新能源汽車動(dòng)力電池與驅(qū)動(dòng)電機(jī)結(jié)構(gòu)原理與檢修課件-學(xué)習(xí)情境1-新能源汽車動(dòng)力蓄電池結(jié)構(gòu)原理與檢修

新能源汽車動(dòng)力蓄電池與驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與檢修學(xué)習(xí)情境1新能源汽車動(dòng)力蓄電池結(jié)構(gòu)原理與檢修

學(xué)習(xí)單元1.1新能源汽車動(dòng)力蓄電池認(rèn)知【情境導(dǎo)入】

客戶進(jìn)某純電動(dòng)汽車4S店進(jìn)行維修，經(jīng)過故障診斷后，師傅讓徒工先對(duì)動(dòng)力蓄電池進(jìn)行高壓斷電，你知道應(yīng)該如何安全規(guī)范地進(jìn)行純電動(dòng)汽車高壓斷電嗎?【學(xué)習(xí)導(dǎo)航】新能源汽車的動(dòng)力蓄電池相當(dāng)于傳統(tǒng)能源汽車的油箱，是新能源汽車的動(dòng)力源，是能量的儲(chǔ)存裝置，同時(shí)也是制約新能源汽車尤其是電動(dòng)汽車發(fā)展的關(guān)鍵因素。目前，要使新能源汽車具有競爭力，就要開發(fā)出比能量高、比功率高、使用壽命長、成本低的高效節(jié)能電池。那么，我們?nèi)绾握莆談?dòng)力蓄電池相關(guān)的知識(shí)，是本課程所要講述的內(nèi)容。學(xué)習(xí)情境1新能源汽車動(dòng)力蓄電池結(jié)構(gòu)原理與檢修

學(xué)習(xí)單元1.1新能源汽車動(dòng)力蓄電池認(rèn)知1.能夠正確理解動(dòng)力蓄電池各項(xiàng)性能指標(biāo)。2.應(yīng)知新能源汽車對(duì)動(dòng)力蓄電池的要求。3.應(yīng)知鎳氫電池的結(jié)構(gòu)、工作原理以及應(yīng)用。4.應(yīng)知鋰離子電池的類型、結(jié)構(gòu)、工作原理以及應(yīng)用。5.應(yīng)知燃料電池的種類、工作原理。6.應(yīng)知超級(jí)電容器、飛輪電池的工作原理。7.能夠安全規(guī)范地進(jìn)行純電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)的檢查。8.能夠按照規(guī)范完成新能源汽車高壓斷電操作。9.養(yǎng)成團(tuán)隊(duì)協(xié)作、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、專注負(fù)責(zé)的工作態(tài)度。學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)情境1新能源汽車動(dòng)力蓄電池結(jié)構(gòu)原理與檢修 1.1.1電池分類電池分類化學(xué)電池物理電池生物電池太陽能電池超級(jí)電容器飛輪電池原電池蓄電池燃料電池儲(chǔ)備電池生物電池酶電池生物太陽能電池化學(xué)電池物理電池生物電池1.1.2電池的性能指標(biāo)

電池作為新能源汽車的儲(chǔ)能裝置，在新能源汽車上發(fā)揮著非常重要的作用，要評(píng)定電池的實(shí)際效應(yīng)，主要是看電池的性能指標(biāo)。

電池性能指標(biāo)容量荷電狀態(tài)記憶效應(yīng)使用壽命放電賠率自放電放電深度放電效率充電效率功率能量內(nèi)阻電壓端電壓開路電壓額定電壓放電電壓充電終止電壓放電終止電壓電池正極和負(fù)極之間的電位差和負(fù)極之間的電位差電池在開路狀態(tài)下的端電壓稱為開路電壓，即電池在沒有負(fù)載情況下的端電壓電池在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件下工作時(shí)應(yīng)達(dá)到的電壓蓄電池接上負(fù)載后處于放電狀態(tài)的端電壓蓄電池正常充電時(shí)允許達(dá)到的最高電壓電池在一定標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的放電條件下放電時(shí)，允許達(dá)到的最低電壓電壓分類1.1.2電池的性能指標(biāo)一、電壓1.1.2電池的性能指標(biāo)2、常見的蓄電池充電終止電壓和放電終止電壓如表1-1-2所示。序號(hào)動(dòng)力蓄電池充電終止電壓/V放電終止電壓/V1鎳鎘電池1.75~1.81.0~1.12鎳氫電池1.51.03鋰離子電池4.253.01、常見鋰離子蓄電池的開路電壓如表1-1-1所示。序號(hào)蓄電池開路電壓/V1磷酸鐵鋰電池3.72錳酸鋰電池3.83鈷酸鋰電池3.84鈦酸鋰電池35三元鋰電池4.15二、容量理論容量實(shí)際容量額定容量假設(shè)活性物質(zhì)完全被利用，蓄電池可釋放的容量值。電池在一定條件下所能輸出的電量，它等于放電電流與放電時(shí)間的乘積，單位Ah，其值小于理論容量。按國家或有關(guān)部門頒布的標(biāo)準(zhǔn)，保證電流在一定的放電條件下應(yīng)該放出的最低限度的容量。常見鋰離子蓄電池的開路電壓表1-1-1常見鋰離子蓄電池的開路電壓表1-1-21.1.2電池的性能指標(biāo)

三、荷電狀態(tài)荷電狀態(tài)（STATEofcharge，簡稱SOC）是指當(dāng)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。四、內(nèi)阻電池的內(nèi)阻是指電流流過電池內(nèi)部時(shí)所受到的阻力。五、能量電池的能量是指在一定放電標(biāo)準(zhǔn)下，電池所能輸出的電能，單位是W·h或kW·h。它影響電動(dòng)汽車的行駛距離。要點(diǎn)提示：比能量有理論比能量和實(shí)際比能量之分。

電池的比能量是綜合性指標(biāo)，它反映了電池的質(zhì)量水平。理論能量實(shí)際能量能量密度質(zhì)量能量密度體積能量密度1.1.2電池的性能指標(biāo)

六、功率

電池的功率是指電池在一定放電標(biāo)準(zhǔn)下，單位時(shí)間內(nèi)所輸出能量的大小，單位為W或kW。電池的功率決定了電動(dòng)汽車的加速性能和爬坡能力。1、比功率單位質(zhì)量電池所能輸出的功率稱為比功率，也稱為質(zhì)量比功率，單位為W/kg或kW/kg。如果一個(gè)電池的比功率較大，則表明在單位時(shí)間內(nèi)，單位質(zhì)量中輸出的能量較多，即表示此電池能用較大的電流放電。因此，電池的比功率也是電池性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。2、功率密度單位體積電池所能輸出的功率稱為功率密度，也成體積比功率，單位W/L或kW/L。七、充電效率充電效率是庫倫效率與能量效率的總稱。庫倫效率是指放電時(shí)從蓄電池中釋放的容量與同循環(huán)過程中充電能量的比值。能量效率是指放電時(shí)從蓄電池中釋放的能量與同循環(huán)過程中充電能量的比值。八、放電深度放電深度（Depthofdischarge，簡稱DOD）表示蓄電池放電狀態(tài)的參數(shù)，等于實(shí)際放電容量與可用容量的百分比。九、自放電自放電是蓄電池內(nèi)部自發(fā)的或不期望的化學(xué)反應(yīng)造成可用容量自動(dòng)減少的現(xiàn)象。1.1.2電池的性能指標(biāo)

十、放電倍率電池放電電流的大小常用“放電倍率”表示，即電池的放電倍率用放電時(shí)間表示或以一定的放電電流放完額定容量所需的小時(shí)數(shù)來表示，即放電時(shí)間越短，放電倍率越高，則放電電流越大。十一、記憶效應(yīng)蓄電池經(jīng)過長時(shí)間淺充淺放電循環(huán)后，進(jìn)行深放電時(shí)，表現(xiàn)出明顯的容量損失和放電電壓下降，經(jīng)數(shù)次完全充電/放電循環(huán)后，電池特性即可回復(fù)的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為電池記憶效應(yīng)。十二、使用壽命使用壽命表示為工作循環(huán)數(shù)和時(shí)間。電池的使用壽命包括使用期限和使用周期。使用期限（濕擱置）使用周期（充放電循環(huán)）鎳鎘電池使用壽命2~3年鎳氫電池壽命5~8年鋰離子電池壽命5~8年鎳氫電池壽命500~1000次鉛酸蓄電池壽命200~500次鋰離子電池壽命600~1000次1.1.3新能源汽車對(duì)動(dòng)力蓄電池的要求比能量高比功率大循環(huán)壽命長均勻一致性好工作溫度范圍要廣安全性好價(jià)格低廉綠色環(huán)保電池的峰值功率要大SOC應(yīng)保持在50%~85%的范圍內(nèi)SOC低狀態(tài)保持其良好的加速性能制動(dòng)能量回饋不受SOC狀態(tài)影響比能量及能量密度要高純電動(dòng)汽車對(duì)動(dòng)力蓄電池的要求混合動(dòng)力汽車對(duì)動(dòng)力蓄電池要求1.1.4新能源汽車動(dòng)力蓄電池

