系統(tǒng)故障項目一任務(wù)一新能源汽車基本結(jié)構(gòu)任務(wù)二新能源汽車高壓安全防護措施項目描述新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料（即汽油、柴油之外）或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動力裝置作為動力來源的汽車，綜合了車輛的動力控制和驅(qū)動方面的先進技術(shù)。新能源汽車包括純電動汽車、增程式電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車等類型，如圖所示。新能源汽車是在傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)之上發(fā)展而來的，在整車結(jié)構(gòu)上與傳統(tǒng)汽車的主要區(qū)別是動力系統(tǒng)，如上圖所示。新能源汽車的核心結(jié)構(gòu)主要包括動力電池系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)和整車控制器三部分，如下圖所示。此外，還有車輛輔助控制系統(tǒng)以及動力傳動系統(tǒng)等部件，如右圖所示。學(xué)習(xí)目標(biāo)知識目標(biāo)1.認識新能源汽車基本結(jié)構(gòu)。2.掌握新能源汽車高壓安全防護要求。3.掌握不同新能源汽車維修安全操作。技能目標(biāo)1.掌握新能源汽車基本結(jié)構(gòu)。2.掌握新能源汽車高壓安全防護要求。3.掌握新能源汽車高壓安全防護措施。素養(yǎng)目標(biāo)1.嚴(yán)格執(zhí)行新能源汽車故障診斷規(guī)范，樹立嚴(yán)謹科學(xué)的工作態(tài)度。2.養(yǎng)成團隊協(xié)作精神。3.能夠“最大化”地利用時間。4.閱讀資料劃出關(guān)鍵技術(shù)點、歸納總結(jié)故障診斷方法。5.能夠找出“簡單”的技術(shù)系統(tǒng)診斷方法。一、純電動汽車純電動汽車主要由動力電池、電子控制器和驅(qū)動系統(tǒng)三部分組成。1.動力電池動力電池是新能源汽車的心臟。動力電池的主要作用是向高壓用電設(shè)備供電，如圖所示。任務(wù)一新能源汽車基本結(jié)構(gòu)2.電子控制器在新能源汽車的整個平臺架構(gòu)中，整車控制器（VehicleControlUnit，VCU）、電機控制器（MoterControlUnit，MCU）和動力電池管理系統(tǒng)（BatteryManagementSystem，BMS）是最重要的核心技術(shù)，對整車的動力性、經(jīng)濟性、可靠性和安全性等有著重要影響。整車控制器（右圖）主要功能包含如下。1）行駛控制。驅(qū)動電機必須按照駕駛?cè)艘鈭D輸出驅(qū)動或制動轉(zhuǎn)矩。2）附件管理。對DC/DC變換器、車載充電機、水泵、空調(diào)壓縮機等進行控制管理。3）能量管理。動力電池除了給動力電機供電，還要給電動附件供電，為了獲得最大的續(xù)駛里程，整車控制器將負責(zé)整車的能量管理，以提高能量的利用率。4）故障處理。監(jiān)控整車電控系統(tǒng)，進行故障診斷。故障指示燈指示出故障類別和部分故障碼。5）信息交互。將動力系統(tǒng)，驅(qū)動電機、動力電池、高壓系統(tǒng)、空調(diào)的主要數(shù)據(jù)、故障狀態(tài)等傳到儀表，接收駕駛?cè)说目刂菩畔ⅰ恿﹄姵毓芾硐到y(tǒng)是對電池進行管理的系統(tǒng)，通常具有量測電池電壓的功能，防止或避免電池出現(xiàn)過放電、過充電、過溫等異常狀況。隨著技術(shù)發(fā)展，已經(jīng)逐漸增加了許多功能。動力電池管理系統(tǒng)與純電動汽車的動力電池緊密結(jié)合在一起，通過傳感器對動力電池的電壓、電流、溫度進行實時檢測，同時還進行漏電檢測、熱管理、電池均衡管理、報警提醒，計算電池荷電狀態(tài)（SOC）、放電功率，報告電池健康狀態(tài)（SOH）和SOC，還根據(jù)電池的電壓電流及溫度用算法控制最大輸出功率以獲得最大續(xù)駛里程，以及用算法控制充電機進行最佳電流的充電，通過CAN總線接口與車載總控制器、電機控制器、能量控制系統(tǒng)、車載顯示系統(tǒng)等進行實時通信。3.驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動系統(tǒng)的三大件是驅(qū)動電機、電控和減速器，其中驅(qū)動電機利用電磁感應(yīng)原理實現(xiàn)電能向機械能的轉(zhuǎn)換，驅(qū)動車輛行駛。當(dāng)車輛減速時，車輪帶動電機運轉(zhuǎn)為電池箱充電，實現(xiàn)機械能向電能轉(zhuǎn)換。驅(qū)動電機主要由定子、轉(zhuǎn)子、機殼、連接器、旋轉(zhuǎn)變壓器等組成。電機控制器基于功率半導(dǎo)體的硬件和軟件設(shè)計，對驅(qū)動電機的工作狀態(tài)進行實時控制，并持續(xù)豐富其他控制功能。電機控制器主要由控制軟件、絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）模塊、車用膜電容器、印制電路板（PCB）及電子控制單元等元器件組成。減速器則通過齒輪組降低輸出轉(zhuǎn)速提高輸出轉(zhuǎn)矩，以保證驅(qū)動系統(tǒng)持續(xù)運行在高效區(qū)間。減速器由輸入軸、中間軸、差速器及軸承等零部件組成，如右圖所示。下圖所示為驅(qū)動電機。二、混合動力汽車Hybrid來源于拉丁語Hybrida，是“混合”的意思。在技術(shù)層面，Hybrid指一種系統(tǒng)，它將兩種不同的技術(shù)組合在一起來使用，如下圖所示。1.串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式及驅(qū)動方式如右圖所示。串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)利用發(fā)動機動力進行發(fā)電，從而帶動電機驅(qū)動車輪，其基本結(jié)構(gòu)由電機、發(fā)動機、發(fā)電機、蓄電池等組成。由發(fā)動機運轉(zhuǎn)來帶動發(fā)電機，直接向電機供應(yīng)電力，或一邊行駛一邊給蓄電池充電。因為發(fā)動機的動力是以串聯(lián)的方式供應(yīng)到電機，所以稱為串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。2.并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)因為使用電機和發(fā)動機兩種不同的裝置來驅(qū)動車輪，動力的流向為并聯(lián)，所以稱為并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。它主要采用發(fā)動機單獨驅(qū)動、電機單獨驅(qū)動、發(fā)動機和電機混合驅(qū)動三種工作模式。典型的并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式及能量流動路線如右圖所示，其基本結(jié)構(gòu)由電機/發(fā)電機、發(fā)動機、蓄電池、變頻器和變速器等組成。并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)中利用蓄電池的電力來驅(qū)動電機，因電機在汽車制動時進行制動能量回收，此時電機當(dāng)作發(fā)電機使用。依據(jù)GB18384—2020《電動汽車安全要求》要求，考慮到空氣濕度和人體在不同工作環(huán)境下的電阻不同，由于不同電壓等級可能對人體產(chǎn)生的傷害和危險程度不同，在新能源汽車中將車輛電壓按照類型和數(shù)值分為兩個安全級別，見下表。任務(wù)二新能源汽車高壓安全防護措施A級是較為安全的電壓等級，在直流中，最大工作電壓應(yīng)小于或等于60V；在交流中，最大工作電壓應(yīng)不大于30V，該電壓下的維修人員不需要采取特殊的防電保護。B級對人體會產(chǎn)生傷害，被認為是高壓。在該電壓下必須采取必要的防護設(shè)備對維護人員進行保護。直流高壓主要分布在動力電池到各個驅(qū)動部件的位置，如動力電池到逆變器之間連接的是直流高電壓；逆變器到壓縮機之間連接的是直流高電壓，如圖所示。交流高壓主要分布在逆變器與驅(qū)動電機之間，以及充電接口與車載充電機之間。不同的是逆變器與驅(qū)動電機之間的交流高電壓通常都在200～800V，而充電接口與車載充電機之間的交流高電壓即外部電網(wǎng)的220V或380V，如右圖所示。橙色高壓連接器：橙色提示和警告維修人員，同時所選的連接器應(yīng)達到IP67防護等級，如右圖所示。（1）高壓警告標(biāo)記橙色高壓線束：橙色波紋管隔離防護高壓電，提示和警告維修人員。高壓導(dǎo)線警告顏色如下圖所示。高壓警告標(biāo)記：黃色及標(biāo)記符號提示和警告維修人員，如左圖所示。新能源汽車高壓部件高壓警告標(biāo)記，如右圖所示。新能源汽車高壓電存在的部件和時間，如下圖所示。