《動(dòng)力蓄電池及管理系統(tǒng)檢修》 課件 任務(wù)7、8 動(dòng)力蓄電池故障診斷與維修、蓄電池管理系統(tǒng)更換與匹配

任務(wù)七

動(dòng)力蓄電池故障診斷與維修《動(dòng)力蓄電池及管理系統(tǒng)檢修》比亞迪新能源汽車售后維修車間張師傅道：“通過在比亞迪電池車間的參觀學(xué)習(xí)，大家已經(jīng)掌握了動(dòng)力蓄電池的故障檢測、性能測試以及故障維修的方法。正好這里有一輛動(dòng)力蓄電池故障的車輛，我們一起對這輛電動(dòng)汽車的故障進(jìn)行診斷與維修”。在有故障碼的條件下，動(dòng)力蓄電池故障該如何檢修？維修技師張師傅、學(xué)徒小王在無故障碼的條件下，動(dòng)力蓄電池故障該如何檢修？能按照故障診斷思路對有故障碼的動(dòng)力蓄電池故障進(jìn)行分析，利用診斷儀、萬用表等設(shè)備、工具，規(guī)范完成動(dòng)力蓄電池常見故障檢測，并出具維修方案。能按照故障診斷思路對無故障碼的動(dòng)力蓄電池故障進(jìn)行分析，利用診斷儀、萬用表等設(shè)備、工具，規(guī)范完成動(dòng)力蓄電池常見故障檢測，并出具維修方案。動(dòng)力蓄電池故障類型及處理方式（1）電池單體間壓差過大

電池系統(tǒng)中某一單體的電壓值明顯低于其他電池電壓，則該電池系統(tǒng)在汽車放電過程中，會因?yàn)檫@個(gè)電壓偏低的電池導(dǎo)致其最先達(dá)到放電截止電壓，而其他電池還處于一個(gè)高電壓狀態(tài)，這樣就會導(dǎo)致整個(gè)電池系統(tǒng)的可用容量區(qū)間變小從而使得續(xù)航里程下降。充電過程中，當(dāng)某一單體電壓的電壓值明顯高于其他電池的電壓值，在充電時(shí)也會因?yàn)檫@塊電池的電壓率先達(dá)到充電截止電壓，使得其他電池?zé)o法充滿電。

對于這類單體壓差過大故障需對電池單體進(jìn)行性能測試，如性能滿足使用要求，需進(jìn)行電池均衡；如性能不滿足使用要求，應(yīng)更換電池模塊。動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）電池容量分布動(dòng)力蓄電池故障類型及處理方式（2）電池單體容量不足和電池單體內(nèi)阻偏大

在電池組中，最小的電池單體容量也限制了整個(gè)電池組的容量，類似于木桶效應(yīng)。因此發(fā)生電池單體容量不足故障會影響車輛續(xù)駛里程。鋰離子電池內(nèi)阻如果過大，會嚴(yán)重影響電池的電化學(xué)性能，如充放電過程中的極化嚴(yán)重、活性物質(zhì)利用率低、循環(huán)性能差等。這類故障會導(dǎo)致電池性能衰退嚴(yán)重，應(yīng)更換電池模塊。動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）木桶效應(yīng)動(dòng)力蓄電池故障類型及處理方式（2）電池單體容量不足和電池單體內(nèi)阻偏大動(dòng)力電池容量的衰減主要原因：①自放電、②電解液的分解、③過充電、④鋰電池濫用動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）電池老化（容量衰退，內(nèi)阻增加）原因動(dòng)力蓄電池故障類型及處理方式（2）電池單體容量不足和電池單體內(nèi)阻偏大動(dòng)力電池內(nèi)阻的增大主要原因：①溫度、②SOC、③存儲、④循環(huán)次數(shù)動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）電池老化（容量衰退，內(nèi)阻增加）原因動(dòng)力蓄電池故障類型及處理方式（3）電池單體內(nèi)部短路、電池單體外部短路、電池單體極性裝反等

