新能源汽车电池及管理系统检修高职全套教学课件

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PPTTEMPLATE全套可编辑PPT课件动力电池单体认知新能源汽车动力电池PACK模组检修动力电池管理系统BMS检修新能源汽车动力电池热管理系统动力电池系统检修废旧动力电池的再利用PARTONE项目一动力电池单体认知目录动力电池构造及原理认知任务一磷酸铁锂和三元锂电池的构造与原理任务二电池单体测量任务三废旧动力电池处理任务四任务一动力电池构造及原理认知任务导入

能源短缺和环境污染是目前汽车工业发展中遇到的两大挑战。新能源汽车行业的发展受到高度重视，加大新能源汽车的研发和生产力度已经在全球范围内形成共识。近年来，各国政府相继将燃油车禁售提上议程。新能源汽车取代传统燃油汽车已成为必然趋势。

动力电池是新能源汽车重要的高压组件之一，占新能源汽车总成本的４０％左右。随着新能源汽车渗透率的逐步提升，动力电池发展空间广阔。预计２０２５年之后，全球动力电池市场规模将超万亿，未来５～１０年将是动力电池的黄金发展时期。情景引入任务分组获取信息

引导问题１：纯电动汽车的续航里程是广大车主非常关心的一个问题。查阅相关资料，列举影响纯电动汽车续航里程的因素有哪些，其中哪些因素与动力电池有关。

将化学能转化成电能的装置称为化学电池，一般简称为电池。纯电动汽车常用的电能储存装置主要有蓄电池、燃料电池、超级电容和飞轮电池等，其中以蓄电池的应用最为广泛。电池知识学习知识学习

纯电动汽车的主要动力源为电能。动力电池（见图１-１）作为纯电动汽车的储能核心，其主要功用是储存和释放电能，电池储能的多少是影响纯电动汽车续航里程的主要因素之一。图１-１动力电池获取信息

引导问题２：查阅相关资料，初步了解电池的基本分类，了解什么是化学电池、物理电池和生物电池。

当前纯电动汽车搭载的电池主要为铅酸蓄电池、镍氢电池和锂离子电池。新能源汽车动力电池将按照“镍氢电池→锂离子电池→燃料电池”的技术路径发展。电池一般分为化学电池、物理电池和生物电池，如图１-２所示。电池的分类知识学习知识学习图１-２电池的分类获取信息

引导问题３：通过前期的学习，结合自己的生活经验，分析一下电池主要有哪些性能指标。知识学习电池的性能指标

电池必须具备绿色环保、成本低、可靠性高、循环寿命长、比能量高和比功率大的特点。其性能指标主要包括电压、容量、内阻、能量、功率、输出效率、自放电率、放电倍率和使用寿命等。

（１）端电压。端电压是指电池正极与负极之间的电位差。

（２）开路电压。开路电压是指电池没有负载时的端电压。

（３）额定电压。额定电压是指电池正常工作时的标准电压。知识学习１．电压

（４）充电终止电压。充电终止电压是指电池充满电时，极板活性物质已达到饱和状态，继续充电，电池电压不再升高时的电压。

（５）放电终止电压。放电终止电压是指电池放电终止时的电压。知识学习

（２）实际容量。实际容量是电池在一定条件下所能输出的电量。

（４）额定容量。额定容量是根据国家标准，保证在一定的放电条件下，电池应放出的最低容量。

（１）理论容量。理论容量是活性物质的质量按法拉第定律计算得到的最高理论值。

（３）标称容量。电池以０．２Ｃ放电倍率放电时的放电容量。知识学习２．容量知识学习

电流流过电池内部受到的阻力称为内阻，它使电池电压降低。由于电池内阻的作用，电池放电时的端电压低于电动势和开路电压。

３．内阻

理论能量。理论能量是电池的理论容量与额定电压的乘积，是在规定的放电条件下，电池输出的能量。（１）

实际能量。实际能量是电池实际容量与平均工作电压的乘积，是在一定条件下电池实际输出的能量。（２）

比能量。比能量是电池单位质量输出的电能，单位是Ｗ·ｈ／ｋｇ。（３）

能量密度。能量密度是电池单位体积输出的电能，单位是Ｗ·ｈ／Ｌ。（４）知识学习４．能量知识学习

功率是指电池在一定放电策略下，单位时间内所输出能量的大小，单位为Ｗ或ｋＷ。

（１）比功率。比功率是评价电池能否满足电动汽车加速和爬坡能力的重要指标，单位为Ｗ／ｋｇ或ｋＷ／ｋｇ。

（２）功率密度。功率密度是电池单位体积输出的功率。５．功率

６．输出效率

（１）容量效率。电池放电时输出的容量与充电时输入的容量之比。

（２）能量效率。电池放电时输出的能量与充电时输入的能量之比。知识学习知识学习

８．放电倍率

放电倍率是指在规定时间内放出其额定容量所需要的电流值，它在数值上等于电池额定容量的倍数。

７．自放电率

在无负荷的状态下，电池自身会放电。自放电率是指电池在存放期间容量的下降率。知识学习

９．使用寿命

使用寿命是指电池在规定条件下的有效寿命期限。

各类动力电池的基本性能指标见表１-１。表１-１各类动力电池的基本性能指标获取信息

引导问题４：蓄电池是电动汽车的主要动力源。查阅相关资料，了解铅酸蓄电池的分类与结构。知识学习

（１）普通蓄电池。普通蓄电池的极板是由铅和铅的氧化物构成的，电解液是硫酸的水溶液。它的优点是电压稳定、价格便宜，缺点是比能量低、使用寿命短。１．铅酸蓄电池的分类铅酸蓄电池的分类与结构

（２）干式荷电铅酸蓄电池。干式荷电铅酸蓄电池简称干荷蓄电池，这种蓄电池的负极板有较高的储电能力，在完全干燥状态下，能在两年内保存电量。

（３）免维护蓄电池。免维护蓄电池电解液的消耗量非常小，在使用寿命内基本不需要补充蒸馏水，具有耐震、耐高温、体积小、自放电小的特点。知识学习

极板。极板分为正极板和负极板两种。（1）

隔板。隔板由微孔橡胶、玻璃纤维等材料制成（2）

壳体。壳体一般由塑料和橡胶材料制成。（3）

电解液。电解液的作用是使极板上的活性物质发生化学反应（溶解和电离）。（4）知识学习２．铅酸蓄电池的结构知识学习

铅酸蓄电池的结构如图１-３所示。图１-３铅酸蓄电池的结构２．铅酸蓄电池的结构获取信息

引导问题５：查阅相关资料，了解铅酸蓄电池是如何向汽车用电设备供电的。

蓄电池放电时，把化学能转化为电能。

电解液中存在的硫酸根离子和氢离子在电场的作用下分别移向电池的正负极，在电池内部形成电流回路，蓄电池向外持续放电。

放电过程化学反应式为ＰｂＯ２＋２Ｈ２ＳＯ４＋Ｐｂ

２ＰｂＳＯ４＋２Ｈ２Ｏ知识学习１．放电过程→铅酸蓄电池的工作原理知识学习

２．充电过程

蓄电池充电时，通过外接电源使正负极板上的物质恢复活性，并把电能转化为化学能储存起来。

在外界电流的作用下，正极板上的硫酸铅被解离为铅离子和硫酸根离子。由于外电源不断从正极吸取电子，所以正极板附近游离的二价铅离子不断放出两个电子来补充，变成四价铅离子，并与水发生反应，最终在正极板上生成二氧化铅。

