《新能源汽車動力電池及管理系統(tǒng)檢修》 課件 模塊6 新能源汽車動力電池模組檢修

新能源汽車動力電池及管理系統(tǒng)檢修能力模塊六新能源汽車動力電池模組檢修任務一動力電池模組均衡知識目標1.了解鋰電池不一致性的危害。2.掌握應對鋰電池不一致性的措施3.掌握鋰離子的常用均衡策略1.具備根據(jù)故障信息找到需要均衡的電池模組的能力。2.具備完成電池模組均衡操作的能力。1.通過法拉第的故事了解終身學習的必要性。2.嚴格執(zhí)行6S現(xiàn)場管理。技能目標素養(yǎng)目標學習目標學習重難點應對鋰電池不一致性的措施完成動力電池模組均衡操作學習難點鋰電池不一致性鋰電池的主動均衡和被動均衡學習重點任務導入試裝車在進行道路測試時，儀表顯示“EV功能受限”，無法行駛。通過診斷儀查詢到電池模組壓差過大，你作為一名電池測試助理工程師知道怎么處理此類故障嗎？目錄Contents電池不一致性分析01鋰電池不一致性的危害02電池管理系統(tǒng)--主動均衡04應對鋰電池不一致性的措施03目錄Contents電池管理系統(tǒng)--被動均衡05常用電池均衡策略06實訓07電池不一致性分析01電池不一致性分析動力電池安裝位置01從制造過程角度看制造過程中存在工藝上的問題和材質(zhì)的不均勻等問題，使得鋰離子電池的材料、工藝和技術(shù)等存在很微小的差別。電池裝車使用時，鋰離子電池組中各個單體電池受電解液密度、溫度和通風條件、自放電程度及充放電過程等差別的影響。從電池裝車使用時看受時間影響最大鋰電池不一致性的危害02鋰電池不一致性的危害鋰電池不一致性的危害01容量損失，單體電池組成鋰離子電池組，容量符合木桶原理，最差的那顆單體電池的容量決定整個電池組的充放電能力。壽命損失，小容量的單體，每次都是滿充滿放，很大可能最先到達壽命的終點。一個單體電池壽命終結(jié)，一組串聯(lián)在一起的電池模組就會失效。電池模組的內(nèi)阻增大，不同的內(nèi)阻，流過相同的電流，內(nèi)阻大的電芯發(fā)熱量相對較多。電池組的溫度過高，造成電池組的劣化速度加快，內(nèi)阻又會進一步升高。內(nèi)阻和溫升，形成一對負反饋，使高內(nèi)阻單體電池加速劣化。應對鋰電池不一致性的措施03應對鋰電池不一致性的措施應對鋰電池不一致性的措施01電池性能參數(shù)相對集中的單體電池放在一個鋰離子電池組里和同一個電池包里。電池管理系統(tǒng)中加入了熱管理系統(tǒng)，可以調(diào)節(jié)整個鋰離子電池組的溫差，使電池模組保持在一個合理的溫度范圍內(nèi)。電池管理系統(tǒng)BMS設計了均衡功能。能量管理方面，在電池包輸出功率允許的情況下，盡量減小電池放電深度。電池管理系統(tǒng)--主動均衡04電池管理系統(tǒng)--主動均衡電池管理系統(tǒng)--主動均衡03主動均衡主動均衡的定義以能量轉(zhuǎn)移的方式進行均衡，將能量從單體能量高的電池轉(zhuǎn)移到單體能量低的電池，從而實現(xiàn)整組電壓的均衡，在轉(zhuǎn)移的過程中幾乎不涉及到能量的損耗。電池管理系統(tǒng)--主動均衡電池管理系統(tǒng)--主動均衡03主動均衡電流主動均衡啟動的條件新能源汽車不管是在充電、行駛還是車輛靜置狀態(tài)，只要壓差大于電池管理系統(tǒng)設定閾值時便開始啟動主動均衡，所以只要有壓差存在，主動均衡應該是全天24小時在工作，直到壓差小于設定的范圍內(nèi)才停止。