新能源汽车技术 课件 项目四 任务2 掌握电池包的结构与拆装方法

掌握电池包的结构与拆装方法重庆电子科技职业大学目录1、动力电池系统概述2、动力电池系统零部件结构认识3、动力电池包拆卸（一）动力电池系统概述1.动力电池系统介绍动力电池系统是纯电动汽车的主要车载能源，输出电能通过高压分线盒，将电量分配制整车各个用电设备，为整车提供电能。动力电池系统通过BMS使用CAN对VCU或充电机之间进行通讯，对动力电池系统进行充放电等综合管理。BMSvcu充电机CANCAN模组其他元件：高压线束、温度传感器、电流传感器、强电控制盒、PTC等高压分线盒充放电（一）动力电池系统概述

2.动力电池系统组成部件模组结构件高压元器件热管理组件动力电池总成继电器总成（主）继电器总成（预充电）电阻总成（预充电）电流传感器PTC熔断器钣金件塑料件铜排标件冷却板冷却管路加热组件线束控制线束高压接插件手动维修开关电池模块总成电池管理系统电池管理控制器总成电池状态管理器总成电池模组：肌肉线束：神经系统箱体：骨骼上盖：皮肤管理系统：大脑（一）动力电池系统概述

3.动力电池系统组成部件功能介绍动力电池模组：由多个动力电池电芯串联组成。高压电器盒：内有继电器BMS：电池管理系统，由主控板（BMU）和分控板（LMU）组成。动力电池维修开关：维修电动汽车前，需拆下蓄电池并拆下维修开关。（二）动力电池系统零部件结构认识

1.动力电池包逸动EV460行驶里程km(NEDC)460类型三元锂电池额定电压(VDC)350.4额定容量Ah150模组单体堆叠方式3P96S（1）基本参数以上是逸动EV460动力电池包的基本参数，你能从中了解到哪些信息呢？该车使用的是什么类型的电池？包内一共有多少个电池单体？它们是怎样连接的？每个电池单体额定电压为多少？额定容量是多少？

1.动力电池包逸动EV460行驶里程km(NEDC)460类型三元锂电池额定电压(VDC)350.4额定容量Ah150模组单体堆叠方式3P96S（1）基本参数额定电压：此处为电池包的额定电压，也是电池包对外高压器件的输出电压三元锂电池：锂离子电池的一种，正极材料采用（Li（NiCoMn）O2，具有较高的能量。

1.动力电池包逸动EV460行驶里程km(NEDC)460类型三元锂电池额定电压(VDC)350.4额定容量Ah150模组单体堆叠方式3P96S（1）基本参数容量：电池在一定的放电条件下所能放出的电量称为电池的容量。(实际容量=放电电流*放电时间）表示字母：C；单位：Ah或mAh堆叠方式：模组单体电池的串并联方式。表示字母：P表示并联，S表示串联。串联影响电压，并联影响电流。那么：该电池包一共有多少块电池单体，其中，有多少块串联而成，多少块并联而成？

串联（S）：将电路元件逐个顺次首尾相连接的方式。1.5V3.0V1.5*nV。。。。以五号电池为例，串联后的总电压只能为1.5*nV，n=1，2，3。。。。（同理可知锂离子电池的串联结果）

并联（P）：将电路元件逐个顺次首尾相连接的方式。1.5V1.5V。。。。1.5V700mAh1400mAh700*nmAh从电芯到电池总成的组合方式:串联&并联以五号电池为例，并联后的容量只能为700*nmAh，n=1，2，3。。。。（同理可知锂离子电池的并联结果）车型C206-15款C206-15款C206-LCA行驶里程km(NEDC)160200300类型三元锂离子电池三元锂电池三元锂电池额定电压(VDC)314.5306321.2电压范围255～357V255～357V246.6～374V额定容量Ah80100140电量kWh25.1630.644.97充电慢充：10h充满

