纯电动-混合动力汽车结构原理与检修 教案 3-2动力电池管理系统结构原理与检修

《动力电池管理系统（BMS）结构、原理与检修基础》教案（4学时版）一、课程基本信息项目内容课程名称《纯电动汽车、混合动力汽车结构原理与检修》授课任务任务2：动力电池管理系统（BMS）结构、原理与检修基础授课对象中职/高职新能源汽车技术、汽车检测与维修专业学生课时安排4学时（180分钟）教学形式理论讲授+多媒体演示+BMS模块/电路图分析+检修条件模拟+小组案例研讨二、教学目标（一）知识目标能描述BMS的核心功能（监控、保护、SOC估算、均衡、通信）；能说明BMS采集的关键参数（单体电压、总电流、温度、绝缘电阻等）；能理解充放电控制逻辑，包括温度限制、压差保护、加热/保温策略；能说出热管理系统的作用、形式（水冷/风冷）及帝豪ITCS系统的工作逻辑。（二）能力目标能根据文档图表识别BMS硬件组成（BMU、CSC、高压盒等）；能判断车辆是否满足放电或充电的基本条件（内外部共15项）；能解读帝豪EV300在不同模式下（快充/慢充/放电）的温控启停阈值；能在模拟环境中验证“一级故障禁止放电”等保护逻辑。（三）素养目标强化系统思维：理解BMS作为“电池大脑”对整车安全的核心作用；培养规范意识：掌握BMS相关检修必须满足的前提条件；树立数据驱动理念：认识到精准采集是智能控制的基础。三、教学重难点教学重点：BMS采集的四大类参数及其安全阈值（如单体压差<300mV、温差<25℃）；充放电的内外部条件清单（如BMS供电正常、CAN通信、绝缘>500Ω/V）；帝豪ITCS热管理系统的冷却/加热触发逻辑（如快充>32℃启冷，<10℃启热）。教学难点：理解“匀热模式”的持续工作逻辑（即使温度达标，仍运行至温差稳定）；掌握充电加热与保温策略的复杂条件（如慢充<0℃加热，快充<5℃加热）；区分水冷系统中“常规冷却”与“增强冷却”的回路差异（是否经过空调制冷器）。四、教学准备教师准备：PPT课件（含BMS功能框图、帝豪EV300BMS模块图3-2-8、热管理结构图3-2-9至3-2-18）；表格素材：充放电条件清单、温度-电流对照表（表3-2-1/2/3）、ITCS启停阈值表；教具：

•BMS控制板（或高仿真模型）；

•温度传感器、电流霍尔元件样品；

•水冷系统管路示意图（标注水泵、控制阀、PTC、储液罐）；学习任务单（含条件判断、阈值匹配、故障情景分析）；安全提示卡：“BMS检修前必须确认高压已断开且系统无故障！”学生准备：复习上节课动力电池基本结构与参数；预习本任务文档中的BMS功能、充放电条件及热管理内容。五、教学过程设计（总时长：180分钟）教学环节教师活动学生活动时间设计意图1.情境导入

（问题切入）展示故障案例：“车辆显示‘动力电池故障’，无法启动，但电池有电。可能哪里出问题？”

引出BMS角色：“它就像电池的‘监护医生’，一旦它判断不安全，就切断电源！”思考：BMS会监控哪些“生命体征”？10分钟从故障反推功能，激发探究欲2.BMS核心功能与参数

（系统解析）（1）BMS五大功能（15分钟）

-实时监控（电压/电流/温度/绝缘）

-故障诊断与分级（一级故障=禁止放电）

-SOC/SOH估算

-电池均衡

-与VCU/充电桩通信

（2）关键采集参数与阈值（25分钟）

结合文档详细讲解：

-单体电压差<300mV

-电芯温差<25℃

-绝缘>500Ω/V

-SOC>10%才可放电

-最低放电温度：-20℃（帝豪）

强调：任一超限→保护动作听讲、记录安全阈值

完成“参数超限后果”匹配练习

观察图3-2-8BMS模块组成40分钟构建“监控-判断-执行”逻辑链；

量化安全边界3.充放电控制逻辑

（条件清单）（1）放电条件（15分钟）

内外部共8+7=15项，重点强调：

-电池内部：SOC>10%、温度-20~45℃、压差<300mV

-车辆外部：BMS常电、点火ON、CAN通信、高压连接正常

（2）充电条件（15分钟）

区分慢充（>0℃）与快充（>5℃）

新增条件：快充需软件版本匹配、通信不超时

展示表3-2-1/2：温度-电流关系（如<0℃慢充电流=0A）小组竞赛：找出“最易被忽略”的放电条件

填写《充放电许可自查表》30分钟强化系统性思维；

预防因单一条件缺失导致故障误判4.热管理系统深度解析

（特色技术）（1）水冷vs风冷（10分钟）

-风冷：丰田普锐斯，成本低，散热弱

-水冷：帝豪/荣威，效果好，可集成加热

（2）帝豪ITCS系统详解（20分钟）

①高温冷却：

-快充：>32℃启，<28℃停

-放电：>38℃启，<32℃停

②低温预热：

-快充：<10℃启，>12℃停

-放电：<0℃启，>3℃停

③匀热模式：继续运行至温差稳定

结合图3-2-15至3-2-18讲解部件位置（双储液罐、四通阀、大功率水泵）对比水冷/风冷优缺点

计算：帝豪在-10℃能否快充？（能，因<10℃启热）

标注ITCS管路简图30分钟聚焦国产先进技术；

提升技术自豪感5.检修前提与安全规范

（职业底线）强调：BMS检修≠拆解电池包！

讲解专业检修必须满足的前提：

-高压已断开（维修开关拔出）

-BMS无一级故障

-低压供电正常（12V）

-使用专用诊断仪读取故障码

演示：如何通过仪表或诊断仪判断BMS是否“在线”模拟“检修准入”判断流程

讨论：为什么不能直接测量高压侧信号？20分钟划清操作边界；

培养合规意识6.案例研讨与总结

（整合应用）布置小组任务：

“分析帝豪EV300在东北冬季快充失败的可能原因”

提示方向：温度、加热策略、充电桩兼容性

课堂总结：

-BMS=电池安全守门人

-控制逻辑=参数阈值+条件清单+温控策略

-检修原则：先诊断，后操作；先断电，再检测

作业布置：

1.绘制帝豪ITCS水冷系统简图，标注加热/冷却回路；

2.列出5条BMS导致车辆无法充电的可能原因。小组讨论并汇报分析思路

整理BMS核心知识点脑图30分钟培养故障诊断思维；

连接真实应用场景六、板书设计（简要）任务2：BMS结构、原理与检修一、BMS核心功能监控|保护（一级故障=禁放电）|SOC估算|均衡|通信二、关键安全阈值•单体压差<300mV•电芯温差<25℃•绝缘>500Ω/V•放电温度：-20~45℃•SOC>10%才可放电三、充放电条件（部分）✓慢充：电池>0℃✓快充：电池>5℃+软件匹配✓外部：BMS供电、CAN通信、高压连接OK四、帝豪ITCS温控逻辑•快充冷却：>32℃启/<28℃停•快充加热：<10℃启/>12℃停•匀热模式：运行至温差稳定⚠️检修