新能源汽车高压系统检修 课件 任务三 新能源汽车动力蓄电池故障检修

学习任务三新能源汽车动力蓄电池故障检修新能源汽车检测与维修专业技能人才培养工学一体化课程教材CONTENTS目录01动力电池包更换02动力电池性能检测03均衡管理故障检测与排除04热管理故障检测与排除动力电池包更换01学习目标1.能掌握新能源汽车动力电池的作用和类型。2.能掌握新能源汽车动力电池的基本结构。3.能正确识别常见车型动力电池的安装位置。4.能掌握动力电池电压检测方法。5.能掌握动力电池包更换任务情境电能的一辆比亚迪E5纯电动汽车显示动力电池故障灯常亮。初步做了诊断，确定故障的范围应该在电源管理控制器或高压配电箱上，要求你帮助诊断并排除这辆汽车的故障，你能完成这个任务吗？获取资讯建议学时：6一、电的定义电是一种能量形式，具体来说就是电子的能量。电子是带有负电荷的基本粒子，它们存在于原子中和原子周围的空间中。当电子在物质中移动时，它们带有能量。这种能量以电的形式表现出来，可以被用于传输信息、引发化学反应、驱动机器等。二、动力电池的作用1.定义将化学能转换成电能的装置称为化学电池，通常简称为电池。电池放电后，能够用充电的方式使内部活性物质再生把电能储存为化学能，需要放电时，再次把化学能转换为电能，这类电池称为蓄电池，一般又称二次电池。2.作用接收和储存由车载充电机、发电机、制动能量回收装置或外置充电装置提供的高压直流电，并且为电动汽车提供高压直流电。动力电池是纯电动汽车的核心部件，也是新能源汽车上价格最高的部件之一。动力电池的性能好坏直接决定了这辆车的实际价值。三、动力电池的类型新能源汽车上所使用的动力电池种类繁多，外形差别较大，按其工作性质和使用特征的不同，可分为一次电池、二次电池、储备电池和燃料电池等。其中储备电池和燃料电池属于特殊的一次电池。一次电池是放电后不能用充电的方法使它复原的电池。这种类型的电池只能使用一次，放电后电池只能被遗弃。（1）一次电池（原电池）这类电池不能再充电的原因：或是电池反应本身不可逆，或是条件限制使可逆反应很难进行，如锌锰干电池、锌汞电池、银锌电池。锌锰干电池铜帽石墨Mn02+C锌皮糊状NH4Cl二次电池是放电后可用充电的方法使活性物质复原而能再次放电，且可反复多次循环使用的电池。（2）二次电池（蓄电池）这类电池实际上是一个化学能量储存装置，用直流电将电池充足，这时电能以化学能的形式储存在电池中，放电时，化学能再转换为电能，如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、锌空气电池等。锂离子电池储备电池是正、负极活性物质和电解液不直接接触，使用前临时注入电解液或用其他方法使电池激活的电池。（3）储备电池（激活电池）这类电池的正、负极活性物质化学易变质或自放电，因与电解液的隔离而基本上被排除，从而使电池能长时间储存，如镁银电池、钙热电池、铅高氯酸电池。燃料电池是只要活性物质连续地注入电池，就能长期不断地进行放电的一类电池。（4）燃料电池（连续电池）特点:电池自身只是一个载体，可以把燃料电池看成是一种需要电能时将反应物从外部送入的一种电池，如氢燃料电池。氢燃料电池方能演亦方能演亦三、动力电池的基本结构1.铅酸蓄电池（1）定义：是一种电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的蓄电池，铅酸蓄电池以稀硫酸酸性水溶液为电解质，铅酸蓄电池的正极为PbO2，负极为海绵状Pb，故称为铅酸蓄电池。（2）结构特点：一个单格铅酸电池的标称电压是2.0V,能放电到1.5V,能充电到2.4V；在应用中，经常用个单格铅酸电池串联起来组成标称是12V的铅酸电池，还有24V、36V、48V等。（1)除锂离子电池外，在常用蓄电池中，酸蓄电池的电压最高，为2.0V3（2)价格低廉；（3)可制成小至1A·h大至几千安时的各种尺寸和结构的蓄电池；（4)高倍率放电性能良好，可用于引擎启动;（5）高低温性能良好，可在-40~60oC条件下工作；（6）电能效率高达60%；（7)易于浮充使用，没有“记忆”效应（1）比能量低，在电动汽车中所占的质量和体积比较大，一次充电行驶里程短；（2）使用寿命短；（3）充电时间长；（4)铝是重金属，存在污染。方方能演亦优点缺点三、动力电池的基本结构2.镍氢蓄电池(1)定义：镍氢蓄电池，正极活性物质主要由镍制成，负极活性物质主要由贮氢合金制成的一种碱性蓄电池。(2)特点：具有无污染、高比能、大功率、快速充放电、耐用性等许多优异特性。与铅蓄电池相比，具有比能量高、质量轻、体积小、循环寿命长等优点。镍氢蓄电池三、动力电池的基本结构3.锂离子电池（1）定义：锂电池（LithiumBattery）是指电化学体系中含有锂（包括金属锂、锂合金和锂离子、锂聚合物）的电池。（2）工作原理：电池充电时，正极材料中的锂脱出来，穿过隔膜进入到负极石墨中；电池放电时，锂离子又从负极石墨中脱出来，穿过隔膜回到正极材料中。随充放电的进行锂离子不断的从正极和负极中嵌入和脱出。（3）特点：锂离子电池工作电压为3.6V，是镍氢和镍镉电池工作电压的3倍。重量轻，比能量大，高达150Wh/Kg,是镍氢电池的2倍，铅酸电池的4倍;

体积小，高达到400Wh/L，体积是铅酸电池的二分之一到三分之一。循环寿命长，循环次数可达1000次,无记忆性,对环境无污染。四、动力蓄电池成组概述1.电芯型号与规格在电池成组时，一般把未组装的电池叫作电芯，而把连接上PCM板、有充放控制等功能的成品叫做电池。A1A2A3N1N2N3正极材料例如C代表钴，N代表镍电池形状,P表示方形，R表示圆柱形最大厚度或最大直径圆柱形最大高度最大宽度（方形）或不显示圆柱形负极材料例如I表示有内置的锂离子单体蓄电池命名规则电池组的组合方式:一般将单体蓄电池通过串联或并联构成一个电池模组，再将若干个电池模块通过串联或并联组合成动力蓄电池组使用，以满足电动汽车对电压和电流的需求。方形电芯(如ICP383450型号):是指实体部分厚度3.8mm、宽34mm、高度（长度）50mm的方形锂离子电芯。电池组的组合方式。四、动力蓄电池成组概述2.动力电池组构成特点（1）电池箱构成动力电池由的构成：由电池箱（大箱、小箱）、高压盒、热管理附件、高压低压线束构成。电池箱分别由以下几项构成1箱盖9箱体2箱体密封垫10工装挂钩3电池监控单元（CSC）11高压单P负4CSC固定支架12高压单P正5铜巴13维护开关（MSD）6模组压板14低压连接器7高低压线束15压力平衡阀8模组