（2）持續(xù)存在高壓電新能源汽車動力電池持續(xù)存在高電壓，即使在車輛停止運行期間，由于動力電池始終存儲有電能，所以當(dāng)滿足動力電池的放電條件后，該部件將繼續(xù)對外放電，如左圖所示。（3）運行期間存在運行期間存在高壓的部件，指當(dāng)點火開關(guān)處于ON、RUN或其他運行狀態(tài)時，部件上存在高電壓。逆變器、高壓壓縮機、PTC加熱器及DC/DC變換器部件只有在系統(tǒng)運行時，來自動力電池的高電壓才會加載到這些部件上。（4）高壓觸電安全人體能承受的安全電壓的高低取決于人體允許通過的電流和人體電阻。人體電阻主要由體內(nèi)電阻、體表電阻、體表電容組成。人體電阻隨著條件的不同在很大范圍內(nèi)變化，但是一般不低于1kΩ。我國民用電網(wǎng)中的安全電壓多采用36V，大體相當(dāng)于人體允許電流30mA（以人體電阻1200Ω為例）的情況，這就要求人體可接觸的新能源汽車任意兩個帶電部位的電壓要小于36V。無論是純電動汽車，還是高電壓的混合動力汽車，其電壓和電流等級都比較高。動力電池的電壓一般為200～800V，正常工作時電流可達幾百安培，這已經(jīng)遠遠超過人體能承受的極限。（5）危險運行工況下的安全新能源汽車存在高壓電，因此在行駛中發(fā)生事故時，如果沒有很好的安全設(shè)計，就很容易發(fā)生安全隱患。危險運行工況如下：1）發(fā)生碰撞或翻車。2）涉水或遭遇暴雨。3）充電時車輛的意外移動。（6）新能源汽車的安全設(shè)計1）維修安全。維修安全主要包含兩方面：傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的維修安全和針對新能源汽車的特殊維修安全。新能源汽車的維修安全主要是防止高壓觸電。2）碰撞安全。當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時，車輛的安全系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：碰撞過程中以及碰撞后都要保證相關(guān)人員的人身安全。3）電氣安全。新能源汽車的電氣安全主要包括以下幾個方面：防止人員接觸到高壓電，電池能量的合理分配，充電時的高壓安全，行駛過程中的高壓安全，碰撞時的電氣安全，維修時的電氣安全。4）功能安全。功能安全指新能源汽車的各項功能和配置能夠正常、可靠、穩(wěn)定地工作，不會因為故障、失效、誤操作等原因?qū)е掳踩鹿实陌l(fā)生。新能源汽車的功能安全涉及電池、電機、電控、充電、智能駕駛等多個方面，如果這些功能出現(xiàn)問題，可能會影響車輛的動力、制動、轉(zhuǎn)向、操穩(wěn)等性能，危及行車安全。觸電對人體的危害程度，主要取決于通過人體電流的大小和通電時間的長短。電流強度越大，致命危險越大；持續(xù)時間越長，死亡的可能性越大。能夠讓人感覺到的最小電流稱為感知電流，交流為1mA，直流為5mA；人體觸電后能自己擺脫的最大電流稱為擺脫電流，交流為10mA，直流為50mA；在較短的時間內(nèi)危及生命的電流稱為致命電流，致命電流為交流50mA。在有防止觸電保護裝置的情況下，人體允許通過的電流一般為交流30mA。人體觸電反應(yīng)見下頁表。一、高壓電系統(tǒng)作業(yè)時存在的危險1.觸電的危害在大力推廣電動汽車的同時，如何保證駕駛?cè)藛T、乘車人員以及汽車維護人員的人身安全，是值得我們特別關(guān)注的話題。在電動汽車安全標(biāo)準(zhǔn)ISO6469-3：2018《電動道路車輛安全規(guī)范第3部分：電氣安全》和GB18384—2020《電動汽車安全要求》中，都對電動汽車的電壓做了規(guī)范定義。電動汽車的工作電壓分為A、B兩個安全等級。2.高壓電與人體傷害電流通過頭部可使人昏迷，通過脊髓可能導(dǎo)致癱瘓，通過心臟會造成心跳停止、血液循環(huán)中斷，通過呼吸系統(tǒng)會造成窒息。因此，從左手到胸部是最危險的電流路徑；從手到手、從手到腳也是很危險的電流路徑；從腳到腳是危險性較小的電流路徑。一旦電流由一手進入，另一手或一腳流出，電流通過心臟，即可立即引起心房顫動；通過左手觸電比通過右手觸電更嚴(yán)重，因為這時心臟、肺部、脊髓等重要器官都處于電流路徑內(nèi)。人體電阻如左圖所示。電流流經(jīng)人體不同部位的電阻見下表。人體電阻的大小取決于衣服、皮膚濕度、體內(nèi)電流路徑的長度和類型等因素。有電流流過身體部位處的衣服越厚、越干，電阻越大。如果皮膚上有水或雪，那么身體電阻就會降低。如果身體內(nèi)電流經(jīng)過的路徑較短，那么電阻就要比電流流過較長路徑時小。人體有害電流的嚴(yán)重程度表示各觸電接觸持續(xù)時間的觸電危險。從電流強度達到約30mA時開始存在死亡危險，各觸電接觸持續(xù)時間的觸電危險范圍如上圖所示。對應(yīng)各類強度范圍1～4的傷害見下表。當(dāng)288V直流電壓穿過人體后，可以通過歐姆定律粗略計算出通過人體的電流：人體電流I=U/R=288V/1080Ω=0.27A；0.27A（270mA），電流參照示意圖如右圖所示，可以發(fā)現(xiàn)如果在心臟的滯留時間達到10～15ms，那么就會致命。人體皮膚的電阻為0.1～1MΩ，但在有些情況下也可能降為0Ω，尤其是當(dāng)皮膚潮濕或者有傷口時，電阻會明顯下降。3.安全電壓的標(biāo)準(zhǔn)GB/T3805—2008《特低電壓（ELV）限值》中規(guī)定，安全電壓的等級有42V、36V、24V、12V、6V五種，同時還規(guī)定當(dāng)電器電壓超過24V時，必須采取防止直接接觸帶電體的保護措施。例如，特別危險的環(huán)境中使用的手持電動工具應(yīng)采用42V特低電壓，有電擊危險的環(huán)境中使用的手持照明燈和局部照明燈應(yīng)采用36V或24V特低電壓，金屬容器內(nèi)、特別潮濕處等特別危險的環(huán)境中使用的手持照明燈應(yīng)采用12V特低電壓，水下作業(yè)等場所應(yīng)采用6V特低電壓。如果不是要求特殊作業(yè)的環(huán)境，一般安全電壓是36V，這是因為在工頻電流中，人身能擺脫電源的電流是30mA左右，而人體電阻在干燥的環(huán)境中一般在1000～2000Ω。據(jù)GB4943.1—2022等效于IEC/EN60950可知，安全電壓：<AC42.4V或DC60V。4.人體觸電方式能夠?qū)θ梭w產(chǎn)生觸電的前提是人體與觸電源之間形成了回路，有電流流經(jīng)人體后才會導(dǎo)致觸電。新能源汽車的高壓電系統(tǒng)與車身之間是隔離的，因此，如右圖所示的情況下，人體不會產(chǎn)生觸電，沒有電流通過人體，原因就在于人體沒有與觸電源之間形成回路。當(dāng)新能源汽車的高壓電部件對車身發(fā)生搭鐵故障時，觸電情況如下圖所示，人體在同樣的情況下就有可能發(fā)生觸電事故。在實際工作中，維修人員應(yīng)該避免因操作失誤而導(dǎo)致自己與電壓系統(tǒng)形成回路，如上圖所示的觸電方式能夠被大多數(shù)維修人員理解。但是如下圖所示的兩種間接觸電形式卻很容易被維修人員所忽視。5.觸電急救當(dāng)發(fā)生了人身觸電事故，發(fā)現(xiàn)者一定不要驚慌失措，應(yīng)動作迅速，救護得當(dāng)。首先，要迅速將觸電者脫離電源；其次，立即就地進行現(xiàn)場救護，同時找醫(yī)生進行搶救。（1）脫離電源電流對人體作用的時間越長，對生命的威脅越大，因此觸電急救首先要使觸電者迅速脫離電源。救護人員既要救人又要注意保護自己，可根據(jù)具體情況選用拉、切、挑、拽和墊等方法。純電動汽車的動力電池用低電壓電芯單體進行串聯(lián)，以獲得200～800V的高壓電，然后再轉(zhuǎn)換成三相交流電。有些車型高壓系統(tǒng)的電壓甚至可達到900V，因此在維修純電動汽車的過程中必須做好對高壓電的安全防護。1）“拉”是指就近拉開電源開關(guān)，拔出插銷或斷路器。2）“切”是指用帶有絕緣柄或干燥木柄的工具切斷電源。切斷時，應(yīng)注意防止帶電導(dǎo)線掉落碰觸到周圍的人。對于多芯絞合導(dǎo)線，應(yīng)分相切斷，以防短路傷害人。3）“挑”是指如果導(dǎo)線搭落在觸電人身上或壓在身下，這時可用干燥的木棍或竹竿等絕緣工具挑開導(dǎo)線，使之脫離電源。4）“拽”是指救護人戴上絕緣手套或在手上包裹干燥的衣服、圍巾、帽子等絕緣物體拖拽觸電人，使其脫離開電源導(dǎo)線。5）“墊”是指如果觸電人由于痙攣手指緊握導(dǎo)線或?qū)Ь€纏繞在身上，這時救護人可先用干燥的木板或橡膠絕緣墊塞進觸電人身下使其與大地絕緣，隔斷電源的通路，然后采取其他辦法把電源線路切斷。（2）注意事項1）救護人不得采用金屬和其他潮濕的物品作為救護工具。2）在未采取絕緣措施前，救護人不得直接接觸觸電者的皮膚、潮濕的衣服和鞋子。3）在拉拽觸電人脫離開電源線路的過程中，救護人適合用單手操作，這樣做對救護人比較安全。4）當(dāng)觸電人處于較高的位置時，應(yīng)采取預(yù)防摔傷措施，預(yù)防觸電人在脫離電源時從高處墜落摔傷或摔死。5）夜間發(fā)生觸電事故時，在切斷電源時會同時使照明斷電，應(yīng)考慮切斷后的臨時照明，如應(yīng)急燈等，以利于開展救護工作。（3）對癥搶救將觸電者脫離電源后應(yīng)立即移到通風(fēng)處，并將其仰臥，迅速鑒定觸電者是否有心跳、呼吸等體征。