在強(qiáng)振動(dòng)下鋰離子電池的極耳、極片上的活性物質(zhì)、接線柱、外部連線和焊點(diǎn)可能會折斷或脫落，造成電池單體內(nèi)部短路或者外部短路故障，此類電池故障將影響行車安全，應(yīng)更換電池模塊。動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）電池外部短路動(dòng)力蓄電池故障原因通常情況下，造成前兩種故障的原因可能包括兩個(gè)：一是動(dòng)力蓄電池成組時(shí)電池單體一致性問題，電池單體的SOC、容量、內(nèi)阻本身就存在差異；二是電池單體在成組應(yīng)用過程中，因?yàn)閼?yīng)用環(huán)境差異（如溫度、充放電電流）造成的一致性差異增加，加劇電池單體的不一致性。動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）電池不一致動(dòng)力蓄電池故障診斷思路（有故障碼）在有故障碼的情況下，針對動(dòng)力蓄電池故障，可以借助故障碼來分析故障類型，確定故障類型后，通過檢查、檢測等方法，確定故障點(diǎn)，找到故障后，再進(jìn)行相應(yīng)的維修。動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）故障診斷思路動(dòng)力蓄電池故障經(jīng)典案例某純電動(dòng)汽車行駛總里程數(shù)為10萬公里，平時(shí)車輛續(xù)航里程可以達(dá)到400km，突然有一天車輛續(xù)航里程明顯下降，充滿電只行駛了不到200公里就沒電了，此時(shí)汽車儀表盤顯示SOC是5%。如右圖所示。動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）故障車輛儀表顯示動(dòng)力蓄電池故障經(jīng)典案例根據(jù)故障現(xiàn)象可知，續(xù)航里程突然下降可能原因有汽車自身耗電設(shè)備增多、電池容量衰退等原因，據(jù)車主描述其未使用空調(diào)等用電設(shè)備，懷疑電池出現(xiàn)問題的可能性更大。動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）故障車輛儀表顯示動(dòng)力蓄電池故障經(jīng)典案例故障診斷步驟：步驟一：使用故障診斷儀通過OBD診斷口讀取車輛電池信息；動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）通過OBD口連接故障診斷儀動(dòng)力蓄電池故障經(jīng)典案例故障診斷步驟：步驟二：通過OBD口讀取到最近一次充電數(shù)據(jù)和當(dāng)前電壓值并使用excel分別畫出充電結(jié)束時(shí)刻的全部單體電壓數(shù)值曲線圖和當(dāng)前全部單體電壓數(shù)值曲線圖（其中橫軸表示單體電池編號，縱軸表示單體電池電壓）。

在充電結(jié)束時(shí)刻，單體電壓最高的電池編號是13號、電壓值為4.2V，單體電壓最低的電池編號是50號、電壓值為4.1305V。由此可見是由于13號單體電壓率先達(dá)到了充電截止電壓，使得整個(gè)電動(dòng)汽車停止充電，并且從圖中可以看出13號單體的電壓值明顯高于其他單體電池的電壓值，由此判斷13號電芯可能存在電池過壓的情況。動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）電池充電結(jié)束時(shí)刻單體電壓曲線圖動(dòng)力蓄電池故障經(jīng)典案例故障診斷步驟：步驟二：通過OBD口讀取到最近一次充電數(shù)據(jù)和當(dāng)前電壓值并使用excel分別畫出充電結(jié)束時(shí)刻的全部單體電壓數(shù)值曲線圖和當(dāng)前全部單體電壓數(shù)值曲線圖（其中橫軸表示單體電池編號，縱軸表示單體電池電壓）。

在充電結(jié)束時(shí)刻，單體電壓最高的電池編號是13號、電壓值為4.2V，單體電壓最低的電池編號是50號、電壓值為4.1305V。由此可見是由于13號單體電壓率先達(dá)到了充電截止電壓，使得整個(gè)電動(dòng)汽車停止充電，并且從圖中可以看出13號單體的電壓值明顯高于其他單體電池的電壓值，由此判斷13號電芯可能存在電池過壓的情況。動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）電池充電結(jié)束時(shí)刻單體電壓曲線圖動(dòng)力蓄電池故障經(jīng)典案例故障診斷步驟：

當(dāng)前電池包狀態(tài)（電池SOC值為5%），單體電壓最低的電池編號是13號、電壓值為3V，單體電壓最高的電池編號是11號、電壓值為3.3V。從圖中可以看出13號單體的電壓值明顯低于其他單體電池的電壓值。

綜上所述，該電池包的第13號電芯存在“充高放低”的現(xiàn)象，可能是13號電芯容量衰退或者是BMS采集有誤，需要拆下電池包進(jìn)一步診斷。動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）當(dāng)前單體電壓曲線圖動(dòng)力蓄電池故障經(jīng)典案例故障診斷步驟：步驟三：拆卸電池包并觀察13號電芯所在電池組外觀是否正常，如右圖所示。動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）13號電芯所在電池組動(dòng)力蓄電池故障經(jīng)典案例故障診斷步驟：步驟三：拆卸電池包并觀察13號電芯所在電池組外觀是否正常，如右圖所示。找到13號電芯發(fā)現(xiàn)其采集線脫落，根據(jù)此現(xiàn)象分析，故障原因可能是由于采集線脫落導(dǎo)致BMS采集到的電壓值不準(zhǔn)確。動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）13號電芯所在電池組動(dòng)力蓄電池故障經(jīng)典案例故障診斷步驟：接下來使用萬用表測量其電壓值，確認(rèn)是否是BMS采集有誤，如圖所示。