电池箱分解图四、动力蓄电池成组概述（2）动力电池模组模组由以下几部分组成：1.电池单体：构成动力电池模块的最小单元。一般由正极、负极、电解质及外壳等构成。可实现电能与化学能之间的直接转换。2.电池模块：一组并联的电池单体的组合，该组合额定电压与电池单体的额定电压相等，是电池单体在物理结构和电路上连接起来的最小分组，可作为一个单元替换。3.模组：由多个电池模块或单体电芯串联组成的一个组合体。1顶盖绝缘片板4侧板2线束板5端板3电芯6底板模组分解图四、动力蓄电池成组概述（3）高压盒构成高压盒分为：单支路、双支路两种。1上盖8密封垫2铜巴9维护盖板3继电器、绝缘柱10电流传感器4电源分配模块（PDM）11电池管理单元（BMU）5箱体及连接器12维护开关（MSD）底座6保险丝固定座13维护开关（MSD）7保险丝

单支路高压盒分解图①单支路高压盒由以下几部分构成四、动力蓄电池成组概述（3）高压盒构成高压盒分为：单支路、双支路两种。1上盖6电源分配模块（PDM）2备用电源（BPM）7继电器集成单元（BDU）3BPM安装组件8电池管理单元（BMU）4铜巴9箱体及连接器5电流传感器、绝缘柱10维护开关（MSD）双支路高压盒分解图②双支路高压盒由以下几部分构成四、动力蓄电池成组概述(4)热管理附件构成热管理附件主要由水冷板、风扇等构成水冷板及风扇（5）高压低压线束主要线束分为高压线束及低压线束两种高压线束及低压线束四、动力蓄电池成组概述(6)电池箱在整车中的位置一般电池箱会放置在车体底部或后尾箱，有利于降低整车的重心特斯拉动力电池位置（2）实施步骤警示：1.禁止未参加该车型高压系统知识培训的维修人员拆卸高压系统，包括手动维修开关、高压电池包、驱动电机、电力电子箱、高压配电单元、高压线束、空调压缩机、交流充电线束、快速充电口、电加热器、慢充电器。2.在拆卸或装配高压配件时，必须断开12V电源和高压电池包上的手动维修开关。3.在进行高压相关操作前，维修人员必须穿戴好劳保用品，戴好绝缘手套，穿好高压绝缘鞋。在戴绝缘手套前，必须检查绝缘手套是否有破损的地方，确保手套无绝缘失效。五、动力电池电压检测方法1.动力电池电压检测（1）工作准备1.防护装备：绝缘防护装备。2.车辆、台架、总成：比亚迪E5或其他纯电动汽车；或同类车型台架。3.专用工具、设备：比亚迪故障诊断仪、万用表；或其他适用的设备。4.手工工具：组合工具。5.辅助材料：诊断与维修必要的熔断丝等耗材。4.在安装和拆卸过程中，应防止制动液、洗涤液等液体进入或飞溅到高压部件上。（2）实施步骤五、动力电池电压检测方法①拆卸动力电池母线，拉出限位销，拔出动力电池高压母线负极。拆卸动力电池母线②拉出限位销，拔出动力电池高压母线正极。③安装维修开关。④安装低压蓄电池负极。⑤按下电源开关。⑥将万用表旋至直流电压挡。安装维修开关将万用表旋至直流电压挡⑦将红黑表笔分别插入动力电池高压正、负极端子，测得动力电池高压接线柱电压307V。⑧拔出表笔，关闭万用表。⑨安装电池母线。⑩拆下蓄电池负极。⑪拆下手动维修开关，等待5分钟。⑫对准限位槽，安装动力电池高压母线负极，插入限位销。⑬对准限位槽，安装动力电池高压母线正极，插入限位销。⑭安装维修开关。⑮安装低压蓄电池负极。测量动力电池电压五、动力电池电压检测方法2.测量动力电池电压动力电池组及单个电池电压检测操作流程界面。（1）打开诊断仪工具箱。（2）取出连接线。（3）取出诊断仪器。（4）连接诊断仪器上的数据接头。（5）连接车辆OBD－Ⅱ诊断座。（6）起动车辆。（7）选择高压电池管理器。连接车辆OBD－Ⅱ诊断座选择高压电池管理器警示：在接通汽车后诊断仪屏幕会亮起，若程序未运行或出现乱码情景，可拔下仪器的数据线重新连接一次，即可继续操作；并且请确保测试接头和诊断仪器接触良好，以保证信号传输不会中断。（8）读取电脑版本，读取完毕后退出。（9）读取系统故障码，读取完毕后退出。（10）读取数据流。

1.查看单体电池、均衡累计时间数据。

2.查看电池包电压采样数据。3.查看电池包温度采样数据（11）退出至诊断仪主菜单。（12）关闭仪器，拆卸接线。读取电脑版本，读取完毕后退出读取系统故障码查看单体电池、均衡累计时间数据查看电池包电压采样数据查看电池包温度采样数据五、动力电池电压检测方法3.高压配电箱的更换（1）高压配电箱的拆卸高压配电箱的拆卸步骤：1.在后座椅上铺翼子板护垫。2.拆下后排座椅坐垫左右两侧固定螺栓。3.掀开后排座椅坐垫前方左右两侧固定卡钩，取出后排座椅坐垫。拆下后排座椅坐垫左右两侧固定螺栓4.取出行李舱盖板，取出随车工具。5.拆卸高压配电箱保护盖后部2个固定螺栓如图。取出行李舱盖板及随车工具拆卸高压配电箱保护盖后部固定螺栓6.拆卸高压配电箱保护盖前部2个固定螺栓如图。7.取下左右两侧后排座椅转轴支架护罩。8.拉下座椅左右两侧固定导索。9.拆下后排座椅转轴支架螺栓。10.将后排座椅靠垫搬出驾驶室。11.挑开与高压配电箱盖板相连接的安全气囊线束。拆卸高压配电箱保护盖前部固定螺栓取下两侧后排座椅转轴支架护罩拉下座椅左右两侧固定导索挑开安全气囊线束五、动力电池电压检测方法12.掀开高压配电箱盖板，拔下遥控器天线插头，取出高压配电箱盖板。13.拉出限位销，拔出动力电池高压母线负极，拉出限位销，拔出动力电池高压母线正极。14.拔下电机控制器高压母线正极；拔下电机控制器高压母线负极。警告：正常情况下，在拆除高压母线后，高压系统还存在高压电，这是因为电机控制器中高压电容的存在造成的，需要经过一段时间的等待，高压电容中的电，才能被完全释放。15.拔下车载充电机充电线。

