新能源汽车维护与故障诊断 教案 项目三 检修动力电池系统故障

教案：检修动力电池故障课程名称：纯电动汽车动力电池及电池管理系统检修

项目三任务一一、教学基本信息项目内容课程名称纯电动汽车动力电池及电池管理系统检修所属项目项目三：纯电动汽车动力电池及电池管理系统检修任务名称任务一：检修动力电池故障授课对象新能源汽车维修相关专业学生课时安排2~4课时（理论与实践结合）教学地点新能源汽车实训室二、教学目标2.1知识目标掌握比亚迪秦EV动力电池的类型及主要技术参数。理解动力电池的结构组成（模组、采集器、采样线、热管理系统等）。掌握动力电池高压控制系统的结构与原理。了解动力电池热管理系统的工作原理及冷却液回路。2.2能力目标能够根据故障现象分析动力电池故障原因。能够规范完成动力电池包拆装与更换全流程操作。能够正确使用万用表检测动力电池母线电压。能够完成更换后的SOC标定与车辆功能验证。2.3素质目标树立高压作业安全意识，养成佩戴绝缘手套等防护用品的习惯。培养团队协作能力，通过小组讨论制定检修方案。培养规范操作、精益求精的职业素养。三、教学重点与难点类型内容教学重点动力电池的结构组成与主要技术参数；动力电池包更换的规范流程教学难点动力电池热管理系统的冷却液加注与排气操作；高压安全操作规范四、教学方法与手段教学方法：任务驱动法、案例教学法、小组讨论法、实操演示法教学手段：多媒体课件（PPT）、万用表、绝缘手套、电池举升机、实车或实训台架五、教学过程设计5.1情境导入（约10分钟）案例呈现：车主黄先生的一辆比亚迪秦EV（行驶里程50000km），在高速公路上被后方车辆追尾，导致车辆中后部严重损毁且无法启动。经初步检测，确定为动力电池故障，需要更换高压动力电池。引导学生思考：如果你是4S店售后维修人员，应该如何进一步检修？更换动力电池需要哪些步骤？需要注意哪些安全事项？5.2任务分析（约15分钟）提出三个核心问题，引导学生带着问题学习：比亚迪秦EV动力电池包的类型是什么？比亚迪秦EV动力电池的主要技术参数有哪些？比亚迪秦EV动力电池的结构组成是什么？5.3信息收集与知识讲解（约50分钟）5.3.1动力电池系统概述动力电池系统是电动汽车的动力能源，为整车驱动和其他用电器提供电能。动力电池布置在整车地板下面。5.3.2动力电池类型与参数本车型采用磷酸铁锂电池（300KM版）或镍钴锰酸锂三元电池（400KM版）。400KM版主要参数：参数数值电池类型镍钴锰酸锂三元电池总电压408.8V单体电压3.65V容量130Ah模组结构1P8S（1并8串）5.3.3动力电池的结构组成系统主要由以下部分组成：动力电池模组—电池核心单元，由多个单体电池串并联组成电池信息采集器（采集板）—采集各模组电压、温度等数据串联线/采样线—连接各模组及采集器托盘—承载和固定电池模组密封罩—防护与密封高低压接口—高压母线接口（带高压互锁端子）、低压通讯接口5.3.4高压控制系统高压接触器盒：控制动力电池高压回路的接通与断开高压母线：带高压互锁端子，确保操作安全拆装高压接口时需注意锁止机构锁片的字母提示5.3.5动力电池热管理系统带电池包加热功能：空调根据BMS发出的电池加热需求，控制四通阀阀门的开关。当有电池加热需求时，四通阀B-C通、A-D通，与采暖系统回路串联在一起，同时开启PTC加热器加热回路冷却液介质，通过水泵带入电池包进行热交换，实现加热效果。5.4制定方案（约20分钟）小组讨论：各小组根据所学知识，制定比亚迪秦EV动力电池更换方案。方案要点引导：安全准备（断电、绝缘防护）拆卸步骤（举升、拆加强杆、拆管路接头、拆高低压接插件、卸紧固件）新电池检测（测量母线电压）安装步骤（定位、紧固、接线）标定与验证（SOC标定、上电测试、冷却液加注）5.5任务实施（约60分钟）Step1：断开12V蓄电池电源负极。Step2：静待5分钟以上（确保高压电容放电完毕）。Step3：将车辆举升到合适高度，使用电池举升机托着电池包。Step4：拆除电池包前端底盘副车架上的加强杆。Step5：拔掉动力电池包进出水口液冷管路接头。Step6：戴上绝缘手套，拔掉动力电池包端的低压接插件和高压接插件。Step7：使用18mm套筒卸掉托盘周边紧固件，卸下动力电池包。Step8：佩戴绝缘手套，用万用表测试新动力电池包母线是否有电压输出。没有电压输出则更换装车。Step9：佩戴绝缘手套，将新的动力电池包放到电池包举升设备上。Step10：举升过程中，使用工具做导向，使电池包安装孔位对准。Step11：佩戴绝缘手套，安装托盘的紧固件，力矩125±5N·m。Step12：装好蓄电池负极，关上前机舱盖板。Step13：重新标定SOC，上电确认。车辆无故障返修完毕。入库要求车辆SOC≥30%，如SOC＜30%，需进行充电。Step14：打开前舱，加注电池冷却液（要求原厂冷却液），同时使用VDS启动液冷水泵。液体加注到液冷最大Vmax位置。Step15：启动上电，车辆正常OK。车辆行驶5km，检查电池冷却液是否下降。若不下降，更换完毕；若下降，需补充电池冷却液。5.6总结评价（约15分钟）各小组代表总结本组学习情况和检修结论。教师总结，表扬优秀小组，指出任务实施过程中的不足。讲解本次学习任务的重点及注意事项（高压安全操作、冷却液加注规范等）。学生根据学习情况，填写任务考核表。六、教学资源资源类型内容教学课件《项目三任务一检修动力电池故障》PPT实训设备比亚迪秦EV实车或动力电池实训台架检测工具数字万用表、绝缘手套、电池举升机、18mm套筒等参考资料比亚迪秦EV维修手册、空调系统维修手册七、考核评价评价项目分值评价标准理论知识掌握30分能准确说出动力电池类型、参数及结构组成操作流程规范25分能按规范步骤完成动力电池包更换安全操作意识20分全程佩戴绝缘手套，遵守高压安全规程团队协作与表达15分小组讨论积极，汇报条理清晰工位整理与5S10分操作完毕工位整洁，工具归位八、课后作业绘制比亚迪秦EV动力电池的结构组成示意图。简述动力电池包更换全流程（至少列出10个步骤）。查阅资料，说明动力电池热管理系统中四通阀的工作原理。列举更换动力电池时至少3项高压安全注意事项。教案：检修动力电池管理系统故障课程名称：纯电动汽车动力电池及电池管理系统检修