測量值為3.26V和其他電芯的電壓值相差不大，因此可以確認(rèn)是由于電芯采集線脫落導(dǎo)致BMS采集異常。動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）13號電芯電壓測量值動(dòng)力蓄電池故障經(jīng)典案例故障診斷步驟：步驟四：重新連接采集線。步驟五：連接完成后，使用BMS上位機(jī)監(jiān)控13號電芯電壓，此時(shí)BMS上位機(jī)顯示13號電芯的電壓值是3.261V，恢復(fù)正常，故障排查完畢。動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）動(dòng)力蓄電池故障經(jīng)典案例動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）認(rèn)識誤區(qū)：（1）車輛充電就是給電池補(bǔ)電，就能解決電壓不均衡問題；（2）出現(xiàn)單體電壓過低的電芯，按照單體電壓補(bǔ)電就可以了；（3）客戶報(bào)修電壓不均衡故障，維修人員到達(dá)現(xiàn)場，發(fā)現(xiàn)儀表盤顯示單體壓差正常，代表電池沒有問題；（4）車輛行駛里程短，就是電芯容量衰減了；（5）車輛儀表或上位機(jī)顯示單體電壓異常，代表電芯出現(xiàn)問題；（6）電芯異常還用分析啊，看數(shù)據(jù)就能看出來；（7）車輛的行駛里程與電池包的容量呈現(xiàn)線性關(guān)系。衰減電芯問題一致性問題欠壓充低放低補(bǔ)電處理過壓充高放高放電處理容量衰減充高放低更換處理容量偏大充低放高相對容量偏大過放按照過放參數(shù)分析更換處理過充單體過壓一般不超過4.25V其它外觀異常、內(nèi)阻偏大更換處理電芯故障分類報(bào)數(shù)法任意指派一名學(xué)生開始從1-5依次報(bào)數(shù)報(bào)相同數(shù)目的同學(xué)為一組動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）資料員負(fù)責(zé)查閱動(dòng)力蓄電池PACK教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺使用說明書。記錄員正確記錄故障碼。安全員進(jìn)行安全監(jiān)督。動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）完成動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）匯報(bào)時(shí)闡述故障檢修思路報(bào)告小組分工情況報(bào)告小組工作目標(biāo)動(dòng)力蓄電池PACK教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺絕緣手套、護(hù)目鏡、安全帽、耐磨手套蓄電池充放電設(shè)備、蓄電池內(nèi)阻測試儀、電池均衡儀、萬用表、診斷儀教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺說明書動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）觸碰高壓注意安全防護(hù)。小心碰頭。小心重物砸腳。操作時(shí)不佩戴金屬飾品。注意分析故障碼。嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)流程完成。動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）故障碼信息序號故障碼故障碼描述1

2

3

（1）讀取故障碼使用診斷儀讀取故障碼，將相關(guān)內(nèi)容填寫在下表中。動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）電池單體電壓和溫度信息（2）讀取數(shù)據(jù)流使用診斷儀讀取電池單體電壓和SOC信息，完成下表的填寫。序號類別項(xiàng)目電池單體編號當(dāng)前值是否正常1電壓電池單體最高電壓

是□

否□2電池單體最低電壓

是□

否□3電池單體最大壓差/

是□

否□4SOC電池單體最高SOC

是□

否□5電池單體最低SOC

6電池組SOC/

動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）故障分析及維修方案（3）制定維修方案根據(jù)讀取到的故障信息，對故障進(jìn)行初步分析，并制定維修方案，完成下表的填寫。故障分析：可能的故障原因或故障點(diǎn)1

2

3

維修方案/檢測流程示例外觀檢查檢查電池模塊表面、接線柱、焊點(diǎn)、端子極性等1

2

動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）故障分析及維修方案（3）制定維修方案根據(jù)讀取到的故障信息，對故障進(jìn)行初步分析，并制定維修方案，完成下表的填寫。維修方案/檢測流程3

4

5

6

7

8

動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）外觀檢查記錄（4）故障檢測1）外觀檢查在良好的光線下，目視檢查電池模塊外觀，完成下表的填寫。序號檢查內(nèi)容操作記錄處理方式1表面是否有變形、裂紋是□否□

2表面是否有外傷、污物是□否□

3接線柱，外部連線和焊點(diǎn)是否有折斷或脫落是□否□

4端子極性是否接反是□否□

動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）電池單體電壓采集線束檢測記錄（4）故障檢測2）線束檢測使用萬用表對故障電池單體的電壓采集線束進(jìn)行檢測，完成下表的填寫。序號檢測項(xiàng)目檢測點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)檢測狀態(tài)處理方式1

2

3

4

5

動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）電壓檢測與SOC估算記錄（4）故障檢測3）電壓檢測與SOC估算使用萬用表檢測故障電池單體的端電壓，并通過開路電壓法估算SOC，完成下表的填寫。序號電池單體編號電壓與讀取值對比SOC與讀取值對比處理方式示例3-1號電池單體3.488V一致√不一致□85%一致√不一致□性能測試1