拔出动力电池高压母线拔下电机控制器高压母线拔下车载充电机充电线16.拔下低压控制线束插头。17.拔下漏电传感器高压负极插头。18.拔下DC/DC、空调控制器高压插头。19.拆下高压配电箱4个固定螺栓。20.取下高压配电箱。拔下低压控制线束插头取下高压配电箱高压配电箱的安装步骤操作流程如下：1.将高压配电箱抬入驾驶室，安装到指定位置。2.安装固定螺栓。3.安装DC/DC、空调控制器插头。4.安装漏电传感器高压负极插头。5.安装电机控制器高压母线负极插头，插入限位销。五、动力电池电压检测方法（2）高压配电箱的安装安装DC/DC、空调控制器插头安装漏电传感器高压负极插头安装电机控制器高压母线负极插头，插入限位销7.安装车载充电机充电线，并锁紧。6.安装低压线束插头。8.安装电机控制器高压母线正极插头，插入限位销。9.拉出限位销，拔出动力电池高压母线负极，插入限位10.安装高压配电箱保护盖，将盖板固定到后排座椅支架下方的两个螺丝杆上。11.安装保护盖前部螺母，安装遥控器天线插头。12.紧固保护盖后部螺母。13.安装安全气囊线束固定卡扣。安装低压线束插头安装车载充电机充电线，并锁紧五、动力电池电压检测方法（2）高压配电箱的安装14.紧固保护盖前部螺母。15.将后排座椅坐垫放入车内；整理好安全带，将安全带插头插入后排座椅的孔内；安装后排座椅坐垫，紧固螺钉。16.将后排座椅靠垫固定在后排座椅支架上。17.安装后排座椅支架的固定螺栓。18.用力推后排座椅靠垫，将后排座椅靠垫固定在支柱上。19.安装后排座椅转轴支架护罩。20.放好随车工具，安装行李舱盖板。21.关闭行李舱。22.安装维修开关。23.安装低压蓄电池负极。安装后座椅支架的固定螺栓将后座椅靠垫固定在支柱上五、动力电池电压检测方法（3）动力电池包的更换（1）将车辆退电至OFF挡，拆下后排座椅，断开维修开关，等待分钟。（2）用万用表检测电池是否漏电。检测方法为：将万用表正极分别搭在电池正负极引出，负极搭车身搭铁，正常值为10V以下；若过大请不要拆卸，检测漏电原因和地方，排除问题后再进行以下操作。佩戴绝缘手套，用套筒依次拆卸掉每一根动力电池串联、维修开关线束、动力电池包正负极线束固定螺栓，同时取下每一根动力电池串联线、维修开关线束、动力电池包正负极线束，拆卸锁止装置。拆卸锁止装置（4）.用一字螺丝刀撬开动力电池采样线固定卡扣，拔掉所有动力电池采样线与电池信息采集器连接的接插件。（5）.安装合适的电池包总成支撑架，佩戴绝缘手套，用套筒拆卸掉动力电池总成的各个固定螺栓。（6）.拆下动力电池包总成，并按与拆卸相反的顺序安装新的动力电池包。拆卸接插件安装电池包总成支撑架计划决策任务要求1.规定时间内，确保自身安全前提下，进行动力电池包更换。2.规定时间内，按照标准操作流程，小组合作，正确完成动力电池包更换。3.任务实施完成后落实场地8S要求。任务分组小组讨论进行角色分工，明确操作员、记录员、安全员、评分员、拍摄员的工作职责。工具准备准备新能源汽车、专用解码仪器、万用表、绝缘表、绝缘工具套装、手电筒、操作评分标准,1000v绝缘手套、安全帽、劳保鞋、护目镜方案制定与决策小组讨论、查阅资料制定任务计划初稿，再由小组代表展示讲解，讨论分析优缺点，结合教师讲解修改完成最终任务实施计划表。计划决策任务实施三、动力电池更换流程警示1、在拆卸或装配高压配件时，必须断开12V电源和高压电池包上的手动维修开关。2、在进行高压相关操作前，维修人员必须穿戴好劳保用品，戴好绝缘手套，穿好高压绝缘鞋。在戴绝缘手套前，必须检查绝缘手套是否有破损的地方，确保手套无绝缘失效。二、动力电池包更换1.拆卸线束佩戴绝缘手套，用套筒依次拆卸掉每一根动力电池串联、维修开关线束、动力电池包正负极线束固定螺栓，同时取下每一根动力电池串联线、维修开关线束、动力电池包正负极线束，拆卸锁止装置。2.拆卸接插件用一字螺丝刀撬开动力电池采样线固定卡扣，拔掉所有动力电池采样线与电池信息采集器连接的接插件。3.拆卸动力电池总成固定螺栓安装合适的电池包总成支撑架，佩戴绝缘手套，用套筒拆卸掉动力电池总成的各个固定螺栓。4.拆下动力电池包总成，并按与拆卸相反的顺序安装新的动力电池包。一、确保前期工作准备完毕1.确定动力电池有问题需要进行更换。2.确认在进行高压相关操作前，维修人员必须穿戴好劳保用品，戴好绝缘手套，穿好高压绝缘鞋。在戴绝缘手套前，必须检查绝缘手套是否有破损的地方，确保手套无绝缘失效。3.必须断开12V电源和高压电池包上的手动维修开关。4.确认已经断开维修开关并等待5分钟以上。5.进行力绝缘测试，并确保绝缘良好，不漏电。检查控制一、外观检查二、电气连接检查三、低压线路检查四、保险丝检查五、接触器检查六、绝缘性能检查1.动力电池外壳无变形、破损、裂纹；固定牢固，无松动2.连接线缆线缆无破损、断裂、磨损；连接插头牢固，无松动、脱落迹象3.内部连接点连接牢固，无松动、腐蚀、氧化；螺丝紧固，扭矩符合标准4.接地连接接地良好，无松动、锈蚀5.供电、搭铁线路测量供电、搭铁端子电压正常，线路电阻正常6.信号通讯线路测量信号通讯端子电压正常，线路电阻正常7.外观无熔断、破损；标识清晰8.功能测试通断正常，符合规定电流值9.外观无损坏、变形10.线圈电阻测量值在正常范围内(3-4欧姆左右)11.触点状态闭合时接触良好，电阻小于1Ω；断开时无粘连12.外壳绝缘绝缘测试仪测量，绝缘电阻大于500Ω/V13.内部电路绝缘各高压线路之间、与低压之间绝缘良好。总结评价任务总结总结动力电池的作用与类型、安装位置、拆卸维修开关并进行绝缘检测、更换动力电池包流程。组间互评从小组分工、工具准备、故障检测等多方面对其他小组任务实施过程进行互评。自我评价小组成员反思自身在任务实施中的不足，制定改进措施。教师评价教师从职业素养和专业能力两方面对各小组技能实训情况进行成果性考核。二、判断题1.电池控制器存在故障时，会导致高电压系统内接触器不能工作，使车辆失去动力。（）2.电池管理控制器是高压配电箱内继电器与接触器的诊断主控模块。（）3.单节电池温度异常，温度过低会导致无法充电。（）4.电源管理控制器存在故障时，会使车辆失去动力并点亮故障灯。（）5.电源管理控制器电路发生故障，不会产生DTC。（）随堂演练一、填空题1.电源管理控制器是整车动力电池的______，负责采集动力电池的______、温度、电流数据，控制动力电池处于最佳的______。2.电源管理控制器的主要故障原因是______异常，或模块自身______不良。3.高压配电箱是控制高电压______的执行部件，内部主要由多个接触器与继电器组成。4.在动力电池的整个寿命内，根据标准计算方法计算得到绝缘电阻值，所得值大于______。5.在动力电池整个测试过程中，动力电池的______等于或高于其标称电压值，动力电池两极应与动力装置______。三、单项选择题1.高压配电箱内继电器与接触器的诊断主控模块是（）。