在外界电流的作用下，负极板上的硫酸铅被离解为铅离子和硫酸根离子。由于负极不断从外电源获得电子，所以负极板附近游离的铅离子变成铅原子，并以绒状铅附在负极板上。

充电过程化学反应式为

２ＰｂＳＯ４＋２Ｈ２Ｏ

→ＰｂＯ２＋２Ｈ２ＳＯ４＋Ｐｂ

铅酸蓄电池具有价格低廉、放电性能良好、高低温性能稳定性好、效率高等优点。获取信息

引导问题６：第二种常见的蓄电池是镍系列电池，包括镍氢电池、镍镉电池和镍锌电池，其中以镍氢电池最为常见。查阅相关资料，了解镍氢电池的结构和工作原理。知识学习

１．镍氢电池的结构

镍氢电池根据形状可分为方形镍氢电池和圆柱形镍氢电池，镍氢电池的结构如图１-４所示。图１-４镍氢电池的结构镍氢电池的结构和工作原理知识学习

１．镍氢电池的结构

镍氢电池各部件的基本功能见表１-２。表１-２镍氢电池各部件的基本功能知识学习

（１）充电过程。镍氢电池充电时正极上的Ｎｉ（ＯＨ）２转变为ＮｉＯ（ＯＨ）。负极析出的氢原子吸附在储氢合金表面，形成吸附态氢原子，然后扩散到储氢合金内部，形成金属氢化物ＭＨ。反应原理如下。正极：Ｎｉ（ＯＨ）２＋ＯＨ－－ｅ－

→ＮｉＯ（ＯＨ）＋Ｈ２Ｏ负极：Ｍ＋Ｈ２Ｏ＋ｅ－

→ＭＨ＋ＯＨ－镍氢电池过充电时，正极上会析出氧气，然后扩散到负极上发生反应化合为水。２．镍氢电池的工作原理

（２）放电过程。镍氢电池放电时，ＮｉＯ（ＯＨ）得到电子转变为Ｎｉ（ＯＨ）２，金属氢化物内部的氢原子扩散到表面形成吸附态的氢原子，再发生电化学氧化反应生成水。反应原理如下。

正极：ＮｉＯ（ＯＨ）＋Ｈ２Ｏ＋ｅ－

→Ｎｉ（ＯＨ）２＋ＯＨ－

负极：ＭＨ＋ＯＨ－－ｅ－→Ｍ＋Ｈ２Ｏ知识学习知识学习

２．镍氢电池的工作原理

储氢材料必须具备高度的反应可逆性，而且可逆循环的次数必须足够多。镍氢电池的优、缺点见表１-３。表１-３镍氢电池的优、缺点获取信息

引导问题７：锂离子电池是目前应用最广泛、最有发展前景的蓄电池。查阅相关资料，了解锂离子电池的结构和工作原理。

锂离子电池是借助锂离子在电池正负极之间移动产生能量的一种蓄电池。锂离子电池是由锂电池发展而来的。锂离子蓄电池具有工作电压高、比能量高、循环寿命长等优点，被广泛应用在纯电动汽车中。锂离子电池组外观如图１-５所示锂离子电池知识学习图１-５锂离子电池组外观知识学习

１．锂离子电池的分类

根据正极材料的不同，锂离子电池可分为钴酸锂锂离子电池、锰酸锂锂离子电池、磷酸铁锂锂离子电池和三元材料锂离子电池。各类锂离子电池的性能比较见表１-４。表１-４各类锂离子电池的性能比较知识学习

２．锂离子电池的结构

常见的锂离子电池外形有圆柱形和棱柱形两种，主要由正极、负极、隔膜、电解液、外壳、顶盖和密封圈等部件组成，如图１-６所示。图１-６锂离子电池的结构

（１）正极。正极的活性物质一般为锰酸锂、钴酸锂或镍钴锰酸锂。

（２）负极。负极的活性物质为石墨，或近似石墨结构的碳锂化合物。

（３）隔膜。隔膜是经特殊处理成型的高分子薄膜，有微孔结构，可以允许锂离子自由通过，而电子不能通过。知识学习２．锂离子电池的结构

（４）电解液。电解液是溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂，聚合物锂离子电池则使用凝胶状电解液。

（５）外壳。外壳主要有钢壳、铝壳、镀镍铁壳、铝塑膜等类型。知识学习知识学习

锂离子电池的优、缺点见表１-５。表１-５锂离子电池的优、缺点知识学习

３．锂离子电池的工作原理

锂离子电池的正极材料采用锂合金金属氧化物，负极采用锂碳层间化合物，电解液为有机溶液。在整个充放电过程中，锂离子通过电解质隔膜往返于正负极之间，因此锂离子电池被形象地称为“摇椅电池”。锂离子电池充放电原理如图１-７所示。图１-７锂离子电池充放电原理

１）放电

锂离子电池的最大放电电流（放大率）一般被限制在２～３Ｃ。更大的放电电流会使电池发热严重，对电池的组成物质造成损坏，影响电池的使用寿命。

２）充电

锂离子电池的充电电流（充电率）应根据电池生产厂的建议选用。一般锂离子电池的充电电流设定在０．２～１Ｃ。知识学习４．锂离子电池的充放电特性获取信息

引导问题８：宇通氢燃料电池客车成功完成２０２２年北京冬奥会服务任务，并获得广泛好评。冬奥会主办城市之一的张家口由于天气寒冷，所以在选购公交车辆时更加关注其低温性能，最终选择使用宇通氢燃料电池为冬奥会服务。查阅相关资料，了解燃料电池的基本结构和工作原理。知识学习

１．燃料电池的分类

燃料电池的主要分类如图１-８所示。图１-８燃料电池的主要分类燃料电池知识学习

质子交换膜燃料电池由于具有工作温度低、起动时间短、效率较高等优点，已经成为燃料电池汽车的最佳选择。常见燃料电池的性能特点见表１-６。表１-６常见燃料电池的性能特点１．燃料电池的分类知识学习

２．燃料电池的优、缺点

燃料电池不能通过充电的方法储存电能，只要稳定提供燃料就可以持续发电。燃料电池的优、缺点见表１-７。表１-７燃料电池的优、缺点知识学习

３．燃料电池的工作原理

以氢燃料电池为例，其工作原理如图１-９所示。图１-９氢燃料电池的工作原理

（２）燃料电池放电过程所消耗的活性物质无须通过充电来还原，只需要向电池内不断地输入燃料及氧化剂，并将电化学反应产物及时排出即可持续提供电能。

（４）燃料电池的内部结构和系统的控制比较复杂，尤其是放电控制不如普通化学蓄电池方便。

（１）燃料电池通过电化学反应转换为电能的活性物质不在其内部，而是从其外部输入。

（３）燃料电池本体只决定电池的输出功率，而燃料电池能量的大小则取决于外部可输入的燃料和氧化剂。知识学习４．燃料电池与蓄电池的区别

５．燃料电池汽车的关键技术

１）燃料电池系统

燃料电池堆的净输出功率、耐久性、低温起动性及成本等直接影响燃料电池汽车的性能和发展。

２）车载储氢装置

燃料电池汽车大多以纯氢为燃料。车载储氢装置对燃料电池汽车的动力性及续航里程影响很大。知识学习

３）辅助储能装置

燃料电池汽车的辅助储能装置主要有蓄电池、超级电容和飞轮电池三种。

４）电机

电机用于产生驱动车轮转动的电磁转矩，其性能对燃料电池汽车的动力性和经济性影响极大。

５）系统管理策略与电子控制技术

整车动力系统的优化设计、能量管理策略、整车热管理及整车电子控制（动力控制、能量管理、热管理及制动能量回馈）。知识学习评价反馈（１）各组代表汇报展示成果，介绍任务的完成过程。（２）学生进行自我评价，并将结果填入表１-８中。表１-８项目一任务一学生自评表评价反馈（３）学生以小组为单位，进行互评，并将互评结果填入表１-９中。表１-９项目一任务一学生互评表评价反馈表１-９项目一任务一学生互评表续表（３）学生以小组为单位，进行互评，并将互评结果填入表１-９中。评价反馈（４）教师对学生工作过程与工作结果进行评价，并将评价结果填入表１-１０中。表１-１０项目一任务一教师对学生评价表评价反馈

