《新能源汽車動力蓄電池及管理技術(shù)》課后參考答案

項目一動力蓄電池的認知學習情境一儲能電池主要性能指標任務一儲能電池主要性能指標1.請闡述純電動汽車中下列術(shù)語的定義。SOC:余電量，表示當前蓄電池中按照規(guī)定放電條件可以釋放的容量占可用容量的百分比DOD:表示蓄電池放電狀態(tài)的參數(shù)（DOD），等于實際放電容量與可用容量的百分比能量密度：又稱為比能量，是指從蓄電池的單位質(zhì)量或單位體積所獲取的能量記憶效應：是指蓄電池經(jīng)過長期淺充淺放電循環(huán)后，進行深放電時，表現(xiàn)出明顯的容量損失和放電電壓下降，經(jīng)數(shù)次全充/放電循環(huán)后，電池特性即可恢復的現(xiàn)象。2.蓄電池模塊是將一個以上單體蓄電池按照串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)方式組合，且只有一對正、負極輸出端子，并作為電源使用的組合體。3.電池組的整體性能和壽命取決于其中性能較差的一個單體蓄電池，這就要求電池組中每個單體蓄電池性能的一致性要高。4.填寫下圖各部分名稱。電源鍵USB接口顯示屏電源鍵USB接口顯示屏功能選擇鍵選擇按鈕數(shù)字輸入鍵測試線連接口參數(shù)設置鍵5.請判斷下圖使用接地電阻測試儀測試時，測試夾與被測端連接的正誤。（正確）（錯誤）學習情境二動力蓄電池的類型任務一動力蓄電池的類型汽車動力蓄電池的分類（1）汽車動力蓄電池按照材料主要有鋰離子蓄電池、金屬鎳氫電池、燃料蓄電池、鉛酸蓄電池等；（2）鋰離子蓄電池按照正極材料可分為錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳鈷鋰、鈷酸鋰、鈦酸鋰等；（3）鋰離子蓄電池按照電解質(zhì)材料分為液態(tài)鋰離子電池、聚合物鋰離子電池等；（4）鋰離子蓄電池按照外形分為方形鋰離子蓄電池、圓柱形鋰離子蓄電池、軟包鋰離子蓄電池、刀片形蓄電池等（5）比亞迪的刀片蓄電池實質(zhì)屬于鋰離子蓄電池；動力電池連接的方法（1）已知單體蓄電池的標稱電壓為3.6V,現(xiàn)在需要蓄電池模塊的電壓為72V,需要20個單體蓄電池采取串聯(lián)連接的方法組合；（2）已知單體蓄電池額定容量為8A.h,現(xiàn)在需要蓄電池模塊的容量為32A.h,需要4個單體蓄電池采取并聯(lián)連接的方法組合；已知單體蓄電池的容量為8A.h,電壓為3.6V現(xiàn)在需要蓄電池模塊的電壓為72V，容量為32A.h,需要20個單體蓄電池串聯(lián)，再4組蓄電池并聯(lián)；請在畫出電路圖：動力蓄電池內(nèi)置保護（1）動力蓄電池內(nèi)置保護板的主要功能有過充電保護、過放電保護、短路/過流保護、溫度保護、充電電流控制、充電電壓控制等；項目二動力蓄電池的裝調(diào)與測試學習情境一動力蓄電池整車裝調(diào)與測試任務一鎳氫電池的整車裝調(diào)與測試.鎳氫蓄電池基礎知識（1）鎳氫蓄電池由氫氧化鎳正極、儲氫合金負極、電解液、外殼等幾部分組成；（2）鎳氫蓄電池的內(nèi)阻包括歐姆內(nèi)阻、化學極化內(nèi)阻、濃差極化內(nèi)阻三類；（3）影響鎳氫蓄電池容量的因素有哪些？答：影響鎳氫蓄電池容量的因素大致可以分為兩類：一類是蓄電池的結(jié)構(gòu)和制造工藝，極板的幾何尺寸等；另一類是蓄電池的工作條件，如放電電流、溫度、充電容量、擱置時間、放電中止電壓、放電率等。（4）延長鎳氫蓄電池壽命的措施有哪些？答：控制鎳氫蓄電池儲存環(huán)境的溫度；控制鎳氫蓄電池儲存環(huán)境的濕度；減少鎳氫蓄電池的擱置時間；控制鎳氫蓄電池工作溫度在-20℃—60℃，最佳工作溫度在0℃—40℃。減少大電流放電。2.動力蓄電池總成的組成鎳氫蓄電池總成的組成主要由哪幾部分組成？