检修动力电池

1、学习领域3 动力电池系统结构 原理与检修 学习情境2 检修 动力电池,【 学习目标】 】 掌握动力电池系统的工作原理； 了解BMS的结构与工作原理； 掌握动力电池的故障显示和常见故障； 掌握检修动力电池的方法；,任务1 客户委托: 检修 动力电池,【任务描述】 北汽4S店技术主管在经过各项检测之后，判断张先生的EV200汽车是 动力电池故障，此时需要你作为维修人员协助技术主管按照规范程序，协 助技术主管完成维修。,一、动力 电池 系统工作原理,动力电池模组放置在一个密封并且屏蔽的动力电池箱里面，动力电池系统使 用可靠的高压接插件与高压控制盒相连，如图3-77所示，动力电池输出的直流电 由电机控

2、制器转变为三相交流高压电，驱动电机工作。,系统内的BMS实时采集各电芯的电压、各温度传感器的温度值、电池系统的 总电压值和总电流值等数据，时时监控动力电池的工作状态，并通过低压插接件连 接CAN总线与VCU或充电机之间进行通讯，如图3-78所示，对动力电池系统进行充 放电等进行综合管理。,以普萊德动力电池为例，我们来说明其动力电池内部的工作原理。主要从电池内部充电、电池 内部放电和绝缘监测三个方面。,1. 动力电池内部充电原理 （1）充电之前-加热 当充电初期，从控盒电池管理系 统监测到每个电池组的温度，并反 馈给主控盒。主控盒接收来自从控 盒反馈的实时温度，并计算出最大 值与最小值，当监测到

3、电芯温度低 于设定值时，主控盒控制加热继电 器闭合，通过加热元件、加热熔断 器接通电路，进行加热。 途径路线： 慢充时： 快充时：,（2）充电初期-预充电 在充电初期，VCU唤醒BMS， BMS进行自检和初始化，完成后 上报给VCU。VCU控制主负继电 器闭合，BMS控制预充继电器闭 合，对各单体电芯进行预充电， 确定单体电芯无短路后，BMS将 断开预充继电器，预充完成。 途径路线： 慢充时 快充时：,（3）充电 预充电完成之后，BMS断开预 充继电器，闭合主正继电器， 对电池组进行充电。 途径路线： 慢充时 快充时：,2. 动力电池内部放电原理 （1）放电初期-预充 VCU唤醒BMS，BMS

4、进行自检和初 始化，完成后上报给VCU。VCU发 出高压上电指令，BMS开始按顺 序控制继电器的闭合和断开。 因电路中电机控制器和空调压缩 机控制器等含有电容，在放电模 式初期，BMS控制预充继电器进 行闭合，需低电压、小电流给各 控制器电容充电，当电容两端电 压接近电池总电压时，断开预充 继电器。 途径路线：,2. 动力电池内部放电原理 （2）放电 预充电完成之后，BMS断开预充 继电器，并闭合主正继电器，电 池组进行放电。 途径路线： 电池组正极端：电池组-紧急开关- 主熔断器-电池组正极-主正继电器 -高压插接件-车载充电机-电机及 辅助电器元件。 电池组负极端：电池组负极-电流 传感器

5、-主负继电器-高压插接件- 车载充电机-电机及辅助电器元件。 构成回路，完成放电。,3. 绝缘监测 动力电池BMS具有高压回路绝缘 监测功能，监测电池组与箱体、 车体等路线： 电池组正之间的绝缘状况，如图 3-82所示。 途径极端-绝缘监测电阻-绝缘继电 器-接地； 电池组负极端-绝缘监测电阻-绝缘 继电器-接地；,二、电池管理系统 BMS 结构及原理,电池管理系统（BMS），即Battery Management System，通过检测电池组中各单体电池的状态来确 定整个电池系统的状态，并根据它们的状态对动力电池系统进行对应的控制调整和策略实施，实现对动力电 池系统及各单体的充放电管理以保证

6、动力电池系统安全稳定地运行。如图3-83所示，为一种典型电池管理系 统拓扑图，主要分为主控模块和从控模块两大块，通过采用内部CAN总线技术实现各模块之间及外部设备之 间的数据信息通讯。基于各个模块的功能，BMS能实时检测动力电池的电压、电流、温度等参数，实现对动 力电池进行热管理、均衡管理、高压及绝缘检测等，并且能够计算动力电池剩余容量、充放电功率以及 SOC&SOH状态。,宝马i3，i8电池管理系统，如图3-84 所示，硬件由德国普瑞电子（宁波均胜电 子）提供，应用层由宝马自行开发。普瑞 电子负责宝马硬件系统，整个系统采用分 布式，及由主板和从板构成。,TESILA电池管理系统，如图3- 8

7、5所示，pack由6831个18650 电芯组成，每个sheet均有一个 检测单元，如图3-86所示。,三、动力 电池 系统故障显示,纯电动汽车故障灯大多数都是与普通汽车故障灯一样的，分为指示灯、警告灯、指示 /警告灯三类。 纯电动汽车故障灯同样用颜色代表故障程度： 红色=危险/重要提醒 黄色=警告/故障 绿色/蓝色/白色=指示/确认启用,EV150电动汽车的动力电池故障在仪表上的显示：关于动力电池的故障，仪表 上只显示动力电池故障、动力电池绝缘故障及动力电池系统断开三种故障信息。请 查看27、28和29所指示的图标。,故障显示 电池故障在仪表上的显示：关于动力电池的故障，EV200仪表上只显示动力电池 故障及动力电池系统断开三种故障信息。动力电池绝缘故障,五、动力 电池 系统常见故障,六、动力 电池 系统常见故障,纯电动汽车其动力电池的输出电压大部分都在直流72 V至600 V之间甚至更高。根据 GB3805安全电压的要求，人体的安全电压是直流36 V。电动汽车动力电池输出的直流电 压区间已远远超过了该安全电压。因此，国家的电动汽车安全要求标准对人员的触电防护提 出了明确的要求，其中包括对绝缘电阻值的最低要求。根据GB/T18384.3-2001第6.2.2条规定， 动力系统的测量阶段最小瞬间绝缘电阻为0.5 k/V。,电池管理系统BMS来承担整车所有高压部分的绝缘监测