（５）通过学生自评、小组互评和教师评价，计算学生综合评价得分并将结果填入表１-１１中。表１-１１项目一任务一学生综合评价表任务二磷酸铁锂和三元锂电池的构造与原理任务导入

李先生在所在的城市限号政策发布后，得知新能源汽车不受限制，所以准备购买一辆新能源汽车作为交通工具。经朋友推荐，他准备购买一辆特斯拉Ｍｏｄｅｌ３，可是在２０２２款后轮驱动版和２０２２款全轮驱动版如何选择方面犯了难。

特斯拉Ｍｏｄｅｌ３车型两种配置最大的区别是电机和电池的不同。前者搭载的是后置永磁同步电机和磷酸铁锂电池，后者搭载的是前置感应电机与后置永磁电机的双电机和三元锂电池。情景引入任务分组获取信息

引导问题１：比亚迪新能源汽车车型搭载磷酸铁锂电池居多，江淮、荣威、欧拉、北汽等品牌搭载的动力电池也以磷酸铁锂电池为主。查阅相关资料，简要了解一下磷酸铁锂电池。知识学习

锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂和三元材料等。

磷酸铁锂电池外观如图１-１０所示。图１-１０磷酸铁锂电池外观磷酸铁锂电池知识学习

１．磷酸铁锂电池的结构

磷酸铁锂电池一般由正极、负极、电解液、隔膜等部件组成。其结构如图１-１１所示。图１-１１磷酸铁锂电池的结构

（２）负极。负极活性物质由碳材料（多用石墨）与黏结剂的混合物再加上有机溶剂制成，并涂覆在铜基体上，呈薄层状分布。

（４）隔膜。隔膜的功能是隔离正负极，阻止电子穿过，同时允许锂离子通过，完成在电化学充放电过程中锂离子在正负极之间的快速传输。

（１）正极。正极活性物质一般为磷酸铁锂（ＬｉＦｅＰＯ４）。

（３）电解液。电解液一般由六氟磷酸锂（ＬｉＰＦ６）加上有机溶剂配成。知识学习１．磷酸铁锂电池的结构

２．磷酸铁锂电池的工作原理

如图1-１１所示，磷酸铁锂电池的正极是橄榄石结构，由铝箔与电池的正极连接，中间是聚合物制成的隔膜，它把正极与负极隔开。锂离子可以通过聚合物隔膜，而电子不能通过。电池负极由碳（石墨）组成，由铜箔与电池的负极连接。电池内部充有电解液，电池由金属外壳密闭封装。知识学习知识学习

（２）循环寿命长。磷酸铁锂电池循环寿命普遍达２０００次，其容量还能维持在８０％以上，甚至有些磷酸铁锂电池循环寿命超过３５００次。

（１）安全性高。搭载钴酸锂和锰酸锂电池的新能源汽车在强烈碰撞下会发生爆炸，可能对驾乘人员的生命安全构成威胁。３．磷酸铁锂电池的优势

（３）高温性能好。锰酸锂和钴酸锂电池的电热峰值为２００℃左右，而磷酸铁锂电池可以在３５０～５００℃范围内正常工作。

（４）无记忆效应。镍氢、镍镉电池存在记忆性，而磷酸铁锂电池无记忆性，电池无论处于什么状态，可随充随用，无须先放完电再充电。知识学习

（６）容量大。磷酸铁锂电池的能量密度大约是铅酸蓄电池的３～４倍，是镍镉电池的２．５倍。

（５）绿色环保。磷酸铁锂电池正极材料中不含贵重金属和稀有金属，所以磷酸铁锂电池绿色环保，无毒、无污染。知识学习

（１）产品一致性较差。

（２）低温性能较差。低于０℃时电池容量下降快，在低温下循环性能极差。

（３）等体积电池容量较低。等容量的磷酸铁锂电池的体积要大于钴酸锂等锂离子电池。知识学习４．磷酸铁锂电池的劣势获取信息

引导问题２：查阅相关资料，了解三元锂电池。知识学习

三元锂电池全称为三元聚合物锂电池，是目前新能源汽车最具发展前景的动力电池。

三元锂电池外观如图１-１２所示。图１-１２三元锂电池外观三元锂电池知识学习

三元锂电池正极材料以镍盐、钴盐和锰盐为原料，其中镍、钴、锰的比例可以根据实际需要调整。三元锂电池正极各部分材料性能如图１-１３所示。图１-１３三元锂电池正极各部分材料性能

（２）能量密度较高。电池的能量密度也就是电池单位体积或质量所释放出的电能。

（４）低温性能优良。三元锂电池在－２０℃条件下可保持正常电池容量的７０％～８０％。

（１）电压平台高。电压平台是表征电池能量密度的重要指标，决定着电池的基本效能和成本。

（３）振实密度较高。振实密度是衡量活性材料的重要指标，三元材料的高振实密度可以增大电池的放电容量，减小内阻和损失，延长电池的使用寿命。知识学习１．三元锂电池的优势（１）制造成本高。（２）有一定安全隐患。（３）高温性能较差。（４）使用寿命相对较短。知识学习２．三元锂电池的劣势获取信息

引导问题３：查阅相关资料，对比一下磷酸铁锂电池和三元锂电池各有哪些优点和缺点。知识学习

新能源汽车最核心的技术即提供能量的动力电池，续航能力和充电速度则是制约电池技术发展的关键因素。锂离子电池因为能量密度高和循环寿命长而得到广泛应用。２０２０年以来上市的新能源汽车搭载的动力电池基本都是磷酸铁锂电池和三元锂电池，所以磷酸铁锂和三元锂已然成为新能源汽车动力电池两大主流技术方向。磷酸铁锂电池和三元锂电池的对比知识学习

部分搭载磷酸铁锂电池和三元锂电池的车型见表１-１２。表１-１２部分搭载磷酸铁锂电池和三元锂电池的车型知识学习

部分搭载磷酸铁锂电池和三元锂电池的车型见表１-１２。表１-１２部分搭载磷酸铁锂电池和三元锂电池的车型续表知识学习

磷酸铁锂电池和三元锂电池特性指标对比见表１-１３。表１-１３磷酸铁锂电池和三元锂电池特性指标对比

１．能量密度

磷酸铁锂电池的能量密度较低，一般情况下只有１４０～１６０Ｗ·ｈ／ｋｇ，仅少数车型通过技术革新使得动力电池能量密度达１８０Ｗ·ｈ／ｋｇ以上。

２．安全性

就动力电池正极材料本身而言，磷酸铁锂化合物中Ｐ-Ｏ键化学性质稳定，难以分解，从而杜绝氧气的形成，避免后续安全问题连锁效应。知识学习磷酸铁锂电池和三元锂电池各项性能指标对比如下。

３．温度适应性

磷酸铁锂电池在冬季－２０℃时容量衰减４０％～５０％，因为正极材料（磷酸铁锂化合物）本身为绝缘体。

４．充电效率

三元锂电池充电效率更高。锂离子电池充电采用限流限压法，即在第一阶段做恒流充电，此时电流大、效率高。

５．循环寿命

循环寿命方面，磷酸铁锂电池要优于三元锂电池。知识学习知识学习

（２）三元锂电池对用车环境多样，尤其是低温地区的消费者较为友好，且充电速度会更快，续航更长，能量密度更高，适合经常长途自驾或对极限性能有要求的消费者。

（１）磷酸铁锂电池的化学结构稳定，具有更长的充放电寿命，且价格更便宜，适合大部分对续航要求适中，但对电池循环寿命要求更高，以及对整车价格更敏感的消费者。６．成本评价反馈（１）各组代表汇报展示成果，介绍任务的完成过程。（２）学生进行自我评价，并将结果填入表１-１４中。表１-１４项目一任务二学生自评表评价反馈（３）学生以小组为单位，进行互评，并将互评结果填入表１-１５中。表１-１５项目一任务二学生互评表评价反馈（３）学生以小组为单位，进行互评，并将互评结果填入表１-１５中。表１-１５项目一任务二学生互评表续表评价反馈（４）教师对学生工作过程与工作结果进行评价，并将评价结果填入表１-１６中。表１-１６项目一任务二教师对学生评价表评价反馈