1）若觸電者神志清醒，但感到全身無力、四肢發(fā)麻、心悸、出冷汗、惡心或一度昏迷，但未失去知覺，應(yīng)將觸電者抬到空氣新鮮、通風(fēng)良好的地方舒適地躺下休息，讓其慢慢地恢復(fù)正常，并要時刻注意保溫和觀察。若發(fā)現(xiàn)呼吸與心跳不規(guī)則，應(yīng)立刻設(shè)法搶救。2）觸電者呼吸停止但有心跳，應(yīng)用口對口人工呼吸法搶救。3）若觸電者心跳停止但有呼吸，應(yīng)用胸外心臟按壓法和口對口人工呼吸法搶救。4）若觸電者呼吸、心跳均已停止，需同時進行胸外心臟按壓法與口對口人工呼吸法搶救。5）千萬不要給觸電者打強心針或拼命搖動觸電者，也不要用木板石夾壓以及強行挾持觸電者，避免使觸電者的情況更加惡化。搶救過程要不停地進行，在送往醫(yī)院的途中也不能停止搶救。當(dāng)觸電者出現(xiàn)面色好轉(zhuǎn)、嘴唇逐漸紅潤、瞳孔縮小、心跳和呼吸逐漸恢復(fù)正常時，即為搶救有效的特征。唇逐漸紅潤、瞳孔縮小、心跳和呼吸逐漸恢復(fù)正常時，即為搶救有效的特征。（4）施救方法1）口對口人工呼吸法。在做人工呼吸之前，首先要檢查觸電者口腔內(nèi)有無異物，呼吸道是否堵塞，特別要注意清理咽喉部分有無痰堵塞；其次要解開觸電者身上妨礙呼吸的衣褲，且維持好現(xiàn)場秩序，口對口人工呼吸法如右圖所示。①?將觸電者仰臥，并使其頭部充分后仰。一般應(yīng)用一手托在其頸后，使其鼻孔朝上，以利于呼吸道暢通，但頭下不得墊枕頭，同時將其衣扣解開。②?救護人在觸電者頭部的側(cè)面，用一只手捏緊其鼻孔，另一只手的拇指和食指掰開其嘴巴。③?救護人深吸一口氣，緊貼掰開的嘴巴向內(nèi)吹氣，也可鋪一層紗布。吹氣時，要用力并使其胸部膨脹，一般應(yīng)每5s吹一次，吹2s，放松3s。對兒童可小口吹氣。④?吹氣后，應(yīng)立即離開其口或鼻，并松開觸電者的鼻孔或嘴巴，讓其自動呼氣。⑤?在實行口對口（鼻）人工呼吸時，當(dāng)發(fā)現(xiàn)觸電者腹部充氣膨脹，應(yīng)用手按住其腹部，并同時進行吹氣和換氣。2）胸外心臟按壓法。胸外心臟按壓法是觸電者心臟停止跳動后使心臟恢復(fù)跳動的急救方法，是每一個電氣工作人員應(yīng)該掌握的救護，方法如圖所示。①?首先使觸電者仰臥在堅實的地方，解開領(lǐng)口衣扣并使其頭部充分后仰，鼻孔向上。也可由另外一人用手托在觸電者頸后或?qū)⑵漕^部放在木板端部，在其胸后墊以軟物。②?救護者跪在觸電者一側(cè)或騎跪在其腰部兩側(cè)，兩手相疊，下面手掌根部放在心窩上方，胸骨下1/3～1/2的位置。③?手掌根用力垂直向下擠壓，力量要適中，不得用力過猛。對成人應(yīng)壓陷3～4cm，頻率為60次/min。對16歲以下兒童，一般應(yīng)用一只手擠壓，用力要比成人稍輕一點，壓陷1～2cm，頻率100次/min為宜。注意：實施胸外心臟按壓法時，切忌草率行事，必須認真堅持，搶救要持續(xù)到觸電者蘇醒或其他救護人員、醫(yī)生趕到。④?按壓后，手掌根應(yīng)迅速全部放松，讓觸電者胸部自動復(fù)原。放松時，手掌根不要離開壓迫點，只是不向下用力而已。⑤?為了達到良好的效果，在實施胸外心臟按壓法的同時，必須做人工呼吸。因為正常的心臟跳動和呼吸是相互聯(lián)系且同時進行的，沒有心跳，呼吸也要停止，而呼吸停止后，心臟也不會跳動。（5）觸電預(yù)防1）不要帶電操作。新能源汽車維修人員應(yīng)盡量不進行帶電作業(yè)。若必須帶電操作，應(yīng)采取必要的安全措施，如有專人在現(xiàn)場監(jiān)護及采取相應(yīng)的安全絕緣措施等。2）完善安全措施。新能源汽車的金屬外殼可采用保護接零或保護接地等安全措施。3）建立安全檢查制度。安全檢查是發(fā)現(xiàn)維修設(shè)備和工具缺陷、及時消除事故隱患的重要措施。安全檢查一般應(yīng)每季度進行一次，特別要加強雨季前和雨季中的安全檢查。4）加強安全教育。加強新能源汽車電氣安全教育和培訓(xùn)是提高車輛維修人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)、加強安全意識的重要途徑。維修保養(yǎng)新能源汽車的操作者還要加強用電安全規(guī)程的學(xué)習(xí)，從事維修工作的人員除了應(yīng)熟悉新能源汽車電氣安全操作規(guī)程，還需要掌握新能源汽車電氣設(shè)備的安裝、使用、管理、維護及檢修工作的安全要求，具備新能源汽車電氣火災(zāi)的滅火常識和觸電急救的基本操作技能。5）作業(yè)警告。操作電工在全部停電或部分停電的電氣設(shè)備上工作前，必須先做好停電、驗電、裝設(shè)搭鐵線、懸掛安全警告牌和裝設(shè)防護欄等工作，再進行實際作業(yè)。二、高壓作業(yè)個人安全防護要求對新能源汽車的非高壓部件（如制動、懸架和車身系統(tǒng)）進行維修時，不需要專業(yè)的安全防護措施。對高壓系統(tǒng)中的高壓組件進行維修時，要求必須采用特殊的防護措施。在勞動保護方面，要注意以下要點。1）必須遵守有關(guān)安裝和健康防護的說明和規(guī)定。2）必須按規(guī)定使用裝備（工具、車輛）。3）如果發(fā)現(xiàn)裝備損壞，則必須按專業(yè)的要求排除故障。如果不能排除故障，則必須向上級通報。1.個人防護用品（1）絕緣鞋絕緣鞋（安全鞋）是輔助安全用品，有多種型號，通常適用于交流50Hz、1000V以下或直流1500V以下的電力設(shè)備檢修工作，如圖所示。GB21148—2020《足部防護?安全鞋》對產(chǎn)品使用者也提出了新要求：使用時，應(yīng)避免銳器刺傷鞋底，使用時鞋面保持干燥，避免高溫和腐蝕性物質(zhì)。產(chǎn)品在穿用6個月后，應(yīng)做一次預(yù)防性試驗，因銳器刺穿的不合格品不得再當(dāng)作絕緣鞋使用。（2）絕緣帽絕緣帽（安全帽）是指具備電絕緣性能要求的安全帽，在帽子上會有安全常識“D”的字母標(biāo)記。按照國家標(biāo)準(zhǔn)進行電絕緣性能試驗，用交流1200V耐壓試驗1min，泄漏電流不應(yīng)超過1.2mA，如圖所示。1）戴安全帽前，應(yīng)將帽后調(diào)整帶按自己頭型調(diào)整到適合的位置，然后將帽內(nèi)彈性帶系牢。2）緩沖襯墊的松緊由調(diào)整帶調(diào)節(jié)，人的頭頂和帽體內(nèi)頂部的空間垂直距離一般在25～50mm，至少不要小于32mm為好。3）不要把安全帽歪戴，也不要把帽檐戴在頭后方。4）安全帽的下顎帶必須扣在頜下并系牢，松緊要適度。5）在現(xiàn)場作業(yè)中，不得將安全帽隨意脫下擱置一旁或當(dāng)坐墊使用。6）平時使用安全帽時應(yīng)保持整潔，不能接觸火源，不要任意涂刷油漆。（3）護目鏡護目鏡也叫安全防護眼鏡，其種類很多，有防塵眼鏡、防沖擊眼鏡、防化學(xué)眼鏡和防光輻射眼鏡等，如下圖所示。護目鏡是一種能起到特殊防護作用的眼鏡，可根據(jù)使用場合的不同選擇合適的眼鏡。1）選擇護目鏡應(yīng)根據(jù)臉型選擇護目鏡的規(guī)格大小。2）護目鏡可通過調(diào)節(jié)頭帶，調(diào)整到與面部的合適程度。3）護目鏡要選用經(jīng)產(chǎn)品檢驗機構(gòu)檢驗合格的產(chǎn)品。4）鏡片磨損粗糙、鏡架損壞會影響操作人員的視力，應(yīng)及時進行調(diào)換。5）護目鏡要專人專用，以防止傳染眼疾。6）焊接護目鏡的濾光片和保護片要按規(guī)定作業(yè)需要進行選用和更換。7）防止重摔、重壓，防止堅硬的物體摩擦鏡片和面罩。（4）絕緣拼接地板新能源汽車維修工具中的絕緣拼接地板具有穩(wěn)定的物理化學(xué)性質(zhì)，不溶于水，不溶于油，可以加強對工作人員的對地絕緣保護，避免在發(fā)生單相接地或電氣設(shè)備絕緣損壞時，接觸電壓與跨步電壓對人體造成傷害。絕緣拼接地板如右圖所示。（5）絕緣手套絕緣手套是起電氣絕緣作用的一種帶電作業(yè)用手套，可以使人的兩手與帶電體絕緣，防止人手觸及同一電位帶電體或同時觸及不同電位帶電體而發(fā)生觸電。1）絕緣手套分類。按絕緣手套所用原料的不同，可分為天然橡膠絕緣手套和丁基合成橡膠絕緣手套兩大類，如左圖和右圖所示。2）絕緣手套標(biāo)記。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，每只絕緣手套上必須有明顯且持久的標(biāo)記，內(nèi)容包括標(biāo)記符號、使用電壓等級/類別、制造單位和商標(biāo)、規(guī)格型號、周期試驗日期欄、檢驗合格印章、貼有經(jīng)試驗單位定期試驗的合格證等信息，如下圖所示。3）絕緣手套等級。絕緣手套按照不同的電壓等級可分為多個級別，見下表。4）絕緣手套的使用要求。①?使用經(jīng)檢驗合格的絕緣手套，檢驗應(yīng)每6個月進行一次，如圖a所示。檢驗標(biāo)準(zhǔn)：高壓絕緣手套試驗電壓是9kV，泄漏電流是9mA；低壓絕緣手套試驗電壓是2.5kV，泄漏電流是5mA。②?戴之前，還要對絕緣手套進行氣密性檢查，如圖b所示。具體方法：將手套從口部向上卷，稍用力將空氣壓至手掌及指頭部分檢查上述部位有無漏氣，如有漏氣，則不能使用。③?使用時注意防止尖銳物體刺破手套。④?絕緣手套使用前，應(yīng)進行外觀檢查。