快充：0.5h充80%慢充：10h充满

快充：0.5h充80%慢充：8h充满

快充：0.75h充80%温度范围放电：－30℃~55℃充电：－15℃~55℃存储：－30℃~60℃

放电：－30℃~55℃充电：－15℃~55℃存储：－30℃~60℃放电：－30℃~55℃充电：－20℃~55℃存储：－30℃~60℃电池安装位置底盘、后排座底盘、后排座底盘、后排座模组单体堆叠方式4P85S4P85S2P88S电池质量kg298298355电池厂家万向万向CATL逸动EV其他在线产品电池参数逸动纯电动新逸动纯电动新逸动EV300提问：常见问题：逸动460的单体电池有288块，而逸动160的单体电池有340块，为什么460的续航里程反而比160的多这么多？疑问解答：新能源汽车的续航里程主要和电池包的能量密度和单体电池容量有关，能量密度和额定容量越大，续航里程越大。能量：E（E=Pt=UC）；单位：Wh或kWh。

但是能量密度=能量/质量

电池数量+电池堆叠方式能量，

电池数量越多质量增大，

且车辆空间有限，

所以单单增加电池数量不一定能增加续航里程。

常见问题：你能对比出460和160电池单体的差异性吗？疑问解答：

EV160行驶里程：160KM电量：25.16KWh电池质量：298kg

比能量=电量/电池质量=25.16X1000÷298=84.4wh/kg额定容量=20X4=80Ah能量密度=能量/质量

额定容量=单体电池容量X并联数量EV460行驶里程：460KM电量：25.16KWh电池质量：298kg

比能量=电量/电池质量=25.16X1000÷298=84.4wh/kg额定容量=50X3=150Ah

（2）结构

逸动EV460上共有一个动力电池包，安装位置如下：

1.动力电池包电池总成在整车上的位置

新逸动EV460电池包外的接口有以下几种，分为高压主输出接口，快充接口，接整车低压接口。主输出快充口接整车低压接口安全开关插头高压输出口定义高压接插件接口（接慢充接口）低压接插件接口新奔奔EV电池包外分为高压插件接口，低压插件接口，高压插件（接快充接口）。序号定义1正极电池正极2负极电池负极慢充序号定义1正极电池包快充正极2负极电池包快充负极快充电池的充电口分为慢充口和快充口，两者都有两个极柱（正极和负极），分别接向电池包内部正继电器和负继电器。充电方式慢充：充电时间取决于充电机功率e.g：CS15EV300充电机3.3Kw,电压平台306V，充电电流10A，充满需14h。快充:充电时间取决于电池在不同温度下可承受的最大充电电流同时，也受限于快充桩所能提供的最大电流值。温度/℃＜-20[-20，-10）[-10，0）[0，5）[5，10）[10，15）[15，20）[20，25）[25，45）[45，50）[50，55）≥55Imax/A07142846709814015098460CS15EV300电池可承受的最大持续充电电流（Imax）由上表可知，电池在20℃～45℃时，电池能够发挥最大充电能力。想要得到“最短”的充电时间，就需要保证电池工作在舒适温度区。--应用电池主动热管理技术（3）常见问题常见问题：我怎么知道我的电动汽车充一次电需要多少度电呢？疑问解答：

充电时长计算公式：额定容量÷充电电流X1.2=充电时长（h）例：慢充：127.4÷9X1.2=16.9小时快充：127.4÷73X1.2=2小时动力电池KW/h计算公式：额定容量X标称电压÷1000=KW·h例：127.4X334.8÷1000=42.6度（3）常见问题常见问题：为何冬季低温时，实测续航里程比标称续航里程低？疑问解答：三元锂电池具有较高能量密度，但在低温时充电对电池寿命有极大影响，在低温时放电其放电电容及放电功率也有所下降，因此冬季低温时整车会出现行驶里程低和动力下降的现象。

常温放电曲线不同温度放电曲线是哪些因素决定\影响续航里程？为什么公告里程300Km，实际只能跑250Km？能量密度尺寸布置电机功率电控管理3.BMSBCU保证电池安全可靠的使用充分发挥电池的能力和延长使用寿命通过控制接触器控制动力电池充放电向VCU上报动力电池系统的基本参数及故障信息（1）BMS概述收集电池电压、电流、温度并将信息返给BMUBMU动力电池管理系统功能框图(2)BMS的功能：