（５）通过学生自评、小组互评和教师评价，计算学生综合评价得分并将结果填入表１-１７中。表１-１７项目一任务二学生综合评价表任务三电池单体测量任务导入

王先生一直没有了解过动力电池相关知识，他将自己的比亚迪秦ＥＶ的动力电池包误认为是一块大电池。直至发觉动力电池性能下降，送至４Ｓ店维修时才发现自己的想法一直都是错误的。实际上，纯电动汽车使用的锂离子动力电池包也跟普通铅酸蓄电池一样，由若干块电池单体串联、并联后得到。

王先生想通过此次车辆的检测和维修，对自己的爱车有更多了解。假设你是比亚迪４Ｓ店的维修技师，此时需要你为王先生提供关于纯电动汽车动力电池单体的相关专业信息。情景引入任务分组获取信息

引导问题：通过前期的学习，查阅相关资料，了解锂离子电池单体的测量方法。

电池单体（ｃｅｌｌ）是组成电池模组（ｂａｔｔｅｒｉｅｓ）和电池包（ＰＡＣＫ）的最基本的元素，一般锂离子电池单体的额定电压为３～４Ｖ。

电池模组是多个电池单体的集合，构成一个单一的物理模块，可以提供更高的电压和容量。

电池包一般是由多个电池模组组合而成的，包括ＢＭＳ和电池热管理系统以及其他附属结构等。知识学习电池单体测量

动力电池单体重要参数定义及测量计算方法如下。

１．电池荷电状态

电池荷电状态（ｓｔａｔｅｏｆｃｈａｒｇｅ，ＳＯＣ）是用来反映电池剩余容量状况的物理量，其数值定义为在环境温度为２５℃的条件下电池剩余容量占电池容量的比值，即

ＳＯＣ＝Qc／GI式中，QC为电池剩余容量；GI为电池以恒定电流I放电时所具有的容量。知识学习知识学习

国内外对电池ＳＯＣ估算的方法.１．电池荷电状态

１）安时法

安时法又称电流积分法，也是计算电池ＳＯＣ的基础。假设当前电池ＳＯＣ初始值为ＳＯＣ０，在经过时间t的充电或放电后ＳＯＣ为

式中，Ｑ０为额定容量。

ＳＯＣ定义为电池的荷电状态，而电池荷电状态就是电池电流的积分，所以理论上讲安时法是最准确的。

３）卡尔曼滤波算法

卡尔曼滤波算法是利用前一时刻的状态估计值和当前时刻的观测值来获得动态系统当前时刻状态变量的最优估计，包括预报和分析两个步骤。

２）开路电压法

锂离子电池的电动势与电池的ＳＯＣ之间存在一定的函数关系，由此可以通过对开路电压进行测量而得到电池的ＳＯＣ值。知识学习国内外对电池ＳＯＣ估算的方法.

２．电池健康状态

１）完全放电法

完全放电法需要对电池进行一个完全的放电循环，然后将测出的放电容量与新电池的标称容量进行比较。

２）内阻法

通过建立内阻与ＳＯＨ之间的关系来进行ＳＯＨ估算。大量研究表明电池内阻和ＳＯＨ之间存在一定的对应关系。知识学习常见的ＳＯＨ估算方法。知识学习

３）电化学阻抗法

电化学阻抗法较为复杂，通过对电池施加多个不同频率的正弦信号，然后根据模糊理论对已经采集的数据进行分析，从而获得此电池的特性，预测当前电池的性能。常见的ＳＯＨ估算方法。

３．电池内阻

内阻是衡量电池性能的一个重要技术指标。正常情况下，内阻小的电池的放电能力强，内阻大的电池的放电能力弱。知识学习

１）直流测试法

测试设备让电池在短时间内通过一个较大的恒定直流电流（一般使用４０～８０Ａ的大电流），测量此时电池两端的电压变化，并按公式计算出当前的电池内阻。

（１）可以测量几乎所有的电池，包括小容量电池，且对电池本身不会有太大损坏。

（２）精度可能受纹波／谐波电流干扰，对测量仪器电路的抗干扰能力要求高。

（３）无法实时在线测量。知识学习２）交流测试法交流测试法有如下特点。

４．电池自放电率

电池的自放电又称荷电保持能力，它是指在开路状态下，电池存储的电量在一定环境条件下的保持能力（或内部的自发反应而引起的化学能损失）。一般来说，自放电主要受电池制造工艺、材料、储存条件的影响。知识学习知识学习

５．电池单体测量实操

１）电池单体外观检查

电池单体的外观要正常，无破损、漏液、烧蚀等情况。进行实操前，如发现电池存在弯曲、断裂、渗漏、壳体脱落等现象，应及时更换。知识学习

２）优利德ＵＴ３５００Ｂ系列电池内阻测试仪

可以使用优利德ＵＴ３５００Ｂ系列电池内阻测试仪检测电池单体的电压、内阻。优利德ＵＴ３５００Ｂ系列电池内阻测试仪外观如图１-１４所示。图１-１４优利德UT３５００B系列电池内阻测试仪外观知识学习

２）优利德ＵＴ３５００Ｂ系列电池内阻测试仪

（１）产品功能接口及按键。优利德ＵＴ３５００Ｂ系列电池内阻测试仪功能接口及按键说明如图１-１５所示。图１-１５优利德UT３５００B系列电池内阻测试仪功能接口及按键知识学习

２）优利德ＵＴ３５００Ｂ系列电池内阻测试仪

（２）产品配件。优利德ＵＴ３５００Ｂ系列电池内阻测试仪产品配件主要包括皇冠探头测试棒、鳄鱼夹测试线和开尔文测试线，如图１-１６所示。图１-１６优利德UT３５００B系列电池内阻测试仪产品配件知识学习

２）优利德ＵＴ３５００Ｂ系列电池内阻测试仪

（３）电池单体内阻及电压测量。

①皇冠探头测试棒清零步骤。按照图１-１７所示位置放置测试棒，依次使中心探针和中心探针点接触，中心探针与外围探针点接触，外围探针和外围探针点接触，开始清零。图１-１７皇冠探头测试棒清零知识学习

２）优利德ＵＴ３５００Ｂ系列电池内阻测试仪

（３）电池单体内阻及电压测量。

②鳄鱼夹红黑测试线清零步骤。红黑鳄鱼夹前端较大齿之间相互啮合成直线状态后开始清零，如图１-１８所示。图１-１８鳄鱼夹红黑测试线清零知识学习

２）优利德ＵＴ３５００Ｂ系列电池内阻测试仪

（３）电池单体内阻及电压测量。

③开尔文测试线清零步骤。将开尔文测试线的测试夹尖嘴交叉叠放，开始清零，如图１-１９所示。图１-１９开尔文测试线清零评价反馈（１）各组代表汇报展示成果，介绍任务的完成过程。（２）学生进行自我评价，并将结果填入表１-１８中。表１-１８项目一任务三学生自评表评价反馈（３）学生以小组为单位，进行互评，并将互评结果填入表１-１９中。表１-１９项目一任务三学生互评表评价反馈（３）学生以小组为单位，进行互评，并将互评结果填入表１-１９中。表１-１９项目一任务三学生互评表续表评价反馈（４）教师对学生工作过程与工作结果进行评价，并将评价结果填入表１-２０中。表１-２０项目一任务三教师对学生评价表评价反馈