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有發(fā)黏、裂紋、破口（漏氣）、氣泡、發(fā)脆等損壞時，禁止使用。⑤?進行新能源汽車維修工作應(yīng)戴上絕緣手套，如圖c所示。⑥?使用絕緣手套時，應(yīng)將上衣袖口套入絕緣手套筒口內(nèi)。⑦?使用后，注意存放在干燥處，并不得接觸油類及腐蝕性藥品等，如圖d所示。（6）維修工服維修工服是維修技師所穿的衣服，能夠給電動汽車操作人員提供安全保障，如圖所示。維修工服的選取如下。1）維修工服面料應(yīng)當(dāng)選擇防靜電、耐摩擦的材料。2）維修工服要求是收口的，下擺、袖口、褲腿都是可以扣起來的，能有效降低衣服卡入車輛縫隙中的概率，提高維修作業(yè)的安全性。3）維修工服色澤以較深為宜。2.干粉滅火器新能源汽車維修工具中，干粉滅火器是必備的工具之一。如果車輛起火，當(dāng)火勢較小較慢時，使用干粉滅火器可以快速有效地滅火。因此干粉滅火器在新能源汽車維修中是不可或缺的工具，如圖所示。3.絕緣工具絕緣工具通常分為基本絕緣安全工具和輔助絕緣安全工具，如右圖所示?；窘^緣安全工具是指能直接操作帶電設(shè)備或可能帶電物體的維修工具。輔助絕緣安全工具是指絕緣強度不是承受設(shè)備或線路的工作電壓，只是用于加強基本絕緣安全的保護作用，用以防止接觸電壓、跨步電壓、泄漏電流電弧對操作人員的傷害。不能用輔助絕緣安全工具直接接觸高壓設(shè)備的帶電部分。屬于輔助絕緣安全工具有絕緣手套、絕緣鞋、絕緣拼接地板等。為了順利完成新能源汽車的維修工作任務(wù)而又不發(fā)生安全事故，操作者必須攜帶和使用各種絕緣安全工具。絕緣工具通常由兩個絕緣層組成。工具內(nèi)部的絕緣層大多為黃色，而外層為橘色。雙絕緣層的作用是為使用者提供安全警告：若工具的絕緣層部分磨損或破壞，露出內(nèi)部的黃色絕緣層，則必須廢棄并更換為新的完好工具。4.安全警示帶安全警示帶也叫安全隔離帶，主要有塑料和滌綸布兩種材質(zhì)，如圖所示。安全警示帶常用于新能源汽車交通事故以及突發(fā)事件的隔離，在檢修新能源汽車時可用于圈定操作場地，起到提醒他人安全防范的作用。5.高壓電警告牌在高壓電氣系統(tǒng)的檢修作業(yè)場所放置高壓電警告牌是保證工作人員安全的主要措施之一，以此起到安全警告作用，避免或減少安全事故的發(fā)生。根據(jù)作業(yè)內(nèi)容的不同，通常在高壓電警告牌上書寫“嚴(yán)禁觸摸?高壓危險”“嚴(yán)禁啟動?正在檢修”“嚴(yán)禁操作?正在檢修”等字樣，如圖所示。6.高壓車輛的標(biāo)識為了便于識別，所有混合動力汽車和純電動汽車的高壓電纜均標(biāo)為橙色。車輛帶電或起動時，應(yīng)遵守“

請勿接觸橙色部件”的一般規(guī)則。高壓電纜均標(biāo)為橙色，如圖所示。每根電纜均用機械鎖定裝置固定，這可確保電纜安裝牢固并確保正確的電纜僅安裝在相應(yīng)的插座上。電纜絕緣以防止電動勢（EMF）降低。所有高壓部件上均貼有引起對潛在危險注意的警告如圖所示。所有高壓連接都加以保護且顏色為橙色，這使它們能夠明顯區(qū)別于車輛中的其他部件。必須在停放在維修車間的純電動汽車或混合動力汽車上應(yīng)粘貼警告以引起第三方對潛在危險的關(guān)注。7.高壓系統(tǒng)維修安全規(guī)定（1）設(shè)置隔離區(qū)、張貼警告標(biāo)識在進行維修作業(yè)前，需要對整車設(shè)置隔離區(qū)、張貼警告標(biāo)識，防止非預(yù)期上電、機械傷害及非維修人員觸電等帶來的風(fēng)險，如圖所示。（2）關(guān)閉點火開關(guān)、斷開低壓及高壓連接開關(guān)車輛帶負載的情況下斷高壓會有拉弧的可能。為避免拉弧帶來的人身傷害，需要先斷低壓電，后斷高壓電，二者順序不能對調(diào)。斷開蓄電池負極電纜后，需要用絕緣膠帶包裹負極連接線束，并將其固定，與蓄電池正極極柱保持一定的距離。應(yīng)確保沒有任何第三方能夠重新起動高壓系統(tǒng)。負責(zé)維修的高壓技師必須管理重新起動系統(tǒng)的所有所需部件，如點火鑰匙、手動維修開關(guān)。車輛下電后，技術(shù)人員必須保管好車輛鑰匙，防止其他人啟動車輛；若車輛配備了遠程無鑰匙啟動系統(tǒng)，車輛與鑰匙之間必須保持足夠遠的距離。（3）檢查高壓系統(tǒng)檢查高壓系統(tǒng)是否已正確地斷開連接，對高壓系統(tǒng)進行定量測試，確定其是否已與電池箱隔離。可采取以下措施來檢查高壓系統(tǒng)是否已隔離。1）驗電：使用萬用表測量電池正負極對整車底盤的電壓，正常情況應(yīng)該接近0V，否則，說明電池箱存在漏電的情況；使用萬用表測量電池箱正負極之間電壓，正常情況應(yīng)該接近0V，否則，說明電池箱繼電器有粘連情況。2）等電位測試：測量電池系統(tǒng)搭鐵線電阻，電阻應(yīng)該小于100mΩ，否則，需要檢查搭鐵線或固定螺栓。3）絕緣測試：檢測絕緣電阻，讀取絕緣電阻數(shù)值，若測量值與標(biāo)準(zhǔn)值不符，則說明電池箱存在絕緣故障，需進一步檢修。一般情況下，測量電池系統(tǒng)的絕緣電阻應(yīng)達到兆歐級別，根據(jù)國標(biāo)要求，混合電路絕緣電阻最低標(biāo)準(zhǔn)為大于500Ω/V。三、維護作業(yè)安全防護新能源汽車維修作業(yè)人員要求：必須雙人操作，一人操作，另一人監(jiān)督，應(yīng)嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，如圖所示。（2）監(jiān)護人具備純電動、混合動力汽車對應(yīng)車型維修資質(zhì)的維修技師或?qū)冸妱印⒒旌蟿恿ζ嚱Y(jié)構(gòu)和控制原理非常熟悉。監(jiān)護人的工作職責(zé)為監(jiān)督維修的全過程，具體如下：1）監(jiān)督維修人員、絕緣工具套裝的使用、防護用品佩戴、備件安全保護、維修安全警告牌等是否符合要求。2）檢查手動維修開關(guān)的接通和斷開（裝有時）/檢查車輛電源的接通和斷開。3）負責(zé)對檢查或維修過程中的安全維修操作規(guī)程進行檢查，監(jiān)護人要按安全檢測和維修操作規(guī)程指揮操作，檢測人員在做完一個操作后要告知監(jiān)護人，監(jiān)護人應(yīng)在作業(yè)流程單上做標(biāo)記。4）監(jiān)護人應(yīng)認真負責(zé)，確保檢測過程的安全，避免發(fā)生安全責(zé)任事故。（1）維修作業(yè)人員具備純電動、混合動力汽車對應(yīng)車型維修資質(zhì)的維修作業(yè)人員，或?qū)冸妱印⒒旌蟿恿ζ嚱Y(jié)構(gòu)和控制原理非常熟悉的技師，負責(zé)對車輛檢測、維修、保養(yǎng)工作，具體如下：1）常規(guī)保養(yǎng)作業(yè)。2）非高壓部分檢測、維修。3）高壓回路檢測、維修。（3）高壓回路檢測、維修作業(yè)高壓回路檢測、維修作業(yè)除專業(yè)老師或維修技師，必須配備一名監(jiān)護人。（4）新能源車型維修技師需具備的資質(zhì)新能源車型維修技師需具備的資質(zhì)：國家認可的“特種作業(yè)操作證（電工）”“初級（含）以上電工證”等職業(yè)資格證書。拓展學(xué)習(xí)中國新能源汽車的滲透率持續(xù)提升，在這一大趨勢中，重卡的電動化滲透率尤為突出。目前，2024年上半年我國整個重卡行業(yè)的電動化大幅上升到5.6%。重卡換電，已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)的共識，但如何能破解不同場景、不同車輛之間的通用難題，改變目前換電站少，換電慢，效能不同等現(xiàn)實問題，改善卡車司機工作環(huán)境，提升卡車司機運營效率的工作現(xiàn)狀，則是構(gòu)建中國換電網(wǎng)絡(luò)最為迫切要突破的產(chǎn)業(yè)藩籬。寧德時代騏驥換電的出現(xiàn)，為構(gòu)建全國性重卡換電網(wǎng)絡(luò)提供了一張高技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化、低成本的技術(shù)藍圖。寧德時代推出的騏驥換電一站式解決方案，包含騏驥換電塊、騏驥換電站、騏驥云平臺。通過平臺化、模塊化設(shè)計，實現(xiàn)不同車輛和不同場景的通用性換電，從而為構(gòu)建全國換電網(wǎng)絡(luò)奠定基礎(chǔ)，從技術(shù)上和系統(tǒng)架構(gòu)上實現(xiàn)對未來需求的超前布局，應(yīng)對和加速重卡行業(yè)加快電動化的步伐，實現(xiàn)重卡行業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級。Thankyou新能源汽車動力電池系統(tǒng)構(gòu)造與檢修新能源汽車動力電池及管理系統(tǒng)項目二任務(wù)一動力電池任務(wù)二動力電池管理系統(tǒng)動力電池系統(tǒng)為新能源汽車提供動力，是新能源汽車的心臟。在汽車上，動力電池系統(tǒng)的主要作用是向用電設(shè)備供電，如圖所示。項目描述動力電池管理系統(tǒng)（BatteryManagementSystem，BMS）是配合監(jiān)控儲能電池狀態(tài)的裝置，主要是為了智能化管理及維護各個電池單元，防止電池出現(xiàn)過充電和過放電，延長電池的使用壽命，監(jiān)控電池的工作狀態(tài)。