新能源汽车动力蓄电池及管理系统检修课件：高压蓄电池管理系统的检修

高压蓄电池管理系统的检修ElectricVehicleBatteryManagementSystemBMS目

录任务一

信息采集器的检修任务二

电流传感器的检修任务三

动力蓄电池的均衡任务四

动力蓄电池管理器的检修一

技术原理一

技术原理一、技术原理一、技术原理2.温度采集1.电压采集1.无感分流式电流传感器2.霍尔式电流传感器1.动力蓄电池均衡控制意义1.动力蓄电池管理器功能3.比亚迪秦动力蓄电池管理器电路2.动力蓄电池均衡控制的原理3.信息采集线束4.信息采集数据的传递二

任务实施二

任务实施二

任务实施二

任务实施5.秦PLUSEV信息采集系统1.电压与温度采集故障2.BIC工作异常3.电路1.比亚迪秦EV电流传感器故障2.比亚迪秦PLUSEV采样电阻两侧电压的测量1.动力蓄电池均衡控制故障的检修2.动力蓄电池均衡维修仪的使用2.动力蓄电池管理器信息的传输1.SOC值的标定3.BMC电源故障检修4.BMC通讯故障检修2.SOC值异常5.碰撞信号

任务一

信息采集器的检修一

技术原理二

任务实施电压采集信息采集数据的传递电压与温度采集故障BIC工作异常温度采集信息采集线束秦PLUSEV信息采集系统学习目标知识目标011.单体蓄电池电压的采集2.动力蓄电池温度的采集3.信息采集线束及信号传递的方式能力目标021.电压采集故障的检测2.温度采集故障的检测3.BIC故障的检测素质目标031.在操作过程中树立高压安全意识2.培养学生的团队协作意识电压采集动力蓄电池组成特点：由众多单体电芯组成，存在并联或串联情况采集的必要性：单个单体蓄电池故障达阈值会使整个动力蓄电池停机保护以比亚迪秦EV为例：展示蓄电池模组内单体蓄电池及采集线束连接电压采集点的示意图（配合图3-2）温度采集温度传感器作用：负责采集蓄电池温度数据温度信号重要性：充电、放电过程产热，传感器故障会导致动力蓄电池故障常见损坏方式：高阻抗或开路，介绍产生原因（如机械分离、操作处理、过热等）配图展示：温度传感器及信息采集点（图3-2）信息采集线束安装位置及作用：在每个蓄电池模组上，连接信息采集器（CSC）与电压采集点、温度采集点电流信息采集：一般直接连接高压蓄电池管理器配图示意：展示信息采集线束（图3-2）信息采集线束安装位置及作用：在每个蓄电池模组上，连接信息采集器（CSC）与电压采集点、温度采集点电流信息采集：一般直接连接高压蓄电池管理器配图示意：展示信息采集线束（图3-2）信息采集数据的传递（集中式）集中式传递方式：各单体蓄电池的电压、温度信息逐一与动力蓄电池管理器连接集中式BMS架构图（图3-3）及常见电路图（图3-4）图3-3图3-4

信息采集数据的传递（分布式）分布式传递方式：配置多个蓄电池监控单元（CSC或BIC）搜集信息，通过CAN线传输给蓄电池管理器两个CSC和一个BMU的组合图每个电池模组一个CSC的图电路结构比亚迪秦EV信息采集分布式结构动力蓄电池组成情况：110块刀片蓄电池分组情况介绍BIC的作用及分布：8个BIC采集单体蓄电池电压及温度信息秦PLUSEV信息采集系统秦PLUSEV信息采集系统

通心导体与未安装BIC一侧的电极相连，将此电压传递给对侧的BIC，BIC据此采集该刀片蓄电池的电压。通心导体秦PLUSEV信息采集系统温度传感器及采集线束秦PLUSEV动力蓄电池内安装有7个温度传感器和温度采集线束，分别采集第1、2、3、4、6、7、8模组的温度信息，数据分别由BIC1、BIC2、BIC3、BIC4、BIC6、BIC7、BIC8搜集。秦PLUSEV信息采集系统秦PLUSEV的8个BIC与BMS采用菊花链式数据传输方式，彼此之间通过两根数据线进行连接数据传输方式BIC4BIC3BIC2BIC1BIC5BIC6BIC7BIC8BMS任务实施电压与温度采集故障原因相关电压采集点接触不良、相关温度传感器故障