一、鎳氫電池鎳氫電池（Ni-MH）電池屬于堿性電池，是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來具有高能量、長壽命、無記憶效應(yīng)、無污染，因此被稱為“綠色電池”。1、鎳氫電池單體額定電壓為1.2V。2、鎳氫電池的結(jié)構(gòu)鎳氫電池主要由正極、負(fù)極、隔膜、電解液等組成。如圖1-1-1、1-1-2所示。圖1-1-1鎳氫電池的結(jié)構(gòu)圖1-1-2鎳氫電池的結(jié)構(gòu)1.1.4新能源汽車動(dòng)力蓄電池

3、鎳氫電池的工作原理鎳氫電池正極的活性物質(zhì)在放電時(shí)為NiOOH，充電時(shí)為Ni（OH）2。負(fù)極的活性物質(zhì)在放電時(shí)為MH（此時(shí)產(chǎn)生的氫氣是被儲(chǔ)氫合金M所吸收），充電時(shí)為M（儲(chǔ)氫合金）。電解液為KOH。鎳氫電池充放電反應(yīng)機(jī)理如圖1-1-3所示。

4、鎳氫電池還具有以下優(yōu)點(diǎn)：比功率高；循環(huán)次數(shù)多；無污染；耐過充過放；無記憶效應(yīng)；使用溫度范圍寬；安全可靠。圖1-1-3鎳氫電池充放電反應(yīng)機(jī)理1.1.4新能源汽車動(dòng)力蓄電池

5、鎳氫電池的應(yīng)用目前，市場上主要使用的鎳氫動(dòng)力蓄電池分為兩種：方形電池、圓柱形電池。下表1-1-3為各常見混合動(dòng)力汽車用鎳氫動(dòng)力蓄電池具體性能。安裝位置、結(jié)構(gòu)如圖1-1-4、1-1-5圖示。車型電池類型單體電池個(gè)數(shù)/只標(biāo)稱電壓/V標(biāo)稱容量/Ah比功率/W·kg-1Prius一代圓柱形鎳氫240288.06.0>1100Prius二代塑料方形鎳氫228273.66.5>1200Prius三代塑料方形鎳氫168201.66.5>1200思域圓柱形鎳氫120144.06.5>1100長安志翔圓柱形鎳氫120144.06.0—福特圓柱形鎳氫250300.06.5>1100圖1-1-5豐田凱美瑞鎳氫動(dòng)力蓄電池結(jié)構(gòu)圖1-1-4豐田混合動(dòng)力汽車鎳氫電池安裝位置表1-1-3各常見混合動(dòng)力汽車用鎳氫動(dòng)力蓄電池具體性能1.1.4新能源汽車動(dòng)力蓄電池

二、鋰離子電池1、鋰離子電池的類型（1）按照外形，可分為：方形鋰離子電池圓柱形鋰離子電池（2）按照鋰離子電池正極材料不同要分為：鈷酸鋰電池錳酸鋰電池三元鋰電池磷酸鐵鋰電池2、鋰離子電池的結(jié)構(gòu)及工作原理如圖1-1-6、1-1-7所示。1-1-6圓柱形鋰離子電池的結(jié)構(gòu)1-1-7鋰離子電池工作原理圖1.1.4新能源汽車動(dòng)力蓄電池4、鋰離子電池的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)為：工作電壓高；比能量高；循環(huán)壽命長；自放電率低；無記憶性；對(duì)環(huán)境無污染；能夠制造成任意形狀；可實(shí)現(xiàn)快速充電。不足主要表現(xiàn)為：成本高；單體電池需要保護(hù)線路控制，成組電池需要配套管理系統(tǒng)。5、鋰離子電池的充放電特性在電壓方面鋰離子電池對(duì)充電終止電壓的精度要求很高，一般誤差不能超過額定值的1%。6、鋰離子電池的充電方法鋰離子電池通常都采用恒流恒壓充電方法，其充電過程可分為預(yù)充電、恒流充電、恒壓充電三個(gè)階段，如圖1-1-8所示。圖1-1-8鋰離子電池充電特性曲線1.1.4新能源汽車動(dòng)力蓄電池7、鋰離子電池的應(yīng)用（1）鈷酸鋰電池的應(yīng)用（TeslaRoadster）電池系統(tǒng)如圖1-1-9所示。（2）錳酸鋰電池的應(yīng)用（日產(chǎn)聆風(fēng)）電池系統(tǒng)如圖1-1-10所示。（3）三元鋰電池的應(yīng)用（北汽EV200）電池系統(tǒng)如圖1-1-11所示。（4）磷酸鐵鋰電池的應(yīng)用（北汽EV160）電池系統(tǒng)如圖1-1-12所示。圖1-1-9TeslaModelS動(dòng)力蓄電池圖1-1-10日產(chǎn)聆風(fēng)動(dòng)力蓄電池

圖1-1-11EV200動(dòng)力蓄電池

圖1-1-12EV160動(dòng)力蓄電池1.1.4新能源汽車動(dòng)力蓄電池三、燃料電池1、新能源汽車用燃料電池概述（1）新能源汽車用燃料電池的發(fā)展動(dòng)態(tài)目前常見的燃料電池的主要特征參數(shù)如表1-1-4。

質(zhì)子交換膜燃料電池堿性燃料電池磷酸燃料電池熔融碳酸鹽燃料電池固體氧化物燃料電池直接甲醇燃料電池燃料H2H2H2CO、H2CO、H2CH3OH電解質(zhì)固態(tài)高分子膜堿溶液液態(tài)磷酸熔融碳酸鹽固體二氧化鋯固態(tài)高分子膜工作溫度/℃≈8060~120170~21060~650≈1000≈80氧化劑空氣或氧純氧空氣空氣空氣空氣或氧電極材料CCCNi-MNi-YSZC催化劑PtPt、NiPtNiNiPt腐蝕性中中強(qiáng)強(qiáng)無中壽命/h1000001000015000130007000100000特征比功率高，運(yùn)行靈活，無腐蝕高效率，對(duì)CO2敏感，有腐蝕效率較低，有腐蝕效率高，控制復(fù)雜，有腐蝕效率高，運(yùn)行溫度高，有腐蝕比功率高，運(yùn)行靈活，無腐蝕效率/（%）>6060~7040~50>60>60>60起動(dòng)時(shí)間幾分鐘幾分鐘2~4h>10h>10h幾分鐘主要應(yīng)用領(lǐng)域航天、軍事、汽車、固定式用途航天、軍事大客車、中小電廠、固定式用途大型電廠大型電廠、熱站、固定式用途航天、軍事、汽車、固定式用途燃料電池分類運(yùn)行機(jī)理電解質(zhì)種類

燃料類型質(zhì)子交換膜燃料電池堿性燃料電池磷酸燃料電池熔融碳酸鹽燃料電池固體氧化物燃料電池直接甲醇燃料電池再生型燃料電池鋅空燃料電池質(zhì)子陶瓷燃料電池酸性燃料電池堿性燃料電池燃料種類燃料電池工作溫度直接型燃料電池間接型燃料電池再生型燃料電池低溫型中溫型高溫型超高溫型液體型燃料電池氣體型燃料電池表1-1-4常見的燃料電池的主要特征參數(shù)1.1.4新能源汽車動(dòng)力蓄電池2、燃料電池系統(tǒng)的組成用質(zhì)子交換膜燃料電池舉例。項(xiàng)目高壓儲(chǔ)氫液態(tài)儲(chǔ)氫儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫Ti系儲(chǔ)氫合金碳納米管安全性低低較高能源綜合利用率低較低高儲(chǔ)氫能力單位質(zhì)量儲(chǔ)氫量/（%）--24單位體積儲(chǔ)氫量/（kg/m3）31.57161160能量密度單位質(zhì)量能量密度/（kWh/kg）--0.795.53單位體積能量密度/（kWh/L）1.242.82.46.32優(yōu)點(diǎn)簡單、方便儲(chǔ)運(yùn)效率高、裝置質(zhì)量輕、體積小、儲(chǔ)氫壓力低安全性好、運(yùn)輸方便、操作比較容易缺點(diǎn)空間有限，必須使用耐高壓容器，儲(chǔ)氫壓力過大，安全性降低，充氫操作復(fù)雜，成本增加氫氣液化須耗費(fèi)大量能源，必須使用耐超低溫的特殊容器，使用中存在危險(xiǎn)，充氫系統(tǒng)復(fù)雜成本相對(duì)較高，受制于材料的儲(chǔ)氫性能、儲(chǔ)氫器的結(jié)構(gòu)以及儲(chǔ)氫系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)應(yīng)用多少少3、氫的存儲(chǔ)與輸送（1）儲(chǔ)氫：儲(chǔ)氫技術(shù)有高壓儲(chǔ)氫、液態(tài)儲(chǔ)氫和儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫。儲(chǔ)氫技術(shù)的比較如表1-1-5。（2）重整制氫燃料電池使用的燃料-氫氣可以由重整器提供。表1-1-5儲(chǔ)氫技術(shù)的比較質(zhì)子交換膜燃料電池燃料供應(yīng)系統(tǒng)氧化劑系統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)水處理系統(tǒng)熱管理系統(tǒng)電力系統(tǒng)控制系統(tǒng)1.1.4新能源汽車動(dòng)力蓄電池

