新能源汽車結構與檢修課件教案4動力電池系統(tǒng)故障維修

1、3.4動力電池系統(tǒng)故障維修授課題目3.4動力電池系統(tǒng)故障維修教學目標應知1 .了解動力電池系統(tǒng)絕緣監(jiān)測系統(tǒng)工作原理與檢測方法2 .了解電動汽車動力電池系統(tǒng)常見故障與原因應會1 .具備資料查詢、收集和整理水平2 .能進行動力電池的檢測與更換作業(yè)3 .具備一定的動力電池系統(tǒng)故障診斷水平教學重點內容教學方法1 .了解動力電池系統(tǒng)絕緣監(jiān)測系統(tǒng)工作原理與檢測方法2 .了解電動汽車動力電池系統(tǒng)常見故障與原因任務驅動法、現(xiàn)場教學法、實踐操作法教學難點內容突破方法1.具備資料查詢、收集和整理水平2 .能進行動力電池的檢測與更換作業(yè)3 .具備一定的動力電池系統(tǒng)故障診斷水平通過教師與學生的互動與學生自主的反復練習

2、課堂類型理實一體授課地點教學方法案例分析法、任務驅動法、現(xiàn)場教學法、實踐操作法課時授課班級實施時間備課時間教學過程時間分配內容/工程/,情景教學活動形式教學目標6s治理進入實訓室門口的檢查：教師講授注重培養(yǎng)學生的素養(yǎng)培養(yǎng)學生具有6s治理的理念1、提:通過提出問引問題并將入學生答復2、通問題的答過提案引發(fā)更出問多學生討題引論,將學入案生注總力例,并吸引到本且收節(jié)課要講集隨的內容上機抽來,從而取的提升學生2-3名學習積極學生性和學習答復效率的答案1 .工作服穿戴是否整潔2 .食品包裝盒不能帶入實訓室實訓室的檢查1 .檢查學生是否隨手丟垃圾2 .實訓操作時是否標準離開實訓室：1 .做到整理；整頓；清

3、掃工作一、新課引入：約15一輛新能源汽車在行駛過程中托底,導致動力電池箱體破分鐘損.車主李：車輛在行駛過程中只是輕輕磕碰了一下,怎么動力電池就壞了呢技師王：新能源電動汽車的動力電池安裝在車輛底部,極易發(fā)生托底損壞的事故.在行車過程中遇到起伏不平或者積水的路面時候,一定要仔細觀察路況,緩慢行駛或選擇繞行,以免給車輛造成損傷.、講授新課:1.1 絕緣電阻監(jiān)測系統(tǒng)新能源電動汽車采用電力驅動系統(tǒng),內部有幾百伏的高壓電,有著極高的絕緣要求.而汽車是一個不斷運動的部件,隨著使用年限增加、系統(tǒng)振動、部件老化、溫濕度變化等因素的影響,都有可能導致車輛整體絕緣性能的下降.不僅會影響車輛運行,還將危及司乘人員的人

4、身平安,因此,電動汽車高壓電氣系統(tǒng)絕緣性能是一個至關重要的技術指標.(1)絕緣電阻監(jiān)測系統(tǒng)工作原理新能源汽車的高壓電路應按GB/T18384.3-2021中規(guī)定提供直接接觸防護,布置在乘客艙或行李艙外部的B級高壓電路(601500V)的防護性能應滿足IP67的要求.當各高壓部件、接口的通斷導致系統(tǒng)暴露產(chǎn)生潛在危險時,B級電壓系統(tǒng)應自動不帶電.(1)絕緣電阻監(jiān)測系統(tǒng)工作原理丫1Ji1電f修動力電池堇及動力電池正負極通過絕緣層與底盤構成電流回路,當整車絕緣下降時漏電電流就會增大,漏電電流到達一定值時,將危及乘客平安以及整車電氣系統(tǒng)的正常運行.新能源汽車的絕緣電阻監(jiān)測系統(tǒng)主要是通過在正極動力電纜與底

5、盤,負極動力電纜與底盤之間分壓的方式,來測量動力電纜相對于車輛底盤的絕緣程度.為了簡化結構,通常將絕緣電阻監(jiān)測模塊設在動力電池系統(tǒng)內,并把絕緣電阻監(jiān)測功能集成到BMS上.在高壓電斷開的情況下用絕緣表測量正對地和負對地的絕緣阻值,均應大于等于500a/V百那么(2)絕緣電阻測量流程測量儀器：絕緣測試儀,又叫兆歐表.平安提示：絕緣測試儀在工作時自身會產(chǎn)生高電壓,而測量對象也是電氣設備,所以必須正確使用,以免造成人身傷害或設備損壞.檢測方法：試驗前關閉點火開關,拆卸低壓蓄電池負極連接線.拔下維修開關,交專人保管或鎖起來,以防誤插情況.斷開動力電池高壓電纜插接件,并用放電工裝進行放電.對絕緣表進行初步