、信息采集线接触不良。故障码故障码定义P1A0E00-BIC3电压采样异常故障P1A2000-BIC1温度采样异常故障P1A2200-BIC3温度采样异常故障P1A0D00-BIC2电压采样异常故障P1A0F00-BIC4电压采样异常故障P1A2100-BIC2温度采样异常故障P1A2300-BIC4温度采样异常故障P1A0C00-BIC1电压采样异常故障任务实施电压与温度采集故障检测方法检查相关电压采集点、相关温度传感器故障、检查蓄电池模组信息采集端子插头，检查相关BIC信息采集端子及蓄电池模组信息采集端子到相关BIC信息采集端子之间的线路。任务二

电流传感器的检修一

技术原理二

任务实施无感分流式电流传感器电路比亚迪秦EV电流传感器故障比亚迪秦PLUSEV采样电阻两侧电压的测量霍尔式电流传感器学习目标知识目标011.电流传感器的类型2.无感分流式电流传感器结构原理3.霍尔式电流传感器结构原理能力目标021.无感分流式电流传感器故障检测2.霍尔式电流传感器故障检测素质目标031.在操作过程中树立高压安全意识2.培养学生的团队协作意识无感分流式电流传感器在高压蓄电池管理系统中，电流传感器起着关键作用，用于准确检测电流信息并传递给管理系统，以保障系统正常运行。电流传感器常见类型：无感分流式电流传感器和霍尔式电流传感器。秦PLUSEV采用无感分流式传感器工作原理：基于分流器原理，分流器本质是阻值极小的电阻。当直流电流通过该电阻时，会在电阻两端产生毫伏级电压信号，且电压极性随电流方向改变，借此可检测电流方向与大小。

无感分流器特性：电阻非常小，在特定频率范围内可忽略不计。无感分流式电流传感器秦PLUSEV采用无感分流式传感器集成于安装在负极回路上的高压监控模块HVSU内。HVSU内部的电流传感器模块分析采样电阻两端电压的极性和高低，依次判断流过其电流的大小方向，通过CAN线讲信息传递给BMS。秦PLUSEVHVSU电流传感器采样电阻秦PLUSEVHVSU电流传感器电路霍尔式电流传感器结构组成：由磁芯、副边补偿线圈、霍尔元件、控制电路组成。工作原理：被测电流的导线穿过磁芯产生磁场，磁场作用使霍尔器件产生霍尔电压，其方向和大小与导线电流相关。磁芯上缠有补偿线圈，霍尔元件检测到磁场后，控制器给补偿线圈提供电流消除磁场至零，通过监测此电流方向和强弱就能检测出原电流方向及大小。检测优势：无需检测磁场强度，只需关注磁场有无，克服了霍尔元件信号微弱的缺陷，借助补偿线圈设计可获得强检测性电压信号。电流传感器电路（以秦EV为例）比亚迪秦EV电流传感器电路如图3-19所示，电流传感器通过动力蓄电池BK51低压插头与蓄电池管理控制器BK45（A）（如图3-20所示