4、質(zhì)子交換膜燃料電池（1）質(zhì)子交換膜燃料電池的基本結(jié)構(gòu)PEMFC由質(zhì)子交換膜、催化劑層、擴(kuò)散層、集流板（又稱雙極板）組成，如圖1-1-13所示。（2）質(zhì)子交換膜燃料電池的工作原理PEMFC在原理上相當(dāng)于水電解的“逆”裝置。其單電池由陽極、陰極和質(zhì)子交換膜組成，陽極為氫燃料發(fā)生氧化的場所，陰極為氧化劑還原的場所，兩極都含有加速電極電化學(xué)反應(yīng)的催化劑，質(zhì)子交換膜為電解質(zhì)。其工作原理如圖1-1-14所示。（3）質(zhì)子交換膜燃料電池的特點(diǎn)PEMFC的缺點(diǎn)：成本高；氫要求高。圖1-1-13質(zhì)子交換膜燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖圖1-1-14PEMFC的工作原理1.1.4新能源汽車動(dòng)力蓄電池5、堿性燃料電池（1）堿性燃料電池的結(jié)構(gòu)采用對(duì)氧電化學(xué)還原具有良好催化活性的Pt/C、Ag、Ag-Au、Ni等為電催化劑制備的多孔氣體擴(kuò)散電極為氧化極，以Pt-Pd/C、Pt/C、Ni或硼化鎳等具有良好催化氫電化學(xué)氧化的電催化劑制備的多孔氣體電極為氫電極。（2）堿性燃料電池的工作原理如圖1-1-15為堿性石棉膜型氫氧燃料電池中單電池的工作原理。在陽極，氫氣與堿中的OH-在電催化劑的作用下，發(fā)生氧化反應(yīng)生成水和電子，電子通過外電路達(dá)到陰極，在陰極電催化劑的作用下，參與氧的還原反應(yīng)，生成的OH-通過飽浸堿液的多孔石棉遷移到氫電極。圖1-1-15堿性石棉膜型氫氧燃料電池中單電池工作原理（3）堿性燃料電池的特點(diǎn)AFC具有較高的效率(50~55%)；工作溫度大約80℃；性能可靠，可用非貴金屬作催化劑；AFC是燃料電池中生產(chǎn)成本最低的一種電池；AFC是技術(shù)發(fā)展最快的一種電池；使用具有腐蝕性的液態(tài)電解質(zhì)。1.1.4新能源汽車動(dòng)力蓄電池

6、磷酸燃料電池磷酸燃料電池（PhosphoricAcidFuelCell，簡稱PAFC）是以酸為導(dǎo)電電解質(zhì)的酸性燃料電池。（1）磷酸燃料電池的結(jié)構(gòu)PAFC的電池片由基材及肋條板觸媒層所組成的燃料極、保持磷酸的電解質(zhì)層、與燃料極具有相同構(gòu)造的空氣極構(gòu)成。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-1-16所示。（2）磷酸燃料電池的工作原理PAFC使用液體磷酸為電解質(zhì)，通常位于碳化硅基質(zhì)中。當(dāng)以氫氣為燃料，氧氣為氧化劑時(shí)，在電池內(nèi)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。PAFC的原理如圖1-1-17所示。圖1-1-16電池堆結(jié)構(gòu)示意圖圖1-1-17PAFC的工作原理圖

（3）磷酸燃料電池的特點(diǎn)PAFC構(gòu)造簡單、穩(wěn)定、電解質(zhì)揮發(fā)度低；工作溫度略高，效率比其他燃料電池低。1.1.4新能源汽車動(dòng)力蓄電池

7、熔融碳酸鹽燃料電池（1）熔融碳酸鹽燃料電池的結(jié)構(gòu)熔融碳酸鹽燃料電池（MoltenCarbonateFuelCell，簡稱MCFC）是由多孔陶瓷陰極、多孔陶瓷電解質(zhì)隔膜、多孔金屬陽極、金屬極板構(gòu)成的燃料電池。單體的MCFC一般是平板型的，由電極-電解質(zhì)、燃料流通道、氧化劑流通道和上下隔板組成，如圖1-1-18所示。（2）熔融碳酸鹽燃料電池的工作原理如圖1-1-19所示，燃料電池工作過程實(shí)質(zhì)上是燃料的氧化和氧化劑的還原過程。（3）熔融碳酸鹽燃料電池的特點(diǎn)MCFC是一種高溫電池（600~700℃），具有效率高（高于40%）、噪音低、無污染、燃料多樣化、余熱利用價(jià)值高和電池構(gòu)造材料價(jià)廉等諸多優(yōu)點(diǎn)，是新一代的綠色電站。圖示1-1-18單體MCFC概念圖

圖1-1-19MCFC的工作原理圖1.1.4新能源汽車動(dòng)力蓄電池

8、固體氧化物燃料電池固體氧化物燃料電池（SolidOxideFuelCell，簡稱SOFC）屬于第三代燃料電池，是一種在中高溫下直接將儲(chǔ)存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能高效、環(huán)境友好地轉(zhuǎn)化成電能的全固態(tài)化學(xué)發(fā)電裝置。（1）固體氧化物燃料電池的結(jié)構(gòu)SOFC單體主要由電解質(zhì)、陽極或燃料極、陰極或空氣極和連接體或雙極板組成，如圖中1-1-20所示的即為管式結(jié)構(gòu)固體氧化物燃料電池的單體，圖1-1-21所示的是單體之間的連接。圖1-1-20

固體氧化物燃料電池的單體結(jié)構(gòu)圖1--1-21固體氧化物燃料電池的單體間連接結(jié)構(gòu)

1.1.4新能源汽車動(dòng)力蓄電池

（3）固體氧化物燃料電池的特點(diǎn)具有以下優(yōu)點(diǎn)：SOFC是全固態(tài)的電池結(jié)構(gòu)，不存在電解質(zhì)滲漏問題，可實(shí)現(xiàn)長壽命運(yùn)行；對(duì)燃料的適應(yīng)性強(qiáng)，可直接用天然氣、煤氣和其他碳?xì)浠衔镒鳛槿剂希话l(fā)電效率高，能量密度大，能量轉(zhuǎn)換效率高；工作溫度高，電極反應(yīng)速度快，不需要使用貴金屬作電催化劑；可使用高溫進(jìn)行內(nèi)部燃料重整，使系統(tǒng)優(yōu)化；低排放、低噪聲；⑦廢熱的再利用價(jià)值高；陶瓷電解質(zhì)要求中、高溫運(yùn)行（600～1000℃）。SOFC存在不足之處：氧化物電解質(zhì)材料為陶瓷材料，質(zhì)脆易裂，電堆組裝較困難；高溫?zé)釕?yīng)力作用會(huì)引起電池龜裂，所以主要部件的熱膨脹率應(yīng)嚴(yán)格匹配；存在自由能損失；工作溫度高，預(yù)熱時(shí)間較長。

（2）固體氧化物燃料電池的工作原理SOFC工作時(shí)，電子由陽極經(jīng)外電路流向陰極，氧離子經(jīng)電解質(zhì)由陰極流向陽極。圖示1-1-22為SOFC的工作原理示意圖。圖1-1-22SOFC工作原理示意圖1.1.4新能源汽車動(dòng)力蓄電池

9、直接甲醇燃料電池直接甲醇燃料電池（DirectMethanolFuelCell，簡稱DMFC），屬于質(zhì)子交換膜燃料電池中的一類，是直接使用水溶液以及蒸氣甲醇為燃料供給來源，而不需通過重整器重整甲醇汽油及天然氣等再取出氫以供發(fā)電。（1）直接甲醇燃料電池的結(jié)構(gòu)DMFC主要由陽極、固體電解質(zhì)膜和陰極構(gòu)成。陽極和陰極分別由多孔結(jié)構(gòu)的擴(kuò)散層和催化劑層組成，通常使用不同疏水性、親水性的炭黑和聚四氟乙烯作為DMFC的陽極和陰極材料，如圖所示。

圖1-1-23DMFC的結(jié)構(gòu)與原理示意圖1.1.4新能源汽車動(dòng)力蓄電池

（2）直接甲醇燃料電池的工作原理以甲醇為燃料，將甲醇和水混合物送至DMFC陽極，在陽極甲醇直接發(fā)生電催化氧化反應(yīng)生成CO2，并釋放出電子和質(zhì)子。陰極氧氣發(fā)生電催化氧還原反應(yīng)，與陽極產(chǎn)生的質(zhì)子反應(yīng)生成水。電子從陽極經(jīng)外電路轉(zhuǎn)移至陰極形成直流電，工作溫度為25~135℃。（3）直接甲醇燃料電池的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：甲醇來源豐富，價(jià)格低廉，儲(chǔ)存攜帶方便；與PEMFC相比，結(jié)構(gòu)更簡單，操作更方便；與PEMFC相比，體積能量密度更高；與重整式甲醇燃料電池相比，它沒有甲醇重整裝置，質(zhì)量更輕，體積更小，響應(yīng)時(shí)間更快。缺點(diǎn)：當(dāng)甲醇低溫轉(zhuǎn)換為氫和二氧化碳時(shí)要比常規(guī)質(zhì)子交換膜燃料電池需要更多的鉑金催化劑。10、微生物燃料電池利用電池的陽極來代替氧或硝酸鹽等天然的電子受體，通過電子的不斷轉(zhuǎn)移來產(chǎn)生電能。11、再生型燃料電池再生型燃料電池有電解池和燃料電池組成。1.1.4新能源汽車動(dòng)力蓄電池