由于主動均衡是能量轉(zhuǎn)移的方式，不發(fā)熱，所有均衡電流可以做到較大而不影響散熱，一般主動均衡電流可以做到1～2A比較常見。電池管理系統(tǒng)--被動均衡05電池管理系統(tǒng)--被動均衡電池管理系統(tǒng)--被動均衡01被動均衡一般通過電阻放電的方式，對電壓較高的電池進行放電，以熱量形式釋放電量，實現(xiàn)整組電壓的均衡，為其他電池爭取更多充電時間。因此被動均衡只發(fā)生在充電階段。電池管理系統(tǒng)—被動均衡電池管理系統(tǒng)—被動均衡03被動均衡電流被動均衡啟動的條件被動均衡在單體電池充電至恒壓階段時才能啟動放電均衡，所以被動均衡的啟動均衡時間是比較短的，從電池接近滿到充滿截止，根據(jù)充電樁的功率不同一般就1個小時左右的均衡時間。由于被動均衡是電阻耗能式均衡，所消耗的能量都以熱量的方式釋放，所以在均衡過程中BMS會發(fā)熱，導致了均衡電流不能設置過大，否則會引起電池組溫度過高。一般35mA～200mA不等。常用電池均衡策略06常用電池均衡策略01電池均衡策略1.在動力電池包的各單體電池上附加一個并聯(lián)均衡電路,以達到分流的用途。2.在均衡充電前對每個單體逐一通過同一負載放電至同一水平,然后再進行恒流充電,以此保證各個單體之間較為準確的均衡狀態(tài)。3.按時、定序、單獨對電池包中的單體電池進行檢測及均衡充電。常用電池均衡策略01電池均衡策略4.運用分時原理，通過開關(guān)組件的控制和切換，使額外的電流流入電壓相對較低的單體電池中以達到均衡充電的目的。5.以各單體電池的電壓參數(shù)為均衡對象，使各單體電池的電壓恢復一致，均衡充電時，電容通過控制開關(guān)交替地與相鄰的兩個單體電池連接，接受高電單體電池的充電，再向低電壓單體電池放電，直到兩單體電池的電壓趨于一致。6.整個電池管理系統(tǒng)由單片機控制，單體電池都有獨立的一套模塊。實

訓07（一）設備及工具準備序號設備及工具名稱數(shù)量1比亞迪秦EV1輛2工位防護套裝1套3人員防護套裝1套4數(shù)字式交直流萬用表1個5道通908E汽車專用解碼儀1個6萬用接線盒1個7電池升降平臺1臺8鉚釘槍、電池密封膠1個任務準備任務準備1.穿戴絕緣鞋和安全帽。2.設置隔離欄隔離維修工位。3.在工位出口處設置高壓安全警示牌，提醒周邊人員工位正在進行高壓電氣維修。4.記錄車輛銘牌信息。（三）安全防護準備（二）場地設備準備檢查實訓場地和設備設施是否清潔及存在安全隱患，配電箱、排查是否符合用電需求，如不正常請匯報老師并進行處理。任務準備5.禁止在車輛上電高壓情況下檢查與更換電池模組。6.禁止在帶電狀態(tài)下觸碰任何帶安全警示標志的部件。7.禁止徒手觸摸所有橙色的線束。（三）安全防護準備實施步驟（一）故障現(xiàn)象1.儀表顯示“EV功能受限”，無法行駛。（二）故障診斷1.連接道通908E汽車專用解碼儀，選擇比亞迪秦車型，全車模塊掃描，進入電池管理器模塊讀取故障碼，顯示“單體電池電壓過低”，查看數(shù)據(jù)流發(fā)現(xiàn)有一節(jié)單體電池電壓過低。（三）將車輛停入作業(yè)工位1.車輛下電，將車輛鑰匙存放在安全處。2.打開前機艙，鋪設前機艙翼子板墊。3.斷開蓄電池負極，負極電纜接頭用絕緣膠布包好。蓄電池負極樁頭用蓋子蓋好或用絕緣膠布包好。