）相连接，蓄电池通讯转换器的连接端子见表3-1。引脚号端口名称端口定义信号类型电源性质（比如：常电）端子测量BK51BK45ABK45B测量条件正常值2727

电流霍尔传感器负极电源+15V电流霍尔传感器负极电源+15V电压

ON挡/OK挡/充电9～16V2518

电流霍尔传感器负极电源-15V电流霍尔传感器负极电源-15V电压

ON挡/OK挡/充电-16V～-9V2226

直流霍尔信号直流霍尔信号输入电压

ON挡0～4.2V2319

电流霍尔传感器屏蔽地电流霍尔传感器屏蔽地接地

始终小于1V任务实施秦EV电流传感器故障故障原因：主要包括霍尔传感器故障、线路故障。故障码：PIA4D04-电流霍尔传感器故障。检查BMC的BK45（A）插头27号端子电压，正常应为15V，若无此电压，需检查传感器电源电路（图3-21）。检测步骤：检查BMC的BK45（A）插头18号端子之间电压，正常应为-15V，若不符则检查传感器接地电路（图3-22）。任务实施秦EV电流传感器故障检查BMC的BK45（A）插头26端子电压，正常应为0～4.2V，若无此电压先检查线路，线路无问题则判定为霍尔传感器故障（图3-23）。秦PLUSEV采样电阻两侧电压的测量红表笔接电流传感器采样电阻接触器一侧，黑表笔接采样电阻高压电池一侧，启动车加油门，此时所测电压信号应为正值，并随电流大小变化（配图展示加速时情况）。将万用表打到毫伏电压档位。紧急松开油门踏板，所测电压信号应为负值，并随电流大小变化（配图展示急减速时情况）。实训项目：实训日期：姓名：班级：学号：教师签名：自评：□熟练□不熟练互评：□熟练□不熟练师评：□合格□不合格序号评分项得分条件分值评分标准自评互评师评1安全/7S/态度□1.能进行工位7S操作□2.能进行设备和工具安全检查□3.能进行工位安全防护操作□4.能进行工具清洁、校准、存放操作□5.能进行三不落地操作151项未完成扣3分□熟练□不熟练□熟练□不熟练□合格□不合格2专业技能□1.能正确检查发动机舱相关项目□2.能正确检查离合器相关项目□3.能正确检查驱动轴相关项目□4.能够掌握相应的检查项目和操作方法501项未完成扣25分□熟练□不熟练□熟练□不熟练□合格□不合格3工具、设备的使用能力□1.能正确选择拆装工具□2.能正确使用专用拆装工具101项未完成扣5分□熟练□不熟练□熟练□不熟练□合格□不合格4资料、信息查询能力□1.能严格执行厂家提供的拆装说明□2.能进行设备和工具安全检查□3.能进行工位安全防护操作101项未完成扣5分，扣分不得超过10分□熟练□不熟练□熟练□不熟练□合格□不合格5数据判断和分析能力□1.能正确叙述车辆维护步骤□2.能正确分析检查数据和检测结果□3.能够根据检查结果给出合理维修建议101项未完成扣2分□熟练□不熟练□熟练□不熟练□合格□不合格6表单填写和报告撰写能力□1.字迹清晰□2.语句通顺□3.无错别字□4.无涂改□5.无抄袭51项未完成扣1分□熟练□不熟练□熟练□不熟练□合格□不合格总分任务三

动力蓄电池的均衡一

技术原理二

任务实施动力蓄电池均衡控制意义动力蓄电池均衡控制故障的检修动力蓄电池均衡维修仪的使用动力蓄电池均衡控制的原理动力蓄电池均衡维修仪的使用学习目标知识目标011.动力蓄电池均衡控制意义2.动力蓄电池均衡控制原理能力目标021.动力蓄电池均衡故障维修2.动力蓄电池均衡维修素质目标031.在操作过程中树立高压安全意识2.培养学生的团队协作意识情景导入一辆车电动汽车，很短时间内就充电完成，但行驶里程很短。对电池做好均衡后，从新进行了SOC值标定，恢复正常。动力蓄电池均衡控制意义单体不一致性原因：生产制造及工作环境影响，致使蓄电池单体在电压、容量和内阻等方面出现差异。•充电过程问题：若部分单体先充满电，继续充电会导致其过充损坏；若停止充电，总容量又不足。•放电过程问题：当部分单体电量先放至截止电压，继续放电会过放损坏；若停止放电，汽车行驶里程将大幅降低。•均衡控制目的：利用电力电子技术，使锂离子蓄电池单体电压或电池组电压偏差保持在预期范围，保证单体状态一致，提升充电效果、避免过放、延长蓄电池寿命，增强续航能力。动力蓄电池均衡控制的原理-主动均衡主动均衡（非耗散型均衡），是进行蓄电池单体之间的能量转移，将能量高的单体能量转移至能量低的单体上。采用电容、电感、变压器等元件实现，以电容均衡为例说明原理。图3-26中：假设BT1蓄电池能量高，BT2能量低时，先闭合K1与K2，BT1向电容C充电；再断开K1与K2，闭合K3与K4，电容C向BT2蓄电池充电。特点总结：主动式均衡效率高，能量转移不消耗，但结构复杂、成本高。动力蓄电池均衡控制的原理-被动均衡被动均衡（耗散型均衡），通过并联电阻等方式，消耗能量高的单体蓄电池中的能量，使其与其他单体蓄电池电压趋于一致，即放电均衡办法。利用并联电阻等方式将能量高的单体蓄电池中的能量消耗至与其他单体蓄电池均衡的状态，就是通过放电均衡的办法让动力蓄电池组内的蓄电池电压趋于一致，如右图所示。被动均衡成本低，容易实现，但会造成能量浪费。特点总结：被动均衡成本低、容易实现，但会造成能量浪费。目前被动均衡是均衡策略的主流方式（解释因主动均衡成本高、电路复杂等原因）。任务实施动力蓄电池均衡控制故障的检修1.危害