四、其他類型電池1、超級(jí)電容器超級(jí)電容器，又叫雙電層電容器、電化學(xué)電容器（簡稱EC）。（1）超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)超級(jí)電容器單體主要由電極、電解質(zhì)、集電極、隔離膜、連線極柱、密封材料和排氣閥等組成。如圖所示1-1-24為車用超級(jí)電容器的外觀圖。圖1-1-24車用超級(jí)電容器外觀圖1.1.4新能源汽車動(dòng)力蓄電池

（2）超級(jí)電容器的分類超級(jí)電容器按照儲(chǔ)能原理、結(jié)構(gòu)形式、電極材料、照電解液等不同分類。（3）超級(jí)電容器的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：高功率密度；循環(huán)壽命長；充電速度快；工作溫度范圍寬；簡單方便；綠色環(huán)保。缺點(diǎn)：線性放電；低能量密度；低電壓；高自放電。（4）超級(jí)電容器在新能源汽車上的應(yīng)用如圖1-1-25所示，該車采用上海奧威科技公司開發(fā)的具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的超級(jí)電容器。因此，國產(chǎn)超級(jí)電容器受到國內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注。圖1-1-25超級(jí)電容公交電車1.1.4新能源汽車動(dòng)力蓄電池

2、飛輪電池（1）飛輪電池的結(jié)構(gòu)與原理飛輪電池系統(tǒng)由飛輪、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和輸入/輸出電子裝置共同組成，如圖1-1-26、1-1-27所示。（2）飛輪電池的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：能量密度高；能量轉(zhuǎn)換效率高；體積小、重量輕；工作溫度范圍寬；使用壽命長；低損耗、低維護(hù)。（3）飛輪電池在新能源汽車上的應(yīng)用在小型場合還無法體現(xiàn)其優(yōu)勢；大型儲(chǔ)能裝置的場合飛輪電池已得到逐步應(yīng)用。圖1-1-27飛輪電池組成示意圖圖1-1-26飛輪電池結(jié)構(gòu)1.1.5新能源汽車高壓安全認(rèn)知一、新能源汽車高壓系統(tǒng)及高壓低壓標(biāo)準(zhǔn)在GB/T18384.3-2015電動(dòng)汽車安全要求第3部分，即人員觸電防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)中，根據(jù)最大工作電壓，對(duì)電氣元件或電路分為以下等級(jí)，如表1-1-6所示。A級(jí)為低壓，不要求提供觸電防護(hù)；B級(jí)為高壓，對(duì)于任何B級(jí)電壓電路的帶電部件，都應(yīng)提供危險(xiǎn)接觸的防護(hù)。

電壓等級(jí)最大工作電壓/V直流交流A0＜U≤600＜U≤30B60＜U≤150030＜U≤1000圖1-1-28北汽EV200純電動(dòng)汽車整車高壓系統(tǒng)在車輛系統(tǒng)中，高壓系統(tǒng)線束和插頭均為橙色，主要起到警示作用。如圖1-1-28所示為北汽EV200純電動(dòng)汽車的整車高壓系統(tǒng)，圖示中所有電器部件和線束，工作電壓均高于直流60V和交流30V，在帶電作業(yè)時(shí)必須采取防護(hù)措施。表1-1-6電路的電壓等級(jí)1.1.5新能源汽車高壓安全認(rèn)知二、高壓危害1、觸電所謂觸電，是指人體觸及帶電體時(shí)，電流對(duì)人體所造成的傷害。2、傷害根據(jù)傷害的性質(zhì)不同，觸電可分為電傷和電擊兩種。3、電擊致死原因：分別為流過心臟的電流過大、持續(xù)時(shí)間過長引起“心室纖維性顫動(dòng)”而致死；電流作用使人窒息而死亡；電流作用使心臟停止跳動(dòng)而死亡。4、流過人體電流種類：感知電流、擺脫電流、致命電流5、人體電阻人體電阻的大小是影響觸電后人體受到傷害程度的重要物理因素。表1-1-7所示，為各種電壓情況下人體電阻的阻值。施加于人體電壓/V人體電阻/Ω皮膚干燥皮膚潮濕皮膚濕潤皮膚浸入水中107000350012006002550002500100050050400020008754401003000150077037525015001000650325表1-1-7人體電阻在不同情況、不同電壓的阻值1.1.5新能源汽車高壓安全認(rèn)知

三、個(gè)人防護(hù)用具新能源汽車常用的個(gè)人高壓防護(hù)用具包括絕緣手套、絕緣鞋、絕緣服、防護(hù)眼鏡、絕緣帽等，如圖1-1-29所示。圖1-1-29高壓防護(hù)工具四、車間防護(hù)設(shè)備新能源汽車常用的車間防護(hù)設(shè)備主要有防靜電工作臺(tái)、絕緣膠墊、滅火器、隔離帶、車間警示標(biāo)志等。如圖1-1-30所示。

（a）絕緣手套（b）絕緣鞋（c）絕緣服

（d）防護(hù)眼鏡（e）絕緣帽

防靜電工作臺(tái)

絕緣膠墊

干粉滅火器

隔離帶警示標(biāo)志

圖1-1-30車間防護(hù)設(shè)備

1.1.5新能源汽車高壓安全認(rèn)知

五、常用儀器、工具和設(shè)備如圖1-1-31所示。

數(shù)字絕緣萬用表

數(shù)字鉗形電流表

示波器

紅外測溫儀

蓄電池內(nèi)阻測試儀放電工裝測電筆絕緣工具

圖1-1-31常用儀器工具設(shè)備

1.1.5新能源汽車高壓安全認(rèn)知六、新能源汽車維修安全作業(yè)1、新能源汽車維修操作安全規(guī)程對(duì)新能源汽車高壓系統(tǒng)進(jìn)行檢修，僅允許具備足夠資質(zhì)（如圖1-1-32所示，由國家安監(jiān)局頒發(fā)的特征作業(yè)操作證）和知識(shí)的人員對(duì)車輛高壓電氣系統(tǒng)進(jìn)行操作。根據(jù)DINVDE0105（德國電氣工程師協(xié)會(huì)制定的標(biāo)準(zhǔn)并被德國國家認(rèn)定為國家標(biāo)準(zhǔn)）制定的高壓裝置安全操作規(guī)程，新能源汽車維修作業(yè)安全操作，一般遵循以下三點(diǎn)安全規(guī)程：新能源汽車維修作業(yè)安全操作，一般遵循以下三點(diǎn)安全規(guī)程：（1）斷電：斷開來自高壓系統(tǒng)的電壓；（2）嚴(yán)防設(shè)備重新合閘：防止再次接通；（3）驗(yàn)電：確保高壓系統(tǒng)斷電。因此，對(duì)新能源汽車進(jìn)行維修作業(yè)前，先對(duì)車輛進(jìn)行下電操作。不同車型下電步驟可能有所不同。

圖1-1-32特種作業(yè)操作證1.1.5新能源汽車高壓安全認(rèn)知2、純電動(dòng)汽車高壓斷電流程（1）作業(yè)前準(zhǔn)備，如圖1-1-33所示。①檢查場地，確認(rèn)舉升機(jī)能否正常工作，檢查舉升臂是否水平對(duì)齊，符合作業(yè)環(huán)境；②設(shè)置警戒線，懸掛警示牌，檢查絕緣膠墊絕緣情況是否正常（使用絕緣萬用表測量絕緣膠墊五點(diǎn)的絕緣電阻）；③檢查自身，確認(rèn)沒有佩戴金屬飾品、鑰匙、硬幣等；④清點(diǎn)絕緣工具，檢查儀表設(shè)備功能情況；⑤設(shè)置一名監(jiān)護(hù)人。

圖1-1-33作業(yè)前場地準(zhǔn)備工作1.1.5新能源汽車高壓安全認(rèn)知（2）切斷低壓電源①安裝三件套；②拔下車鑰匙、放置安全位置，如圖1-1-34所示；③打開前機(jī)艙，安裝翼子板布和前格柵布；④斷開低壓蓄電池負(fù)極端子，并對(duì)負(fù)極樁做絕緣處理，如圖1-1-35所示。

圖1-1-34拔下車鑰匙

圖1-1-35

斷開低壓蓄電池負(fù)極1.1.5新能源汽車高壓安全認(rèn)知（3）拆除附件①拆除后排座椅，如圖1-1-36所示；②掀起地墊，如圖1-1-37所示。（4）穿戴絕緣防護(hù)工裝①檢查絕緣鞋，無破損情況后（如圖1-1-38所示），穿上絕緣鞋；②檢查防護(hù)眼鏡，無破損情況后（如圖1-1-39所示），佩戴防護(hù)眼鏡；③檢查絕緣帽，無破損情況后（如圖1-1-40所示），佩戴絕緣帽；④檢查絕緣手套，1000V以上，并檢查有無漏氣破損情況后（如圖1-1-41所示），佩戴絕緣手套。