2

3

4

5

6

7

動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）電池單體性能測試記錄（4）故障檢測4）電池單體性能測試根據(jù)上述檢測結(jié)果，對故障電池單體進(jìn)行性能測試，完成下表的填寫。序號電池單體編號內(nèi)容測試結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)值結(jié)果判定1

室溫放電容量

合格□

不合格□2

合格□

不合格□3

合格□

不合格□4

合格□

不合格□5

合格□

不合格□6

交流內(nèi)阻

合格□

不合格□7

合格□

不合格□8

合格□

不合格□9

合格□

不合格□10

合格□

不合格□動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）電池單體性能測試記錄（4）故障檢測4）電池單體性能測試根據(jù)上述檢測結(jié)果，對故障電池單體進(jìn)行性能測試，完成下表的填寫。序號電池單體編號內(nèi)容測試結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)值結(jié)果判定11

直流內(nèi)阻

合格□

不合格□12

合格□

不合格□13

合格□

不合格□14

合格□

不合格□15

合格□

不合格□動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）均衡記錄（5）電池均衡對故障電池單體所在電池模塊進(jìn)行均衡操作，完成下表的填寫。序號內(nèi)容記錄1均衡前電池單體最大壓差

2均衡儀參數(shù)設(shè)置電池類型

3均衡儀參數(shù)設(shè)置串并聯(lián)節(jié)數(shù)

目標(biāo)電壓

4均衡后電池單體最大壓差

動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（無故障碼）若沒有故障碼，則需要先檢查動(dòng)力電池外觀，若通過外觀無法判斷，則需要進(jìn)一步檢測電壓，判斷電池是否一致，若不一致，則需要進(jìn)行電池均衡；若一致，則需要對電池進(jìn)行性能測試，檢測處不合格的電池，就要進(jìn)行模組更換；若電池性能合格，則可以判斷是BMS的故障，進(jìn)行BMS故障檢修。動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（無故障碼）無故障碼診斷與維修思路動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（無故障碼）資料員查閱動(dòng)力蓄電池PACK教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺說明書，并告知組員。操作員要按標(biāo)準(zhǔn)步驟完成電池性能測試。記錄員要完整記錄檢查過程。完成動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（無故障碼）動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（無故障碼）報(bào)告故障檢修思路的內(nèi)容。報(bào)告小組分工情況。報(bào)告任務(wù)目標(biāo)動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（無故障碼）動(dòng)力蓄電池PACK教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺絕緣手套、護(hù)目鏡、安全帽、耐磨手套高壓安全防護(hù)用品、絕緣工具套裝、維修手冊、絕緣表、萬用表教學(xué)平臺說明書動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（無故障碼）注意防止觸電。小心工具落地。注意作業(yè)時(shí)拉隔離欄。注意仔細(xì)查閱平臺說明書。注意縷清排故思路。正確記錄操作過程。動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（無故障碼）動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（無故障碼）故障分析及維修方案（1）制定維修方案根據(jù)讀取到的故障信息，對故障進(jìn)行初步分析，并制定維修方案，完成下表的填寫。故障分析：可能的故障原因或故障點(diǎn)1

2

3

維修方案/檢測流程示例外觀檢查檢查電池模塊表面、接線柱、焊點(diǎn)、端子極性等1

2

動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（無故障碼）故障分析及維修方案（1）制定維修方案根據(jù)讀取到的故障信息，對故障進(jìn)行初步分析，并制定維修方案，完成下表的填寫。維修方案/檢測流程3

4

5

6

7

8

動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（無故障碼）外觀檢查記錄（2）故障檢測1）外觀檢查在良好的光線下，目視檢查電池模塊外觀，完成下表的填寫。序號檢查內(nèi)容操作記錄處理方式1表面是否有變形、裂紋是□否□

2表面是否有外傷、污物是□否□

3接線柱，外部連線和焊點(diǎn)是否有折斷或脫落是□否□

4端子極性是否接反是□否□

動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）電壓檢測與一致性判斷記錄（4）故障檢測2）電壓檢測與一致性判斷檢測故障電池模塊中所有電池單體的電壓值，并判斷壓差是否符合標(biāo)準(zhǔn)，完成下表的填寫。電池單體編號電壓值電池單體編號電壓值

電池單體間最大壓差

壓差是否符合標(biāo)準(zhǔn)是□否□動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）電池模塊性能測試記錄（4）故障檢測3）電池模塊性能測試對故障電池模塊進(jìn)行性能測試，完成下表的填寫。序號測試內(nèi)容測試結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)值結(jié)果判定處理方式1室溫放電容量