答：鎳氫電池的主要組成為：正極片（鎳氧化物）、負極片（儲氫合金）、電解液（主要為KOH）、隔膜紙、密封圈、正極帽、電池殼等。鎳氫蓄電池總成的總成主要由電池模組、電池管理系統(tǒng)、動力電池箱以及輔助元器件等幾部分組成。（2）豐田普銳斯動力蓄電池內(nèi)部由哪些部分組成？答：由蓄電池模塊、傳感器、電池管理器、含接觸器的ＨＶ接線盒總成、動力電池冷卻風扇（無電刷）、維修開關(guān)等組成。3.動力蓄電池裝調(diào)與測試常用個人防護裝備有絕緣手套、防護鞋、工作服、護目鏡、安全頭盔等；拆除維修開關(guān)后必須等待5-15分鐘,使高壓部件中的電容器放電完成，才能繼續(xù)對車輛進行高壓檢驗操作；高電壓檢驗時使用檢測設備絕緣數(shù)字萬用表測量高電壓部件連接器端子對車身的電壓低于3V,端子正負極之間的電壓應低于3V;使用絕緣耐壓儀檢測設備檢測動力蓄電池的絕緣電阻；描述動力蓄電池絕緣電阻檢測方法及注意事項。檢測方法①準備工作：高壓防護裝備和工具②高壓斷電③脫開高壓配電箱與動力電池的連接電源線；④閉合高壓維修開關(guān)⑤使用高壓數(shù)字萬用表檢測動力蓄電池總電壓U、正極對托盤電壓U1、負極對托盤電壓U2⑥用萬用表測量定值電阻R⑦把萬用表并聯(lián)定值電阻，測量正極對托盤電壓U1’和負極對托盤的電壓U2’⑧計算動力蓄電池正極母線的絕緣電阻值和負極母線的絕緣電阻值R1=(U1-U1’)÷U1’×(R÷U)R2=(U2-U2’)÷U2’×(R÷U)做好7S管理工作注意事項①設置安全隔離區(qū)域②穿戴高壓安全防護裝備、使用專用高壓安全檢測設備③完成高壓斷電后，需要重新安裝高壓維修開關(guān)；④做好檢測數(shù)據(jù)記錄和計算任務二磷酸鐵鋰電池整車裝調(diào)與測試1.蓄電池是將化學能轉(zhuǎn)換成電能。2.比亞迪e5車型2017款動力電池為磷酸鐵鋰電池，容量為75Ah，電壓為633.6V。3.磷酸鐵鋰電池單體電池電壓為3.2V，為了滿足比亞迪E5汽車使用，需要對單體電池進行B增加電壓和A擴大容量。A.并聯(lián)B.串聯(lián)4.使用兆歐表進行動力蓄電池組絕緣測量時，主要測量的是C電阻。A.動力蓄電池正負及間B．動力蓄電池與車體之間C．動力蓄電池電芯與外殼之間D．動力蓄電池外殼與車體之間5.對磷酸鐵鋰電池特點描述錯誤的C。A.不含有毒金屬B.耐過充性能差C.每一個單元電池的額定電壓為1.2VD.制造成本大6.使用兆歐表進行絕緣測試時，可雙手進行操作。（√）任務三三元鋰蓄電池的整車裝調(diào)與測試1.三元鋰電池主要由___Ni___、___Co____、___Mn____三種元素構(gòu)成。2.三元鋰電池是一種__二次電池(充電電池)_電池，主要依靠___鋰離子___在正負極之間的往返嵌入和脫嵌來工作，實現(xiàn)能量的存儲和釋放。3.以下電池中不作為電動汽車動力蓄電池的是（D）。A.鉛酸電池C.鎳氫電池B.鋰離子電池D.鋅銀電池4.（B）電池性能比較高，可以快速充電、高功率放電、能量密度高，且循環(huán)壽命長，但高溫下安全性能差。A.鎳氫電池C.鉛酸電池B.鋰離子電池D.鋅銀電池5.動力蓄電池的能量儲存與輸出都需要模塊來進行管理，即動力蓄電池能量管理模塊，也稱為動力蓄電池管理系統(tǒng)，或動力蓄電池能量管理系統(tǒng)，簡稱(C)。A.BBCB.ABSC.BMSD.EPS6.電池管理系統(tǒng)是什么？BMS電池系統(tǒng)俗稱之為電池保姆或電池管家，主要就是為了智能化管理及維護各個電池單元，防止電池出現(xiàn)過充電和過放電，延長電池的使用壽命，監(jiān)控電池的狀態(tài)。BMS電池管理系統(tǒng)單元包括BMS電池管理系統(tǒng)、控制模組、顯示模組、無線通信模組、電氣設備、用于為電氣設備供電的電池組以及用于采集電池組的電池信息的采集模組。任務四氫燃料電池的整車裝調(diào)與測試1.