圖1-1-38檢查絕緣鞋

圖1-1-39檢查防護(hù)眼鏡

圖1-1-40檢查絕緣帽

圖1-1-36拆除后排座椅圖1-1-37掀起地墊圖1-1-41檢查絕緣手套1.1.5新能源汽車高壓安全認(rèn)知（5）拆卸維修塞。如圖1-1-42、1-1-43所示。（6）拔下動(dòng)力蓄電池高低壓線束插接器如圖1-1-44、1-1-45所示。（7）放電及檢查剩余電荷如圖1-1-46所示。（8）斷電后可進(jìn)行相應(yīng)的不帶電作業(yè)。

圖1-1-42拆除維修塞蓋板并拔下維修塞

圖1-1-43無維修塞車輛需拔下PDU低壓控制插件比亞迪E5北汽EV300圖1-1-44拔下低壓線束插接器

圖1-1-45高壓電纜插接器3道鎖止機(jī)構(gòu)圖1-1-46高壓電纜驗(yàn)電放電工裝放電1.1.5新能源汽車高壓安全認(rèn)知3、混合動(dòng)力汽車高壓斷電流程下面以豐田卡羅拉雙擎為例，介紹對(duì)混合動(dòng)力汽車進(jìn)行維修時(shí)，規(guī)范的斷電流程。（1）關(guān)掉車鑰匙，將鑰匙防止安全處。如圖1-1-47所示，關(guān)閉車鑰匙，將智能鑰匙放入口袋或所在儲(chǔ)物箱內(nèi)。（2）打開后備箱，拆下電源系統(tǒng)的外罩，如圖1-1-48所示，檢查安全工裝后，穿戴整齊。（3）斷開輔助蓄電池負(fù)極端子如圖1-1-49所示，用膠帶纏上負(fù)極電纜并遠(yuǎn)離負(fù)極接線柱；（4）拆下維修塞外蓋，取下維修塞并放入安全位置，如圖1-1-50所示。圖1-1-47關(guān)閉車鑰匙，將鑰匙放入安全位置圖1-1-48拆卸電源系統(tǒng)外罩圖1-1-49斷開輔助蓄電池負(fù)極端子圖1-1-50拆卸維修塞1.1.5新能源汽車高壓安全認(rèn)知

（5）驗(yàn)電①等待5min以上，斷開逆變器總成低壓線束，如圖1-1-51所示；②拆下測量端子的外蓋，如圖1-1-52所示；③用萬用表測量端子，電壓應(yīng)為0V，如圖1-1-53所示。（6）斷電后可進(jìn)行相應(yīng)的不帶電作業(yè)。圖1-1-51斷開逆變器總成低壓線束圖1-1-52拆卸測量端子外蓋圖1-1-53萬用表驗(yàn)電情景小結(jié)

1.電池分類及性能指標(biāo)。2.鎳氫電池、鋰離子電池、鋰離子電池、燃料電池等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及原理分析。3.新能源汽車常用個(gè)人高壓防護(hù)用具。4.新能源汽車常用檢測儀器設(shè)備。5.新能源汽車高壓斷電操作及安全注意事項(xiàng)。維修工單1.1

任務(wù)名稱1.1高壓斷電流程時(shí)間

班級(jí)

學(xué)生姓名

學(xué)生學(xué)號(hào)

成績

實(shí)訓(xùn)設(shè)備

純電動(dòng)汽車2兩臺(tái)、高壓零部件2套、舉升機(jī)2臺(tái)、絕緣工具2套、防護(hù)用具2套、車間安全防護(hù)用具2套、工具車和絕緣工具2套、檢測儀器（絕緣萬用表、放電工裝等）2套。實(shí)訓(xùn)場地

日期

任務(wù)描述

客戶進(jìn)某純電動(dòng)汽車4S店進(jìn)行維修，經(jīng)過故障診斷后，師傅讓徒工先對(duì)動(dòng)力蓄電池進(jìn)行高壓斷電，你知道應(yīng)該如何安全規(guī)范地進(jìn)行純電動(dòng)汽車高壓斷電?任務(wù)目的

按照純電動(dòng)汽車維修作業(yè)安全規(guī)定及車輛維修手冊(cè)要求，制訂出電動(dòng)汽車高壓斷電工作計(jì)劃，按照正確規(guī)范的要求完成高壓斷電操作。一、作業(yè)前現(xiàn)場環(huán)境檢查1、檢查絕緣膠墊絕緣膠墊外觀檢查：￡無破損□輕微破損□嚴(yán)重破損￡無臟污□輕微臟污□嚴(yán)重臟污左上角絕緣電阻

、左下角絕緣電阻

、右上角絕緣電阻

、右下角絕緣電阻

、中間位置絕緣電阻

。2、設(shè)置隔離帶距離車輛前方

米；后方

米；距離車輛左側(cè)

米；右側(cè)

米。3、懸掛警示牌警示牌名稱：

二、個(gè)人防護(hù)用具檢查1、絕緣手套外觀檢查：□良好□破裂絕緣級(jí)別：

級(jí)氣密性檢查：□良好□漏氣最高使用電壓：

VDC

VAC2、絕緣鞋外觀檢查：□良好□破裂驗(yàn)證電壓：

KV3、絕緣帽外觀檢查：□良好□破裂4、護(hù)目鏡外觀檢查：□良好□破裂三、工具檢查與準(zhǔn)備準(zhǔn)備工具名稱：

、

、

。四、高壓斷電流程1、車鑰匙位置：□Start□On□Acc□Lock2、車鑰匙存放位置：□維修柜□實(shí)操人員保管

3、

。

4、

，維修塞存放位置：□維修柜□實(shí)操人員保管5、檢查龍門式舉升機(jī)，確認(rèn)舉升裝置無誤后平穩(wěn)舉升車輛。6、先斷開

，后斷開

。7、驗(yàn)電第一次電壓值測量：負(fù)載側(cè)：

V電源側(cè)：

V若有電：

第二次電壓值測量：負(fù)載側(cè)：

V自我評(píng)價(jià)組長評(píng)價(jià)教師評(píng)價(jià)總分

學(xué)習(xí)單元1.2純電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池及管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與檢修【情境導(dǎo)入】

客戶進(jìn)某純電動(dòng)汽車4S店，反映該車停車時(shí)顯示續(xù)航里程150km，不開空調(diào)，正常行駛43km后，提示續(xù)駛里程僅有19km。經(jīng)檢查，動(dòng)力蓄電池有一組電池老化，出現(xiàn)不均衡現(xiàn)象，4S店需要更換動(dòng)力蓄電池，然后動(dòng)力蓄電池返廠，該故障你能正確進(jìn)行檢修嗎?【學(xué)習(xí)導(dǎo)航】動(dòng)力蓄電池和管理系統(tǒng)共同組成純電動(dòng)汽車的動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)，動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)通過檢測動(dòng)力蓄電池中各單體電芯的狀態(tài)來確定整個(gè)電池系統(tǒng)的狀態(tài)，并根據(jù)動(dòng)力蓄電池的狀態(tài)對(duì)動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的控制、調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)及各單體電芯的充放電管理，以確保動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。那么，我們?nèi)绾握莆談?dòng)力蓄電池系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)，是本課程所要講述的內(nèi)容。學(xué)習(xí)情境1新能源汽車動(dòng)力蓄電池結(jié)構(gòu)原理與檢修

學(xué)習(xí)單元1.2純電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池及管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與檢修1.應(yīng)知?jiǎng)恿π铍姵氐慕M成。2.應(yīng)知?jiǎng)恿π铍姵毓芾砑翱刂撇呗浴?.應(yīng)知?jiǎng)恿π铍姵鼗ユi原理。4.應(yīng)知?jiǎng)恿π铍姵卣嚿舷码姍C(jī)制以及控制原理。5.能夠正確的進(jìn)行動(dòng)力蓄電池檢查。6.能夠正確使用解碼器進(jìn)行動(dòng)力蓄電池參數(shù)讀取。7.能夠安全規(guī)范地更換動(dòng)力蓄電池。8.能夠養(yǎng)成團(tuán)隊(duì)協(xié)作、吃苦耐勞、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作態(tài)度。學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)情境1新能源汽車動(dòng)力蓄電池結(jié)構(gòu)原理與檢修 1.2.1純電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)

一、純電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池概述動(dòng)力蓄電池是純電動(dòng)汽車的能量儲(chǔ)存裝置、是電動(dòng)汽車的能量源，也是一直制約純電動(dòng)汽車發(fā)展的關(guān)鍵因素，關(guān)系到純電動(dòng)汽車的動(dòng)力性能、續(xù)駛里程、制造成本。純電動(dòng)汽車對(duì)動(dòng)力蓄電池要求比能量高、比功率大、循環(huán)壽命長、充放電效率高、安全性能好等。常見的純電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池材料主要應(yīng)用磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池等。二、動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)組成動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)主要由動(dòng)力蓄電池箱、動(dòng)力蓄電池模組、電源管理系統(tǒng)BMS、電池控制器PRA、維修開關(guān)（檢修開關(guān)）及其他輔助裝置等組成，如圖1-2-1所示。1、動(dòng)力蓄電池箱動(dòng)力蓄電池箱用于承裝電池模組、電源管理系統(tǒng)BMS、電池控制器PRA、維修開關(guān)及相應(yīng)的輔助裝置，并包含機(jī)械連接、防護(hù)等功能的總成，簡稱電池箱。圖1-2-1動(dòng)力蓄電池的組成1.2.1純電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)動(dòng)力蓄電池箱體外形目前廣泛使用一體式，其外形如圖1-2-2所示。受限于傳統(tǒng)汽車結(jié)構(gòu)局限，客戶對(duì)續(xù)航里程需求的逐漸提高，動(dòng)力蓄電池和底盤一體化設(shè)計(jì)已經(jīng)成為趨勢。因此動(dòng)力蓄電池安裝在車輛的底部，如圖1-2-3所示。