合格□

不合格□

2室溫倍率放電容量

3室溫倍率充電性能

合格□

不合格□

4低溫放電容量

5高溫放電容量

動(dòng)力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）均衡記錄（4）電池均衡對故障電池單體所在電池模塊進(jìn)行均衡操作，完成下表的填寫。序號內(nèi)容記錄1均衡前電池單體最大壓差

2均衡儀參數(shù)設(shè)置電池類型

3均衡儀參數(shù)設(shè)置串并聯(lián)節(jié)數(shù)

目標(biāo)電壓

4均衡后電池單體最大壓差

電池均衡操作電池單體編號電壓值電池單體編號電壓值

電池模塊串并聯(lián)數(shù)

電池單體間最大壓差

電池均衡j結(jié)果記錄是否正確完成故障碼讀取是否正確完成電池性能測試是否正確完成電池均衡是否進(jìn)行高壓安全防護(hù)電池故障是否排除故障診斷流程是否符合要求工具、設(shè)備是否整理恢復(fù)測試完成后是否整理實(shí)訓(xùn)工位是否打掃干凈工作頁是否填寫完整動(dòng)力蓄電池故障類型有哪些？沒有故障碼時(shí)，動(dòng)力蓄電池故障該如何檢修？有故障碼時(shí)，動(dòng)力蓄電池故障該如何檢修？自信自立精益求精目標(biāo)明確回顧動(dòng)力蓄電池故障類型總結(jié)動(dòng)力蓄電池故障檢修的方法預(yù)習(xí)下一個(gè)工作頁觀看下一個(gè)工作頁隨書數(shù)字資源任務(wù)八蓄電池管理系統(tǒng)更換與匹配《動(dòng)力蓄電池及管理系統(tǒng)檢修》比亞迪新能源汽車售后維修車間

張師傅道：“經(jīng)過檢測，發(fā)現(xiàn)蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）出現(xiàn)故障，需要更換BMS，并且進(jìn)行匹配”。本任務(wù)需要完成蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）的更換和匹配作業(yè)。蓄電池管理系統(tǒng)該如何更換？維修技師張師傅、學(xué)徒小王蓄電池管理系統(tǒng)該如何更換匹配？能按照蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）更換流程，使用絕緣工具，完成BMS拆裝與更換作業(yè)。能按照蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）匹配流程，使用診斷儀，完成BMS匹配作業(yè)。蓄電池管理系統(tǒng)定義與功能

蓄電池管理系統(tǒng)（BatteryManagementSystem簡稱BMS）是針對動(dòng)力蓄電池的智能化管理及維護(hù)系統(tǒng)，主要功能是對電池的狀態(tài)進(jìn)行適時(shí)監(jiān)控，防止電池出現(xiàn)過度充電和過度放電，提高電池的利用率，延長電池的使用壽命。

蓄電池管理系統(tǒng)主要可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測功能、電池狀態(tài)計(jì)算功能、系統(tǒng)輔助功能（含能量管理、安全管理、熱管理、均衡管理等）、通信與診斷功能。蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）更換BMS功能示意圖蓄電池管理系統(tǒng)定義與功能

（1）監(jiān)測功能①監(jiān)測電池單體(或單元、模塊)的電壓通過監(jiān)測電池單體(或單元、模塊)的電壓，累加獲取整個(gè)動(dòng)力電池的電壓值；可以根據(jù)單體（或單元、模塊）電壓壓差來判斷單體（或單元、模塊）差異性；可監(jiān)測單體（或單元、模塊）的運(yùn)行狀態(tài)。蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）更換蓄電池管理系統(tǒng)定義與功能

（1）監(jiān)測功能②監(jiān)測電池溫度

通過溫度傳感器監(jiān)測動(dòng)力電池溫度可以識別出過載或電氣故障。出現(xiàn)溫度異常情況時(shí)必須立即降低電流強(qiáng)度或完全關(guān)閉高壓系統(tǒng)，以免電池進(jìn)一步損壞。測量溫度還用于冷卻系統(tǒng)控制，從而確保電池始終在最有利于自身功率和使用壽命的溫度范圍內(nèi)運(yùn)行。

動(dòng)力電池溫度傳感器安裝在動(dòng)力電池內(nèi)的多個(gè)位置，如右圖所示。隨著電池單體的溫度變化，溫度傳感器的電阻值隨之變化，BMS控制系統(tǒng)通過這些電阻值的變化計(jì)算出電池單體的溫度信息。蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）更換電池溫度傳感器安裝位置示意圖蓄電池管理系統(tǒng)定義與功能

（1）監(jiān)測功能③監(jiān)測電流

電流的測量主要通過分流器或霍爾式電流傳感器來實(shí)現(xiàn)。因?yàn)閯?dòng)力電池內(nèi)的單體是通過串聯(lián)方式給整車提供電能，因此通常只需要測量一個(gè)電流即可。