一般BMS表現(xiàn)為一塊印制電路板（PCB），即BMS保護板，或者一個殼體（硬件盒子）如圖所示。知識目標(biāo)1.能夠掌握動力電池的定義。2.能夠掌握常用的行業(yè)術(shù)語。3.能夠掌握動力電池的分類。4.了解動力電池管理系統(tǒng)。技能目標(biāo)1.掌握動力電池的結(jié)構(gòu)。2.掌握動力電池的應(yīng)用。3.掌握動力電池管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。4.掌握動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理。素養(yǎng)目標(biāo)1.養(yǎng)成總結(jié)學(xué)習(xí)知識和技能的方法，為完成任務(wù)積累經(jīng)驗。2.養(yǎng)成團隊協(xié)作精神。3.能夠自覺遵守技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求。4.培養(yǎng)知識總結(jié)、綜合運用、語言表達的能力。學(xué)習(xí)目標(biāo)動力電池系統(tǒng)由電池箱、模組與電芯、高壓盒、熱管理系統(tǒng)、動力電池管理系統(tǒng)、高低壓線束等組成。乘用車動力電池系統(tǒng)主要零部件如下圖所示，商用車動力電池系統(tǒng)主要零部件如右圖所示。任務(wù)一動力電池一、動力電池工作原理動力電池是新能源汽車驅(qū)動力的來源，是新能源汽車的核心組成部分。動力電池的能量密度、產(chǎn)品性能、使用壽命和成本等直接影響新能源汽車的續(xù)駛里程、動力性能、安全性和使用成本等。動力電池屬于二次電池，二次電池可以重復(fù)充放電，也能儲存電能。比較常見的二次電池是鋰離子電池，作為車載電池被新能源汽車廣泛使用。例如，極氪001動力電池如右圖所示。1.蓄電池工作原理如果同時將兩根分別由鋅和銅制成的金屬棒吊掛在兩個單獨的、裝有適當(dāng)電解液的容器中，那么兩種金屬就會以不同的速度向電解液中釋放出數(shù)量不同的離子，并在金屬棒上留下電子。因為鋅棒上存在過量的電子，所以它充當(dāng)陽極，而銅棒就成為陰極。因為電子濃度不同，所以在兩極之間可以測得電壓。如果用一個導(dǎo)體連接兩個電極，電子就從陽極向陰極移動。這種結(jié)構(gòu)被統(tǒng)稱為蓄電池，是電池最簡單的形式。當(dāng)蓄電池釋放能量時，陽極就是負極。對于可充電蓄電池，同一個電極會在蓄電池充電或放電情況下分別充當(dāng)陽極或陰極。蓄電池工作原理如圖所示。2.鋰離子電池動力電池經(jīng)歷了鉛酸電池、鎳鉻電池、鎳氫電池等多種類型的發(fā)展和探索之后，鋰離子電池由于具備能量密度高、大功率充放電能力強等優(yōu)點，目前已經(jīng)成為新能源汽車動力電池的首選。鋰離子電池（LIB）是指以鋰離子嵌入化合物為正極材料電池的總稱。鋰離子電池（鋰電池）以碳材料為負極，以含鋰的化合物作正極，沒有金屬鋰存在，只有鋰離子，因此稱為鋰離子電池。鋰離子電池的正極材料一般有鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元材料（三元材料主要包括鎳鈷錳酸鋰和鎳鈷鋁酸鋰）等，負極是石墨或碳（一般多用石墨）。正負極之間使用有機溶劑作為電解質(zhì)。鋰離子電池的工作原理：鋰離子電池依靠鋰離子在正極和負極之間往返，進行嵌入和脫嵌工作。鋰離子電池充電時，鋰離子從正極材料的晶格中脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)溶液和隔膜到達負極，而作為負極的碳為層狀結(jié)構(gòu)，它有很多微孔，到達負極的鋰離子就嵌入碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高；鋰離子電池放電時，鋰離子從負極碳層中脫嵌，通過電解質(zhì)溶液和隔膜，重新嵌入正極材料晶格中?；氐秸龢O的鋰離子越多，電池的放電容量越大。3.三元鋰電池（1）電池特點三元鋰電池的特點是能量密度大，電壓更高，因此同樣重量的動力電池容量更大，瞬間放電能力更強，續(xù)駛里程更遠，車輛加速能力也更強。但是其弱點是穩(wěn)定性較差。三元鋰電池工作電壓范圍是2.8～4.2V。（2）電池充放電在鋰離子電池整個充放電過程中，沒有金屬鋰存在，只有鋰離子。從充放電的可逆性來看，鋰離子電池反應(yīng)是一種理想的可逆反應(yīng)。鋰離子電池的電極反應(yīng)表達式為式中，M代表Co、Ni、Mn等金屬，鋰離子電池充電和放電過程示意圖如圖所示。4.磷酸鐵鋰電池磷酸鐵鋰電池（LFP）簡稱鐵鋰電池，采用橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鐵鋰（LiFePO4）作為正極，由鋁箔與電池正極連接，中間是聚合物隔膜，它把正極與負極隔開；右邊是由石墨組成的負極，由銅箔與電池負極連接。磷酸鐵鋰電池的上下端之間是電解液，電池由金屬外殼密閉封裝，磷酸鐵鋰電池工作原理如圖所示。（1）電池充電磷酸鐵鋰電池的充放電反應(yīng)是在LiFePO4和磷酸鐵（FePO4）兩相之間進行。在充電過程中，LiFePO4逐漸脫離出鋰離子形成FePO4；在放電過程中，鋰離子嵌入FePO4形成LiFePO4。電池充電時，鋰離子從磷酸鐵鋰晶體遷移到晶體表面，在電場力的作用下進入電解液，然后穿過隔膜，再經(jīng)電解液遷移到石墨晶體的表面，之后嵌入石墨晶格中。同時，電子經(jīng)導(dǎo)電體流向正極的鋁箔集電極，經(jīng)正極極耳、電池正極柱、外電路、負極柱、負極極耳流向電池負極的銅箔集流體，再經(jīng)導(dǎo)電體流到石墨負極，使負極的電荷達到平衡。鋰離子從磷酸鐵鋰脫嵌后，磷酸鐵鋰轉(zhuǎn)化成磷酸鐵。電池充電如圖所示。（2）電池放電電池放電時，鋰離子從石墨晶體中脫嵌出來，進入電解液，穿過隔膜，遷移到磷酸鐵鋰晶體的表面，然后重新嵌入磷酸鐵鋰的晶格內(nèi)。電池放電如圖所示。磷酸鐵鋰電池單體標(biāo)稱電壓3.2V，單體充電電壓為3.7V，放電終止電壓為2.5V，電池模組由電芯單體和動力電池管理系統(tǒng)（BMS）組成。磷酸鐵鋰電池是用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。而三元鋰電池全稱為正極材料使用鎳鈷錳酸鋰或鎳鈷鋁酸鋰等三元聚合物的鋰離子電池。磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池的區(qū)別如圖所示。磷酸鐵鋰電池模組通常由多節(jié)電池單體串聯(lián)組成電池模組。磷酸鐵鋰電池和一般鋰電池同為綠色環(huán)保電池，循環(huán)壽命約是鋰電池的4～5倍，加上同樣能量密度下整體重量較鋰電池約減少30%～50%。因此受到軍事、汽車等與電能相關(guān)領(lǐng)域的重視，鋰電池廠商也紛紛投入這種新型動力鋰電池的生產(chǎn)，目標(biāo)市場是新能源汽車與電動公交車。5.固態(tài)電池固態(tài)電池（SSB）與目前主流鋰離子電池最大的不同在于電解質(zhì)。固態(tài)電池通過使用固態(tài)電解質(zhì)替代了傳統(tǒng)鋰離子電池的電解液和隔膜，在大電流下工作不會因出現(xiàn)鋰枝晶而刺破隔膜導(dǎo)致內(nèi)部短路，不會在高溫下發(fā)生副反應(yīng)，大大提升了鋰離子電池的安全性及使用壽命。使用全固態(tài)電解質(zhì)后，電池不必使用嵌鋰的石墨作負極，而是直接使用金屬鋰作負極，可以大大減少負極材料的用量，明顯提高了整個電池的能量密度，電池能量密度可達300～400W·h/kg。固態(tài)電池如圖所示。二、動力電池的結(jié)構(gòu)1.電芯電芯（BatteryCell）是電池中最基本的組成部分，通常是一個封裝在金屬殼體中的電化學(xué)裝置。它是儲存和釋放電能的單元，通過電化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。（1）電芯單體組成電芯單體的結(jié)構(gòu)由正極板、負極板、頂蓋、電解液、絕緣隔膜、殼體、絕緣皮等部件組成。例如，電芯單體的結(jié)構(gòu)如圖所示。1）正極板。正極板的材料是鋁箔，鋁箔上面被黑色的金屬氧化物覆蓋，金屬氧化物的材料決定鋰電池的名稱，常見的正極材料包括鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳、磷酸鐵鋰等。2）負極板。負極板的材料是銅箔，銅箔上面被灰色的石墨材料覆蓋，常見的為鱗片石墨或人造石墨材料。理想的石墨材料具有層狀結(jié)構(gòu)，可以嵌入和固定鋰離子和電子。正極板和負極板的材料如圖所示。3）頂蓋。頂蓋通過激光焊接與殼體組成一個密封的整體，頂蓋具有較多的設(shè)計和功能，包括注液孔、安全閥（防爆閥）、防護板、絕緣塑料等，能夠有效防止電路短路和殼體底部腐蝕，如圖所示。4）電解液。電解液是離子傳輸?shù)妮d體，一般由鋰鹽和有機溶劑組成。電解液在鋰電池正、負極之間起到傳輸離子的作用，常見的電解液為碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯等，如圖所示。