圖1-2-2動(dòng)力蓄電池箱體

圖1-2-3動(dòng)力蓄電池位置2、動(dòng)力蓄電池模組動(dòng)力蓄電池模組是由若干個(gè)電芯（又稱單體電池）通過并聯(lián)、串聯(lián)后形成。為達(dá)到動(dòng)力蓄電池電壓要求，需要將多個(gè)電池模塊進(jìn)行串聯(lián)提升電壓，形成電池模組。多個(gè)電池模組在串聯(lián)成電池包，電池包最終組成動(dòng)力蓄電池，如圖1-2-4所示。圖1-2-4動(dòng)力蓄電池模組組成示意圖1.2.1、純電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)

北汽新能源EV200采用的是SK動(dòng)力蓄電池，其型號(hào)為C33DB，電池容量為30.4kWh，質(zhì)量為291kg，總體積240L。電芯采用的是鎳鈷錳酸鋰電池，電芯容量為30.5Ah，電芯寬210mm，高195mm，厚7.6mm，體積非常小，單體電芯能量密度可達(dá)184Wh/kg，電芯電壓范圍3.0~4.15V，額定電壓為3.65V。該動(dòng)力蓄電池放置在一個(gè)密封并且屏蔽的動(dòng)力蓄電池箱里，采用3P91S的方式組合，即為3片電芯并聯(lián)成電池電芯組。如圖1-2-5、1-2-6所示。

圖1-2-5動(dòng)力蓄電池模塊

圖1-2-6動(dòng)力蓄電池模組布置1.2.1純電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)

3、電源管理系統(tǒng)BMS電源管理系統(tǒng)BMS是動(dòng)力蓄電池保護(hù)和管理的核心部件。外形如圖1-2-7所示。

圖1-2-7BMS電源管理器BMS檢測電壓絕緣電阻高圧回路絕緣檢測判斷是否發(fā)生故障充放電綜合管理溫度值動(dòng)力蓄電池工作狀態(tài)SOC值電流BMS的功能概括：（1）估算動(dòng)力蓄電池SOC值（2）估算動(dòng)力蓄電池SOH值（3）實(shí)時(shí)采集電池系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)（4）動(dòng)力蓄電池均衡性補(bǔ)償（5）動(dòng)力蓄電池的熱平衡管理（6）動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)通過CAN數(shù)據(jù)總線實(shí)現(xiàn)與其他控制器之間的數(shù)據(jù)通信。1.2.1純電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)

4、電池控制器電池控制器簡稱PRA，又稱動(dòng)力蓄電池繼電器盒，如圖1-2-8所示。總正接觸器和預(yù)充接觸器的開閉由BMS控制，總負(fù)接觸器的開閉由VCU控制，預(yù)充電阻用來緩和瞬時(shí)高壓、減少電流對(duì)電路的沖擊，達(dá)到保護(hù)動(dòng)力蓄電池的目的。5、維修開關(guān)在純電動(dòng)汽車維修作業(yè)時(shí)，將動(dòng)力蓄電池內(nèi)部電路斷開。北汽新能源EV200維修開關(guān)安裝在后排座椅地墊下面中間位置。維修開關(guān)頂部標(biāo)注“小心觸電”“有電危險(xiǎn)”“請(qǐng)根據(jù)使用說明書操作”標(biāo)識(shí)。維修開關(guān)設(shè)置二級(jí)鎖止機(jī)構(gòu)，需依次解除鎖扣拔下維修開關(guān)，禁止越級(jí)徒手或強(qiáng)行蠻力拆卸，如圖1-2-9所示。

圖1-2-8動(dòng)力蓄電池控制器結(jié)構(gòu)圖圖1-2-9維修開關(guān)1.2.1純電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)

6、輔助裝置（1）電流傳感器定義：電流傳感器用來檢測直流母線充、放電的電流值。有無感分流器、霍爾式電流傳感器兩種。無感分流器如圖1-2-10所示，其型號(hào)為300A75mV?；魻柺诫娏鱾鞲衅魅鐖D1-2-11所示。（2）熔斷器熔斷器防止能量回收過電壓、過電流或放電過電流，如圖1-2-12所示。圖中熔斷器最大電流為250A，電壓為500V。（3）加熱接觸器充電時(shí)，當(dāng)電芯溫度低于設(shè)定值，BMS控制加熱接觸器閉合通過加熱熔絲給加熱膜電路供電。如圖1-2-13所示為加熱接觸器和加熱熔絲。（4）電壓、溫度采集板電壓、溫度采集板均壓裝在模組上，用于采集電芯電壓和電芯溫度，如圖1-2-14、1-2-15所示，然后把采集的數(shù)據(jù)傳輸給BMS。

圖1-2-10無感分流式電流傳感器圖1-2-11霍爾式電流傳感器

圖1-2-12熔斷器如圖1-2-13加熱接觸器和加熱熔絲

圖1-2-14電壓采集板

圖1-2-15溫度傳感器1.2.2動(dòng)力蓄電池管理及控制策略

動(dòng)力蓄電池管理主要有以下功能：動(dòng)力蓄電池狀態(tài)管理、電池安全保護(hù)、能量控制管理和電池信息管理。動(dòng)力蓄電池管理是通過BMS控制來實(shí)現(xiàn)的，BMS通過CAN總線與VCU通信實(shí)現(xiàn)與整車的匹配。

一、動(dòng)力蓄電池狀態(tài)管理1、動(dòng)力蓄電池狀態(tài)管理概述動(dòng)力蓄電池狀態(tài)管理主要包括動(dòng)力蓄電池狀態(tài)檢測和動(dòng)力蓄電池狀態(tài)評(píng)估。動(dòng)力蓄電池狀態(tài)檢測包括電壓檢測、電流檢測、溫度檢測等；動(dòng)力蓄電池狀態(tài)評(píng)估包括剩余電量評(píng)估和電池健康狀態(tài)評(píng)估等。分布式信息采集系統(tǒng)主多從控制式信息采集集中控制式信息采集系統(tǒng)動(dòng)力蓄電池信息的采集

圖1-2-16

分布式信息采集系統(tǒng)

圖1-2-17

主多從控制式信息采集系統(tǒng)分布式信息采集系統(tǒng)、主多從控制式信息采集系統(tǒng)、集中控制式信息采集系統(tǒng)分別如圖1-2-16、1-2-17、前圖1-2-1所示。前圖1-2-1集中控制式信息采集系統(tǒng)1.2.2動(dòng)力蓄電池管理及控制策略

2、動(dòng)力蓄電池電壓檢測電池模塊電壓檢測防止過充電和過放電動(dòng)力蓄電池的電壓檢測動(dòng)力蓄電池總電壓檢測確定動(dòng)力蓄電池充放電狀態(tài)

（1）電池模塊電壓檢測如圖1-2-18所示，為長安逸動(dòng)EV動(dòng)力蓄電池對(duì)每個(gè)電池模塊進(jìn)行電壓采集。（2）動(dòng)力蓄電池總電壓檢測動(dòng)力蓄電池總電壓檢測是通過電壓測量模塊進(jìn)行測量，一般在動(dòng)力蓄電池輸出母線等位置設(shè)置。主要是通過3個(gè)電壓測量模塊共同測量，來確定動(dòng)力蓄電池充放電狀態(tài)，并能正確測量動(dòng)力蓄電池電壓和外部充電線路電壓。圖1-2-18長安逸動(dòng)EV電池模塊電壓檢測1.2.2動(dòng)力蓄電池管理及控制策略

4、動(dòng)力蓄電池溫度檢測目前，常見的溫度采集方式有熱敏電阻方式、數(shù)字溫度傳感器方式等。（1）熱敏電阻方式熱敏電阻是最常用的采集溫度的方式，其電阻值隨著溫度幾乎是線性變化，通過阻值的變化即可判斷溫度的變化。如圖1-2-19所示。（2）數(shù)字溫度傳感器方式使用數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝后耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于動(dòng)力蓄電池內(nèi)部的狹小空間。如圖1-2-20，為采用DS18B20芯片作為溫度傳感器。