车辆实际行驶中，加速和减速总是在不停地交替进行着，所以BMS必须能够接收动态信息反馈并不停地调整其监控管理方式。BMS是动力蓄电池的核心配件，主要功能有:1.电池状态监测

电池状态监测般是指对电压、电流、温度和绝缘四种物理量的监测。

温度监测除了需要监测电池自身温度外，还需要监测环境温度、电池箱的温度等，这将对电池的剩余容量的评估、安全保护等方面具有非常重要的意义。下图为仪表板上显示的动力蓄电池的温度。电池温度显示2.电池状态分析电池状态分析包括电池的剩余电量估算(SOC)及电池老化程度评估(SOH)两部分。对于电动汽车，行驶过程中需要时刻了解剩余电量，从而估算出剩余行驶距离，以便于驾驶人进行充电，这就是电池管理系统剩余电量估算模块的功能。3.电池的安全保护电池的安全保护无疑是电动汽车动力蓄电池管理系统首要的功能，“过流保护”“过充过放保护”和“过温保护”是最为常见的电池安全保护的内容。过流保护，有时也被称为电流保护，指在充放电过程中，如果工作电流超过了安全值，则应该采取相应的安全保护措施，在仪表上也会有相应的警告标识，如下图所示。4.能量控制管理电池的控制管理包括电池的充电控制管理、电池的放电控制管理以及电池的均衡控制管理。在电池的充放电过程中对电池的电压、电流等参数进行实时的优化控制，优化的目标包括充放电时长、充放电效率以及充电的饱满程度等。

电池的均衡管理是指采取一定的措施尽可能地降低电池的不一致性的负面影响，以达到优化电池组整体放电效能，延长电池组整体寿命的效果。均衡充电削峰填谷容量差异减小容量产生差异，可用容量衰减新电池，容量一致5.电池信息管理电池管理系统在硬件上可以分为主控模块和从控模块两大块，其主要由数据采集单元(采集模块)、中央处理单元(主控模块)、显示单元、均衡单元检测模块(电流传感器、电压传感器、温度传感器、漏电检测)、控制部件(熔断装置、继电器)等组成。中央处理单元由高压控制回路、主控板等组成，数据采集单元由温度采集模块、电压采集模块等组成。一般采用CAN现场总线技术实现相互间的信息通信。从控主控序号定义1BCU_POWER_SUPPLYBMS工作电源，接12V常电2BCU_WAKE_UPBMS唤醒信号3CC交流充电连接信号4--5--6HVIL-TEXT高压互锁测试7ICAN_H内网CAN高8DC_CHARGE_CANH直流充电CAN高9PCAN_H整车CAN高10VBAT_GND电池接地11POWER_GND电源接地12CC2直流充电连接信号13--14CARSH_HAPPEN碰撞硬线检测信号15--16ICAN_L内网CAN低17DC_CHARGE_CANL直流充电CAN低18PCAN_L整车CAN低逸动460低压插口定义序号定义1BCU_POWER_SUPPLYBMS工作电源，接12V常电2BCU_WAKE_UPBMS唤醒信号3CC交流充电连接信号4--5--6INTERLOCK_IN高压互锁输入7ICAN_H内网CAN高8DCCAN_H直流充电CAN高9PCAN_H整车CAN高10VBAT_GND电池接地11POWER_GND电源接地12CC2直流充电连接信号13--14CARSH_HAPPEN碰撞硬线检测信号15HV_INTERLOCK_OUT高压互锁输出16ICAN_L内网CAN低17DC_CHARGE_CANL直流充电CAN低18PCAN_L整车CAN低新奔奔EV低压插件定义序号定义1BCU_POWER_SUPPLYBMS工作电源，接12V常电2BCU_WAKE_UPBMS唤醒信号3CC交流充电连接信号4--5--6HV_INTERLOCK_IN高压互锁输入7ICAN_H内网CAN高8DCCAN_H直流充电CAN高9PCAN_H整车CAN高10VBAT_GND电池接地11POWER_GND电源接地12CC2直流充电连接信号13--14CARSH_HAPPEN碰撞硬线检测信号15HV_INTERLOCK_OUT高压互锁输出16ICAN_L内网CAN低17DC_CHARGE_CANL直流充电CAN低18PCAN_L整车CAN低逸动EV接整车低压线束定义