燃料電池的特點能量轉(zhuǎn)化效率高；它直接將燃料的化學能轉(zhuǎn)化為電能，中間不經(jīng)過燃燒過程，因而不受卡諾循環(huán)的限制。[1]燃料電池系統(tǒng)的燃料—電能轉(zhuǎn)換效率在45%～60%，而火力發(fā)電和核電的效率大約在30%～40%。安裝地點靈活；燃料電池電站占地面積小，建設周期短，電站功率可根據(jù)需要由電池堆組裝，十分方便。2.燃料電池是一種把燃料能轉(zhuǎn)化成電能的電化學裝置。3.世界上第一家實現(xiàn)商品化銷售的燃料電池汽車生產(chǎn)廠家是本田公司。4.燃料電池采用的燃料是氫。5.FCEV汽車一般由燃料箱、燃料電池、控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、輔助動力系統(tǒng)和電池組等部分構(gòu)成。6.與傳統(tǒng)汽車相比，燃料電池汽車能量轉(zhuǎn)化效率高達60%-80%，為發(fā)動機的2-3倍。7.寫出圖中所指零部件的含義：1-驅(qū)動輪；2-驅(qū)動系統(tǒng)；3-驅(qū)動電機；4-逆變器；5-輔助電源（蓄電池、超級電容器）；6-燃料電池發(fā)動機；7-空氣壓縮機和空氣加濕裝置；8-氫氣管理系統(tǒng)；9-中央控制器；10-DC/DC轉(zhuǎn)換器；11-氫氣儲存罐；12-燃燒器和改質(zhì)器；13-甲醇儲存罐；14-H2凈化器1.燃料電池的特點能量轉(zhuǎn)化效率高；它直接將燃料的化學能轉(zhuǎn)化為電能，中間不經(jīng)過燃燒過程，因而不受卡諾循環(huán)的限制。[1]燃料電池系統(tǒng)的燃料—電能轉(zhuǎn)換效率在45%～60%，而火力發(fā)電和核電的效率大約在30%～40%。安裝地點靈活；燃料電池電站占地面積小，建設周期短，電站功率可根據(jù)需要由電池堆組裝，十分方便。2.燃料電池是一種把燃料能轉(zhuǎn)化成電能的電化學裝置。3.世界上第一家實現(xiàn)商品化銷售的燃料電池汽車生產(chǎn)廠家是本田公司。4.燃料電池采用的燃料是氫。5.FCEV汽車一般由燃料箱、燃料電池、控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、輔助動力系統(tǒng)和電池組等部分構(gòu)成。6.與傳統(tǒng)汽車相比，燃料電池汽車能量轉(zhuǎn)化效率高達60%-80%，為發(fā)動機的2-3倍。7.寫出圖中所指零部件的含義：1-驅(qū)動輪；2-驅(qū)動系統(tǒng)；3-驅(qū)動電機；4-逆變器；5-輔助電源（蓄電池、超級電容器）；6-燃料電池發(fā)動機；7-空氣壓縮機和空氣加濕裝置；8-氫氣管理系統(tǒng)；9-中央控制器；10-DC/DC轉(zhuǎn)換器；11-氫氣儲存罐；12-燃燒器和改質(zhì)器；13-甲醇儲存罐；14-H2凈化器學習情境二動力蓄電池總成的裝調(diào)與測試任務一單體蓄電池分揀分容修復1.請闡述下列術(shù)語的定義。分容:鋰電池在生產(chǎn)車間做好以后，電池容量會有差異，通過容量測試篩選出合格電池，這個過程叫分容。蓄電池一致性：電池一致性是指統(tǒng)一規(guī)格型號的單體蓄電池成組后，其電壓、荷電量、容量及其衰退率、內(nèi)阻及其變化率、壽命、溫度影響、自放電率等參數(shù)存在一定的差別,單體電池分容注意事項。答：1.電芯正、負極與測試線接觸是否良好，電芯正、負極是否接反。2.分容電芯上接線后需在4小時內(nèi)發(fā)送流程。3.分容結(jié)束后電芯必須在4小時內(nèi)從分容柜上取下。4.分容結(jié)束后電芯需及時標識，2小時內(nèi)完成第一次測試。5.操作過程應避免電芯兩極耳短路，避免損壞電芯表面質(zhì)量。6.