圖1-2-19熱敏電阻式測量電池溫度

圖1-2-20數(shù)字溫度傳感器測量電池溫度1.2.2動(dòng)力蓄電池管理及控制策略

二、電池安全保護(hù)1、動(dòng)力蓄電池高壓絕緣保護(hù)（1）高壓漏電檢測高壓漏電檢測是通過檢測到高壓絕緣電阻低于安全值，BMS會(huì)通過降低動(dòng)力蓄電池輸出功率、切斷高壓電路等措施避免漏電引起的觸電事故，并通過VCU使儀表點(diǎn)亮警告燈或文字提示。北汽新能源EV200所使用的SK動(dòng)力蓄電池BMS內(nèi)部集成絕緣檢測電路。為檢測動(dòng)力蓄電池內(nèi)部總正、總負(fù)與底盤的絕緣電阻，直接將車載高壓電源作為檢測電源，在電源正極、負(fù)極和車輛底盤之間建立橋式阻抗網(wǎng)絡(luò)，如圖1-2-21為動(dòng)力蓄電池絕緣檢測回路原理圖。

圖1-2-21北汽新能源EV200動(dòng)力蓄電池絕緣檢測回路原理圖

（2）高壓互鎖電路高壓互鎖電路的作用是檢測高壓線束的連接情況，當(dāng)某個(gè)高壓插件未插到位時(shí)，BMS檢測到高壓互鎖電路斷路或某個(gè)高壓部件被打開，存在人員觸電風(fēng)險(xiǎn)，BMS切斷高壓電源并通過VCU使儀表點(diǎn)亮警告燈。。1.2.2動(dòng)力蓄電池管理及控制策略

高壓互鎖工作原理如圖1-2-22所示，接線端子連接時(shí)，高壓的正負(fù)端子連接完成后，互鎖端子才接通，保證高壓上電時(shí)，高壓端子已經(jīng)完全連接。高壓插頭斷開時(shí)，互鎖端子首先斷開，此時(shí)切斷高壓互鎖電路，BMS切斷高壓電后，高壓的正負(fù)端子再斷開。這樣可以保證不會(huì)出現(xiàn)帶電插拔高壓端子，造成高壓端子損壞。北汽新能源EV200在整車高壓部件處均設(shè)有高壓互鎖，如圖1-2-23所示。3、過電流保護(hù)4、過充電、過放電保護(hù)

圖1-2-22高壓互鎖結(jié)構(gòu)及工作原理

圖1-2-23北汽新能源EV200高壓互鎖圖1.2.2動(dòng)力蓄電池管理及控制策略

三、能量控制管理1、動(dòng)力蓄電池能量管理的作用電池能量管理的作用是利用從純電動(dòng)汽車各個(gè)子系統(tǒng)采集的運(yùn)行數(shù)據(jù)，控制完成電池的充放電、顯示動(dòng)力蓄電池剩余荷電狀態(tài)（SOC）、預(yù)測剩余續(xù)航力里程、監(jiān)控動(dòng)力蓄電池狀態(tài)、控制能量回收等。

圖1-2-24整車主要控制器拓?fù)鋱DVCU-整車控制器MCU-電機(jī)控制器BMS-電源管理系統(tǒng)CHG-車載充電機(jī)EAS-空調(diào)壓縮機(jī)控制器

ICM-儀表電腦Motor-電機(jī)BatteryPack-動(dòng)力蓄電池Charger-充電機(jī)A/C-空調(diào)電動(dòng)壓縮機(jī)

Instrument-儀表

2、動(dòng)力蓄電池整車上下電控制整車上下電控制包括整車低壓供電與斷電、喚醒與取消喚醒、高壓上電和下電。整車上下電控制由VCU協(xié)調(diào)各個(gè)控制器順序合理的接通或斷開低壓控制電和高壓動(dòng)力電，保證車輛能夠正確完成“起動(dòng)”和“關(guān)閉”動(dòng)作，并進(jìn)行信息交互和故障診斷。整車主要控制器拓?fù)鋱D如圖1-2-24所示。1.2.2動(dòng)力蓄電池管理及控制策略

（1）整車低壓供電喚醒整車主要控制器低壓系統(tǒng)電路圖如圖1-2-25所示。

圖1-2-25整車主要控制器低壓系統(tǒng)電路圖

從圖中可知，整車控制器VCU、儀表系統(tǒng)ICM、數(shù)據(jù)采集終端RMS、DC/DC變換器、電源管理系統(tǒng)BMS通過輔助蓄電池?；鸸╇?。當(dāng)車鑰匙置于“ON”擋時(shí)，整車控制器VCU、儀表系統(tǒng)ICM、數(shù)據(jù)采集終端RMS通過繼電器喚醒工作，而電源管理系統(tǒng)BMS、DC/DC變換器則由整車控制器VCU進(jìn)行喚醒工作。（2）整車高壓上下電控制動(dòng)力蓄電池高壓電路上下電控制的關(guān)鍵在于接通或切斷高壓電路的輸出，即對(duì)總正、總負(fù)接觸器的控制。絕緣檢測電路通過絕緣檢測電阻組成的電橋通過BMS時(shí)刻檢測絕緣情況，如果絕緣值下降，BMS和VCU切斷總正接觸器和總負(fù)接觸器，防止產(chǎn)生漏電，并通過儀表報(bào)警。1.2.2動(dòng)力蓄電池管理及控制策略

動(dòng)力蓄電池在進(jìn)行高壓上電和充電初期，需要進(jìn)行高壓預(yù)充電。高壓預(yù)充電原理如圖1-2-26所示。在冷態(tài)起動(dòng)時(shí)，電容上無電荷或只有很低的殘留電壓，如果無提前預(yù)充電，整車高壓上電的瞬間，總正、總負(fù)接觸器P、N直接與電容接通，此時(shí)動(dòng)力蓄電池電壓有300V以上，而負(fù)載電容上電壓接近0V，相當(dāng)于瞬間短路，負(fù)載電阻僅僅是導(dǎo)線和接觸器觸點(diǎn)的電阻。這將造成動(dòng)力蓄電池和負(fù)載側(cè)電容之間的瞬間電流在幾千安培甚至上萬安培電流值，這將導(dǎo)致總正接觸器P和總負(fù)接觸器N損壞。

圖1-2-26高壓預(yù)充電原理圖A-MCU電容B-車載充電機(jī)電容C-空調(diào)壓縮機(jī)電容D-DC/DC變換器電容

P-總正接觸器N-總負(fù)接觸器Pre-預(yù)充接觸器

如果加入預(yù)充電路，整車高壓上電時(shí)先將總正接觸器P接通，然后讓預(yù)充接觸器Pre和電阻值在100~200Ω的預(yù)充電阻構(gòu)成的預(yù)充電路接通，流過預(yù)充電路再流入負(fù)載側(cè)電容的電流只有幾安培，保護(hù)總正接觸器P和總負(fù)接觸器N的安全，等到電容電壓達(dá)到動(dòng)力蓄電池電壓的95%以上，閉合總負(fù)接觸器N，完成預(yù)充電。1.2.2動(dòng)力蓄電池管理及控制策略

如圖1-2-27所示，為北汽新能源汽車EV200動(dòng)力蓄電池高壓系統(tǒng)工作電路原理圖，現(xiàn)根據(jù)該電路圖闡述動(dòng)力蓄電池高壓上電控制流程。車鑰匙置于OFF擋位時(shí)，輔助蓄電池常電對(duì)各控制器進(jìn)行供電。當(dāng)車鑰匙置于ON擋時(shí)，輔助蓄電池通過繼電器對(duì)VCU供電喚醒，VCU完成初始化和自檢后，喚醒BMS、MCU、DC/DC變換器等控制器。BMS等控制器進(jìn)行初始化和自檢后，沒有故障后上報(bào)給VCU。在BMS初始化自檢完成后，首先要進(jìn)行整車高壓上電診斷。在動(dòng)力蓄電池內(nèi)部設(shè)定有三個(gè)電壓測量點(diǎn)和一個(gè)電流測量點(diǎn)，用于判斷整車上電時(shí)總正接觸器、總負(fù)接觸器、預(yù)充接觸器和預(yù)充電阻的工作狀態(tài)。

圖1-2-27北汽新能源EV200動(dòng)力蓄電池高壓系統(tǒng)工作原理圖

高壓測量點(diǎn)1（V1）位于高壓總正、總負(fù)接觸器內(nèi)側(cè)，測量動(dòng)力蓄電池總電壓用于判定MSD是否斷路。高壓測量點(diǎn)2（V2）一端位于總負(fù)接觸器外側(cè)，另一端位于預(yù)充電阻和預(yù)充接觸器之間。用于判定預(yù)充接觸器粘連、總負(fù)接觸器斷路故障、預(yù)充電阻斷路和預(yù)充接觸器斷路故障。高壓測量點(diǎn)3（V3）位于動(dòng)力蓄電池直流母線輸出兩端。用于判定總正接觸器粘連故障。電流測量點(diǎn)（A1）采用霍爾式電流傳感器，布置在動(dòng)力蓄電池內(nèi)部主回路上，采集動(dòng)力蓄電池充放電電流。用于判定整車耗電量及過流檢測。1.2.2動(dòng)力蓄電池管理及控制策略