5）絕緣隔膜。絕緣隔膜為不導(dǎo)電材質(zhì)，絕緣隔膜會影響電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，由于電解液為有機溶劑體系，所以需要用耐有機溶劑的絕緣隔膜材料，一般采用高強度薄膜化的聚烯烴多孔膜，如圖所示。鋰電池絕緣隔膜位于正極板和負極板之間，主要作用是將正負極活性物質(zhì)分隔開，防止兩極因接觸而短路。此外，在電化學(xué)反應(yīng)時，能保持必要的電解液，形成離子移動的通道。絕緣隔膜材質(zhì)不導(dǎo)電，其物理化學(xué)性質(zhì)對電池的性能有很大的影響。電池的種類不同，采用的隔膜也不同。6）殼體。殼體在早期主要是鋼殼，現(xiàn)在多采用合金材料的鋁殼，鋁殼的重量更輕、性能更安全。從材料厚度和膨脹系數(shù)上可以有效抑制電池極化、減少熱效應(yīng)、保護電池和電解液。7）絕緣皮。電芯單體外部的白色或藍色絕緣膜膠帶是以聚酯薄膜復(fù)合材料為基材，在基材膠粘帶上涂覆專用的亞克力膠水，具有耐高溫、耐高壓擊穿、耐穿刺、抗拉強度好等特點，如圖所示。電芯單體是新能源汽車中重要的核心部件之一，它直接影響整車的性能和續(xù)駛里程。電芯單體的質(zhì)量、容量和電壓決定了動力電池的性能，而動力電池的性能又直接影響著新能源汽車的性能。因此，選擇優(yōu)質(zhì)的電芯單體非常重要，不僅可以保證車輛的運行安全，還可以延長動力電池的使用壽命及續(xù)駛里程。（2）電芯參數(shù)某型號磷酸鐵鋰電池電芯和某型號三元鋰電池電芯性能對比見右表。（3）電芯一致性組裝電池箱時，首先要做的是電芯配對，需要將相同容量和倍率的電芯進行篩選和排列，最后焊接成電池模組。也就是通常說的鋰電池的參數(shù)，要確保這些電池參數(shù)的一致性，再將其組合成串，并聯(lián)成組。例如，單顆電芯電壓為3.7V，需要多顆電芯進行組合時，對電芯的一致性要求就更高。這將直接影響整組電池的性能，如果因為其中的一顆電芯和其他電芯不匹配，那么做出來的電池是有問題的，甚至?xí)?dǎo)致鋰電池損壞，電池模組如圖所示。因此要求在組裝鋰電池時，要保持電池的一致性。2.電池模組和電池箱（1）電池模組電池模組（BatteryModule）是由多個電芯組裝而成的單元，用于為新能源汽車提供更高的電池電壓或容量，串聯(lián)連接電芯可以增加電池總電壓，并聯(lián)連接電芯可以增加電池總?cè)萘?。電池模組是電池系統(tǒng)中的一個組件，其結(jié)構(gòu)通常由若干個電芯單體、連接器柔性印制電路板（FPC）和其他附件等組成，如圖所示。電池模組通常還具備外殼或保護結(jié)構(gòu)，用于保護電芯并提供結(jié)構(gòu)支撐和物理隔離。電池外殼具有提供防護、散熱和保護電池系統(tǒng)免受外部環(huán)境損害的功能。（2）電池箱電池箱（BatteryPack）是由多個電池模組組裝而成的整體單元，用于為新能源汽車儲存和提供電能。它是電池系統(tǒng)中更高級別的組件，通常由若干個電池模組、連接器、動力電池管理系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、電氣接口和電池外殼等組成。電池箱配備的動力電池管理系統(tǒng)主要用于監(jiān)控和管理整個電池系統(tǒng)。BMS對電池模組的工作狀態(tài)進行監(jiān)測，控制充放電過程，實現(xiàn)對電池的保護和均衡控制，以確保電池箱滿足安全性和性能的穩(wěn)定性要求。電池箱通常還具備熱管理系統(tǒng)，用于控制電池箱的溫度。通過熱管理系統(tǒng)，可以有效冷卻電池模組，防止其過熱，使電池箱維持在適宜的工作溫度范圍內(nèi)。電池箱還包括電池外殼和保護結(jié)構(gòu)，用于保護電池模組和BMS，并提供結(jié)構(gòu)支撐和物理隔離，以確保電池系統(tǒng)的安全性和可靠性。3.動力電池分類（1）無模組（CTP）電池箱無模組（CTP）電池箱，電芯單體是電池箱（上圖）的核心組件，即CTP電池箱是由多個電芯單體直接集成到電池箱內(nèi)，CTP電池箱如下圖所示。（2）有模組（MTP）電池箱有模組（MTP）電池箱是由模組組成的電池箱，是傳統(tǒng)技術(shù)的電池箱技術(shù)，多個電池模組是由電芯單體組成通過電池極柱串聯(lián)。它在電池箱內(nèi)部集成封裝好之后再安裝到車身上，因為它是有模組的結(jié)構(gòu)，所以維修的時候可以單獨更換電池模組，這是目前維修中常見的電池箱，如圖所示。CTP電池箱在商用車領(lǐng)域應(yīng)用的背接觸電池（BC）系列如圖所示。（3）電芯底盤一體化（CTC）電池電芯底盤一體化（CTC）電池是將電芯直接集成到車輛底盤內(nèi)部的電池技術(shù)。CTC電池省去了從電芯到模組，再到電池箱的步驟，直接將電芯安裝在車輛底盤平臺上，是CTP電池的升級版集成方案。CTC電池集成方案是直接將電芯集成在地板框架內(nèi)部，將地板的上下板作為電池外殼。它是CTP方案的進一步集成，完全使用地板的上下板代替電池外殼和蓋板，與車身地板和底盤進行一體化設(shè)計，從根本上改變了新能源汽車電池的安裝形式，如右圖所示。新能源汽車動力電池管理系統(tǒng)的主要任務(wù)是保證動力電池一直處于正常、安全的工作狀態(tài)，在動力電池狀態(tài)出現(xiàn)異常時及時響應(yīng)處理，并根據(jù)車輛行駛狀態(tài)、環(huán)境溫度、動力電池狀態(tài)等確定動力電池的充放電功率等。動力電池管理系統(tǒng)包括眾多的傳感器（檢測電流、電壓和溫度等）和電池控制單元（BMU）等。其中，動力電池管理系統(tǒng)重要部件BMU如圖所示。任務(wù)二動力電池管理系統(tǒng)一、動力電池管理系統(tǒng)（BMS）功能和組成1.動力電池管理系統(tǒng)（BMS）功能動力電池管理系統(tǒng)（BatteryManagementSystem，BMS）可對電池箱和電池模組的運行狀態(tài)進行動態(tài)監(jiān)控，能夠精確測量電池的剩余電量，同時對電池進行充放電保護，使電池工作在最佳狀態(tài)，達到延長其使用壽命、降低運行成本的目的，進一步提高了動力電池的可靠性，如圖所示。2.動力電池管理系統(tǒng)（BMS）組成動力電池管理系統(tǒng)（BMS）由電池控制單元（BMU）、電池監(jiān)控單元（CSU）、信息采集單元（CSC）、熔斷器或手動維修開關(guān)（MSD）、繼電器、高低壓線束等部件組成。通過各部件或模塊協(xié)同配合工作，實現(xiàn)高效有序的動力電池性能管理。（1）電池控制單元（BMU）電池控制單元（BMU）是BMS的核心，根據(jù)采樣芯片的位置分為集成式與分布式。分布式BMS和集成式BMS的示意圖如圖所示。（2）動力電池數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)1）電流采樣采用兩種形式，一是霍爾式傳感器，二是分流器。①霍爾式傳感器?；魻柺絺鞲衅鞲鶕?jù)霍爾原理設(shè)計制造，由于其采樣時并不連接高壓回路，所以也叫非接觸式電流傳感器；感受被測電流信息，并將檢測內(nèi)容轉(zhuǎn)化為電信號發(fā)送給BMU的檢測通信裝置，位于S盒（S-BOX），當(dāng)一次電流流過導(dǎo)體時，在導(dǎo)體周圍產(chǎn)生磁場強度與電流大小成正比的磁場，霍爾元件輸出與氣隙處磁感應(yīng)強度成正比的電壓信號，放大電路將該信號放大輸出?；魻柺絺鞲衅鞴ぷ髟砣缟蠄D所示，乘用車霍爾式傳感器實物如下圖所示。非接觸式電流傳感器，對溫度不敏感，但是對外部磁場變化比較敏感，對于結(jié)構(gòu)（尤其是母線）設(shè)計有較高的要求，商用車霍爾式傳感器如下圖所示。②分流器。分流器電流采樣；與BMU進行SCAN通信。區(qū)別于傳統(tǒng)意義上的電流傳感器，分流器在檢測到被測電路的電流與主回路電壓信息時，將檢測信息轉(zhuǎn)化為電信號發(fā)送給BMU的檢測通信裝置，位于S-BOX，集成高壓采樣的電流采樣單元如圖所示。2）高壓繼電器。高壓繼電器作為高壓通斷的開關(guān)器件，如圖所示。高壓繼電器的主要作用如下：①控制充放電回路的接通與斷開。②控制充電流程。③控制熱管理系統(tǒng)的開啟與關(guān)閉。④具備在發(fā)生電池自保護故障或火災(zāi)預(yù)警故障時斷開所有高壓連接回路，以實現(xiàn)保護電池及確保整車安全的目的。通過采集電池內(nèi)側(cè)電壓與高壓繼電器外側(cè)電壓進行比較來判斷高壓繼電器的工作狀態(tài)；如果高壓繼電器閉合前采樣到的內(nèi)外側(cè)電壓一致，說明高壓繼電器粘連；如果高壓繼電器閉合后采樣到的外側(cè)電壓為0V，說明高壓繼電器斷路，高壓繼電器實物如圖所示。3）信息采集單元（CSC）。信息采集單元（CellSupervisionCircuit，CSC）是一種安裝在電池箱內(nèi)部的監(jiān)測器，負責(zé)將電池信息采集后傳遞給BMU進行處理。CSC是新能源汽車中的一個重要部件，如圖所示。CSC主要功能有單體電壓監(jiān)控、模組溫度監(jiān)控、與BMU通信、執(zhí)行均衡。每一個電池單元有多個CSC，以監(jiān)測其中每個單體電池或電池模組的單體電壓、溫度信息。