A．DC/DCB．温度传感器

C．电源管理控制器D．VCU2.能够测量动力电池直流电压的伏特表，其内阻应大于（）。

A．5MΩB．10MΩC．50MΩD．100MΩ3.比亚迪E6高压电池管理系统模块位于（）。

A．行李舱备胎下方B．高压电池组总成内部

C．前机舱中间D．仪表台下方4.高压电缆内部的电阻应该（）。

A．小于1ΩB．大于10ΩC．小于10ΩD．越大越好5.单节电池电压过高会导致的故障是（）。

A．无法充电B．断电保护C．没有影响D．都有可能动力电池性能检测02学习目标1.能够描述储能电池的主要性能指标。2.能够描述动力电池性能指标的含义及检测方法。3.能够进行动力电池电压的测量。4.能够进行动力电池及单个电池电压数据检测。任务情境一辆电动汽车因动力电池组损坏而无法运行，动力电池组总成需要分解进行单体检测，现在要求你进行测量动力电池相关的数据，你能完成这个任务吗？获取资讯建议学时：6一、电池的性能指标动力电池是储能电池的一种，学习动力电池的性能指标，首先要了解储能电池的性能指标。储能电池（以下简称“电池”）品种繁多，性能各异。常用以表征其性能的指标有电性能、机械性能、储存性能等，有时还包括使用性能和经济成本。电池主要性能指标如下：1.电压（1）电动势电池的电动势，又称电池标准电压或理论电压，为组成电池的两个电极的平衡电位之差。（2）端电压电池的端电压是指电池正极与负极之间的电位差。（3）开路电压电池的开路电压是无负荷情况下的电池端电压。开路电压不等于电池的电动势。电池的电动势是从热力学函数计算而得到的，而电池的开路电压则是实际测量出来的。（4）工作电压电池在某负载下实际的放电电压，通常是指一个电压范围。例如，铅酸蓄电池的工作电压为1.8V～2V；（5）额定电压指该电化学体系的电池工作时公认的标准电压。例如，锌锰干电池为1.5V，镍镉电池为1.2V，铅酸蓄电池为2V。（6）终止电压指放电终止时的电压值，根据放电电流大小、放电时间、负载和使用要求的不同而不同。放电终止电压根据放电率的不同，其终止电压也不同。（7）充电电压指外电源的直流电压对电池充电的电压。一般的充电电压要大于电池的开路电压，通常在一定的范围内。例如，镍镉电池的充电电压为1.45V～1.5V。（8）电压效率指电池的工作电压与电池电动势的比值。电池放电，由于存在电化学极化、浓差极化和欧姆压降，使电池的工作电压小于电动势。改进电极结构和加入添加剂是提高电池电压效率的两个重要途径。2.内阻指电池在充足电以后，在一定的放电条件下所能释放出的电量，以符号C表示，其单位为安时(A·h)或毫安时(mA·h)，容量与放电电流大小和充放电截止电压有关系。电池的容量可分为理论容量、额定容量、实际容量和标称容量。内阻是指电池在工作时，电流流过电池内部所受到的阻力，电池在短时间内的稳态模型可以看作一个电压源，其内部阻抗等效为电压源的内阻，内阻大小决定了电池的使用效率。电池包括欧姆内阻和极化内阻，极化内阻又包括电化学极化内阻和浓差极化内阻。例如铅酸蓄电池的内阻包括正负极板的电阻、电解液的电阻、隔板的电阻和连接体的电阻等。3.容量和比容量（1）容量4.标称容量标称容量(或公称容量)是用来鉴别电池适当的近似值。在指定放电条件时，一般指0.2C放电时的放电容量。011.理论容量假设电极活性物质全部参加电池的电化学反应所能提供的电量，是根据法拉第定律计算得到的最高理论值。2.额定容量额定容量也称保证容量，是指设计和制造电池时，按照国家或相关部门颁布的标准，保证电池在一定的放电条件下能够放出的最低限度的电量。3.实际容量实际容量是指电池在一定的放电条件下实际放出的电量。它等于放电电流与放电时间的乘积，对于实用中的化学电源，其实际容量总是低于理论容量而通常比额定容量大10%～20%。影响电池容量因素的综合指标是活性物质的利用率。换言之，活性物质利用的越充分，电池给出的容量也就越高。020304容量的分类比容量是指单位质量或单位体积的电池所能给出的电量，相应地称为质量比容量或体积比容量。（2）比容量电池在工作时通过正极和负极的电量总是相等的。但是，在实际电池的设计和制造中，正、负极的容量一般不相等，电池的容量受容量较小的电极的限制。实际电池中多为正极容量限制整个电池的容量，而负极容量过剩。（3）效率充电时把电能转化为化学能储存起来，放电时把电能释放出来，在这个可逆的电化学转换过程中，有一定的能量损耗。通常用电池的容量效率和能量效率来表示。2.能量效率能量效率也称电能效率，是指电池放电时输出的能量与充电时输入的能量之比，影响能量效率的原因是电池存在内阻，它使电池充电电压增加，放电电压下降。内阻的能量损耗以电池发热的形式损耗掉。1.容量效率容量效率是指电池放电时输出的容量与充电时输入的容量之比。影响电池容量效率的主要因素是副反应。当电池充电时，有一部分电量消耗在水的分解上。此外，自放电、电极活性物质的脱落、结块、孔率收缩等也降低容量输出。0102（4）能量电池的能量是指在一定放电制度下，电池所能输出的电能，通常用瓦时(W·h)表示。电池的能量反映了电池做功能力的大小，也是电池放电过程中能量转换的量度。对于电动汽车来说，电池的能量大小直接影响电动汽车的行驶距离。3.比能量比能量（能量密度energydensity）分为质量比能量和体积比能量。质量比能量是指单位质量电池所能输出的能量，单位常用W·h/kg。也称质量能量密度。体积比能量是指单位体积电池所能输出的能量，也称体积能量密度，单位常用W·h/L。常用比能量来比较不同的电池系列。1.理论能量假没电池在放电过程中始终处于平衡状态，其放电电压保持电动势的数值，而且活性物质的利用率为100%，即放电容量等于理论容量，则在此条件下电池所输出的能量为理论能量，也就是可逆电池在恒温、恒压下所做的最大功。2.实际能量实际能量是电池放电时实际输出的能量。它在数值上等于电池实际容量与电池平均工作电压的乘积。010203实际比能量是指质量1kg的电池在放电过程中实际输出的能量，表示为电池实际输出能量与整个电池质量(或体积)之比，由于各种因素的影响，电池的实际比能量远小于理论比能量。比能量也分为理论比能量和实际比能量。理论比能量指1kg电池反应物质完全放电时理论上所能输出的能量。根据正、负极活性物质的理论质量比容量和电池的电动势，电池的理论质量比能量可以直接计算出来。如果电解液参加电池的反应，还需要加上电解质的理论用量。理论比能量只考虑了按照电池反应式进行的完全可逆的电池反应条件下的比能量，因此是一种理想化的模型。对于实际应用的电池，实际比容量更有意义。因为电池反应不可能达到完全可逆的充放电和能量状态，而且实际电池中很多必要辅助材料占据了电池的质量和体积。①②电池的功率是指电池在一定放电制度下，单位时间内输出的能量，单位为瓦(W)或千瓦(kW)。单位质量或单位体积电池输出的功率称为比功率，单位为W/kg或W/L。功率密度是评价动力蓄电池系统是否满足电动汽车加速、爬坡能力和制动能量回收能力的重要指标。对于纯电动汽车，其电能储存装置应具有尽可能高的比能量，以保证汽车的续驶里程。对于混合动力汽车，其电能储存装置则应具有尽可能高的比功率，以保证汽车的动力性。不同储能器的比能量和比功率比较见。（5）功率与比功率2.放电深度表示放电程度的一种量度，为放电容量与总放电容量的百分比，简称DOD(depthofdischarge)。放电深度的高低跟二次电池的充电寿命有很深的关系:二次电池的放电深度越深，其充电寿命就越短，因此在使用时应尽量避免深度放电。（6）放电电流和放电深度放电电流大小或放电条件，通常用放电率表示，是电池容量或能量的技术参数。1.放电率指放电时的速率，常用“时率”和“倍率”表示。时率是指以放电时间(h)表示的放电速率，即以一定的放电电流放完额定容量所需的时间。倍率，指电池在规定时间内放出额定容量所输出的电流值，数值上等于额定容量的倍数。（9）寿命电池的寿命分储存寿命和使用寿命。储存寿命有“干储存寿命”和“湿储存寿命”两个概念。对于在使用时才加入电解液的电池储存寿命，习惯上也称为干储存寿命。干储存寿命可以很长。二对于出厂前已加入电解液的电池储存寿命，习惯上称为湿储存寿命。湿储存时自放电严重，寿命较短。使用寿命是指电池实际使用的时间长短。对一次电池而言，电池的寿命是表征给出额定容量的工作时间(与放电倍率大小有关)。对二次电池而言，电池的寿命分充放电循环寿命和湿搁置使用寿命两种。（7）荷电荷电（荷电状态state-of-char）是指蓄电池放电后剩余容量与全荷电容量的百分比，称荷电程度。（8）储存性能和自放电对于所有化学电源，即使在与外电路没有接触的条件下开路放置，容量也会自然衰减，这种现象称为自放电，也称荷电保持能力。电池自放电的大小，用自放电率来衡量，一般用单位时间内容量减少的百分比表示:自放电率=(储存前电池容量－储存后电池容量)/储存前电池容量×100%电动汽车的性能要求包括续驶里程、环境适用性、加速爬坡性能、使用安全、经济性、使用便捷性、回收利用等方面，而动力蓄电池作为电动汽车的核心部件，其性能的好坏直接影响到车辆续航里程和动力性。二、动力电池性能指标动力蓄电池性能要求电池性能指标参数表动力电池作为测试对象的形式有单体和电池组两种形式。单体是电池最基本的单元，称单元电池，是构成车用动力电池的基础。单元电池的电压和能量都十分有限，使用过程中一般都是以串并联的形式成组的提升输出电压和功率。为了方便电池的安装运输和使用，一般将若干个单元电池以串并联的方式构成动力电池组。动力电池组装在具有一定尺寸和接口的电池盒内，再配以电池管理系统后，在电动车辆上安装和使用。除了传统的铅酸电池外，镍氢电池、锂离子电池等车用动力电池，根据各自技术原理有不同的特性，各种电池在比容量、充放电次数、技术成熟度性能上有差别。电池电性能测试通过特定的测试设备加载特定的测试程序，可以获得动力电池在不同状态下的电压、容量、内阻、功率等参数，动力电池测试内容，就当前对动力蓄电池的使用要求而言，主要测试动力蓄电池在不同环境下的充放电性能、荷电能力等。不同的测试条件下，电池的电性能参数受到试环境的影响（温度和倍率是其主要影响因素）其电池容量、内阻也不同，为了对电池的性能进行测试，需要规范其测试条件。三、动力电池性能测试内容测试内容电池单体电池模块充电性能室温倍率充电性能

