新能源汽车安全作业规范与维护保养课件：动力电池系统检查与维护

动力电池系统检查与维护一、情境导入二、任务布置

三、教学目标

四、背景知识

五、任务实施六、任务考核七、任务总结2录目一辆2018款吉利帝豪EV450电动汽车行驶中磕到底盘了，不知

道动力电池是否受到影响，于是驱车到4S店咨询售后顾问。售后顾

问查看车辆状态后，建议检查动力电池是否存在故障或安全隐患。

作为4S店的维修技师，在接到这个任务后应该如何做好动力电池的

外部检查与维护呢？3一、情境导入4动力电池检查与维护导引图二、任务布置u

知识目标：Ø了解动力电池类型、特点和相关性能；Ø了解动力电池外部结构和特性；Ø了解动力电池内部结构与特性；Ø掌握动力电池外部检查与维护方法；Ø掌握动力电池内部检查与维护方法。u

能力目标：Ø能完成动力电池内部检查与维护；Ø能完成动力电池外部检查与维护。u素质目标Ø能严格按照维修规范进行操作；Ø培养学生养成自主学习能力、团队协作精神；Ø严格执行6S标准。5三、教学目标电池电控电机的30-50%u能量密度u产品性能u使用寿命u成本续航里程

动力性

使用寿命

经济性6动力电池是电动汽车驱动力的来源，是电动汽车重要的核心

组成部分。占新能源汽车成本电动汽车“三电”4.1

动力电池认知四、背景知识目前电动汽车动力电池的种类主要有以下几种：铅酸电池、镍镉电池和镍氢电池、锂离子电池、

石墨烯电池；石墨烯电池还处于实验室研制阶段，但其优良的充放电性能引起了产业界的极大关注。锂离子电池74.1

动力电池认知4.1.1

动力电池分类四、背景知识镍镉电池和镍氢电池铅酸电池成本较低，而且能够高倍率放电，

依然是可供大批量生产的电动汽车

用电池。北京奥运会期间，有20

辆使用铅酸电池的电动汽车为奥运

会提供交通服务；但铅酸电池的比能量、比功率和能

量密度都很低，以此为动力源的电

动车不可能拥有良好的车速和续航

历程。84.1.1

动力电池分类1.

铅酸蓄电池四、背景知识镍镉电池9“记忆效应”严重循环寿命较短镉重金属，污染环境2.

镍镉电池和镍氢电池4.1.1

动力电池分类四、背景知识p能量密度高-80Wh/kgp可快速充放电p循环寿命长p记忆效应很小p无污染104.1.1

动力电池分类正极负极电解液四、背景知识2.

镍镉电池和镍氢电池

金属氢化物镍氧化物碱液

(KOH)镍氢电池单体电池电压1.2V单体电池数量168个电池组总电压201.6V电池组电量13kWh112.

镍镉电池和镍氢电池4.1.1

动力电池分类四、背景知识丰田“普锐斯”(

1)前身锂金属电池：起源于1962年，一次电池，负极材料是金属锂，

正极材料是二氧化锰。三洋公司

1972年将这种电池投放市场。(2)

加拿大(Moli

Energy)1985年

开发出第一个可再充锂电池(二次电池

)

，负极金属锂，正极硫化钼。123.

锂离子电池4.1.1

动力电池分类四、背景知识阻碍锂离子电池发展的瓶颈：

(

1)安全性能：锂离子电池的能量密度大、工作温度高、工作环境恶劣，带来

电池的稳定性难以满足用户的要求；

(2)动力电池管理系统：电动汽车动力电池工作电压一般都超过100V，单个

锂离子电池的工作电压仅3.7V

(三元锂电池)；电池数量众多难以做到完全均

一的充放电，导致串联的多个电池组内的单个电池会出现充放电不平衡的状况，

大大影响电池的使用寿命和可靠性能。锂离子动力电池存在以下优点：(

1)工作电压高(是镍氢电池的3倍)；(

2)比能量大(可达100-200WH/Kg，是镍氢电池的3倍)；(

3)体积小，质量轻、循环寿命长；(4)自放电率低、无记忆效应、无污染等。133.