電池電流傳感器連接到動(dòng)力電池的高壓電纜，并進(jìn)行電流檢測，如右圖所示。蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）更換動(dòng)力電池電流傳感器位置示意圖蓄電池管理系統(tǒng)定義與功能

（1）監(jiān)測功能④絕緣電阻檢測

為安全起見，電動(dòng)汽車高壓電路僅出現(xiàn)在特定的高壓部件之間，與車身電路是絕緣的。

蓄電池管理系統(tǒng)的“漏電檢測電路”持續(xù)監(jiān)測高壓電路和車身搭鐵之間的絕緣電阻，正常情況絕緣電阻是保持不變，如果絕緣電阻低于規(guī)定級別，則蓄電池管理系統(tǒng)會存儲一個(gè)故障碼DTC（故障碼內(nèi)容：高壓絕緣異常），并且利用組合儀表顯示（警告燈，如主警告燈亮起）將異常告知駕駛員。蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）更換蓄電池管理系統(tǒng)定義與功能

（1）監(jiān)測功能⑤高壓互鎖檢測高壓互鎖檢測的作用是確認(rèn)整個(gè)高壓系統(tǒng)的完整性，當(dāng)高壓系統(tǒng)回路斷開或者完整性受到損壞的情況下，就需要車輛控制系統(tǒng)啟動(dòng)安全措施，避免發(fā)生意外事故。高壓互鎖檢測的存在，可以使高壓系統(tǒng)在高壓上電之前（或者說在電池系統(tǒng)主、負(fù)繼電器閉合給電之前），確保整個(gè)高壓系統(tǒng)的完整性。高壓互鎖是對整個(gè)高壓系統(tǒng)進(jìn)行檢測的，主要通過連接在各個(gè)高壓部件或高壓裝置上的低壓連接回路來實(shí)現(xiàn)的，蓄電池管理系統(tǒng)控制單元一般需要提供檢測回路的供電和檢測。如右圖所示。蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）更換高壓互鎖系統(tǒng)示意圖蓄電池管理系統(tǒng)定義與功能

（2）電池狀態(tài)計(jì)算功能蓄電池管理系統(tǒng)中最核心環(huán)節(jié)是SOC、SOH和SOP的估算。①SOCSOC，全稱是StateofCharge，荷電狀態(tài)，也叫剩余電量，代表的是電池使用過程中的剩余容量。荷電狀態(tài)是一個(gè)相對值，一般用百分比的方式來表示，SOC的數(shù)值為0≤SOC≤100%，目前國內(nèi)外比較統(tǒng)一的認(rèn)識是從電量的角度來定義SOC，即電池在一定放電倍率下，剩余容量與相同條件下額定容量的比值：SOC=CU/C額可用容量/額定容量。

其中CU指電池剩余的按額定電流放電的可用容量；C額指電池的額定容量。SOC的控制目標(biāo)值是約60％。上限為約80％（控制上限為約75％），下限為約20％（控制下限約30％的下限），如右圖所示。蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）更換SOC控制示意圖蓄電池管理系統(tǒng)定義與功能

（2）電池狀態(tài)計(jì)算功能蓄電池管理系統(tǒng)中最核心環(huán)節(jié)是SOC、SOH和SOP的估算。②SOH

一般情況下，SOC描述的是電流參數(shù)的短期變化，SOH描述的是長期變化。SOH的測量不需要連續(xù)進(jìn)行，對多數(shù)情況只要定期測量就夠了，測量的周期取決于不同應(yīng)用。SOH測量外推法可以預(yù)測電池的壽命，但是，也會突發(fā)電池故障，是難以預(yù)料的。為了測定電池的健康狀態(tài)，必須知道實(shí)際的SOC，或者必須在相同的SOC下測量SOH。蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）更換蓄電池管理系統(tǒng)定義與功能