測試電芯內(nèi)阻、電壓時，測試夾具應與電芯極耳前端處接觸。7.注意分容數(shù)據(jù)、兩次測量數(shù)據(jù)必須和相應電芯相對應。8.檢測過程中電芯不能疊放在一起以防止短路。哪些因素會影響單體電池成組的一致性？答：蓄電池設計、制造、存儲以及使用過程中存在多種不可控制的因素，會影響電池的一致性，他們有：1原材料2設計和生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的電芯設計、技術(shù)路線、工藝路線、溫度和濕度控制、設備水平、環(huán)境控制等因素。任務二蓄電池模塊的裝調(diào)與測試1.由于單體蓄電池數(shù)量龐大，因此需要有效、合理的封裝形式，通過串聯(lián)、并聯(lián)等形式來提高電壓或增加容量。2.動力蓄電池總成裝調(diào)工作平臺由動力蓄電池、電池管理器、接觸器、電流傳感器、預充電阻、車載充電機、及相關(guān)輔件等組成。3.動力蓄電池總成裝調(diào)工作平臺由4個蓄電池模塊串聯(lián)而成，24塊單體蓄電池組成，總電壓為76.8V。4.動力蓄電池總成裝調(diào)工作平臺充電系統(tǒng)只有一個充電口。（F）5.動力蓄電池總成裝調(diào)工作平臺有兩個預充電阻。（F）6.動力蓄電池線束接插器包括哪些線束接插器,請在圖中標出。任務三動力蓄電池總成裝調(diào)與測試1.在測量預充電阻時，技師甲說：正確的阻值為100Ω，技師乙說：正確的阻值為60Ω。下列選項正確的是（A）。A.技師甲正確B.技師乙正確C.技師甲、技師乙均正確D.技師甲、技師乙均不正確2.在安裝霍爾式電流傳感器時，技師甲說：安裝沒有方向要求；技師乙說：安裝有方向要求。下列選項正確的是（B）。A.技師甲正確B.技師乙正確C.技師甲、技師乙均正確D.技師甲、技師乙均不正確3.在安裝正極連接片時，技師甲說：安裝正極連接片需要緊固3只螺栓；技師乙說：安裝正極連接片只需要緊固1只螺栓。下列選項正確的是（D）。A.技師甲正確B.技師乙正確C.技師甲、技師乙均正確D.技師甲、技師乙均不正確4.接觸器線圈的阻值一般為（B）。A.15Ω-20ΩB.25Ω-30ΩC.30Ω-35ΩD.35Ω-40Ω5.BMS的中文全稱是（D）。A.電源管理系統(tǒng)B.能量管理系統(tǒng)C.整車管理系統(tǒng)D.電池管理系統(tǒng)6.請根據(jù)下圖填寫動力蓄電池工作平臺各部分名稱。學習情境三動力蓄電池管理系統(tǒng)及線路測量任務一蓄電池管理系統(tǒng)及線路測量1.動力蓄電池的能量儲存與輸出都需要模塊來進行管理，即動力蓄電池能量管理模塊，也稱為動力蓄電池管理系統(tǒng)，或動力蓄電池能量管理系統(tǒng)，簡稱BMS。2.請簡述BMS系統(tǒng)的主要功能。BMS通過電壓、電流及溫度檢測等實現(xiàn)對動力蓄電池系統(tǒng)的過電壓、欠電壓、過電流、過高溫和過低溫保護，繼電器控制，SOC估算，充放電管理，加熱或保溫，均衡控制，故障報警及處理，與其他控制器通信等功能，此外電池管理系統(tǒng)還具有高壓回路絕緣檢測功能，以及為動力蓄電池系統(tǒng)加熱功能。3.按照圖示內(nèi)容判斷工作狀態(tài)并簡述其工作過程。慢充流程:充電樁→車載充電機→高壓控制盒→高壓插接件→主正繼電器→電池組正極→主保險→電池組負極→電流傳感器→主負繼電器→高壓插接件→高壓控制盒→車載充電機→充電樁，構(gòu)成回路，進行慢充。4.請在下圖中標出直流母線和快充高壓插件。項目三動力蓄電池的性能試驗與故障檢修學習情境一動力蓄電池的性能實驗任務一動力蓄電池的單體試驗.請闡述動力蓄電池單體測試中的一般條件有哪些。（1）:環(huán)境要求（2）:對制造商要求（3）:額定容量要求（4）:完全充電要求（5）:充電電流的要求（6）:測量儀器、儀表準確度（7）:測試過程誤差的要求2.