（５）通过学生自评、小组互评和教师评价，计算学生综合评价得分并将结果填入表１-２１中。表１-２１项目一任务三学生综合评价表任务四废旧动力电池处理任务导入

自电池发明和使用以来，它给我们的生活带来了极大的便利，但是对于它的争议却从来没有停止过。废旧电池残留的有害物质严重地污染了自然环境，也违背了创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念，所以对于废旧电池进行统一回收处理是十分有必要的。

电池种类繁多、应用范围广，加之近年来新能源汽车市场持续火热，动力电池制造、检修、更换以及报废需求持续升温。假设你是某动力电池回收企业的技术人员，需要了解各类电池的材料、性能、污染性以及绿色环保的分类回收方法。情景引入任务分组获取信息

引导问题１：查阅相关资料，了解我国现阶段新能源汽车废旧动力电池回收状况。

１．废旧动力电池处理现状

新能源汽车是我国乃至全球的战略产业，其结构的核心部件是动力电池。新能源汽车动力电池以锂离子电池为主，锂离子电池具有能量密度高、自放电率低以及不含有毒重金属等优点，已成为新能源汽车行业聚焦的热点。随着各项助力政策的推出，我国新能源汽车产业快速发展，动力电池市场迎来巨大增幅，随之而来的动力电池回收再利用问题也越来越突出。知识学习废旧动力电池处理现状和方法

（１）梯次利用。从电动汽车上退役的锂离子电池，在电池状态良好的情况下，可用在发电站储能、电网储能等相关领域作为电能储存载体，发挥剩余价值，可以延长电池的使用寿命。

（２）拆解回收。锂离子电池正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂等。用酸碱溶液浸出，再经过多种化工程序，对金属氧化物进行萃取。知识学习２．废旧动力电池处理方法１）废旧锂离子电池的处理方法知识学习

２）磷酸铁锂电池回收技术

（１）干法回收。

①拆解分选法。磷酸铁锂电池中贵重金属比较少，因此小规模回收时主要先拆分电池单体得到正负电极，再破碎分选回收铜、铝及其他材料。

磷酸铁锂电池回收拆解分选工艺流程如图１-２０所示。图１-２０磷酸铁锂电池回收拆解分选工艺流程知识学习

②破碎回收法。由于磷酸铁锂电池单体的正负极拆分较为困难，所以对整个电池单体采用破碎和物料分选工艺较为方便。磷酸铁锂电池破碎回收法工艺流程如图１-２１所示。图１-２１磷酸铁锂电池破碎回收法工艺流程

（２）湿法回收。湿法回收技术主要对从电池中拆解下来的正极进行煅烧、酸浸、碱溶解等工艺处理，使磷酸铁锂电池中的金属离子溶解，进一步利用沉淀、吸附、离子交换等方式将溶解到溶液中的金属离子以氧化物、盐等形式提取出来，反应过程中多使用硫酸、氢氧化钠和双氧水等作为试剂，可以有效回收废旧电池中的铁、铝和锂等金属。知识学习

２）磷酸铁锂电池回收技术知识学习

２）磷酸铁锂电池回收技术

磷酸铁锂电池湿法回收工艺流程如图１-２２所示。图１-２２磷酸铁锂电池湿法回收工艺流程

①生物浸出回收技术。生物浸出回收技术主要利用微生物浸出原理实现回收。

②电极修复技术。电极修复技术是将废旧电池中的电极材料处理分离出各有价金属后，直接用于制作新电极。知识学习

２）磷酸铁锂电池回收技术

（３）其他回收技术。获取信息

引导问题２：查阅相关资料，了解我国现阶段新能源汽车三元锂电池回收技术。

１．火法回收

火法回收是直接采用高温处理的方法提取电极中的金属或金属氧化物，工艺简单，但回收材料纯度低，废旧电池中的电解液、黏结剂等有机物会由于高温反应产生有害气体，需要安装配套设施进行二次废气处理。知识学习废旧三元锂电池回收方法知识学习

２．湿法回收

１）前处理

前处理是对废旧三元锂电池进行物理放电和拆解。废旧三元锂电池荷电状态参差不齐，会存在不同程度的电量残留。

（２）机械分离法是利用组分的物理特征，如粒径尺寸、磁性质、密度等差异实现各组分的分离。

（４）碱溶法主要是利用强碱选择性地把集流体溶解，而电极材料中的Ｌｉ、Ｎｉ、Ｃｏ和Ｍｎ等有价金属基本不溶解，从而实现了集流体和活性物质的分离。

（１）热处理法是利用电极材料中每种物质分解温度的不同，通过高温使得黏结剂分解失效，活性物质从集流体上脱落。

（３）溶剂法是利用相似相溶的化学原理，采用与黏结剂具有相同极性的有机溶剂来溶解黏结剂，进而实现活性物质与集流体的分离。知识学习２．湿法回收２）预处理

（１）酸浸法可以将大部分固态粉末的金属离子转移到酸溶液中，并能有效地与部分导电炭、黏结剂等残渣成分分离，为后续分离提纯提供原料液。

（２）生物浸取法是利用微生物的特殊选择性实现金属的浸取和溶解的。生物浸取具有耗酸量少、金属溶出率高、环境友好、操作条件温和等优点，逐渐应用于有价金属的回收。知识学习２．湿法回收３）浸取有价金属知识学习

４）分离提取有价金属

（１）萃取法是选择一种或几种有机溶剂的混合物作为萃取剂，与目标金属离子形成配位络合物，再将配位络合物的金属离子转移到另一种有机溶剂中，进而实现对不同金属离子分离提纯。２．湿法回收知识学习

４）分离提取有价金属

（２）沉淀法是向浸取液中加入合适的沉淀剂，使得金属离子和沉淀剂形成难以溶解的化合物，从而实现金属的分离。

废旧三元锂电池电极湿法回收工艺（沉淀法）流程如图１-２３所示。图１-２３废旧三元锂电池电极湿法回收工艺（沉淀法）流程２．湿法回收评价反馈（１）各组代表汇报展示成果，介绍任务的完成过程。（２）学生进行自我评价，并将结果填入表１-２２中。表１-２２项目一任务四学生自评表评价反馈（３）学生以小组为单位，进行互评，并将互评结果填入表１-２３中。表１-２３项目一任务四学生互评表评价反馈（３）学生以小组为单位，进行互评，并将互评结果填入表１-２３中。表１-２３项目一任务四学生互评表续表评价反馈（４）教师对学生工作过程与工作结果进行评价，并将评价结果填入表１-２４中。表１-２４项目一任务四教师对学生评价表评价反馈

（５）通过学生自评、小组互评和教师评价，计算学生综合评价得分并将结果填入表１-２５中。表１-２５项目一任务四学生综合评价表感谢观看！NEWENERGYVEHICLE

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新能源汽车电池及管理系统检修NEWENERGYVEHICLE

PPTTEMPLATEPARTTWO项目二动力电池模组检修目录动力电池模组成组方法任务一动力电池拆装及技能大赛功能模块任务二动力电池模组认知及１＋X考证功能模块任务三动力电池模组一致性及模组均衡控制任务四任务一动力电池模组成组方法任务导入

动力电池模组是动力电池包的“心脏”，负责储存和释放能量，为新能源汽车提供动力。

动力电池应满足新能源汽车的续航里程需求，能保证新能源汽车行驶过程中的碰撞、振动不会导致电池包产生位移或变形，保证在遇到极端情况（如撞击、漏液、高温、短路等）时电池包不会发生危害人身安全的事故，还要在不同气候条件下保证正常运行。假设你是某新能源汽车４Ｓ店动力组维修技师，需要了解动力电池模组成组方法。情景引入任务分组获取信息

引导问题：查阅相关资料，了解纯电动汽车动力电池模组成组相关知识。知识学习

动力电池模组可以理解为电池单体经由串、并联方式组合成的多个电池模组。电池模组是单个组件，其制造工序分为加工、组装、包装三大部分。比亚迪秦ＰｒｏＥＶ动力电池模组如图２-１所示。图２-１比亚迪秦ProEV动力电池模组动力电池模组成组方法知识学习

１．动力电池包的主要构成

１）动力电池模组

（１）电池单体。电池单体有方形、圆柱形及软包等结构，如图２-２所示。图２-２方形、圆柱形和软包电池单体结构

（２）电池模组。电池模组由一个或多个电池单体并联构成，封装在一个独立的电池壳体内，具有独立的正极和负极输出。

（３）电池单元。电池单元由数个电池单体或电池模组串联在一起构成。知识学习

１）动力电池模组知识学习

３）电气系统

电气系统主要由高压线束、低压线束和继电器组成.