锂离子电池4.1.1

动力电池分类四、背景知识电池类型能量效率(%)能量密度

(W

·h/kg)标称电压(V)循环寿命铅酸蓄电池8035-502.1500-1000镍氢电池7060-801.21000-1500锂离子电池(三元锂)90150-2003.71500-3000三元锂离子电池与镍氢电池相比：标称电压是镍氢电池3倍、能量密度是镍氢电池2.5倍左右，而且体积小、质量轻、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应、无污染等。143.

锂离子电池

三种类型动力电池对比

4.1.1

动力电池分类四、背景知识正极：锂的化合物，如钴酸锂(LCO)、锰

酸锂(LMO)、磷酸铁锂(LFP)、

三元锂(NCM)等。负极：石墨材料、无序碳材料、硅碳复合材

料、钛酸锂等。隔膜：单层PP

(聚丙烯)、单层PE

(聚乙

烯)、双层PP/PE等。电解质：通常为有机溶液、电解质锂盐和必要

的添加剂154.1.2

锂离子电池分类1.

锂离子电池组成四、背景知识封装形式优点缺点圆柱形工艺成熟、组装成本低、成品率高、一致性好、便于各种组合重量重、比能量低、热量难释放、安全性能不好方形高硬度、重量轻、散热好，易于组成模组，含防爆阀，安全性能较好型号太多，尺寸变化需开模，成本较高软包比能量高、尺寸变化灵活，成本低。循环性能好、安全性好机械强度差、封口工艺较难，模组结构复杂，散热性差164.1.2

锂离子电池分类2.

按外壳和外形分类四、背景知识三元锂174.1.2

锂离子电池分类根据IEC61960标准，二次锂电池型号的命名规则如下：2.

按型号分类四、背景知识ICL083448ICR18650正极材料钛酸锂离子电池(负极)

(LTO)锰酸锂离子电池(LMO)磷酸铁锂离子电池(LFP)三元锂离子电池(NCM)能量密度理论极限(W

·h/kg)80100170280标称电压(V)2.23.73.33.7循环寿命10000600-10002000-30002000安全性好较好好较差成本最高最低较低高三元锂离子电池缺点：p热稳定性差(250℃

~

350℃化学成份分解)p成本高(每W·

h价格高出30%)p安全性差p循环寿命短18三元锂离子电池优点：p电压平台高p能量密度高p一致性好p低温性能好4.1.2

锂离子电池分类3.

按正极材料分类四、背景知识从上图中能够看出，以25℃为基准常温，两类电池在55℃高温下放电与常温25℃下放电，放电容量几乎没有差别。但在零下20℃时，三元锂电池与磷酸铁锂电池相比有比较明显的优势。194.1.3

为什么用三元锂电池1.

低温性能好四、背景知识根据国内三元材料18650圆柱电池龙头企业——比克电池提供的资料，其18650电池的能量密度已经达到了232Wh/kg，后续将会进一步提高至293Wh/kg。而相比之下，目前国内主流的磷酸铁锂电池能量密度也仅达到150Wh/kg左右。新能源汽车的补贴标准视电池系统的能量密度而定：2020年补贴较2019年退坡约10%(公共领域车辆补贴不退坡)；能量密度要求不提升，能耗和续航要求略升。204.1.3

为什么用三元锂电池2.

能量密度高四、背景知识目前市面上较为常见的充电方式为恒流恒压式充电。一般在充电开始时先采用恒流充电，此时的电流较大，充电效率相对更高。而在电压达到一定数值之后，降低电流改为恒压充电，这样可以让电池充的比较满一些。在这个过程中，恒流充电容量与电池总容量的比值，称为恒流比。它是衡量一组电池在充电过程中充电效率的关键数值。通常百分比越大说明在恒流阶段充入的电量越高，也就证明该电池的充电效率更高。从表中可以看出，三元锂电池与磷酸铁锂电池在10C以下充电时，恒流比无明显差距，10C以上倍率充电时，磷酸铁锂电池恒流比例迅速降低，充电效率迅速降低。214.1.3

为什么用三元锂电池3.