6、檢查,確認絕緣表工作正常.選擇適宜的量程,連接測試線,按下測試鍵后讀取其絕緣電阻值考前須知：測量前必須斷開被測設備電源并進行放電,嚴禁帶電測量.被測物外表要清潔,減少接觸電阻,保證測量結果準確.測量大電容電機和較長電纜的絕緣電阻時,須適當延長測量時間才能得到正確結果.在陰雨潮濕的天氣或環(huán)境濕度太大時,不易進行測量工作.測試輸出電壓插孔輸出的是高壓電,嚴禁用手直接觸摸測試筆.電池能量缺乏時應及時更換,長期存放時應取出電池.測試時雙手應佩戴絕緣手套.1.2 動力電池更換(1)車輛停放平穩(wěn),鋪設車輛防護用品.(2)操作人員穿戴好高壓平安防護用品.(3)斷開12V蓄電池負極,并用絕緣膠帶包裹負極連接線

7、、蓄電池極柱.(4)拆下維護維修開關(有的車型沒有維護開關).(5)舉升車輛,拆卸動力電池線束護板.(6)拆卸動力電池上下壓線束.(7)測量動力電池端正負極端子輸出電壓是否為0V,如果高壓端帶電需等待幾分鐘再次進行測量,嚴禁帶電操作.(8)用放電工裝對高壓負載端進行放電.(9)將動力電池舉升車推入車輛底部,托住動力電池總成底部,按順序拆卸動力電池總成的固定螺栓.(10)緩慢降下動力電池舉升車,并將動力電池推出車外.(11)安裝時將動力電池移至車輛下方,緩慢升起電池舉升車,使動力電池兩側的定位銷對準車輛下方定位孔.(12)按順序依次擰緊動力電池的固定螺栓,安裝動力電池上下壓線束插接件及電池護板.

8、(13)車輛復位,檢查車輛上電和充電是否正常.?維護插接器(MSD)也叫維修開關或緊急開關,在特定時刻能夠實現(xiàn)高壓系統(tǒng)的電氣隔離,是保證電動汽車高壓電氣平安的關鍵部件.?在車輛維修或存在漏電危險等特殊情況時,使用維修開關切斷高壓電路.?維護開關的安裝位置各車型都不一樣,主要分布在后排座椅下發(fā)、中央扶手箱下方、后備箱內以及副駕駛座椅下方等位置.SD1-電池正極和正極繼電器C1之間SD2電池組中央,這里是動力電池額定電壓的中間分壓位置SD3電池負極和負極繼電器C2之間?電動客車平安技術條件?要求：在繼電器斷開的情況下,MSD斷開后5秒內,所有外部電池端子的電壓應小于60VDCo維修開關MSD取出方

9、法4.4動力電池系統(tǒng)常見故障動力電池系統(tǒng)屬于高壓部件,其好壞直接影響著整車平安性及可靠性.故障現(xiàn)象：動力電池治理系統(tǒng)發(fā)生故障,就失去了對電池的監(jiān)控,不能估計電池的荷電狀態(tài),容易造成電池過充、過放、過載、過熱以及不一致性問題的增加,影響電池的性能、使用壽命甚至行車平安.故障類型：動力電池系統(tǒng)故障根據(jù)故障發(fā)生的部位可以分為三類,即單體電池故障、電池治理系統(tǒng)故障、線路或連接件故障.(1)單體電池故障單體電池SOC偏低和單體電池SOC偏高這種情況下電池性能正常,無須更換.如果單體電池SOC偏低,那么該電池在汽車行駛過程中,電壓最先到達放電截止電壓,使得電池組實際容量降低,應對該單體電池進行補充充電.如

10、果單體電池SOC偏局,那么該電池在充電末期最先到達充電截止電壓,影響充電容量,需對該單體電池進行單獨補充放電.單體電池容量缺乏和單體電池內阻偏大這種情況電池性能衰退嚴重,應立即更換.在電池組中,最小的單體電池容量也限制了整個電池組的容量,因此發(fā)生單體電池容量缺乏故障會影響車輛續(xù)駛里程.鋰離子電池內阻如果過大,會嚴重影響電池的電化學性能,如充放電過程中的極化嚴重、活性物質利用率低、循環(huán)性能差等.單體電池內部短路、單體電池外部短路這種情況影響行車平安.如果單體電池極性裝反,在強振動下鋰離子電池的極耳、極片上的活性物質、接線柱、外部連線和焊點可能會折斷或脫落,造成單體電池內部短路或者外部短路故障.通