（2）電池狀態(tài)計(jì)算功能蓄電池管理系統(tǒng)中最核心環(huán)節(jié)是SOC、SOH和SOP的估算。③SOP

動(dòng)力電池功率邊界SOP（stateofpower）算法的目的就是權(quán)衡多重因素的影響指導(dǎo)控制單元（如VCU）更合理的使用動(dòng)力電池系統(tǒng)。對于純電動(dòng)車輛，動(dòng)力電池是唯一的能量獲取來源SOP策略相對簡單，而對于混合動(dòng)力車輛而言，一方面動(dòng)力電池容量小則必然在運(yùn)行中需要高倍率輸出，對功率平穩(wěn)輸出的優(yōu)化就更為重要。另一方面內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)（或燃料電池系統(tǒng)）如何與動(dòng)力電池進(jìn)行功率分配才得以實(shí)現(xiàn)低能耗、高性能也需要通過SOP算法來優(yōu)化。用戶可以根據(jù)實(shí)際需求來選擇是希望車輛性能更強(qiáng)勁或是電池系統(tǒng)壽命更長久。SOP算法與電芯特性、電池系統(tǒng)性能和整車功率需求等都有著密切的關(guān)系。蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）更換（3）系統(tǒng)輔助功能蓄電池管理系統(tǒng)的輔助功能主要包含能量管理、安全管理、熱管理、均衡管理、充電管理等功能，這些功能通常和整車控制系統(tǒng)或者其他相關(guān)系統(tǒng)聯(lián)合使用。蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）更換蓄電池管理系統(tǒng)為應(yīng)對車輛在行駛中的急加速、急制動(dòng)、上下坡等復(fù)雜車況造成的動(dòng)態(tài)負(fù)載，合理控制動(dòng)力電池的能量輸出以及再生制動(dòng)的能量回收，實(shí)現(xiàn)車輛最佳性能。1能量管理蓄電池管理系統(tǒng)對繼電器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和狀態(tài)檢測，繼電器的控制往往和整車控制器協(xié)調(diào)后確認(rèn)，安全氣囊控制器輸出的碰撞信號通常在繼電器控制策略中享有最高優(yōu)先級。2安全管理蓄電池的化學(xué)性能受環(huán)境的溫度影響非常大，為了保證電池的使用壽命必須讓電池工作在合理的溫度范圍之內(nèi)，并根據(jù)不同的溫度給整車控制器得出其所能輸出和輸入的最大功率。3熱管理由于生產(chǎn)工藝、運(yùn)輸儲存以及電子元器件的誤差積累，動(dòng)力電池單體之間難免存在不一致性，蓄電池管理系統(tǒng)會采取主動(dòng)或被動(dòng)的均衡方式，降低電池的不一致性。4均衡管理蓄電池管理系統(tǒng)還會根據(jù)動(dòng)力電池的實(shí)時(shí)特性、溫度高低以及充電機(jī)的功率等級，控制充電機(jī)給電池進(jìn)行安全充電。5充電管理蓄電池管理系統(tǒng)定義與功能蓄電池管理系統(tǒng)定義與功能（4）通信與故障診斷①通信功能

蓄電池管理系統(tǒng)，需要給整車控制器（VCU）發(fā)送相關(guān)電池系統(tǒng)的信息，例如在有直流充電的系統(tǒng)之中，特別是在依據(jù)國標(biāo)系統(tǒng)需要直接與外部直流充電樁進(jìn)行通信。在特定情況下，可能還有一條備份的診斷和刷新的通信線，用來在主通信失效的情況下做數(shù)據(jù)傳輸。蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）更換蓄電池管理系統(tǒng)定義與功能（4）通信與故障診斷②故障診斷和容錯(cuò)運(yùn)行

故障診斷及容錯(cuò)控制在任何控制器的控制策略中都是非常重要的部分，蓄電池管理系統(tǒng)控制單元單元的故障以故障碼(DTC)來進(jìn)行報(bào)警，通過DTC觸發(fā)儀表盤當(dāng)中的指示燈，在新能源汽車中電池故障也有相應(yīng)的指示燈來提醒駕駛員。由于電池的特殊性和危險(xiǎn)性，通常需要整車控制系統(tǒng)直接進(jìn)行信息傳送，以應(yīng)對突發(fā)情況。比如發(fā)生事故的時(shí)候，當(dāng)安全氣囊彈出，繼電器由整車控制器直接切斷以后，車聯(lián)系統(tǒng)通過定位和預(yù)警來處理，特別是電池放電。蓄電池管理系統(tǒng)的故障診斷功能還需要對包括電池單體電壓、電池包電壓、電流、電池包溫度測量電路進(jìn)行診斷，確定故障位置和故障級別，并做出相應(yīng)的容錯(cuò)控制。蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）更換蓄電池管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與安裝位置蓄電池管理系統(tǒng)重要由充電模塊、數(shù)據(jù)采集模塊(包括電壓、電流、溫度數(shù)據(jù)采集)、平衡模塊、功率計(jì)算模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊和存儲通信模塊組成，如右圖所示。蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）更換蓄電池管理系統(tǒng)架構(gòu)示意圖蓄電池管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與安裝位置（1）結(jié)構(gòu)組成

蓄電池管理系統(tǒng)BMS的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要分為集中式和集散式。該系統(tǒng)由兩級控制結(jié)構(gòu)組成，即局部測量模塊和中央處理模塊。

在集中式結(jié)構(gòu)中，BMS所有功能集中在單個(gè)電路模塊上，由于動(dòng)力蓄電池?cái)?shù)量較多且分布在車體不同區(qū)域，目前集中式的BMS結(jié)構(gòu)在電動(dòng)汽車上已逐漸被淘汰。集散式BMS結(jié)構(gòu)由主控模塊和測控模塊構(gòu)成，如右圖所示。集散式BMS結(jié)構(gòu)可以運(yùn)用于動(dòng)力蓄電池較多且電池包位置分散的車型，現(xiàn)在被廣泛采用。蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）更換集散式BMS結(jié)構(gòu)蓄電池管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與安裝位置（1）結(jié)構(gòu)組成

