混合动力汽车结构与检修课件 模块五 混合动力汽车储能装置与管理系统

Contents模块二混合动力汽车发动机和驱动电机系统模块五混合动力汽车储能装置与管理系统模块六混合动力汽车车载网络系统模块三混合动力汽车电子电力辅助系统模块四混合动力汽车电子电力辅助系统模块一混合动力汽车概述学习目标知识目标了解混合动力汽车动力电池技术路线；掌握混合动力汽车储能装置的结构；掌握混合动力汽车储能装置的工作原理；熟悉混合动力汽车电池管理系统的结构；了解混合动力汽车热管理系统知识；掌握混合动力汽车电池管理系统的工作原理。技能目标能够熟练读取储能装置故障码及数据流；能够规范完成高压断电操作；能够规范拆卸和安装高压线束；能够熟练拆卸和安装动力电池。素质目标通过学习我国锂电池最新技术，培养创新思维；通过规范高压电安全防护操作，培养安全意识；通过混合动力汽车储能装置与管理系统技能训练，培养集体意识和团队合作精神。一、混合动力汽车储能装置的定义与分类（一）混合动力汽车储能装置的定义（二）混合动力汽车储能装置的分类（三）混合动力汽车动力蓄电池的性能参数一、混合动力汽车储能装置的定义与分类（一）混合动力汽车储能装置的定义

储能技术是通过介质将能量储存起来，以便以后需要时利用的技术。混合动力汽车储能装置可以分为二次电池、超级电容和飞轮电池这三类。目前混合动力汽车上常用的储能装置为二次电池。一、混合动力汽车储能装置的定义与分类（二）混合动力汽车储能装置的分类超级电容飞轮电池二次电池一、混合动力汽车储能装置的定义与分类（三）混合动力汽车动力蓄电池的性能参数一、混合动力汽车储能装置的定义与分类（三）混合动力汽车动力蓄电池的性能参数荷电状态(SOC)描述电池剩余容量占额定容量的百分比，随着电池放电，电池的电荷逐渐减少，可以用SOC的百分数形式来表示电池中电荷的变化状态。二、混合动力汽车动力蓄电池（一）铅酸蓄电池（二）镍氢蓄电池（三）锂离子蓄电池二、混合动力汽车动力蓄电池（一）铅酸蓄电池图5-1铅酸蓄电池的结构

铅酸蓄电池主要由正极板、负极板、电解液、隔板、槽和盖等组成，正、负极板都浸在一定浓度的硫酸水溶液中，隔板为电绝缘材料，将正、负极隔开。二、混合动力汽车动力蓄电池（一）铅酸蓄电池铅酸蓄电池电化学反应二、混合动力汽车动力蓄电池（二）镍氢蓄电池图5-2镍氢蓄电池的结构

镍氢蓄电池是新型环保的二次碱性电池，与传统的铅酸蓄电池相比具有更高的比能量和循环寿命。二、混合动力汽车动力蓄电池（二）镍氢蓄电池镍氢蓄电池电化学反应二、混合动力汽车动力蓄电池（三）锂离子蓄电池图5-3锂离子蓄电池的结构

锂离子蓄电池采用了一种锂离子嵌入和脱嵌的金属氧化物或硫化物作为正极，无机盐体系作为电解质，碳材料作为负极。二、混合动力汽车动力蓄电池（三）锂离子蓄电池锂离子蓄电池电化学反应二、混合动力汽车动力蓄电池（三）锂离子蓄电池图5-4锂离子蓄电池的工作原理

充电时，锂离子从正极脱出嵌入负极晶格，正极处于贫锂态，放电时，锂离子从负极脱出并嵌入正极，正极为富锂态。二、混合动力汽车动力蓄电池（三）锂离子蓄电池二、混合动力汽车动力蓄电池（三）锂离子蓄电池图5-5三元材料示意图

将钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂三元复合材料作为锂离子电池正极材料，综合了钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂三种材料的优点同时又弥补了各自的不足，降低了成本。二、混合动力汽车动力蓄电池（三）锂离子蓄电池图5-6刀片电芯示意图

比亚迪刀片蓄电池通过结构创新，采用了刀片电芯在成组时可以跳过“模组”，大幅提高了体积利用率，最终达成在同样的空间内装入更多电芯，质量和成本都有效下降。二、混合动力汽车动力蓄电池（三）锂离子蓄电池图5-7比亚迪刀片蓄电池二、混合动力汽车动力蓄电池（三）锂离子蓄电池三、混合动力汽车电池管理系统（一）混合动力汽车电池管理系统的定义（二）混合动力汽车电池管理系统的组成和作用（三）混合动力汽车电池组管理子系统的组成和作用三、混合动力汽车电池管理系统（一）混合动力汽车电池管理系统的定义混合动力汽车电池管理系统(ＢＭＳ)作为混合动力汽车核心组成部分之一，不仅担负着保持电池安全平稳运行的职责，还需要避免电池的过充过放以延长电池使用寿命。根据电池管理系统拓扑结构的差异，可分为集中式和分布式电池管理系统。三、混合动力汽车电池管理系统（一）混合动力汽车电池管理系统的定义图5-8混合动力汽车电池管理系统结构示意图