√放电性能室温放电性能√√室温倍率放电性能

√低温放电性能

√高温放电性能

√内阻√

储存性能荷电保持与容量恢复能力

√储存性能

√动力电池测试内容三、动力电池性能测试内容

1.充电性能测试（1）单体电池标准充电方法：室温下，以1I1（A）电流放电至放电终止电压，搁置1h，然后以1I1（A）电流恒流充电至充电终止电压时转恒压充电，至充电电流降至0.05I1（A）时停止充电，充电后搁置1h。（2）电池模块标准充电方法：室温下,蓄电池模块先以1I1(A)电流放电至任一单体蓄电池电压达到放电终止电压。搁置1h(或企业提供的不高于1h的搁置时间),然后按企业提供的充电方法进行充电。若企业未提供充电方法,则依据以下方法充电：

1.对于锂离子蓄电池,以1I1（A）电流恒流充电至企业技术条件中规定的充电终止电压时转恒压充电,至充电电流降至0.05I1（A）时停止充电,若充电过程中有单体蓄电池电压超过充电终止电压0.1V时则停止充电。充电后搁置1h（或企业提供的不高于1h的搁置时间）。

2.对于金属氢化物镍蓄电池,以1I1（A）电流恒流充电1h,然后再以0.2I1充电1h,充电后静置1h(或企业提供的不高于1h的静置时间。三、动力电池性能测试内容2.放电性能测试（1）性能要求电池单体室温放电容量不低于额定容量，并且不超过额定容量的110%，同时所有测试对象的室温放电容量极差不大于平均值的5%。（2）电池单体室温放电容量测试步骤1）按照标准充电方法对电池单体充电；2）室温下，电池单体以1I1（A）电流放电至放电终止电压；3）计量放电容量；重复步骤①～③5次，取平均值。当连续3次试验结果的极差小于额定容量的3%，可提前结束试验，取最后3次试验结果的平均值。三、动力电池性能测试内容3.电池单体内阻性能测试（1）性能要求采用先交流后直流的方法测试电池单体的内阻，测试过程中不需要对电池进行充电和放电。电池单体极化内阻应不大于企业提供的Rac的值，欧姆内阻不大于企业提供的Rdc的值。（2）极化内阻测量方法对电池单体施加1～5s的电流为Ia，频率为1.0KHz±0.1Hz的交流电，测量交流电压Ua，计算极化内阻Rac。Rac=Ua/Ia（Ω）式中：Ua——交流电压有效值，单位为（V）；

Ia——交流电流有效值，单位为（V）。注：交流电流的峰值应不小于20mV。图4-6测试设备可以实现高频率的电流控制，（3）欧姆内阻测量方法电池单体以0.2I1（A）电流恒流放电，10s后测量并记录放电电压U1；然后瞬间提升放电电流至1I1（A），1s后测量并记录放电电压U2；计算电池单体的欧姆内阻Rdc。式中：I1——1h率放电电流，单位为（A）。注：目前测量电池极化内阻和欧姆内阻只能通过专用的测试设备进行测试，图4-6设备可以实现对电池内阻的测量。计划决策任务要求1.规定时间内，确保自身安全前提下，进行动力电池检测。2.规定时间内，按照标准操作流程，小组合作，正确完成完成单体电池室温放电性能测试和内阻测试。3.任务实施完成后落实场地8S要求。任务分组小组讨论进行角色分工，明确操作员、记录员、安全员、评分员、拍摄员的工作职责。工具准备准备动力电池实训台架、万用表、蓄电池充放电设备、蓄电池内阻测试仪,绝缘工具套装、手电筒，操作评分标准,1000v绝缘手套、安全帽、劳保鞋、护目镜方案制定与决策小组讨论、查阅资料制定任务计划初稿，再由小组代表展示讲解，讨论分析优缺点，结合教师讲解修改完成最终任务实施计划表。