主控模塊一般稱為主控盒或主板，如右圖（a）所示。每個(gè)BMS有且僅有一個(gè)主控模塊，主要用于接收并處理各測控模塊采集的動(dòng)力蓄電池運(yùn)行參數(shù)信息，估算電池組的狀態(tài)，故障識別與報(bào)警，與整車控制器和充電機(jī)通信，為整車控制和充電控制提供依據(jù)，向測控模塊發(fā)送控制命令等。蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）更換主板蓄電池管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與安裝位置（1）結(jié)構(gòu)組成

測控模塊主要用于測量電池單體電壓、總電壓、總電流、絕緣電阻和溫度等，并執(zhí)行主控模塊的控制命令，完成電量測量、單電池均衡以及利用CAN總線技術(shù)與中央處理模塊通信相關(guān)功能。

測控模塊按其功能不同，可分為從控模塊和高壓測控模塊。從控模塊一般稱為從控盒或從板，如右圖所示。每個(gè)BMS可有一個(gè)或多個(gè)從控模塊，其功能包括電池電壓單體檢測、溫度測量，均衡控制和熱管理控制等。蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）更換從板蓄電池管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與安裝位置（1）結(jié)構(gòu)組成

高壓測控模塊一般稱為高壓盒或高壓板，如圖右圖所示。其主要功能包括總電壓、總電流、絕緣電阻測量等。

主控模塊和測控模塊之間通過CAN總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。在實(shí)際應(yīng)用中，也可將高壓測控模塊集成在主控盒中。蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）更換高壓板蓄電池管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與安裝位置（2）安裝位置

蓄電池管理系統(tǒng)BMS的主控模塊和測控模塊通常安裝在動(dòng)力蓄電池箱內(nèi)，如右圖（a）所示，但是部分車型將主控模塊放到了動(dòng)力蓄電池外部。主板、從板、高壓板的標(biāo)識會在外殼表面或銘牌中標(biāo)出，便于識別，如圖（b）所示。蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）更換（b）BMS標(biāo)識（a）BMS安裝位置蓄電池管理系統(tǒng)BMS更換流程蓄電池管理系統(tǒng)BMS更換流程為：高壓安全防護(hù)工作→拆卸（主板、從板、高壓板）→檢查（外觀、型號）→安裝（主板、從板、高壓板）→安裝高壓維修開關(guān)蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）更換蓄電池管理系統(tǒng)BMS安裝前檢查（1）外觀

在良好的光線條件下，用目測法檢查BMS外觀，不得有變形及裂紋，表面干燥、無外傷、無污物。（2）型號檢查待安裝的BMS部件（主板、從板、高壓板）標(biāo)識，其客戶名稱、產(chǎn)品名稱、硬件版本、軟件版本、配置版本等信息應(yīng)與其他未更換的BMS部件一致。蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）更換報(bào)數(shù)法任意指派一名學(xué)生開始從1-5依次報(bào)數(shù)報(bào)相同數(shù)目的同學(xué)為一組蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）更換資料員負(fù)責(zé)查閱動(dòng)力蓄電池檢測教學(xué)平臺使用說明書。記錄員正確記錄更換步驟。安全員進(jìn)行安全監(jiān)督。蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）更換完成蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）更換蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）更換蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）更換匯報(bào)時(shí)闡述故障更換步驟報(bào)告小組分工情況報(bào)告小組工作目標(biāo)動(dòng)力蓄電池檢測教學(xué)平臺絕緣手套、護(hù)目鏡、安全帽、耐磨手套緣工具、絕緣扭力扳手教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺說明書蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）更換觸碰高壓注意安全防護(hù)。小心碰頭。小心扭力扳手砸腳。操作時(shí)不佩戴金屬飾品。注意更換流程。嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)流程完成。蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）更換蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）更換BMS拆卸記錄（1）BMS拆卸參考維修手冊，按照標(biāo)準(zhǔn)流程完成BMS的拆卸，并完成表的填寫。序號項(xiàng)目工作內(nèi)容工具注意事項(xiàng)1高壓安全防護(hù)

2拆卸從板

3拆卸高壓板

4拆卸主板

蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）更換BMS檢查記錄（2）BMS安裝前檢查根據(jù)上述內(nèi)容及標(biāo)準(zhǔn)對待安裝的BMS進(jìn)行檢查，完成下表的填寫。序號內(nèi)容操作記錄結(jié)果判定1外觀是否有變形、裂紋是□

否□合格□

不合格□表面是否有外傷、污物是□

否□2型號客戶名稱

一致□

不一致□產(chǎn)品名稱

硬件版本

軟件版本

配置版本

蓄電池管理系統(tǒng)（BMS）更換BMS