動力蓄電池單體測試中標準充電的定義：電池單體先以制造商規(guī)定且不小于1I３的電流放電至制造商技術(shù)條件中規(guī)定的放電終止電壓，擱置1h（或制造商提供的不大于1h的擱置時間），然后按制造商提供的充電方法進行充電，充電后擱置1h（或制造商提供的不大于1h的擱置時間）。在GB38031-2020汽車動力蓄電池單體測試的常檢測項目：外觀檢測（2）極性檢測（3）外觀尺寸及質(zhì)量（4）20℃放電容量20℃倍率放電容量（6）常溫與高溫荷電保持與容量恢復能力（7）儲存（8）循環(huán)壽命（9）安全性，其中（9）安全性的試驗測試一般包括過（1）過放電、（2）過充電、（3）短路、加熱等試驗任務二蓄電池模組試驗1.請簡述蓄電池模塊測試中的一般條件有哪些。（1）:環(huán)境要求（2）:對制造商要求（3）:絕緣電阻的要求（4）:SOC的要求（5）:電池冷卻液的要求（6）:測量儀器、儀表準確度（7）:測試過程誤差的要求2.蓄電池模塊充電測試中標準充電的定義：按廠家提供的專用規(guī)程進行充電。若廠家未提供充電器，在20℃士5℃條件下，蓄電池模塊以1I3(A)電流放電，至蓄電池模塊電壓達到n*3.0V時或模組中的單體蓄電池電壓低于2.5V時停止放電，然后在20℃士5℃條件下以1I3(A)恒流充電，至蓄電池模塊電壓達到n*4.2V時轉(zhuǎn)恒壓充電，充電電流降至0.1I3，時停止充電，若充電過程中有單體蓄電池電壓達到4.3V時則停止充電。充電后還需要靜置l小時。在GB38031-2020汽車蓄電池模塊測試中的檢測項目（1）外觀檢測（2）極性檢測（3）外觀尺寸及質(zhì)量（4）20℃放電容量（5）簡單模擬工況（6）耐振動性（7）過流保護（8）過充電保護（9）過放電保護試驗。4.某動力電池組由24個磷酸鐵鋰電池單體串聯(lián)組成，額定容量均為50Ah，如果讓你用恒流放電2小時將充滿電的這組電池的電放完，那么應該設置的放電電流約為（D）A。A.10B.15C.20D.25學習情境二動力蓄電池的故障檢修任務一動力蓄電池的數(shù)據(jù)采集與分析1.示波器讀取波形可用于判斷線路是否有對地或電源短路、相線間短路等問題。2.帝豪EV450診斷接口電路圖，診斷接口的9號針腳連接CAN-H導線，10號針腳連接CAN-L導線，并請在圖上標出。3.正常情況下，當CAN總線喚醒后，CAN-H對地電壓約為2.5-3.5V，CAN-L對地電壓約為2.5-1.5V，且兩者相加為5V。4.請分析下圖波形屬于哪種CAN線故障類型？并提出檢測方案。（1）CAN-H與CAN-L短路（2）①找到帝豪EV450診斷接口的9號針腳和10號針腳，9號針腳連接CAN-H導線，10號針腳連接CAN-L導線。②_實際測量兩條CAN導線的電壓，會發(fā)現(xiàn)始終在2.5V左右，基本不變化。③使用示波器讀取波形圖，從波形圖上看，CAN-H與CAN-L波形幾乎重合，判斷為CAN-H與CAN-L短路。④通過插拔CAN總線上的控制模塊（節(jié)點），可以判斷是由節(jié)點引起的短路還是導線連接引起的短路。逐個斷開節(jié)點，若電壓恢復正常，則說明該節(jié)點有問題。若斷開所有節(jié)點后電壓還沒有變化，則說明線路短路。任務二動力蓄電池的故障診斷與排除1.動力蓄電池的故障劃分為幾個等級？哪個等級最嚴重，有哪些嚴重后果？根據(jù)故障對整車的影響將動力蓄電池的故障劃分為三個等級：（1）一級故障(非常嚴重)：一級故障表明動力蓄電池在此狀態(tài)下功能已經(jīng)喪失，請求其他控制器立即(1S內(nèi))停止充電或放電。如果其他控制器在指定時間內(nèi)未做出響應，電池管理系系統(tǒng)將在2s后主動停止充電或放電，即斷開高壓繼電器。該故障出現(xiàn)一段時間后會造成整車出現(xiàn)安全事故，如起火、爆炸、觸電等。動力蓄電池在正常工作下不會上報該故