CSC將相關(guān)信息上報電池控制單元（BMU），并根據(jù)BMU的指令執(zhí)行相關(guān)動作。（3）高壓盒高壓盒主要包括主正繼電器、主負繼電器、充電繼電器、預(yù)充繼電器、預(yù)充電阻、熔斷器等。某乘用車高壓盒結(jié)構(gòu)如圖所示。高壓盒的繼電器接收控制單元指令，完成整車的預(yù)充、上電、下電過程，在短路、過熱或故障情況下可切斷動力電池輸出。某商用車高壓盒實物如圖所示。某商用車高壓盒如圖所示。高壓盒分為一體式高壓盒（圖a）和分體式高壓盒（圖b）兩種，即分體式高壓盒=接線盒+控制盒1）接線盒：高壓回路及高壓采樣模塊，包含高壓采樣板（HVB）模塊。2）控制盒：包括BMS硬件及驅(qū)動控制，包含BMU、數(shù)據(jù)管理（PDM）、關(guān)系數(shù)據(jù)庫（RDB）模塊。某商用車一體式高壓盒結(jié)構(gòu)如圖所示。某商用車分體式高壓盒—控制盒，如圖所示。某商用車分體式高壓盒—接線盒，如右圖所示。二、動力電池管理系統(tǒng)（BMS）工作原理動力電池管理系統(tǒng)（BMS）組成架構(gòu)如圖所示，一般包括信息采集單元（CSC，從控模塊）、電池控制單元（BMU，主控模塊）、高壓盒、電流傳感器和熱管理系統(tǒng)五個部分組成。集中式BMS將從控模塊與主控模塊集成為一個整體。動力電池管理系統(tǒng)是保證動力電池正常使用、行車安全、數(shù)據(jù)采集和提高電池壽命的一種關(guān)鍵技術(shù)。它能提升動力電池的工作性能，預(yù)防個別電芯單體早期發(fā)生損壞，有利于新能源汽車的順利運行，并對乘員具有保護和警告功能。動力電池管理系統(tǒng)不僅要保證動力電池系統(tǒng)安全可靠的運行，還要充分發(fā)揮動力電池的性能并延長其使用壽命。BMS是動力電池和整車控制器與駕駛?cè)酥g溝通的橋梁，通過控制高壓繼電器的動作來控制動力電池的充放電，并向整車控制器上報動力電池系統(tǒng)的運行參數(shù)與故障信息。BMS是動力電池的核心部件，是集監(jiān)測、控制與管理為一體的控制單元，主要由BMU、CSC、高壓盒、溫度調(diào)節(jié)裝置等部件組成。動力電池的性能很復(fù)雜，不同類型的動力電池特性相差很大。需要建立BMS來提高對動力電池的利用率，防止動力電池出現(xiàn)過充電和過放電的情況，延長動力電池的使用壽命并監(jiān)控動力電池的狀態(tài)。1.信息采集單元信息采集單元（CellSupervisingCircuit，CSC）是一個專用的集成數(shù)據(jù)采集模塊，負責(zé)對動力電池模組各電芯單體電壓、溫度和采樣線是否異樣進行監(jiān)測。為了達到動力電池系統(tǒng)布線的最優(yōu)化，各電芯單體的均衡電路也在這個模塊中完成。一個動力電池模組對應(yīng)一個CSC，由于動力電池由多個動力電池模組組成，所以動力電池管理系統(tǒng)由多個CSC組成，如圖所示。（1）數(shù)據(jù)采集動力電池管理系統(tǒng)所有的控制均源于準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集，采集的數(shù)據(jù)包括電芯單體電壓、溫度、總電壓、總電流、絕緣電阻、高壓互鎖（HVIL）信號、碰撞信號、熱管理系統(tǒng)進出水口溫度等。根據(jù)GB18384—2020《電動汽車安全要求》，在最大工作電壓下，絕緣電阻直流電路應(yīng)≥100Ω/V，交流電路應(yīng)≥500Ω/V。如果直流和交流的B級電壓電路可導(dǎo)電的連接在一起，則應(yīng)滿足絕緣電阻≥500Ω/V的要求。動力電池管理系統(tǒng)還對高壓插接件的連接可靠性、手動維修開關(guān)及部件開合狀態(tài)進行高壓互鎖檢測，確保高壓系統(tǒng)安全有效。動力電池管理系統(tǒng)對所有采集的數(shù)據(jù)均通過動力系統(tǒng)CAN總線與整車控制器進行交互。（2）狀態(tài)估算狀態(tài)估算是BMS的重要功能之一，通過采集當(dāng)前的動力電池狀態(tài)、運行工況和充放電電量信號，對動力電池的電池荷電狀態(tài)（SOC）、電池健康狀態(tài)（SOH）進行估算，SOC、SOH估算精度直接影響動力電池的運行效率和使用壽命，一般要求估算誤差不超過5%。SOC、SOH信息還會與整車控制器交互，并顯示在儀表上。（3）能量管理能量管理主要包括動力電池充放電管理和均衡管理。BMS根據(jù)動力電池荷電狀態(tài)對充放電過程的電流和電壓進行限制，控制充放電功率。動力電池模組中設(shè)置有均衡電路，對電芯單體進行均衡控制，確保電芯單體工作狀態(tài)的一致性，提高動力電池的整體性能和使用壽命。（4）安全保護BMS具備動力電池保護功能，當(dāng)動力電池出現(xiàn)過充電、過放電、過熱時對動力電池進行限流、限壓、下電控制，監(jiān)測動力電池絕緣故障、高壓互鎖故障和碰撞信號，切斷高壓回路，確保人身和高壓系統(tǒng)的安全。（5）熱管理例如，鋰離子動力電池對工作溫度的要求非常高，動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)必須確保動力電池在最佳溫度狀態(tài)下工作。當(dāng)動力電池工作溫度過高時會啟動制冷系統(tǒng)進行冷卻，工作溫度過低時會通過PTC加熱器等方式進行加熱，并在動力電池工作過程中保持電芯單體間溫度的一致性。（7）故障自診斷BMS具備故障自診斷功能，系統(tǒng)上電后根據(jù)動力電池的工作狀況、采樣線通斷等情況，對動力電池及其管理系統(tǒng)自身的故障進行判斷和報警，保存故障信息，以便進行故障快捷排查。（6）數(shù)據(jù)通信與顯示BMS具有與整車控制器（VCU）、車載充電機（OBC）及直流充電樁等進行通信的功能。通信方式包括模擬量、脈沖寬度調(diào)制（PWM）信號和動力CAN總線。為了幫助駕駛?cè)思皶r準(zhǔn)確地了解新能源汽車動力系統(tǒng)的狀態(tài)，動力電池管理系統(tǒng)還需將溫度、SOC和各種警告信息通過儀表進行顯示。（6）數(shù)據(jù)通信與顯示BMS具有與整車控制器（VCU）、車載充電機（OBC）及直流充電樁等進行通信的功能。通信方式包括模擬量、脈沖寬度調(diào)制（PWM）信號和動力CAN總線。為了幫助駕駛?cè)思皶r準(zhǔn)確地了解新能源汽車動力系統(tǒng)的狀態(tài)，動力電池管理系統(tǒng)還需將溫度、SOC和各種警告信息通過儀表進行顯示。2.動力電池管理系統(tǒng)（BMS）的類型BMS一般采用模塊化設(shè)計，主要包括兩大功能模塊，BMU和CSC，通常也稱之為主控模塊和從控模塊。從控模塊（CSC）為動力電池信息采集與均衡控制模塊，負責(zé)采集動力電池信息和執(zhí)行BMU的均衡控制。主控模塊（BMU）負責(zé)信息處理及系統(tǒng)控制。由于主控模塊和從控模塊拓撲結(jié)構(gòu)的不同，BMS可分為集中式BMS和分布式BMS兩種類型。（1）集中式BMS集中式BMS將主控模塊（BMU）、從控模塊（CSC）組成一個一體機，如圖所示。集中式BMS高度集成，主控模塊與從控模塊位于同一塊PCB內(nèi)，結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，占用電池箱空間較少，維護比較簡單。但由于采集線全部從一體機引出，當(dāng)動力電池串聯(lián)電芯單體過多時，一體機采集線會十分龐大，部分采集線過長且長短不一，容易造成信號失真和均衡時產(chǎn)生額外的電壓降，過長的采集線也容易產(chǎn)生一些安全隱患。因此集中式BMS通常只適用于電池容量低、總電壓低、串聯(lián)數(shù)量不多、電池系統(tǒng)體積較小的車型，如電動場地車（電瓶車）、低速乘用車等。（2）分布式BMS分布式BMS主要由多個從控模塊（CSC）、主控模塊（BMU）、高壓控制單元等部件構(gòu)成，如圖所示。一個從控模塊對應(yīng)一個動力電池模組或一組電芯，負責(zé)監(jiān)控電芯單體電壓、溫度采集、均衡管理和故障診斷。高壓控制單元負責(zé)對動力電池系統(tǒng)的電池總電壓、總電流、絕緣電阻等狀態(tài)進行監(jiān)測。從控模塊和高壓控制單元分別將采集后的數(shù)據(jù)發(fā)送到主控單元，由主控單元對BMS進行狀態(tài)估算、能量管理、安全保護、熱管理、數(shù)據(jù)通信與顯示和故障自診斷等。分布式BMS架構(gòu)的優(yōu)勢在于可以根據(jù)不同電池系統(tǒng)的串并聯(lián)設(shè)計進行高效配置，分布式BMS連接到動力電池的采樣線更短、更均勻、可靠性更高，同時也可以支持體積更大的電池系統(tǒng)。目前分布式BMS主控模塊、從控模塊之間主要采用CAN總線進行通信。2024年1月3日，猛士科技與寧德時代在福建寧德簽署三年戰(zhàn)略合作協(xié)議。寧德時代作為猛士科技汽車動力電池的首選合作伙伴，將全力支持猛士科技整車開發(fā)及生產(chǎn)，向猛士科技提供具有競爭力的汽車動力電池產(chǎn)品和服務(wù)。同時，雙方還將充分發(fā)揮各自優(yōu)勢，在新型電池產(chǎn)品開發(fā)、神行超充電池應(yīng)用、科技創(chuàng)新項目、市場推廣等多個維度展開緊密合作，共同打造新能源汽車行業(yè)跨領(lǐng)域合作的新范本。