任务实施一、单体电池充放电测试6.放电，实用工具蓄电池充放电设备万用表，以1I1（A）电流放电，至放电终止电压时停止，记录放电电流和放电终止电压数据。7.搁置，记录搁置时长。8.充电，（1）1I1（A）电流恒流充电至充电终止电压。（2）转恒压充电。（3）充电电流降至0.05I1。（A）时停止充电。（4）记录充电电流和充电终止电压数据。9.搁置，记录搁置时长。10.放电，实用工具蓄电池充放电设备万用表，以1I1（A）电流放电，至放电终止电压时停止，记录放电电流和放电终止电压数据。11.搁置，记录搁置时长。二、单体电池室温与放电比能量关系12.计算，（1）记录室温放电容量。（2）根据公式计放电比能量。（3）记录室温放电容量和放电比能量数据。13.重复步骤3～6，计算室温放电容量和放电比能量四次，分别记录四次室温放电容量和放电比能量数据。14.结果判定，（1）统计每次试验结果，取平均值。（2）判断所测电池单体是否符合标准。（3）记录是否合格。三、单体电池内阻检测15.极化内阻，使用蓄电池内阻测试仪、万用表测极化内阻，并且记录Iac、Uac、Rac数据，与企业提供的极化内阻数据进行比对，判断合格与否。16.欧姆内阻，使用蓄电池内阻测试仪、万用表测极化内阻，并且记录I1、U1、U2、Rdc数据，与企业提供的欧姆内阻数据进行比对，判断合格与否。检查控制010203一、外观检查04051.电池模组外观无变形、破损、裂纹;固定牢固，无松动二、电气连接检查2.内部连接点连接牢固，无松动、腐蚀、氧化;螺丝紧固，扭矩符合标准3.检测工具设备连接连接良好，无松动、锈蚀三、专用工具检查4.外观无熔断、破损；标识清晰5.功能测试通断正常，功能测试正常四、电池均衡6.参数设置电池类型、电池节数、目标电压7.均衡过程均衡过程是否正常8.均衡结束是否正常结束五、电池均衡结果记录9.极化内阻电压值；电池模块串并联数；电池单体间最大压差总结评价【任务总结】010203总结评价组间互评标准评价小组分工是否明确、配合协调，工具材料准备是否完整，各项检查是否规范准确，任务完成后场地是否清洁整理等。自我评价反思小组成员反思任务实施过程中存在的不足，如操作不熟练、沟通不畅等，并提出改进措施。教师评价标准教师从职业素养（服从安排、团队合作等）和专业能力（工具准备、检查规范等）两方面进行考核评分。一、判断题1.储能电池是动力电池的一种，学习动力电池的性能指标，首先要了解储能电池的性能指标。（）

2.对于所有化学电源，即使在与外电路没有接触的条件下开路放置，容量也会自然衰减，这种现象称为自放电，也称荷电保持能力。（

）

3.电动汽车用动力电池的主要性能指标包括电压、内阻、容量和比容量、能量以及效率等。（

）4.力电池作为测试对象的形式有单体和电池组两种形式。单体是电池最基本的单元，称单元电池，是构成车用动力电池的基础。（

）

5.在基本性能的评价上，测试的是整个动力电池的常规使用寿命，考虑的因素有充放电电流和工作的SOC范围。（

）6.常用的动力电池性能指标的检测方法，包括：荷电状态（SOC）、内阻、容量、循环寿命、一致性等检测方法。（

）【随堂演练】7.打开发动机舱盖，需要安装防护三件套，对车辆的漆面进行保护。（）8.卸蓄电池负极前，点火开关可以在任意位置。（）9.测量动力电池电源线束的电压，通常用万用表的交流电压档测量。（）10.在安装动力电池母线上的固定螺栓时，要使用绝缘工具进行安装。（）三、选择题1.以下哪种电池类型在新能源汽车中应用最为广泛？（）

A.铅酸电池

B.镍氢电池

C.锂离子电池

D.铅炭电池

2.新能源汽车动力电池的主要性能指标是什么？（）

A.电池容量

B.电池内阻

C.电池能量密度

D.上述所有

3.目前新能源汽车动力电池正极材料主要有哪些类型？（）

A.锰酸锂

B.镍钴锰三元材料

C.磷酸铁锂

D.以上都是

4.以下哪个因素不会影响动力电池的性能？（）

A.温度

B.充放电速率

C.使用寿命

D.电池颜色

5.动力电池的充放电过程属于以下哪种类型的反应？（）

A.物理反应

B.化学反应

C.光化学反应

D.核反应

6.新能源汽车动力电池的SOC指的是什么？（）

A.电池荷电状态

B.电池健康状态

C.电池温度状态

D.电池内阻状态

7.以下哪种方法不能提高动力电池的能量密度？（）

A.增加正极材料的活性

B.提高电解液的导电性

C.减小电池内阻

D.增加电池体积

8.在新能源汽车动力电池的充放电过程中，以下哪个现象是正常的？（）

A.电池发热

B.电池膨胀

C.电池漏液

D.电池电压下降

9.以下哪种电池管理系统（BMS）的功能是监测电池各项性能指标？（）

A.电池保护

B.电池均衡

C.数据采集

D.充放电控制

10.新能源汽车动力电池的循环寿命是指什么？（）

A.电池从生产出来到损坏的寿命

B.电池在规定充放电条件下能进行充放电的次数

C.电池在正常使用条件下的使用寿命

D.电池在极端条件下的使用寿命均衡管理故障检测与排除

03学习目标1.能够说出电池不一致产生的原因及其影响。2.能够说出电池均衡的定义、分类、标准和策略。3.能够使用万用表，规范完成电池不一致性检测。4.能按照电池均衡标准流程，正确使用电池均衡仪，规范完成电池均衡作业。任务情境当你随老师傅更换了新的电池模块，之后问道老师傅：“接下来还需要做什么？”师傅说：“接下来需要对电池组进行均衡操作”。本任务将学习电池均衡的相关内容。获取资讯建议学时：6一、电池不一致性定义电池不一致性是指同一规格型号的电池单体组成电池模块后，其电压、荷电量、容量及其衰退率、内阻及其变化率、寿命、自放电率等参数存在一定的差别。（a）一致（b）一致（c）不一致电池不一致性示意图二、电池不一致产生的原因1.生产过程中的不一致2.使用过程中的不一致电池初始性能的差异会在使用过程中逐渐反映到电池实际容量、内阻和SOC上不同温度采样点得到的最高温度和最低温度变化曲线，温度差异约为10℃，这最终会导致电池的性能以不同速度衰退，最终加大了电池模块的不一致性车辆在不同温度下的放电曲线使用过程中的不一致的原因由于容量小、内阻大、自放电率高的电池在充放电过程中更容易发生过充电、过放电和过热，导致电池性能下降速度加快，呈现“正反馈”，电池模块不一致性问题被加速放大。由于电池初始性能差异的累积和电池模块工作环境的差异，电池间极化现象和极化深度的差异会被逐渐放大。极化过电势可以反映出电池内部化学反应速度和反应状态。影响一致性的因素及其耦合关系电池的不一致性可以分为容量不一致性、电压不一致性和电阻不一致性。无论哪种电池类型，其单体电池的电压和容量都无法满足电动汽车的需求，为了达到一定的电压、功率和能量等级，必须通过串并联的方式组成电池模块，为电动汽车提供能量。然而实践发现，即使电池成组经过了严格的筛选，在实际使用时，电池模块在容量利用、安全性及寿命等方面的性能依然远不及单只电池，其核心问题在于电池模块的不一致性。由于不一致性的存在，电池成组应用存在类似于木桶短板效应的问题，同时不一致性对电池模块的可用容量及可靠度具有重要影响。本节结合纯电动汽车的实际应用特点，从不一致性产生原因及其对电池模块性能的影响进行分析和讨论。三、电池不一致性分类四、电池不一致性的影响1.容量和功能充电时，先于其他电池充满电的部分电池限制了电池模块的充由容量，从而导致电池模块的总存储容量和能量减少;在放电时，先于其他电池放完电的部分电池限制了电池模块的放电容量，从而导致电池模块存储的容量和能量不能得到充分利用，从而很难平衡成组电池使用的安全性和高效性之间的矛盾，这就是成组电池的不一致性导致的“木桶效应”。2.功率输出当接近充满电或者放完电的时候，电池的最大允许充放电电流会有所下降。当存在差异的电池串联成组的时候，在充电过程中，SOC偏高的电池会限制整组电池的充电电流，使得充电时间增加;，在接近充满电或者放完电的时候，电池的极化电压明显增加，能量利用效率下降。3.电池模块状态估算充电时，先于其他电池充满电的部分电池限制了电池模块的充由容量，从而导致电池模块的总存储容量和能量减少;在放电时，先于其他电池放完电的部分电池限制了电池模块的放电容量，从而导致电池模块存储的容量和能量不能得到充分利用。与单只电池相比，一致性使得电池成组后的使用更加复杂，继承单只电池简单的采用基于端电压的状态估算和充放电控制模式并不能有效地保证电池使用的安全性;而采用单只电池电压控制的时候，电池的容量乂个能得到有效的利用，电池使用过程的高效性不能得到有效的保证。假设某几个电芯或模块出现容量的严重下降，电压自然也会降低。充电的时候这些电池就会先充满，而控制单元在检测到这些电池充满之后就会停止充电，但此时其他电池还没有充满，然而也是不得不停止充电。这就导致电池模块总也充不满，续航里程当然会受到影响。动力电池包无法充满示意图所示。在用车过程中可能出现“跳电”的情况，比如SOC-40%行驶中，正常驾驶忽然出现从40%降低到20%，这两成的电量可能只能行驶几百米，但在40%～60%区间却可以行驶几十千米，电池模块的问题就很严重了，此时就需要进行均衡充电。五、电池均衡定义电池均衡是指通过对电池模块中的部分电池单体单独充电或者放电的一种维护方法，达到调节各电池单体运行状态的目的，从而在保证所有电池单体不出现过充电和过放电的前提下增加电池模块的最大可用容量。有些电动车辆的电池包里会有数百甚至数千节电池。这些电池会采用“串并”的方式组合，串联升高电压、并联扩大容量，因此在使用过程中就无法保证每节电池或某个模块不出现电压、容量、温度的差异，这就会造成不均衡或不平衡趋势的问题。动力电池包无法充满示意图1.BMS均衡