使单体蓄电池过充或过放，时间一长，会降低蓄电池使用寿命，降低蓄电池的功率。2.现象出现动力蓄电池均衡故障码。3.原因单体蓄电池性能差、信息采集线虚接、信息采集器CSC故障。4.检修步骤使用解码仪读取单体蓄电池电压数据，找出相应的动力蓄电池模组和单体蓄电池。检查相应动力蓄电池模组或单体蓄电池的信息采集线路连接情况。将使用动力蓄电池均衡维修仪对对应的动力蓄电池模组进行对应的分容操作分析其实际容量以判断单体蓄电池的好坏，如果蓄电池容量没问题则对动力蓄电池均衡后装车，如果依然存在问题，则是信息采集器CSC故障。任务实施动力蓄电池均衡维修仪的使用1.读值读取各单体电压的平均值，如图3-28所示。2.编辑工步编辑充电工步，将充电截止电压设置到平均电压值，充电电流可以设置到0.2C，如图3-29所示。编辑放电工步，将放电截止电压设置到平均电压值，放电电流可以设置到0.2C，用于控制放电均衡操作。任务实施动力蓄电池均衡维修仪的使用均衡操作高于平均电压单体蓄电池操作：选择高于平均蓄电池电压的单体蓄电池，对其实施放电工步（图3-31对高于平均蓄电池电压的单体蓄电池放电操作）；对低于平均蓄电池电压的单体电池，对其实施充电工步（图3-32对低于平均蓄电池电压的单体蓄电池充电操作）。任务实施动力蓄电池均衡维修仪的使用均衡操作任务实施动力蓄电池均衡维修仪的使用均衡完成后蓄电池均衡维修仪屏幕显示和指示灯状态均衡完成完成判断依据：当各单体蓄电池电压达到平均电压时，均衡结束。任务实施动力蓄电池均衡维修仪的使用高压维修注意事项设置车辆标识和安全工作区，清晰警示周围环境此处正在进行高压相关作业。按要求佩戴高压防护用具，如绝缘手套、绝缘鞋等，保障维修人员自身安全。严格遵循高压操作流程，任何操作都需谨慎进行，防止因操作不当引发安全事故。任务评价实训项目：实训日期：姓名：班级：学号：教师签名：自评：□熟练□不熟练互评：□熟练□不熟练师评：□合格□不合格序号评分项得分条件分值评分标准自评互评师评1安全/7S/态度□1.能进行工位7S操作□2.能进行设备和工具安全检查□3.能进行工位安全防护操作□4.能进行工具清洁、校准、存放操作□5.能进行三不落地操作151项未完成扣3分□熟练□不熟练□熟练□不熟练□合格□不合格2专业技能□1.能正确检查发动机舱相关项目□2.能正确检查离合器相关项目□3.能正确检查驱动轴相关项目□4.能够掌握相应的检查项目和操作方法501项未完成扣25分□熟练□不熟练□熟练□不熟练□合格□不合格3工具、设备的使用能力□1.能正确选择拆装工具□2.能正确使用专用拆装工具101项未完成扣5分□熟练□不熟练□熟练□不熟练□合格□不合格4资料、信息查询能力□1.能严格执行厂家提供的拆装说明□2.能进行设备和工具安全检查□3.能进行工位安全防护操作101项未完成扣5分，扣分不得超过10分□熟练□不熟练□熟练□不熟练□合格□不合格5数据判断和分析能力□1.能正确叙述车辆维护步骤□2.能正确分析检查数据和检测结果□3.能够根据检查结果给出合理维修建议101项未完成扣2分□熟练□不熟练□熟练□不熟练□合格□不合格6表单填写和报告撰写能力□1.字迹清晰□2.语句通顺□3.无错别字□4.无涂改□5.无抄袭51项未完成扣1分□熟练□不熟练□熟练□不熟练□合格□不合格总分任务四