4.放置車輛5～10min，對新能源汽車的高壓電容器進行放電。5.斷開前機艙動力電池包母線進行驗電，斷開動力蓄電池母線后，需要對動力電池的母線進行驗電，如果母線有殘余電荷，需用放電設備進行放電，確保動力蓄電池母線無電。6.驗電完畢，將動力電池包母線接插件用蓋子蓋好或用絕緣膠布包好。實施步驟（五）動力電池包外觀檢查1.圍繞動力電池總成四周檢查外觀。（四）舉升車輛1.調(diào)節(jié)舉升臂位置，和臂上的墊塊對準車輛的舉升點。2.按下舉升當汽車被舉起時，觀察車輛是否水平托舉。3.當車輛里地面5厘米至10厘米時停下，檢查車輛是否被平穩(wěn)托舉、晃動車輛是否牢固無偏差。4.確認無問題后，將車輛舉升到合適高度。5.拉下鎖定裝置。實施步驟（六）拆卸動力電池包附件及檢測1.拆下電池包托盤底部安裝的四周的護板。2.拆下電池包低壓接插件及高壓接插件（高壓需佩戴絕緣手套）。3.用萬用表檢查檢測電池包是否漏電。檢測方法（需佩戴絕緣手套）：將萬用表正極分別搭在電池正負極引出，負極搭車身地。正常值為10V以下。若過大1請不要拆卸，檢查漏電原因和地方，排除問題后再進行以下操作。4.排空動力電池總成冷卻液。5.拆卸動力電池總成搭鐵線或等電位線。6.在電池包正下方準備電池包升降臺，升降臺需要升至電池包的高度托舉電池包。實施步驟（七）拆卸動力電池包1.在電池包正下方準備電池包升降臺，升降臺需要升至電池包的高度托舉電池包。2.佩戴絕緣手套，使用套筒卸掉動力電池與車身固定螺栓，將電池包拆放至升降臺。3.緩慢將電池包升降臺降至合適高度后，拉出車輛舉升工位并將電池包放置專用工位，設置安全警示牌及隔離欄。實施步驟（八）拆卸動力電池包上蓋1.使用手持式電動手槍鉆，選用合適大小的鉆頭，沿電池一周取下電池上蓋固定鉚釘。2.使用一體化工量具里的平面鏟刀，沿電池一周把密封膠鏟出，使電池上蓋與電池底板分離。3.選用一體化工量具里面的合適棘輪、接桿、套筒，打松電池高低壓插接器處壓板固定螺栓，取下固定壓板。4.將動力電池包上蓋取下。實施步驟（九）拆卸電池模組1.根據(jù)數(shù)據(jù)流提供的過低單體電池的信息，找到是電池包里面的幾號電池模組，選用一體化工具車里面合適的棘輪、接桿等工具，把故障模組拆卸下來。實施步驟（十）電池模組均衡1.連接查看好電池組連接方式，找到當前電池組總負端，找到當前電池組總輸出端，總負端為黑色夾具，一節(jié)電池用一個夾具連接（本設備最低均衡為4節(jié)電池）依次連接當前電池組。（十）電池模組均衡2.例如下圖，找到電池負和正，并記錄好相應位置。實施步驟（十）電池模組均衡3.最多支持24節(jié)電池均衡。實施步驟最多支持24節(jié)電池均衡（十）電池模組均衡3.最多支持24節(jié)電池均衡。4.連接好相應電池組，點擊設備啟動開關(guān)。5.點擊界面圖標-極空BMS字樣圖標，點擊掃描。6.點擊藍牙連接。7.點擊參數(shù)設置，設置當前需要均衡電池節(jié)數(shù)與電壓差。8.點擊上方均衡開關(guān)，界面顯示均衡開始，有當前均衡電流，平均單體。實施步驟最多支持24節(jié)電池均衡進行參數(shù)設置（十二）車輛上電1.安裝好動力電池包后，車輛上電，查看儀表“OK“指示燈是否正常點亮，并使用道通908E進行讀取故障碼，無碼無異常數(shù)據(jù)流，則為正常。