内部均衡就是通过电池的外部辅助电路对需要均衡的电池进行充电或者放电，从而保证电池模块内部单体处于一致，让电池模块内部单体能够同一时间充满电，在同一时间完成放电，提高电池模块能量利用率，防止单体出现过充或者过放的情况，保证电池模块的安全性。木桶效应能够形象的描述不一致性的影响，电池包的木桶效应所示。BMS均衡一般分为主动均衡、被动均衡两种。（1）主动均衡主动均衡是运用储能器件等，将荷载较多能量的电芯部分能量转移到能量较少的电芯上去，是能量的转移。电池管理系统均衡管理功能展示-主动均衡所示。六、电池均衡分类(2）被动均衡被动均衡指的是在充电过程中，运用电阻器，将高电压或者高荷电量电芯的能量消耗掉，以达到减小不同电芯之间差距的目的，是一种能量的消耗。电池管理系统均衡管理功能展示-被动均衡所示。电池包的木桶效应电池管理系统均衡管理功能展示-主动均衡电池管理系统均衡管理功能展示-被动均衡均衡方法包括有基于端电压均衡、基于最大可用容量均衡、基于最大可用能量均衡、基于电池单体SOC均衡等。基于电池单体端电压的均衡是指在均衡过程中始终以电池单体端电压作为控制对象，首先确定电池单体均衡的目标电压，之后对高于目标电压的电池单体进行放电，对低于目标电压的电池单体进行充电，由此调整电池单体电压趋于一致，基于电池单体端电压均衡所示。2.均衡仪均衡基于电池单体端电压均衡基于电池单体端电压均衡流程电池单体均衡的目标电压可以是所有电池单体中的最低电压、最高电压以及平均电压。BMS对电池的均衡管理多使用电池单体的最高电压作为目标电压；而在维修过程中，多使用电池单体的最高电压或最低电压作为均衡的目标电压电池模块所有电池单体间最大压差不超过10mV。如果电池产品说明书对电池单体间最大压差有规定，以规定数值为准。一般情况下，使用电池均衡仪对电池模块进行均衡操作，电池均衡仪如图所示。电池均衡仪的操作步骤如下：1.充电均衡充电均衡是在动力电池充电过程的中后期，动力电池单体电压达到或超过截止电压时，均衡电路开始工作，减小动力电池单体电流，以期限制动力电池单体电压不高于充电截止电压。充电均衡的唯一功能是防止过充电，而在放电使用中将带来负面影响。在锂动力电池在充电过程中，每节锂动力电池都设有一个均衡电路（每个锂动力电池上并一个并联稳压均衡电路），在充电时通过均衡电路来控制每节锂动力电池的电压，使每一串锂动力电池保持相同状态，保证锂动力电池的性能和寿命。

七、电池均衡标准充电均衡电池均衡仪如果锂动力电池均衡电路设定的电压为4.2V，当锂动力电池没有达到4.2V时，并联稳压电路不起作用，每节锂动力电池继续充电，充电电流继续从锂动力电池上通过。当2#锂动力电池端电压达到4.2V时，均衡电路开始工作，它会把电压一直稳定到4.2V，即充电电流不再经过2#锂动力电池，充电均衡示意图所示。这样1#、3#、4#锂动力电池的充电时间也相应延长，进而提升整个锂动力电池组的电量。但2号锂动力电池放电电量100%被转换成热量释放，造成了很大的浪费（2号锂动力电池的散热是系统的损失，也是电量的浪费）。充电均衡示意图2.放电均衡放电均衡最主要的作用是对大容量电池进行放电电流分流,弥补小容量电池放电能力的不足,在大电流均衡充放电情况下,两块电池的的实际充放电电流差异非常大,差异非常明显。均衡放电的实际意义大于均衡充电，均衡放电能反映出电池组的实际可用容量，电池组的均衡放电容量大于常规放电容量，

均衡放电的目的是要让所有高于平均容量的电池容量大部分都能发挥和释放出来，增加总体放电时间。3.充放电均衡电池组充电时，对电池组中能量最高的单体电池进行放电，而电池组放电时对电池组中能量最低的单体电池进行充电，该均衡策略能有效提高电池组的充放电容量。计划决策任务要求1.规定时间内，确保自身安全前提下，进行动力电池包均衡检测。2.规定时间内，按照标准操作流程，小组合作，正确完成动力电池包更换。3.任务实施完成后落实场地8S要求。任务分组小组讨论进行角色分工，明确操作员、记录员、安全员、评分员、拍摄员的工作职责。工具准备动力电池、均衡仪、万用表、绝缘表绝缘工具套装、手电筒操作评分标准1000v绝缘手套、安全帽、劳保鞋、护目镜方案制定与决策小组讨论、查阅资料制定任务计划初稿，再由小组代表展示讲解，讨论分析优缺点，结合教师讲解修改完成最终任务实施计划表。任务实施一、专用工具须知均衡维护系统采用多重保护，确保电池及设备本身的安全。便携式电池组均衡维护仪适用于磷酸铁锂、三元锂、钛酸锂等动力锂电池,支持12*N(N≥1,均衡单元数)个充放电通道；恒流可设置电流0~±5A(另有±10A产品),输入电源采用交流220Vac。二、均衡模式1.并充模式2.并放模式3.混合模式4.通道并联模式5.单元独立模式6.单元串联模式7.通道接口采用两线制输出，便于通道并联扩容以及通道灵活使能,当一个通道出现故障时可以舍弃后继续使用设备。三、电池均衡仪使用步骤1.检查均衡仪器及匹配线束是否弯折，破损；2.将电池均衡仪总负极线束与电池模块负极相连；（注意：总负极线束共有两根，一根为电压检测线，一根为均衡电流线）3.依次将电池均衡仪各通道连接线束与电池单体正极相连；4.将电池均衡仪总正极线束与电池模块正极相连。