序号定义

1ICAN_H内网CAN高2BPOW分板供电电源3HV02高压互锁输入7PTC+PTC供电正极10ICAN_L内网CAN低11BGND分板供电地12HV04高压互锁输出18PTC-PTC供电负极其他预留空接动力电池包连接线束总成定义2#包低压接插件接口定义序号定义1ICAN_H内网CAN高2CPOW/22#分板供电电源3HV02高压互锁输入7PTC+PTC供电正极10ICAN_L内网CAN低11CGND2#分板供电地12HV01高压互锁输出18PTC-PTC供电负极其他预留空（2）常见问题3.BMS常见问题1：一客户驾驶结束后还有不到30%的电量，放置了一个月使用也未充电，这样对电池有损害吗？疑问解答：

车辆行驶中，随着电量的消耗，SOC表上指针指示的数值会逐渐减小。当SOC减小到一定值时，SOC表上的电量不足指示灯会点亮，提示用户尽快对车辆进行充电。锂离子电池即使放置不用，也会自放电。

锂离子电池在长期低电量下工作，会影响电池寿命。

（2）常见问题常见问题2：读取某电池包的数据流，发现最高电池单体电压和最低电池单体电压差值较大，这对整个电池包的使用有影响吗？疑问解答：每个电池在出厂时它们的参数都不完全相同，具有不一致性，它们在长期反复的充放电下不一致性会更加明显；

而且它们分布在电池包各处，不同的工作环境也会加大它们差异性，若其中一个单体电池失效，则整个电池模组也不能正常工作；

这时需要将电池包进行均衡充电，

拉低最高电池单体电压和最低电池单体电压差值。（三）动力电池拆装规范防护措施警示牌绝缘手套绝缘鞋绝缘帽防护眼镜

1.安全规范高压系统工具绝缘检测仪绝缘套筒、扳手绝缘螺丝刀绝缘胶布检测仪

1.安全规范非测试人员严禁进入工作区域。禁止两人或多人一起操作。在做高压系统拆装和测试时，必须使用专用的绝缘工具。操作人员必须严格穿戴防护设备，例如绝缘帽，绝缘手套等。在做高压拆装和测试前，首先拉好警戒线，并放置高压警示牌。禁止湿手操作，摘除身上一切金属饰物

2.安全操作高压系统断电流程1234设标示牌并拉警戒线检查车间工作现场环境应符合标准，绝缘垫、绝缘辅助用具、绝缘基本用具、专用检测仪器仪表外观检查及功能性检查逐一就位。断开12V电瓶正负极连接线。断开动力电池组安全开关

2.安全操作高压系统断电流程56等待5分钟，待高压电容器放电后再继续操作。然后拆下动力电池低压插件，再查下高压插件，使用数字式万用表确认以下各高压接口的电压测量值低于3伏：总正总负端口正负端子之间快充端口正负端子之间慢充端口正负端子之间

2.安全操作78用绝缘表检测绝缘电阻，电阻值必须大于20MΩ：高电压直流电正极端子至车辆底盘搭铁高电压直流电负极端子至车辆底盘搭铁高电压直流电正极端子至高电压直流电负极端子确认高压分配器模块的电压已解除。使用数字式万用表，确认以下各点的电压测量值低于3伏或是用绝缘表检测绝缘电阻，电阻值必须大于20MΩ：高电压直流电正极端子至车身搭铁高电压直流电负极端子至车身搭铁高电压直流电正极端子至高电压直流电负极端子高压系统断电流程