２）结构系统

动力电池包结构系统主要由动力电池包上盖、各种金属支架、端板和螺栓组成。

动力电池充放电的过程实际上就是化学反应的过程，化学反应会释放大量的热量，热管理系统需要将热量带走，让动力电池处于一个合理的工作温度范围内，以提高动力电池的寿命和可靠性。知识学习４）热管理系统知识学习

５）动力电池管理系统（ＢＭＳ）

纯电动汽车依靠电能驱动车辆行驶，瞬时功率可能高达几百千瓦，电压范围从几十伏到几百伏，电流也可以达到正负几百安。大电流的充电和放电，以及高电压的输出，意味着动力电池包有很高的电气载荷要求。ＢＭＳ控制器外观如图２-３所示。图２-３BMS控制器外观知识学习

１）电池单体的组合方式

（１）电池单体串联。电池单体串联能实现输出电压最大化。如图２-４所示，总电压Uｃｃ＝U１＋U２＋U３。图２-４电池单体串联电压２．动力电池成组技术知识学习

２．动力电池成组技术

１）电池单体的组合方式

（２）电池单体并联。电池单体并联能实现输出电流最大化。电池单体并联可以提高电池模组的电容量，电池模组电压则保持不变。电池模组的性能通常比电池单体性能差。如图２-５所示，总电压Uｃｃ＝U１＝U２＝U３。图２-５电池单体并联电压

（１）提高能量密度。提高动力电池包的能量密度，以满足纯电动汽车行驶里程的要求。

（２）轻量化设计。相对于纯电动汽车的其他部件而言，动力电池包箱体对防撞、防水、防火、防尘等方面的要求尤为严苛。知识学习２．动力电池成组技术２）动力电池成组技术要求

②制造工艺可控。无过焊、虚焊，确保电池单体１００％无损伤。

④动力电池易拆分。动力电池包易于维护、维修，成本低，电池可梯次利用性好。

①结构可靠。提升动力电池内部空间利用率，结构抗振动、抗石击、抗疲劳。

③成本低廉。电池包产线自动化，成本低。知识学习２）动力电池成组技术要求

（３）提升结构设计。对动力电池包结构设计的要求如下。

⑤阻燃性能好。做到必要的热传递隔离，避免热失控过快蔓延。

⑥无积水结构。动力电池包结构上方应避免凹台出现，否则易导致不必要的积水。

⑦轻量化设计。考虑到车辆的综合性能表现，动力电池包结构应尽量追求轻量化设计。知识学习

①通过系统化、最优化的设计，确保不发生事故。

②在事故发生前预警，给驾乘人员以反应时间。

③发生故障后，能阻止事故过快蔓延，可以通过电池单体动力电池模组设置的熔断器，知识学习动力电池包的安全设计原则有以下三点。（４）安全设计。２）动力电池成组技术要求

（５）热管理设计。动力电池模组应在不同天气条件下均正常运行，例如，在高温时开启制冷系统，降低动力电池包温度，低温时开启加热系统，保证动力电池包的正常充放电。知识学习２）动力电池成组技术要求

（６）电气设计。动力电池模组的电气设计包含低压和高压两个部分。

①低压设计。通过信号采集线束，将动力电池电压、温度信息传输到动力电池模组控制器，通过ＣＡＮ总线连接动力电池模组控制器，将动力电池模组信息传递出去。

②高压设计。高压设计主要是电池单体之间的串并联，以及动力电池模组之间的连接导电方式设计，一般模组之间只考虑串联方式。知识学习２）动力电池成组技术要求知识学习

（７）标准化设计。动力电池行业尚未成熟，行业内缺少标准，不同企业在动力电池的选材、设计、连接方式等方面往往不能达成共识。

２）动力电池成组技术要求知识学习

３．动力电池模组连接方法

动力电池模组是由多个电池单体串并联组装而成的，通过一定的制造工艺可将各电池单体结构固定，协同发挥充电、放电、存储的功能.动力电池焊接、螺接、机械压接成组如图２-６所示。图２-６动力电池焊接、螺接、机械压接成组

１）焊接

应用于电池模组的焊接工艺主要有激光焊接、超声波焊接和电阻焊接。

２）螺接

螺接连接方式多用于大型电池上，工艺上比较简单，导电能力更强，用防松螺钉固定电池单体与母排之间的连接。

３）机械压接

机械压接是指依靠狭缝式弹性导电结构，将电池接线柱直接夹持在模具组上。知识学习

３．动力电池模组连接方法评价反馈（１）各组代表汇报展示成果，介绍任务的完成过程。（２）学生进行自我评价，并将结果填入表２-１中。表２-１项目二任务一学生自评表评价反馈（３）学生以小组为单位，进行互评，并将互评结果填入表２-２中。表２-２项目二任务一学生互评表评价反馈（４）教师对学生工作过程与工作结果进行评价，并将评价结果填入表２-３中。表２-３项目二任务一教师对学生评价表评价反馈表２-３项目二任务一教师对学生评价表续表评价反馈

（５）通过学生自评、小组互评和教师评价，计算学生综合评价得分并将结果填入表２-４中。表２-４项目二任务一学生综合评价表任务二动力电池拆装及技能大赛功能模块任务导入

王先生的比亚迪秦ＥＶ３００使用一段时间后，电池模组容量降低，整车续航里程缩短。某４Ｓ店维修主管对该车进行各项检测之后，判断该车动力电池存在故障，确定需要对动力电池进行拆装。

假设你是该４Ｓ店的维修技师，此时需要你协助维修主管按照规范程序，从车上拆卸动力电池。完成维修工作后，需要你对动力电池进行安装，并确认其工作状态正常。情景引入任务分组获取信息

引导问题１：查阅相关资料，了解动力电池拆装过程及要求。知识学习

１．任务准备

动力电池是新能源汽车的核心部件之一，是新能源汽车的能量来源，相当于燃油汽车中的燃油箱。动力电池的主要功能如图２-７所示。图２-７动力电池的主要功能动力电池拆装评价反馈

相比传统能源汽车的１２Ｖ蓄电池，新能源汽车动力电池的工作电压要高很多，可能会给维修技术人员带来人身安全问题。所以安全是进行新能源汽车动力电池拆装作业的重中之重。动力电池拆装任务准备见表２-５。表２-５动力电池拆装任务准备１．任务准备

（１）新能源汽车维修操作人员。新能源汽车维修操作人员必须经过培训，并通过考核，具备中华人民共和国应急管理部颁发的特种作业操作证（低压电工证）。

（２）新能源汽车维修监护人员。监护人员的安全技术等级应高于操作人员，具有丰富的实际工作经验并熟悉现场及设备情况。知识学习１）新能源汽车维修人员要求１．任务准备知识学习