后續(xù)上市的猛士917車身上也將印有“CATLInside”，這也是首個印有此標(biāo)識的百萬級電動車。拓展學(xué)習(xí)作為全球領(lǐng)先的新能源創(chuàng)新科技公司，寧德時代以先進電池和風(fēng)、光、水等可再生能源的高效電力系統(tǒng)替代傳統(tǒng)化石能源為主的固定和移動能源系統(tǒng)，并以電動化+智能化為核心，實現(xiàn)市場應(yīng)用的集成創(chuàng)新。寧德時代已在全球設(shè)立了十三大電池生產(chǎn)制造基地和六大研發(fā)中心，產(chǎn)品深受市場認可，2017—2023年動力電池使用量已連續(xù)7年排名全球第一，2024年1—5月動力電池使用量全球市場占有率37.5%。Thankyou新能源汽車動力電池系統(tǒng)構(gòu)造與檢修檢修動力電池及管理系統(tǒng)常見故障項目三任務(wù)一檢修電芯單體電壓類故障任務(wù)二檢修電芯溫度類故障任務(wù)三檢修D(zhuǎn)C/DC故障任務(wù)四檢修電流采樣故障任務(wù)五檢修均衡功能故障任務(wù)六檢修高壓采樣故障任務(wù)七檢修繼電器類故障動力電池系統(tǒng)一般包括電池箱、高低壓線束、動力電池管理系統(tǒng)（BMS），其中電池箱是由很多電池單體串并聯(lián)在一起組成的。因此動力電池系統(tǒng)故障按照發(fā)生的部位可以分為三類：電芯單體故障、動力電池管理系統(tǒng)故障、線路或連接件故障，動力電池安裝位置如右圖所示。電芯單體故障一般可以分為以下三種。（1）電芯單體性能正常，電芯單體無須進行更換處理對應(yīng)故障現(xiàn)象有電芯單體SOC偏低和電芯單體SOC偏高兩種。如果電芯單體SOC偏低，對應(yīng)策略是應(yīng)及時對該電芯單體進行充電，以防電池箱實際電池容量降低。如果電芯單體SOC偏高，對應(yīng)策略是需要對該電芯單體進行單獨放電，以防止影響整體電池的充電容量。導(dǎo)致電芯單體SOC不一致的原因有制造因素、儲存環(huán)境、電芯單體內(nèi)阻不同、用戶使用習(xí)慣不同等。項目描述（2）電芯單體性能衰退嚴(yán)重對應(yīng)故障現(xiàn)象有電芯單體內(nèi)阻偏大和電芯單體容量不足。如果鋰離子電池內(nèi)阻偏大，會嚴(yán)重影響電池的電化學(xué)性能，在電池箱中，最小的電芯單體容量會限制整個電池箱的容量，電芯單體容量不足會影響車輛的續(xù)駛里程。因此對于性能衰退嚴(yán)重的電芯單體應(yīng)進行立即更換處理。（3）電芯單體短路故障影響行車安全對應(yīng)故障現(xiàn)象有電芯單體內(nèi)部短路和電芯單體外部短路。車輛行駛中如果遇強振動，鋰離子電池內(nèi)部極板上的活性物質(zhì)、接線柱可能會出現(xiàn)脫落或折斷，因此可能造成電芯單體內(nèi)部短路或者外部短路故障。動力電池管理系統(tǒng)（BMS）對于保障電池箱的安全及使用壽命具有重要作用，若電池管理系統(tǒng)發(fā)生故障，就失去了對電池的監(jiān)控，不能估算電池的SOC，容易對電池造成過充、過放、過載、過熱等問題，影響電池的性能、使用壽命和行車安全如圖所示。動力電池管理系統(tǒng)故障主要包括CAN通信故障、總電壓測量故障、電芯單體電壓測量故障、溫度測量故障、電流測量故障、繼電器故障、PTC加熱器故障和冷卻系統(tǒng)故障等。因為車輛振動可能會造成電池間的連接螺栓松動，電池間接觸電阻增大，發(fā)生電池間虛接故障，以致電池箱內(nèi)部能量損耗增加，直接造成車輛動力不足和續(xù)駛里程變短的問題，極端情況下還能引起高溫，產(chǎn)生電弧，熔化電池電極和連接片，甚至造成電池著火等極端電池安全事故。在新能源汽車運行過程中，電池箱和新能源汽車的電氣連接也是故障的高發(fā)點，電插接件在經(jīng)歷長時間振動后容易出現(xiàn)虛接、易燒蝕、接觸不良等故障。學(xué)習(xí)目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)1.能夠“最大化”地利用有限時間。2.能夠通過閱讀資料劃出關(guān)鍵技術(shù)點，具備歸納整流做出故障診斷方法的能力。3.培養(yǎng)能夠?qū)Α昂唵巍钡募夹g(shù)系統(tǒng)確認診斷方法的能力。知識目標(biāo)1.能夠分析電芯單體欠電壓或過電壓的故障原因。2.能夠掌握電芯溫度異常的檢修方法。3.能夠掌握動力電池和動力電池管理系統(tǒng)故障的診斷流程。技能目標(biāo)1.能夠排除電芯欠電壓或過電壓的故障。2.能夠排除電芯溫度異常的故障。3.能夠排除動力電池和動力電池管理系統(tǒng)的常見故障。電芯單體是電池箱中的單個電池，如圖所示。電池箱由電芯單體和動力電池管理系統(tǒng)（BMS）等組成。任務(wù)一檢修電芯單體電壓類故障一、上位機軟件的安裝與使用上位機是指可以直接發(fā)出操控命令的計算機。1.診斷儀連接診斷儀連接見右表。2.線束連接順序乘用車線束連接順序如下。線束查詢表見左表。按照線束查詢表，查詢對應(yīng)子線束的序號，找出檢測轉(zhuǎn)接線，如圖所示。3.安裝注冊安裝注冊上位機軟件，雙擊運行，如下圖所示。復(fù)制+截圖發(fā)送、點擊注冊、添加許可證（license），安裝過程截圖如上圖所示。一臺計算機需要一個license，基本適配所有上位機軟件。4.檢測動力電池雙擊打開如下圖所示的上位機軟件，顯示如右圖所示的主界面。①操作區(qū)：設(shè)置、運行、幫助。②導(dǎo)航欄：電池信息、電壓圖表、溫度圖表、告警信息、數(shù)據(jù)讀寫、UDS診斷、DTC故障檢測、刷寫、報文監(jiān)控。1）電池信息如圖所示。電池信息總覽。①BMU生命信號—判定BMU是否被喚醒。②繼電器內(nèi)外側(cè)電壓。③累計總電壓—單體電壓求和。④母線電流。⑤SOH：健康指數(shù)。⑥SOC、RSOC：當(dāng)前電量。⑦最高單體電壓及所在電芯位置。⑧最高單體溫度及所在CSC編號。⑨正極、負極絕緣阻抗。⑩各類繼電器狀態(tài)。k

累計充放電能量。2）電壓圖表如圖所示。操作。①勾選“PlotEnable”，顯示代表電芯電壓的柱狀圖。②點擊“Overall”，顯示系統(tǒng)所有電芯的電壓。③點擊“Group”，選擇CSC編號顯示該CSC或采樣芯片采集的單體電壓。識別。①1個柱子代表1個電芯電壓。②1組柱子代表1個采樣芯片采集的電芯電壓，從左至右依次為芯片1→芯片n。③

根據(jù)電氣原理圖的映射表，才能定位電芯所在的模組位置及CSC采樣位置。3）溫度圖表如圖所示。識別。①1組方框代表1個采樣芯片采集的溫度，從左至右依次為芯片1→芯片n。②

根據(jù)電氣原理圖的映射表，才能定位該溫度是哪個熱敏電阻（NTC）溫度或CSC溫度。③1個方框代表1個溫度采樣點，數(shù)值是溫度，不同顏色表征不同的溫度。4）告警信息如圖所示。定義。①0：正常。②1：一級故障。③2：二級故障。④3：三級故障。有故障時，單元格會填充為紅色，數(shù)字越高，故障等級越高。注：過壓也稱為過電壓；欠壓也稱為欠電壓。5）DTC故障檢測如圖所示。功能。①01：第一次發(fā)生，但當(dāng)前不存在該故障。②

08：不止一次發(fā)生，但當(dāng)前不存在該故障。③

09：不止一次發(fā)生，但當(dāng)前仍存在該故障。④可一鍵讀取SnapShot信息。注意事項。①

清除故障前，先截圖保存。②

清除故障前，先保存SnapShot信息。二、檢修電芯單體欠電壓或過電壓的故障1.動力電池的基本數(shù)據(jù)及故障碼含義首先要知道動力電池的工作電壓范圍，見下表。某項目車型因電池電壓異常可能會產(chǎn)生的故障碼，見左表。2.故障排查（1）檢查分析電芯電壓采樣電路電芯電壓采樣可簡單理解為給電芯和模組做例行“體檢”；在充放電過程中，實時采集電池箱中每塊電池的端電壓，防止電池發(fā)生過充電或過放電現(xiàn)象。電芯電壓采樣：幫助BMU對動力電池進行電壓監(jiān)控及其均衡控制。這種“體檢”是在線、持續(xù)、不間斷的。過程中一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，可及時查詢對應(yīng)電池狀況，并挑選出有問題的電池，從而保持整箱電池運行的可靠性和高效性。（2）采樣的基本流程采樣分為分布式BMS和集成式BMS，電芯電壓采樣的基本流程，見下表。（3）電氣原理圖（某商用車）某商用車電芯電壓采樣電氣原理圖，如左圖所示。（4）電氣原理圖（某乘用車）1）分布式BMS電芯電壓采樣電氣原理圖，如圖所示。2）集成式BMS電芯電壓采樣電氣原理圖，如圖所示。（5）電芯電壓采樣形式電芯電壓采樣包括線束采樣和FPC采樣兩種形式。線束采樣如左圖所示。FPC采樣如右圖所示。電芯電壓采樣的連接形式分別是線束轉(zhuǎn)接式（左圖）、直插式（右圖）。通過對電芯電壓采樣電氣原理圖的分析，總結(jié)出的故障排查方法見右表。1）根據(jù)實際故障情況評估維修方案，包括但不限于：充放電、均衡、更換有模組（MTP）、更換無模組（CTP）、更換采樣線束、更換主控模塊或從控模塊等。2）如果按照以上維修方案故障仍未排除，需由維修人員按要求用上位機采集容量數(shù)據(jù)，進行電池容量衰減分析，從而評定最終的維修方案。