（十三）實訓現(xiàn)場整理維修結(jié)束后，收回高壓安全警示牌和隔離欄，進行現(xiàn)場6S。（十一）安裝動力電池包1.電池模組均衡完成后，按照與拆卸相反順序安裝動力電池包，注意：電池上蓋在安裝時，電池密封膠一定要均勻填充，鉚釘按照標準孔位去鉚。保證電池的密封絕緣性。實施步驟新能源汽車動力電池及管理系統(tǒng)檢修能力模塊六新能源汽車動力電池模組檢修任務二動力電池模組更換知識目標1.掌握動力電池換電作業(yè)流程。2.掌握動力電池拆卸注意事項。1.會使用動力電池換電作業(yè)工具。2.掌握動力電池模組更換。1.在實訓的過程中掌握標準作業(yè)流程并理解遵守作業(yè)標準的重要性。2.嚴格執(zhí)行6S現(xiàn)場管理。技能目標素養(yǎng)目標學習目標學習重難點動力電池換電作業(yè)流程動力電池拆卸注意事項學習難點使用動力電池換電作業(yè)工具動力電池模組更換學習重點任務導入試裝車在進行道路測試時，儀表顯示“EV功能受限”，無法行駛。通過充放電均衡后試車依舊出現(xiàn)“EV功能受限”，你作為一名電池測試助理工程師，接到了處理此故障的任務，知道怎么處理此類故障嗎？目錄Contents動力電池拆卸注意事項01動力電池拆卸步驟02實訓03動力電池拆卸注意事項01動力電池拆卸注意事項動力電池拆卸注意事項01注意事項1.動力電池橙黃線連接部分或者貼有高壓標識的零部件沒有經(jīng)過比亞迪公司授權(quán)的服務店人員不能私自拆卸；2.動力電池卸下前應立即斷開電池包維修開關(guān)（裝有時），且對開關(guān)插座進行覆蓋絕緣保護防止異物進入；3.動力電池母線輸出端高壓接插件必須進行絕緣覆蓋保護，避免異物落入造成觸電；動力電池拆卸注意事項動力電池拆卸注意事項01注意事項4.拆卸過程中，注意采樣線不得用力拉拔，過度彎曲，以防信號線受損壞；5.安裝過程中，螺釘緊固扭矩必須按照設計扭矩要求使用專業(yè)工具緊固；6.動力電池內(nèi)部的匯流銅排連接片與模組連接位置裝配前應除塵、去污處理；7.動力電池拆卸過程中注意零部件標識、以免遺漏或裝錯；動力電池拆卸注意事項動力電池拆卸注意事項01注意事項8.安裝完成后必須對緊固件上標準的扭矩；9.動力電池拆卸和安裝過程禁止以下行為：暴力拆卸、跌落、碰撞、模組傾斜、重壓模組、采樣線過度拉扯、人為短路等非正常工作行為；10.禁止非工作人員拆卸動力電池屬高壓器件，操作不當易造成人員傷亡。所有拆裝過程及注意事項請嚴格參照拆裝規(guī)范。動力電池拆卸步驟02步驟1將車輛停放在舉升機工位內(nèi)，關(guān)閉點火開關(guān)，斷開蓄電池負極，等待3min，將舉升臂伸入車輛底部；動力電池拆卸步驟01步驟2、3預舉升車輛，檢查車輛安全平穩(wěn)后舉升車輛；拆卸電池護板、等電位線等附屬件；步驟4佩戴絕緣防護手套，依次拆下動力電池低壓接插件、高壓接插件；用萬用表檢測電池是否漏電。檢測方法為：將萬用表正極分別搭在電池正負極引出，負極搭車身地。正常值為10V以下。若過大請不要拆卸，檢測漏電原因和地方，排除問題后再進行以下操作；動力電池拆卸步驟01步驟5、6拆卸電池包進出水管，注意收集好電池的冷卻液；將電池舉升平臺推入動力電池底部，將舉升平臺舉升至電池托盤貼合；動力電池拆卸步驟01步驟7、8拆卸動力電池固定螺栓M14；降低電池舉升平臺的高度，落下動力電池。實