２）高压维修作业标准

（１）对于车辆维修过程中的高压配件必须立即标识明显的高压勿动警示，并禁止将带有高压电的部件放置在无人看管的环境下。１．任务准备

（３）严禁非专业人员或未经高压安全培训合格的维修人员对高压部件进行移除及安装。

（５）维修前必须进行高电压切断操作，维修完毕确认车辆内无人后再上电。

（２）高电压维修过程中，维修人员禁止将手表、金属笔等金属物品带在身上。

（４）车辆在充电过程中严禁对高压部件进行拆装、维修等工作。知识学习２）高压维修作业标准

（１）移。移除车辆上所有外部电源，包括１２Ｖ蓄电池充电器。

（２）拔。拔出充电枪（仅针对插电式混合动力汽车或纯电动汽车）。

（３）关。关闭点火开关，把钥匙放到安全区域并锁好。知识学习３）高压禁用操作步骤

断。断开１２Ｖ蓄电池负极。（４）

取。取下手动维修开关（ＭＳＤ），将其放到安全区域并锁好。（５）

等。等待５ｍｉｎ，以保证高压能量全部释放。（６）

穿。穿戴个人安全防护装备。（７）知识学习知识学习

４）高压部件拆卸的注意事项

（１）信息收集。拆卸动力电池之前，维修人员应查看维修手册里关于动力电池拆卸和更换的相关内容。

（２）工作区准备。拆卸动力电池时，操作人员必须准备一个绝缘台面用于放置拆下来的动力电池模组。知识学习

２．任务实施

１）动力电池拆卸步骤

动力电池拆卸步骤见表２-６。表２-６动力电池拆卸步骤知识学习表２-６动力电池拆卸步骤续表知识学习

２）动力电池外观检查

动力电池包密封盖上粘贴有电池参数和电池编号的铭牌。密封盖一般通过几十个螺栓加密封胶以机械方式与托盘连接在一起，如图２-８所示。图２-８动力电池密封盖与托盘连接方式及电池铭牌知识学习

２．任务实施

２）动力电池外观检查

动力电池上带有一个二芯高压接口，通过该接口与高压车载网络连接。动力电池电气接口外观如图２-９所示。图２-９动力电池电气接口外观知识学习

２．任务实施

２）动力电池外观检查

直流高压电缆组件由两根绝缘的高压电缆组成，用来连接动力电池模组和汽车高压电控总成。动力电池直流高压电缆组件如图２-１０所示。图２-１０动力电池直流高压电缆组件获取信息

引导问题２：查阅相关资料，了解职业院校新能源汽车技术与服务赛项关于动力电池的相关内容。

１．赛项简介

赛项名称：新能源汽车技术与服务。

赛项组别：高职组。

赛项归属产业：装备制造大类／交通运输大类。

服务专业：新能源汽车技术、汽车检测与维修技术、汽车电子技术、汽车营销与服务、汽车制造与试验技术、新能源汽车运用与维修。

赛项目的：紧跟国家新能源汽车发展战略，服务新能源汽车产业领域人才培养需求，引领职业院校相关专业和课程建设，推进以赛促教、以赛促改，推动产教融合、校企合作，搭建高职院校新能源汽车技术及相关专业技能竞技平台，促进高职院校新能源汽车技术及相关专业紧贴新能源汽车产业发展与需求，整体提升人才培养水平。新能源汽车技术与服务赛项知识学习知识学习

２．赛项内容

新能源汽车技术与服务赛项一般包括三个竞赛模块：动力电池模组拆装与检测、能量供给系统检测与诊断、新能源汽车整车综合故障排除。

（２）规范进行新能源汽车和维修人员安全防护及作业场地布置。

（４）正确拆装动力电池，做到安全文明作业。

（１）按照更换动力电池模组总成的技术要求，在规定时间内完成作业流程。

（３）规范操作高压断电程序，正确使用设备仪器和相关工具。知识学习

３．动力电池模组拆装与检测赛项要点

（１）《电动汽车安全要求》（ＧＢ１８３８４—２０２０）。

（２）《纯电动乘用车技术条件》（

ＧＢ／Ｔ２８３８２—２０１２）。

（３）《电动汽车动力性能试验方法》（ＧＢ／Ｔ１８３８５—２００５）。知识学习

４．技术规范

新能源汽车技术与服务赛项一般参考以下国家标准。

（４）《电动汽车传导充电系统第１部分：通用要求》（ＧＢ／Ｔ１８４８７．１—２０１５）。

（５）《电动汽车传导充电用连接装置第２部分：交流充电接口》（ＧＢ／Ｔ２０２３４．２—２０１５）。

（６）《电动汽车术语》（ＧＢ／Ｔ１９５９６—２０１７）。知识学习知识学习

５．评分标准

动力电池模组拆装与检测赛项评分标准（参考）见表２-７。表２-７动力电池模组拆装与检测赛项评分标准（参考）知识学习

６．评分细则

动力电池模组拆装与检测赛项评分细则（参考）见表２-８。表２-８动力电池模组拆装与检测赛项评分细则（参考）知识学习表２-８动力电池模组拆装与检测赛项评分细则（参考）续表知识学习表２-８动力电池模组拆装与检测赛项评分细则（参考）续表知识学习表２-８动力电池模组拆装与检测赛项评分细则（参考）续表知识学习表２-８动力电池模组拆装与检测赛项评分细则（参考）续表知识学习表２-８动力电池模组拆装与检测赛项评分细则（参考）续表评价反馈（１）各组代表汇报展示成果，介绍任务的完成过程。（２）学生进行自我评价，并将结果填入表２-９中。表２-９项目二任务二学生自评表评价反馈（３）学生以小组为单位，进行互评，并将互评结果填入表２-１０中。表２-１０项目二任务二学生互评表评价反馈（３）学生以小组为单位，进行互评，并将互评结果填入表２-１０中。表２-１０项目二任务二学生互评表续表评价反馈（４）教师对学生工作过程与工作结果进行评价，并将评价结果填入表２-１１中。表２-１１项目二任务二教师对学生评价表评价反馈

（５）通过学生自评、小组互评和教师评价，计算学生综合评价得分并将结果填入表２-１２中。表２-１２项目二任务二学生综合评价表任务三

动力电池模组认知及１＋X考证功能模块任务导入

李先生的比亚迪秦ＥＶ３００偶发车辆满电静置一段时间后，某电池模组电压明显偏低的现象。某４Ｓ店维修主管对该车进行检测之后，判断该车动力电池模组异常，需要对动力电池进行拆解，并检测电池模组性能。

假设你是该４Ｓ店的维修技师，此时需要你协助维修主管按照规范程序，完成动力电池拆解并检测其模组性能。完成维修工作后，需要你对动力电池进行安装，并确认其工作状态正常。情景引入任务分组获取信息

引导问题１：查阅相关资料，了解比亚迪秦ＥＶ３００纯电动汽车动力电池的内部结构。知识学习

比亚迪秦ＥＶ３００动力电池的内部结构包括电池模组、动力连接片、电池信息采集器（ＢＩＣ）、采样线束、电池模组固定压条、密封条等，如图２-１１所示。图２-１１比亚迪秦EV３００动力电池的内部结构动力电池的内部结构知识学习

１．动力电池模组

比亚迪秦ＥＶ３００动力电池由１３个模组串联组成，总电压为６３３．６Ｖ，容量为７５Ａ·ｈ。电池模组高压接口在１号电池负极、１３号电池正极上。１３号模组在１号的上层，１２号模组在１１号的上层，６、７、８号模组分别在５、４、９号的上层，如图２-１２所示。图２-１２比亚迪秦EV３００动力电池模组示意知识学习

２．BIC

比亚迪秦ＥＶ３００使用ＢＩＣ监控电池模组传感器测量的数据和电池性能。如果电池单体、电池模组或部分电路的电压变得不平衡，部分带充电系统的新能源汽车还可以用ＢＩＣ来帮助进行电池电压均衡。ＢＩＣ如图２-１３所示。图２-１３BIC获取信息