项目三任务二一、教学基本信息项目内容课程名称纯电动汽车动力电池及电池管理系统检修所属项目项目三：纯电动汽车动力电池及电池管理系统检修任务名称任务二：检修动力电池管理系统故障授课对象新能源汽车维修相关专业学生课时安排2~4课时（理论与实践结合）教学地点新能源汽车实训室二、教学目标2.1知识目标掌握比亚迪秦EV电池管理系统的组成及各部件功能。理解电池管理控制器（BMC）与电池信息采集器（BIC）的工作原理。了解动力电池采样线的功能及通讯机制。掌握双互锁电路的结构与工作原理。2.2能力目标能够使用故障诊断仪读取电池管理系统故障码。能够根据故障码分析故障原因，制定检修方案。能够规范完成电池管理系统电源及网络线路的检测。能够排除CAN通讯类故障并验证车辆功能。2.3素质目标培养学生严谨规范的操作习惯，强化安全生产意识。培养团队协作与沟通表达能力，通过小组讨论制定检修方案。培养故障分析逻辑思维和问题解决能力。三、教学重点与难点类型内容教学重点电池管理系统的组成与功能；CAN通讯故障的诊断流程教学难点电池网线导通性检测方法与故障定位；BIC与BMC的通讯原理分析四、教学方法与手段教学方法：任务驱动法、案例教学法、小组讨论法、演示教学法教学手段：多媒体课件（PPT）、故障诊断仪、万用表、实车或实训台架五、教学过程设计5.1情境导入（约10分钟）案例呈现：一辆行驶了六万公里的比亚迪秦EV纯电动汽车，车主反映车辆无法行驶，仪表显示动力电池故障警告灯点亮。读取故障码，显示"U20B000-BIC1CAN通讯超时"等7个故障码。引导学生思考：该故障可能是什么原因造成的？如何入手检修？5.2任务分析（约15分钟）提出三个核心问题，引导学生带着问题学习：比亚迪秦EV电池管理系统的组成有哪些？比亚迪秦EV电池管理系统的功能和工作原理是什么？检修比亚迪秦EV电池管理系统常见故障有哪些？5.3信息收集与知识讲解（约45分钟）5.3.1电池管理系统的组成本车采用分布式电池管理系统，主要组成包括：电池管理控制器（BMC）功能：充放电管理、接触器控制、功率控制、电池异常状态报警和保护、SOC/SOH计算、自检以及通讯功能等。电池信息采集器（BIC）功能：电池电压采样、温度采样、电池均衡、采样线异常检测等。动力电池采样线功能：连接BMC和BIC，实现二者之间的通讯及信息交换。分压接触器5.3.2高压控制与电路原理动力电池高压控制（400KM版）：讲解高压接触器盒的结构与功能。电池管理系统电路原理：分析BMC各端子定义及信号走向。双互锁电路（400KM版）：讲解BK46-12/BK46-13/BK46-14/BK46-15端子的互锁逻辑。5.3.3电池管理器结构与插接件BMC插接件BK45（A）和BK45（B）的端子定义。各端子对应信号：电源、搭铁、CAN-H、CAN-L、互锁信号等。5.4制定方案（约20分钟）小组讨论：各小组根据所学知识，制定比亚迪秦EVBMS故障检修方案。检修思路引导：故障码分析——U20B000指向BIC1CAN通讯超时检查BMC供电与搭铁是否正常检查CAN通讯线路是否正常（网线导通性）判断故障点在电池包内部还是外部线束5.5任务实施（约60分钟）Step1：使用故障诊断仪读取故障代码，记录故障码信息。Step2：断开蓄电池负极，将车辆举升至高位，拆下电池包BK51连接器。Step3：测量BK51-11与BK51-16号端子电压，确认BMC供电是否正常。Step4：测量电池网线的导通情况。万用表打到电阻档：测量BK45A-10与BK51-4端子电阻测量BK45A-1与BK51-10号端子电阻判断CAN通讯线路是否存在断路或接触不良Step5：如果电源和网络都正常，则故障为电池包内部，需解体检修。Step6：故障排除后，再次验证车辆功能是否正常。5.6总结评价（约15分钟）各小组代表总结本组学习情况和检修结论。教师总结，表扬优秀小组，指出任务实施过程中的不足。讲解本次学习任务的重点及注意事项（安全操作规范、检测步骤的严谨性）。学生根据学习情况，填写任务考核表。六、教学资源资源类型内容教学课件《项目三任务二检修动力电池管理系统故障》PPT实训设备比亚迪秦EV实车或动力电池实训台架检测工具故障诊断仪、数字万用表、专用工具参考资料