訓03（一）設備及工具準備序號設備及工具名稱數(shù)量1比亞迪秦EV1輛2工位防護套裝1套3人員防護套裝1套4數(shù)字式交直流萬用表1個5道通908E汽車專用解碼儀1個6萬用接線盒1個7電池升降平臺1臺8鉚釘槍、電池密封膠1個9冷卻液回收與加注機1臺任務準備任務準備1.穿戴絕緣鞋和安全帽。2.設置隔離欄隔離維修工位。3.在工位出口處設置高壓安全警示牌，提醒周邊人員工位正在進行高壓電氣維修。4.記錄車輛銘牌信息。（三）安全防護準備（二）場地設備準備檢查實訓場地和設備設施是否清潔及存在安全隱患，配電箱、排查是否符合用電需求，如不正常請匯報老師并進行處理。任務準備5.禁止在車輛上電高壓情況下檢查與更換電池模組。6.禁止在帶電狀態(tài)下觸碰任何帶安全警示標志的部件。7.禁止徒手觸摸所有橙色的線束。（三）安全防護準備實施步驟（一）故障現(xiàn)象1.儀表顯示“EV功能受限”，無法行駛。（二）故障診斷1.連接道通908E汽車專用解碼儀，選擇比亞迪秦車型，全車模塊掃描，進入電池管理器模塊讀取故障碼，顯示“單體電池電壓過低”，查看數(shù)據(jù)流發(fā)現(xiàn)有一節(jié)單體電池電壓趨近于0V.（三）將車輛停入作業(yè)工位1.車輛下電，將車輛鑰匙存放在安全處。2.打開前機艙，鋪設前機艙翼子板墊。3.斷開蓄電池負極，負極電纜接頭用絕緣膠布包好。蓄電池負極樁頭用蓋子蓋好或用絕緣膠布包好。4.放置車輛5～10min，對新能源汽車的高壓電容器進行放電。5.斷開前機艙動力電池包母線進行驗電，斷開動力蓄電池母線后，需要對動力電池的母線進行驗電，如果母線有殘余電荷，需用放電設備進行放電，確保動力蓄電池母線無電。6.驗電完畢，將動力電池包母線接插件用蓋子蓋好或用絕緣膠布包好。實施步驟（四）舉升車輛1.調(diào)節(jié)舉升臂位置，和臂上的墊塊對準車輛的舉升點。2.按下舉升當汽車被舉起時，觀察車輛是否水平托舉。3.當車輛里地面5厘米至10厘米時停下，檢查車輛是否被平穩(wěn)托舉、晃動車輛是否牢固無偏差。4.確認無問題后，將車輛舉升到合適高度。5.拉下鎖定裝置。實施步驟（六）拆卸動力電池包附件及檢測1.拆下電池包托盤底部安裝的四周的護板。2.拆下電池包低壓接插件及高壓接插件（高壓需佩戴絕緣手套）。3.用萬用表檢查檢測電池包是否漏電。檢測方法（需佩戴絕緣手套）：將萬用表正極分別搭在電池正負極引出，負極搭車身地。正常值為10V以下。若過大1請不要拆卸，檢查漏電原因和地方，排除問題后再進行以下操作。（五）動力電池包外觀檢查1.圍繞動力電池總成四周檢查外觀。2.檢查電池托盤是否有裂紋，磕碰的痕跡。實施步驟（六）拆卸動力電池包附件及檢測4.排空動力電池總成冷卻液。5.拆卸動力電池總成搭鐵線或等電位線。6.在電池包正下方準備電池包升降臺，升降臺需要升至電池包的高度托舉電池包。實施步驟（七）拆卸動力電池包1.在電池包正下方準備電池包升降臺，升降臺需要升至電池包的高度托舉電池包。2.佩戴絕緣手套，使用套筒卸掉動力電池與車身固定螺栓，將電池包拆放至升降臺。3.緩慢將電池包升降臺降至合適高度后，拉出車輛舉升工位并將電池包放置專用工位，設置安全警示牌及隔離欄。（八）拆卸動力電池包上蓋1.使用手持式電動手槍鉆，選用合適大小的鉆頭，沿電池一周取下電池上蓋固定鉚釘。2.使用一體化工量具里的平面鏟刀，沿電池一周把密封膠鏟出，使電池上蓋與電池底板分離。3.選用一體化工量具里面的合適棘輪、接桿、套筒，打松電池高低壓插接器處壓板固定螺栓，取下固定壓板。4.將動力電池包上蓋取下。實施步驟（九）拆卸電池模組1.