引导问题２：查阅相关资料，了解１＋Ｘ证书制度的相关规定、政策。知识学习

１．１＋X证书制度简介１＋Ｘ证书制度旨在把职业院校学历证书与职业技能等级证书结合起来。“１”为学历证书，“Ｘ”为若干职业技能等级证书。探索实施“１＋Ｘ”证书制度，是《国家职业教育改革实施方案》的重要改革部署和重大创新。其中“１”是基础，“Ｘ”是“１”的补充、强化和拓展。１＋X考证功能模块知识学习汽车类专业技能等级证书模块见表２-１３。表２-１３汽车类专业技能等级证书模块知识学习

２．１＋X证书考核项目简介

新能源汽车动力驱动电机电池技术主要考核项目（参考）见表２-１４。表２-１４新能源汽车动力驱动电机电池技术主要考核项目（参考）知识学习表２-１４新能源汽车动力驱动电机电池技术主要考核项目（参考）续表知识学习

１．实训设备

实训设备见表２-１５。表２-１５实训设备电池系统功能检测与维修考核基本步骤知识学习

２．考核基本步骤

考核基本步骤见表２-１６。表２-１６考核基本步骤知识学习表２-１６考核基本步骤续表评价反馈（１）各组代表汇报展示成果，介绍任务的完成过程。（２）学生进行自我评价，并将结果填入表２-１７中。表２-１７项目二任务三学生自评表评价反馈（３）学生以小组为单位，进行互评，并将互评结果填入表２-１８中。表２-１８项目二任务三学生互评表评价反馈（４）教师对学生工作过程与工作结果进行评价，并将评价结果填入表２-１９中。表２-１９项目二任务三教师对学生评价表评价反馈（４）教师对学生工作过程与工作结果进行评价，并将评价结果填入表２-１９中。表２-１９项目二任务三教师对学生评价表续表评价反馈（５）通过学生自评、小组互评和教师评价，计算学生综合评价得分并将结果填入表２-２０中。表２-２０项目二任务三学生综合评价表任务四动力电池模组一致性及模组均衡控制任务导入

某汽车４Ｓ店的服务顾问接待了一位客户，报修原因是近日用车时动力电池出现压差过大警告，导致车辆无法充／放电。客户报修车型为比亚迪秦ＥＶ，购于２０２０年１１月。在问诊过程中，客户自述习惯于在电量低至３０％左右时进行充电，充电至８０％左右即止，初步诊断为动力电池出现故障。

假设你是该店维修车间的维修技师，车间主管安排你负责该车的故障诊断与维修。你需要完成以下工作：首先根据派工单上的报修信息核实车辆故障，并明确维修内容；然后，按照派工单维修项领取备件；接着，在派工单上记录故障原因、解决措施等维修内容；最后，专业且高效地完成维修项目。情景引入任务分组获取信息

引导问题１：查阅相关资料，了解２０２０年这款比亚迪秦ＥＶ使用的锂离子电池类型，并简要说出这种锂离子电池的性能特点。

（１）比容量高。

（２）安全无污染。

（３）使用寿命长。知识学习１．磷酸铁锂电池的性能优点磷酸铁锂电池的性能特点

２．磷酸铁锂电池的性能缺点

（１）导电性差。由于磷酸铁锂电池导电性差，所以没有大范围应用，解决方案是添加碳或其他导电剂，可使其比容量达到１６０ｍＡ·ｈ／ｇ以上。

（２）振实密度较低。其振实密度一般只能达到１．３～１．５ｇ／ｍＬ，振实密度低被认为是磷酸铁锂的最大缺点。知识学习获取信息

引导问题２：查阅相关资料，进一步了解比亚迪秦ＥＶ锂离子电池模组及电池单体，并完善表２-２１中的技术参数。表２-２１比亚迪秦EV电池模组的技术参数知识学习磷酸铁锂电池模组的基本信息

磷酸铁锂电池的电池单体标称电压是３．２Ｖ，充电终止时的最高电压为３．６Ｖ，最大放电电压为２．０Ｖ。比亚迪秦ＥＶ电池模组如图２-１４所示。图２-１４比亚迪秦ev电池模组获取信息

引导问题３：现场观察比亚迪秦ＥＶ动力电池模组，学会识别模组的编号和电池单体的编号，将电池单体数量填入表２-２２中。表２-２２电池单体数量知识学习比亚迪秦EV电池单体的分布

比亚迪秦ＥＶ动力电池中的１９８个电池单体的分布情况如图２-１５所示。图２-１５比亚迪秦EV动力电池中的１９８个电池单体的分布情况知识学习

根据电池模组中电池单体排列方式的不同，比亚迪秦ＥＶ电池模组有单列模式和双列模式，分别如图２-１６和图２-１７所示。图２-１６比亚迪秦EV单列电池模组知识学习图２-１７比亚迪秦EV双列电池模组获取信息

引导问题４：了解锂离子电池的充电方式，并结合图２-１８描述电池充电的四个阶段。知识学习锂离子电池的充电方式

如图２-１９所示，锂离子电池的标准充电过程可以分为四个阶段：涓流充电（低压预充）、恒流充电、恒压充电和充电终止。图２-１９锂离子电池的标准充电过程

（２）阶段二：恒流充电。当电池电压上升到涓流充电阈值电压以上时，提高充电电流进行恒流充电。

（４）阶段四：充电终止。有两种典型的充电终止方法：采用最小充电电流判断或采用定时器（或两者的结合）。

（１）阶段一：涓流充电。涓流充电用来对完全放电的电池单元进行预充电（恢复性充电）。

（３）阶段三：恒压充电。当电池电压上升到３．６Ｖ时，恒流充电结束，开始恒压充电阶段。知识学习

下面以磷酸铁锂电池为例对锂离子电池充电的方式进行介绍。知识学习锂离子电池的设定电流

国标规定锂离子电池的充电电流为０．２～１Ｃ。

１００Ａ·ｈ的电池的充电电流可以是２０～１００Ａ。假设锂离子电池的容量为１５００ｍＡ·ｈ，如果以０．２Ｃ充电，则充电电流为０．２×１５００＝３００ｍＡ，需充电５ｈ。

磷酸铁锂电池一般可以使用１Ｃ或更高（１５Ｃ）的充放电电流，故比较适合作为动力电池。

充电电流越大，充电越快，同时电池产生的热量也越多。锂离子电池充电电流过大和过量充电会使活性物质脱落，电池很难充满。

锂离子电池充电对电源适配器的基本要求（1）

在充放电过程中不过流，需设计有短路保护。（2）

达到终止放电电压要禁止继续放电，终止放电电压精度控制在±３％。（3）知识学习锂离子电池充电对电源适配器的基本要求知识学习

（５）为保证锂离子电池工作的稳定性和可靠性，防止瞬态电压变化干扰，内部应设计有过充电、过放电、过流保护的延时电路，防止瞬态干扰造成不稳定。

（４）对深度放电的电池（不低于终止放电电压），在充电前以小电流方式预充电。获取信息

引导问题５：观察图２-２０，查阅相关资料，写出动力电池模组中电池单体容量不一致的定义、原因以及所导致的危害。知识学习

锂离子电池模组的不一致主要是指容量、内阻、开路电压的不一致。初始的不一致性随着电池在使用过程中连续的充放电循环而累积，导致各电池单体状态（ＳＯＣ、电压等）产生更大的差异。１．定义锂离子电池模组的不一致性

２．原因

在由电池作为储能单元的系统中，由于电池单体往往容量比较低，不能满足大容量系统的要求，因此需要将电池单体串联，形成电池模组以提高供电电压和存储容量知识学习

（１）容量损失。电池单体组成锂离子电池模组，容量符合“木桶原理”，容量最低的那个电池单体决定整个电池模组的能力。

（２）寿命损失。小容量电池单体，每次都是满充满放，有很大可能会最先到