11、常情況下,造成單體電池前兩種故障的原因可能包括兩個：一是動力電池成組時單體電池一致性問題,單體電池的SOG容量、內阻本身就存在差異；二是單體電池在成組應用過程中由于應用環(huán)境差異(如溫度、充放電電流)而造成的一致性差異增加,加劇單體電池的不一致性.(2)電池治理系統(tǒng)故障電池治理系統(tǒng)通常對單體電壓、總電壓、總電流和溫度等進行實時監(jiān)控采樣,并將實時參數(shù)反應給整車限制器.電池治理系統(tǒng)除了對電池性能參數(shù)進行監(jiān)控、實施電性能治理以外,還具有熱治理為主的應用環(huán)境治理,實施對電池的加熱和冷卻,保證電池的良好應用環(huán)境溫度以及溫度場的一致性.假設電池治理系統(tǒng)發(fā)生故障,就失去了對電池的監(jiān)控,不能估計電池的SOG容易

12、造成電池的過充、過放、過載、過熱以及不一致性問題的增加,影響電池的性能、使用壽命和行車平安.(2)電池治理系統(tǒng)故障電池治理系統(tǒng)故障包括GAN通信故障、總電壓測量故障、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、加熱器故障和冷卻系統(tǒng)故障等.(3)線路或連接件故障線路或連接件故障的診斷對于保證行車平安和整車的可靠性同樣重要.例如,由于車輛的振動,電池間的連接螺栓可能會出現(xiàn)松動,電池間接觸電阻增大,發(fā)生電池間虛接故障,以致電池組內部能量損耗增加,造成車輛動力缺乏和續(xù)駛里程短,在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平安事故.在電動汽車運行過程

13、中,單體電池之間可能發(fā)生相對跳動,造成兩電池間的連接片折斷.電池箱和電動汽車的電氣連接也是故障的高發(fā)點,電插接器在經(jīng)歷長時間振動后容易產(chǎn)生虛接,出現(xiàn)易燒蝕、接觸不良等故障.(3)線路或連接件故障表13助力電池率統(tǒng)帶她故隔然處理疔亂司日故圈總L跳故嶂X1里勝鹿/銀中等電池股碎一池50帆社電通冷祥學型計電動汽,維玩里程妞對電障電池單獨把電益體三也就,褊占1時掌障電也單獨放電鼠體W他理.曜平靛電電也喀也足,俄州號命*療,電卻汽率坡第鼻桂la上加式林電犍注林匕辿內陷惘火電工用光地手足使用小布她少,吆陽汽工湮對時蟀悻電電過尤1忤電通過放電晦法內而初序.里池獨臭控.產(chǎn)支那么*世世.用將花性電池翔銀筏餐/電

14、他內牯四通電電也亮Ms產(chǎn)“時0M此r爆告更叫用陣電他睛伸電他樸陽;短能體瞋泡船體仁他取忖&,工FUG仲也他<n戰(zhàn)總址印處丹而注怛池整理代拄加通信他同無法加性電初汽優(yōu)陸曄小網(wǎng)睛電醫(yī)湘/包身無年機J2忘心1E幡先心里田川,或禧的件電標加*故障I.:tir'仲fi梅盲唯怖電J工恒明鼻直割量椒*無法跣桿電里疆r?槍曲見由網(wǎng)后中塊電源利信故用無法苑衿電池電浦檢著電加“1通由冷卻承比他中電池詛考舊可檢專,+,.：恍口抖K汰儕|41掩間世搔電用汽卒動行缺乏.椎就tftte¥時電港連依41也舊即建電的汽庠無強H功楂普電隹隹*：%：.#£.二中修可比過席.計票動力電抽接

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16、.整車系統(tǒng)高壓上下電策略上電流程VCU初始化一新能源低壓供電一新能源低壓自檢一電池高壓負極繼電器閉合一電池高壓檢測一高壓系統(tǒng)預充一高壓系統(tǒng)自檢一遠程、定時、空調一行車整車系統(tǒng)高壓上下電策略二、下電策略1、車輛停車,檔位開關切換到“空檔.2、車輛鑰匙回轉至ACC檔位停頓一秒以上,ON檔供電系統(tǒng)斷電.3、車輛鑰匙回轉至OFF檔位停頓一秒以上,ACC檔供電系統(tǒng)進行斷電,儀表臺及低壓系統(tǒng)斷電.4、關閉儀表臺低壓開關,短時間停車下電完成.5、關閉低壓系總開關.長時間停車下電完成.學生相互監(jiān)督完成操作三、學生分組操作?1、高壓防護作業(yè)及場地隔離?2、新能源車故障診斷儀連接與使用?3、動力電池檢測與更換?4、動力電池治理系