充电效率更高四、背景知识三元锂电池由于在200度左右会发生分解(磷酸铁锂则需要温度高达700度)，并且分解后会产生更加剧烈的化学反应，因此在汽车碰撞时更容易着火，这也是三元锂电池普遍被认为不安全的地方。然而，安全性的好坏其实更取决于整个动力电池系统，尤其是电池管理系统(BMS)，合格的BMS都可以在发生意外时切断电源避免着火，并不能仅因为三元锂材料容易热解就认为三元锂电池不安全。224.1.3

为什么用三元锂电池4.

安全性能相对较差四、背景知识234.2

动力电池箱外部检查与维护1.

动力电池包组成四、背景知识244.2

动力电池箱外部检查与维护2.

动力电池包结构组成四、背景知识吉利EV450动力电池包铭牌吉利EV450动力电池参数动力电池箱体是支撑、固定和包围动力电池系统的组件，起到承载和保护动力电池组和内部电器元件的作用；主要包括上箱体、下箱体，还有辅助元器件，如密封条、电气元件、插接件、连接螺栓、

动力电池标识等。254.2

动力电池箱外部检查与维护2.

动力电池箱结构组成四、背景知识263.

检查与维护前的准备工作4.2

动力电池箱外部检查与维护三、佩戴绝缘手套，断开动力电池高压维修开关四、背景知识一、关闭点火开关，拔下钥匙二、断开低压蓄电池负极27拆下维护开关时，需要用手向外方向掰着卡扣，同时向上提拉手，待拉手提到竖直位置时，将MSD取出3.

检查与维护前的准备工作维护开关是有方向的，箭头方向为车辆行驶方向，即箭头是朝着车头方向的。4.2

动力电池箱外部检查与维护断开或安装动力电池维修开关的操作要点四、背景知识1.

手动维修开关位置28使用左右手的拇指沿着B箭头所示的方向缓慢推动维护开关的拉手，直到听见“咔嚓”声后停止(图③

所示)，此时维修开关安装到位用右手握住维修开关上盖沿着A箭头所示的方向拉拔，以此确认维修开关的上盖是否安装到位3.

检查与维护前的准备工作用右手握住维修开关上盖的拉手，沿着A箭头所示的方向将上盖轻轻插入底座4.2

动力电池箱外部检查与维护四、背景知识手动维修开关安装操作规范293.

检查与维护前的准备工作4.2

动力电池箱外部检查与维护拆下动力电池总正、总负和低压线束插头四、背景知识车辆举升并锁止304.

检查动力电池箱外观4.2

动力电池箱外部检查与维护四、背景知识检查动力电池箱密封性能的目的是保证动力电池箱密封性能良好，防止进水，影响通信。通过真空检漏法，检查密封条的密封情况。以VOLVO混动的电池为例，其密封性检查步骤如下：(1)连接真空表组件及气泵管路。(2)调节气压在400KPa左右。(3)打开真空表组开关，抽真空3-5Min，如果负压达不到-40kPa，说明密封不严。(4)如果负压真空度达到-40kPa，应关闭真空表组开关，保持10min左右，检查负压真空度应该在-10kPa以内，说明密封性能良好；(5)若无真空负压或回到0，说明密封不严，需要检查动力电池箱螺栓是否紧固；(6)如果动力电池箱盖螺栓紧固为正常力矩，则需要更换密封条。315.

检查动力电池箱的密封性能4.2

动力电池箱外部检查与维护四、背景知识零部件名称使用部位规格力矩范围(

N.m)六角法兰面螺栓动力电池总成与车身固定螺栓M10*3568-88六角法兰面螺栓动力电池总成支架固定螺栓M10*4068-88............检查动力电池螺栓是否可靠，用扭力扳手按规定次序和力矩紧固螺栓，按照维修手册要求力矩紧固螺栓.326.

检查动力电池螺栓的紧固状态4.2

动力电池箱外部检查与维护四、背景知识(1)检查动力电池高低压插接件连接可靠，无变形、松脱、过热、损坏等情况，要求如下：①检查用电器插件与线束插件是否对插，并检查是否对插到位；

②检查线束与插针是否连接牢固，插件内插针是否出现退针、插针弯曲等异常现象；337.

检查动力电池外部高低压插接件4.2

动力电池箱外