5.启动电池均衡仪，设置电池类型、电池串联节数、电压上下限等参数；（注意：不同的电池均衡仪需要设置的参数略有不同，具体参照使用说明书进行设置）

6.开始均衡，均衡过程中，可实时查看均衡电流、电池单体电压等信息；

7.均衡结束。线束连接顺序

,是否正常启动,电池类型,串并联节数,目标电压,均衡过程是否正常,是否正常结束记录电池单体编号，电压值，电池模块串并联数，电池单体间最大压差四、电池均衡操作记录与结果检查控制一、外观检查1.电池模组外观无变形、破损、裂纹;固定牢固，无松动二、电气连接检查2.内部连接点连接牢固，无松动、腐蚀、氧化;螺丝紧固，扭矩符合标准3.检测工具设备连接连接良好，无松动、锈蚀三、专用工具检查4.外观无熔断、破损;标识清晰5.功能测试通断正常，功能测试正常四、电池均衡6.参数设置电池类型;电池节数;目标电压7.均衡过程均衡过程是否正常8.均衡结束是否正常结束五、电池均衡结果记录9.极化内阻电压值;电池模块串并联数;电池单体间最大压差总结评价组间互评标准评价小组分工是否明确、配合协调，工具材料准备是否完整，各项检查是否规范准确，任务完成后场地是否清洁整理等。自我评价反思小组成员反思任务实施过程中存在的不足，如操作不熟练、沟通不畅等，并提出改进措施。教师评价标准教师从职业素养（服从安排、团队合作等）和专业能力（工具准备、检查规范等）两方面进行考核评分。【任务总结】【任务评价】一、填空题1.锂离子电池的正极材料通常使用_________。

2.电池均衡技术的主要作用是保持电池组中各个电池单体的_________一致。

3.在电池均衡电路中，开关器件通常使用_________来实现电流的控制。

4.电池管理系统（BMS）不仅要管理电池的充放电过程，还要负责_________和温度监控等功能。

5.为了提高电池均衡效率，应尽量减少均衡电路的_________。二、判断题1.电池均衡技术对于所有类型的电池组都是必要的。（）

2.电池均衡过程中，电池单体的容量差异不会影响均衡效果。（）

3.电池均衡电路的设计越复杂，其均衡效果越好。（）

4.在并联电池组中，电池均衡的目标是保持各个电池单体的电压相等。（）

5.电池均衡技术的应用可以提高电池组的充电速度。（）三、单项选择题1.锂离子电池的正极材料通常是什么？（）

A.硅碳负极

B.锰酸锂

C.镍钴锰三元材料

D.稀土元素

2.电池均衡技术的主要目的是什么？（）

A.提高电池能量密度

B.提高电池充电速度

C.延长电池寿命

D.减小电池内阻

【随堂演练】3.下列哪种电池不适用于电池均衡技术？（）

A.铅酸电池

B.锂离子电池

C.镍氢电池

D.锂铁磷电池

4.电池均衡电路的基本原理是什么？（）

A.通过开关控制电流流向，使电池电压保持一致

B.通过电阻消耗多余电能，使电池电压保持一致

C.通过电容存储电能，使电池电压保持一致

D.通过电感存储电能，使电池电压保持一致

5.列哪种电池管理系统（BMS）功能不包括电池均衡？（）

A.充放电管理

B.温度监测

C.电池状态估算

D.电池内阻测试热管理故障检测与排除

04学习目标1.能掌握新能源汽车电池热管理系统的工作原理。2.能掌握新能源汽车动力电池热管理结构。3.能掌握动力电池热管理系统功用和类型。4.具备正确使用新能源汽车电气故障诊断常用工具的能力。5.能掌握新能源汽车电热管理系统故障诊断流程与注意事项。任务情境一辆比亚迪E5纯电动汽车显示动力电池故障灯常亮。初步做了诊断，应该是动力电池热管理系统故障，要求你帮助诊断并排除这辆汽车的故障，你能完成这个任务吗？获取资讯【建议学时】:6二、电池热管理系统的功能1.电池温度的准确监测，在电池温度较高时进行有效散热，防止产生热失控事故；2.在低温环境下，对电池组进行加热处理，确保低温下的充电、放电性能和安全性；3.减小电池组内的温度差异，保证电池温度场的均匀分布，抑制局部热区的行成，防止高温位置处电池过快衰减，降低电池组整体寿命。三、电池热管理系统的结构及工作原理风冷动力电池冷却系统结构。1.冷却方式（1）风冷系统风冷动力电池冷却系统结构图三、电池热管理系统的结构及工作原理1）串行通风结构2）并行通风结构冷却空气在动力电池模块中的流动有串行、并行通风等几种方式。串行通风结构并行通风结构丰田普锐斯的动力电池冷却为例，其动力电池布置于汽车后备箱中，风冷系统。其工作原理是：散热风扇将车厢内部的空气吸入，通过位于后窗台装饰板上的进气管流入风道，向下流经动力电池，为动力电池降温，然后再流经BMS电池管理器、总继电器等电器元件，对其进行散热后，空气汽车后备箱内的排风管输送至排风口，排出车外。普锐斯风冷系统普锐斯风冷系统进气口三、电池热管理系统的结构及工作原理1.冷却方式（2）液冷系统通过冷却液的强制循环把热量带走，冷却效果相对于风冷式要好的多。1）普通水冷式冷却系统空调循环冷却式是在普通水冷式的基础上，与空调系统连通的制冷剂循环回路，散热效果可以调节。2）空调循环冷却式冷却系统空调循环冷却式冷却系统普通水冷式冷却系统帝豪EV300汽车的电池包内的冷却循环路径，该车配备的是空调循环冷却式冷却系统。当动力电池需要冷却时，冷却液在热交换器内被空调系统的制冷剂冷却后从进水口流入电池包，经过每个电池模组，带走动力电池模组的热量，同时冷却液温度升高，高温的冷却液从出水口流出电池包，再次进入热交换器，完成热交换（降温）后，再次进入电池包进水口，如此循环则可以实现动力电池的温度控制。帝豪EV300冷却循环路径2.风冷与液冷的比较风冷优点缺点液冷优点缺点1.结构简单，重量相对较轻。2.没有发生漏液的可能。3.有害气体产生时能有效通风。4.成本较低。5.空气在电池组内的分布复杂。1.传热更有效。2.电池组温度均匀性好。3.可与车辆冷却系统整合在一起。4.与电池壁面间的热交换系数高，5.冷却、加热速度快。6.体积小。1.与电池壁面间的热交换系数低，冷却、加热速度慢。2.吸入的空气必须小心尘和土。3.受环境温度影响大。1.存在液漏可能。2.重量相对较大。维修和保养复杂。3.需要水套、热交换器等部件、结构复杂。VS（1）液体循环加热法目前主要的方式是采用液体与外界进行热交换，把热量送入电池组，可在模间布置管线或围绕模块布置夹套，或把模块沉浸在液体中。2.加热方式帝豪EV300汽车动力电池的加热循环。PTC（PositiveTemperatureCoefficient）的意思是可变电阻加热元件