根據(jù)數(shù)據(jù)流提供的過低單體電池的信息，由于單體電池的電壓已經(jīng)趨近于0V，同時比亞迪秦EV單體電池與單體電池之間的連接方式同時銅排點焊連接，無法單獨取下單體電池，由于單體電池電壓過低也無法進行均衡。2.選用一體化工量具里面合適的棘輪、接桿、套筒等工具，拆下故障電池模組。注意：這里一定要做好個人安全防護，拆裝工具盡量使用絕緣工具。3.安裝無故障電池模組，按照拆卸相反的順序進行安裝。實施步驟實施步驟（十）安裝動力電池包1.按照拆卸相反的順序進行安裝。注意：在安裝電池包上蓋的時候電池包密封膠要均勻填充，鉚釘按照標準孔位進行安裝。添加動力電池冷卻液的液面在min與max之間。（十一）車輛上電1.安裝好動力電池包后，車輛上電，查看儀表“OK“指示燈是否正常點亮，并使用道通908E進行讀取故障碼，無碼無異常數(shù)據(jù)流，則為正常。（十二）排氣車輛上電運作15min以上，觀察動力電池冷卻液是否有下降或使用診斷儀中的動作測試選擇排氣操作。實施步驟（十三）實訓現(xiàn)場整理維修結(jié)束后，收回高壓安全警示牌和隔離欄，進行現(xiàn)場6S。實施步驟新能源汽車動力電池及管理系統(tǒng)檢修能力模塊六新能源汽車動力電池模組檢修任務三動力電池的標定知識目標1.了解動力電池的容量標定。2.掌握動力電池的SOC標定。1.掌握動力電池容量標定錯誤的處理方法。2.能使用診斷儀標定秦EV動力電池的容量和SOC。1.通過高鐵的發(fā)展了解中國速度，牢固樹立“四個自信”2.嚴格執(zhí)行6S現(xiàn)場管理。技能目標素養(yǎng)目標學習目標學習重難點動力電池容量標定錯誤的處理方法診斷儀標定秦EV動力電池的容量和SOC學習難點動力電池的SOC標定診斷儀標定秦EV動力電池的容量和SOC學習重點任務導入試裝車在進行耐寒、耐熱測試時，儀表顯示“EV功能受限”，無法行駛。將有故障的電池模組更換完后，你作為一名電池測試助理工程師知道怎么標定電池的容量嗎？目錄Contents動力電池容量標定01動力電池SOC標定02實訓04動力電池容量標定錯誤03動力電池容量標定01動力電池容量標定動力電池容量標定01電動汽車最主要的核心部件：動力電池。電池容量的測定方法：恒電流放電法恒電阻放電法恒電壓放電法定電壓定電流放電法持續(xù)放電法和間歇放電法等。恒電流法的放電容量影響因素：放電電流放電溫度充電制度擱置時間等恒電阻法測試容量的放電過程中，放電電流不是定值。動力電池SOC標定02動力電池SOC標定動力電池SOC標定01具體見書本相應表格動力電池容量標定錯誤03動力電池容量標定錯誤動力電池容量標定錯誤01容量標定錯誤：外界人為因素對電池包容量大小、當前電池組SOC未進行標定匹配引起的錯誤。容量標定錯誤的影響后果：導致車輛的續(xù)航里程與當前SOC值不匹配，嚴重情況下會出現(xiàn)續(xù)航里程跳變或司機誤判續(xù)航里程導致車輛拋錨。動力電池容量標定錯誤動力電池容量標定錯誤01條件允許的情況下，通過充電柜對車輛進行放電至車輛自動切斷動力，然后給車輛進行充電至SOC為100%;在SOC為90%左右時，通過前艙動力網(wǎng)CAN口連接上位機，打開電池管理控制器監(jiān)控系統(tǒng)，采集到車輛充電到SOC為100%時的本次充電容量，將此充電容量對于SOC100%重新標入電池管理控制器中,恢復車輛上電，車輛恢復正常。處理方法動力電池容量