动力蓄电池管理器的检修2.动力蓄电池管理器信息的传输1.动力蓄电池管理器功能一

技术原理二

任务实施1.SOC值的标定2.SOC值异常3.比亚迪秦动力蓄电池管理器电路3.BMC电源故障检修4.BMC通讯故障检修5.碰撞信号

学习目标知识目标●高压蓄电池管理系统的功能●高压蓄电池管理的控制原理●高压蓄电池管理系统的信息传递方式能力目标●SOC值的设定●蓄电池管理器的故障诊断技术原理蓄电池状态的检测即为蓄电池单体电压、总电压、电阻、电流等信息的采集。这些信息为BMS中其他功能的基础与前提，要求数据采集具有较高的速度和精度。信息采集技术原理对蓄电池状态分析主要是蓄电池剩余电量（SOC）及蓄电池老化程度（SOH）这两个方面。状态分析技术原理蓄电池安全保护序号名称蓄电池工作状态警报措施1动力蓄电池电流蓄电池放电电流过流报警1.要求大功率用电设备（电机、空调压缩机和

PTC）降低电流，限功率工作；2.如果在过流报警发出后，电流依然在过流状态并持续10s。断开主接触器，禁止放电。2蓄电池充电电流1.电流在过流状态持续

10s，断开充电接触器，禁止充电。3回馈充电电流1.要求电机控制器限制回馈充电电流；2.如果发出过流报警后，电流依然处于过流状态并持续10s，断开主接触器。过流保护技术原理蓄电池安全保护过充过放保护序号名称蓄电池工作状态警报措施1动力蓄电池电压放电状态单节蓄电池电压过低严重报警1.大功率设备（主电机、空调压缩机和PTC）停止放电；2.延迟10S切断主接触器.断开负极接触器；3.仪表灯亮；4.仪表显示报警信息。2单节蓄电池电压过低一般报警1.大功率设备（电机、空调压缩机和PTC）降低当前电流，限功率工作；2.仪表显示报警信息；3.电压为2.5V时，SOC修正为0。3动力蓄电池电压充电状态单节蓄电池电压过高一般报警1.禁止动力蓄电池进行充电；2.仪表显示报警信息；3.电压为3.8V时，SOC修正为100；4.电机能量回馈禁止。4单节蓄电池电压过高严重报警1.延迟10秒，断开充电接触器，断开负极接触器，禁止充电；2.仪表灯亮；3.仪表显示报警信息。技术原理蓄电池安全保护过温保护序号名称蓄电池工作状态警报措施1动力蓄电池电压充放电状态下动力蓄电池组过热严重报警1.充电设备关断充电，直到清除报警；2.大功率设备（驱动电机、空调压缩机和PTC）停止用电；3.延迟10s切断主接触器，负极接触器；4.仪表灯亮；5.仪表显示报警信息。2动力蓄电池组过热一般报警1.充电设备降低当前充电电流；2.大功率设备（驱动电机、空调压缩机和PTC）降低当前电流；3.仪表显示报警信息。3充放电状态下动力蓄电池组低温一般报警1.限功率充电；2.仪表显示报警信息。4动力蓄电池组严重低温报警1.限功率充电；2.仪表显示报警信息。技术原理蓄电池安全保护能量管理电池模组1电池模组2电池模组n+-正极接触器负极接触器电池管理内部总线电池管理器BMU模组检测均衡控制1模组检测均衡控制2模组检测均衡控制n单体电压、模组温度及均衡控制单体电压、模组温度及均衡控制单体电压、模组温度及均衡控制技术原理蓄电池安全保护电池热管理动力电池组电池加热器动力电池循环水泵电池冷却器空调动力电池组冷却器三通阀技术原理蓄电池安全保护车辆碰撞保护:当汽车发生碰撞后，为了安全，BMS需要断开高压供给技术原理蓄电池安全保护蓄电池信息显示电池模组1电池模组2电池模组