分布式电池管理系统多采用星形拓扑结构，由一个电池管理主机模块和多个电池管理从机模块构成，电池管理从机模块负责电池信息采集、与主机模块通信并执行均衡等功能三、混合动力汽车电池管理系统（二）混合动力汽车电池管理系统的组成和作用图5-9混合动力汽车电池管理系统三、混合动力汽车电池管理系统（二）混合动力汽车电池管理系统的组成和作用图5-10混合动力汽车电池系统

电池组管理子系统的作用是对电池的充电、放电，电池组中各个电池的不均衡性，电池的温度测试和电池的状态等进行监控和管理。三、混合动力汽车电池管理系统（三）混合动力汽车电池组管理子系统的组成和作用图5-11混合动力汽车电池组管理子系统

动力蓄电池组管理子系统主要承担动力蓄电池组的全面管理，主机和从机模块之间通过CAN总线传递信息，具备电压、电流和温度采集功能四、混合动力汽车电池系统故障诊断和维修（一）混合动力汽车电池系统维修注意事项（二）混合动力汽车电池系统故障检修步骤四、混合动力汽车电池系统故障诊断和维修（一）混合动力汽车电池系统维修注意事项混合动力汽车内有超过300Ｖ的电器零件和电路，如果采用不适当方法或在工作中疏忽对待，会造成严重电击或身体伤害。防护装备注意包括安全手套、护目镜、安全鞋、绝缘胶布和绝缘工具。四、混合动力汽车电池系统故障诊断和维修（一）混合动力汽车电池系统维修注意事项在进行任何有关高压组件或线路的操作时，需要使用橡胶制成的绝缘手套。需要抗碱性的合成橡胶手套，当工作中接触高碱性的氢氧化物时，避免氢氧化物对人的组织造成伤害。图5-12安全手套四、混合动力汽车电池系统故障诊断和维修（一）混合动力汽车电池系统维修注意事项戴上合适的护目镜和安全鞋，以防止电池电解液的飞溅。当高压电线或端子拔出裸露时，必须使用绝缘胶布将裸露部分包住。图5-13护目镜图5-14绝缘胶布四、混合动力汽车电池系统故障诊断和维修（一）混合动力汽车电池系统维修注意事项混合动力汽车维修过程中需要使用绝缘工具。所有高压电路的线束和连接器都是橙色的，在未完成整车高压断电前，不要触碰所有高压电路的线束和连接器。图5-15绝缘工具图5-16高压线束四、混合动力汽车电池系统故障诊断和维修（二）混合动力汽车电池系统故障检修步骤如果发生故障，电池管理系统执行安全保护功能，依据不同故障程度切断动力蓄电池的输出。图5-17混合动力汽车电池控制系统四、混合动力汽车电池系统故障诊断和维修（二）混合动力汽车电池系统故障检修步骤在混合动力汽车起动时，电池管理系统首先控制ＳＭＲ１和ＳＭＲ3闭合，和ＳＭＲ１相连接的电阻保护回路避免起动时候产生过大初始电流，然后控制ＳＭＲ２闭合，最后断开ＳＭＲ１。图5-18混合动力汽车电池系统四、混合动力汽车电池系统故障诊断和维修（二）混合动力汽车电池系统故障检修步骤混合动力汽车电池系统故障现象主要是动力蓄电池的输出被切断，故障应从高压线束故障和控制电路故障两个方面进行分析。图5-19混合动力汽车高压线束技能实训混合动力汽车高压断电操作图5-20检查绝缘手套图5-21放置警告标志技能实训智能诊断仪在混合动力汽车电池系统上的应用图5-22换到P挡位图5-23断开12V低压蓄电池的负极线必须要等待5min使得高压器件如变频器中的电容器进行放电，才可进行作业，等待5min后高压断电过程完成。

技能实训智能诊断仪在混合动力汽车电池系统上的应用图5-24安装车内及车外车辆防护套件图5-25按下起动开关技能实训智能诊断仪在混合动力汽车电池系统上的应用比亚迪唐混合动力汽车智能诊断仪模块小结混合动力汽车储能装置可以分为二次电池、超级电容和飞轮电池三类，目前混合动力汽车上常用的储能装置为二次电池，也称为动力蓄电池。目前混合动力汽车上最常见的动力蓄电池有铅酸蓄电池、镍氢电池和锂离子电池三类。锂离子电池因具有工作电压高、能量密度大、比功率高、质量轻、体积小、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应