對(duì)于北汽新能源EV200其動(dòng)力蓄電池額定電壓為332V。因此在VCU控制總負(fù)接觸器閉合之前進(jìn)行動(dòng)力蓄電池高壓分步檢測Part1檢測，如果V1=332V，V2=V3=0V則說明動(dòng)力蓄電池正常；若V1=V2=V3=0V則說明MSD（維修開關(guān)）斷路；若V1=V2=332V，V3=0V則說明總負(fù)接觸器觸點(diǎn)粘連。當(dāng)V1、V2、V3檢測結(jié)果正常時(shí)，VCU控制總負(fù)接觸器閉合?？傌?fù)接觸器閉合后進(jìn)行動(dòng)力蓄電池高壓分步檢測Part2檢測，此時(shí)若V1=V2=332V，V3=0V說明動(dòng)力蓄電池內(nèi)部正常；若V1=332V，V2=V3=0V則說明總負(fù)接觸器斷路；若V1=V2=V3≠0則說明動(dòng)力蓄電池總正接觸器粘連；若V1=332V，V1＞V2，V2=V3≠0則說明動(dòng)力蓄電池預(yù)充接觸器粘連。當(dāng)V1、V2、V3檢測結(jié)果正常時(shí)，BMS控制預(yù)充接觸器閉合，接通預(yù)充電路。預(yù)充電路接通后進(jìn)行動(dòng)力蓄電池高壓分步檢測Part3檢測，此時(shí)若V1=332V，V1＞V2，V2=V3≠0說明動(dòng)力蓄電池內(nèi)部正常；若V1=332V，V2=V3=0V則說明預(yù)充電阻R1和檢測電阻R0斷路；若V1=V2=332V，V3=0V則說明預(yù)充接觸器斷路故障。當(dāng)V1、V2、V3檢測結(jié)果正常時(shí)，BMS檢測到預(yù)充電壓達(dá)到動(dòng)力蓄電池電壓95%時(shí)，判斷預(yù)充完成，BMS控制總正接觸器閉合。此時(shí)若V1=V2=V3=332V說明動(dòng)力蓄電池內(nèi)部正常；若V1=V2=332V，V3=0V時(shí)說明總正接觸器斷路。當(dāng)V1、V2、V3檢測結(jié)果正常時(shí)，總正接觸器閉合時(shí)間超過10ms后，斷開預(yù)充接觸器。此時(shí)，儀表上READY燈點(diǎn)亮，高壓上電完成。1.2.2動(dòng)力蓄電池管理及控制策略（3）整車上下電機(jī)制整車上下電流程是通過運(yùn)行STATE機(jī)制來體現(xiàn)的，即整車上下電時(shí)序服從STATE機(jī)制約束，VCU、MCU、BMS、PTC、DC/DC變換器等相關(guān)控制器根據(jù)STATE機(jī)制約束在不同STATE狀態(tài)時(shí)執(zhí)行規(guī)定動(dòng)作，并將各自系統(tǒng)狀態(tài)通過數(shù)據(jù)CAN總線上報(bào)VCU，VCU根據(jù)各控制器狀態(tài)引導(dǎo)整車上下電過程。如圖1-2-28~1-2-31所示為STATE狀態(tài)解析。

圖1-2-28STATE狀態(tài)解析（一）

圖1-2-29STATE狀態(tài)解析（二）

圖1-2-30STATE狀態(tài)解析（三）

圖1-2-31STATE狀態(tài)解析（四）

圖1-2-32

木桶原理3、放電控制管理對(duì)放電電流大小進(jìn)行控制4、充電控制管理動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)充電分為慢充電、快充電和制動(dòng)能量回收三種方式。5、動(dòng)力蓄電池均衡性管理對(duì)存在電壓異常的電芯，采取均衡性充電，以達(dá)到各電芯電壓的一致性。動(dòng)力蓄電池的總?cè)萘糠稀澳就袄碚摗?，如圖1-2-32所示。1.2.2動(dòng)力蓄電池管理及控制策略

6、溫度控制管理動(dòng)力蓄電池溫度控制管理的主要功能包括：電池溫度的精確檢測；電池溫度過高時(shí)的有效散熱；低溫條件下的快速加熱；保證電池組溫度的均勻分布；電池散熱系統(tǒng)與其他散熱系統(tǒng)的匹配。動(dòng)力蓄電池溫度控制包含兩個(gè)方面：冷卻和加熱。（1）冷卻控制冷卻控制一般有兩種運(yùn)行方式：風(fēng)冷式和水冷式。①動(dòng)力蓄電池風(fēng)冷系統(tǒng)大多數(shù)傳統(tǒng)的混合動(dòng)力汽車采用風(fēng)冷式冷卻系統(tǒng)，例如豐田混合動(dòng)力汽車。如圖1-2-33所示為豐田CAROLLA雙擎動(dòng)力蓄電池風(fēng)冷風(fēng)扇，冷卻系統(tǒng)進(jìn)風(fēng)口在后排座椅下方，如圖1-2-34所示。動(dòng)力蓄電池在溫度較高時(shí)，利用冷卻風(fēng)扇從后排座椅下方的進(jìn)風(fēng)口將空氣抽入動(dòng)力蓄電池箱體內(nèi)，從而進(jìn)行冷卻，如圖1-2-35所示。

圖1-2-33CAROLLA動(dòng)力蓄電池風(fēng)冷風(fēng)扇圖1-2-34CAROLLA動(dòng)力蓄電池進(jìn)風(fēng)口

圖1-2-35CAROLLA動(dòng)力蓄電池冷卻路線示意圖1.2.2動(dòng)力蓄電池管理及控制策略

②動(dòng)力蓄電池水冷系統(tǒng)如圖1-2-36所示，為動(dòng)力蓄電池水冷式熱管理系統(tǒng)示意圖。主要由電動(dòng)冷卻液水泵、冷卻液制冷器、冷卻液控制閥、電池組散熱器、加熱器以及動(dòng)力蓄電池內(nèi)部冷卻液管路等組成。

圖1-2-36動(dòng)力蓄電池水冷式熱管理系統(tǒng)

圖1-2-37

常規(guī)冷卻控制

圖1-2-38

強(qiáng)制冷卻控制

當(dāng)動(dòng)力蓄電池某個(gè)單體電池溫度超過35℃，電池管理系統(tǒng)通過脈寬調(diào)制信號(hào)控制電動(dòng)水泵工作，冷卻液控制閥處于如圖1-2-37所示位置；當(dāng)動(dòng)力蓄電池平均溫度超過35℃時(shí)，車內(nèi)空調(diào)制冷系統(tǒng)的電動(dòng)壓縮機(jī)工作，膨脹閥開通，冷卻液與空調(diào)制冷劑在冷卻液制冷器內(nèi)進(jìn)行熱交換，強(qiáng)制降低冷卻液溫度，此時(shí)冷卻液控制閥處于圖1-2-38所示位置。1.2.2動(dòng)力蓄電池管理及控制策略

（2）加熱控制動(dòng)力蓄電池加熱控制主要有兩種方式，一種是濕式加熱，通過PTC加熱器對(duì)冷卻液進(jìn)行加熱后，通過冷卻液去加熱動(dòng)力蓄電池；另一種是干式加熱，通過PTC加熱器直接對(duì)動(dòng)力蓄電池進(jìn)行加熱。①濕式加熱如圖1-2-39所示，動(dòng)力蓄電池溫度低時(shí)，電池管理系統(tǒng)控制加熱器通電開始工作，電動(dòng)冷卻液水泵輸送冷卻液流過加熱器進(jìn)行加熱，再通過冷卻液控制閥流入動(dòng)力蓄電池內(nèi)部進(jìn)行加熱。②干式加熱如圖1-2-40中橙色部分即為PTC加熱器。動(dòng)力蓄電池的PTC加熱器工作示意圖如圖1-2-41所示。當(dāng)動(dòng)力蓄電池需要加熱時(shí)，總正接觸器和總負(fù)接觸器都閉合，PTC接觸器也閉合，電流從動(dòng)力蓄電池出發(fā)經(jīng)總正接觸器后，流經(jīng)每個(gè)PTC加熱器后，經(jīng)PTC熔斷器、PTC接觸器和總負(fù)接觸器后流回動(dòng)力蓄電池。

圖1-2-39加熱控制

圖1-2-40寧德時(shí)代動(dòng)力蓄電池加熱器

圖1-2-41動(dòng)力蓄電池PTC加熱示意圖1.2.2動(dòng)力蓄電池管理及控制策略

7、剩余電量管理剩余電量管理就是動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)估算動(dòng)力蓄電池的荷電狀態(tài)，即估算SOC值。SOC主流估算方法：放電法、安時(shí)積分法、開路電壓法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、卡爾曼濾波法。總結(jié)來說，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法太難，卡爾曼濾波法目前正處于高熱度的研究中，放電實(shí)驗(yàn)法無法在實(shí)際中準(zhǔn)確應(yīng)用，安時(shí)積分法和開路電壓法單獨(dú)使用誤差均較大。8、電池健康狀態(tài)動(dòng)力蓄電池的健康狀態(tài)（STATEofHealth，SOH），SOC以百分比的形式表現(xiàn)了當(dāng)前電池的容量能力。SOH估算的方法：直接放電法、內(nèi)阻法、電化學(xué)阻抗分析法、模型法、電壓曲線模型法等。

9、電池信息管理動(dòng)力蓄電池的剩余電量、存在的故障、電池溫度、充放電電流等相關(guān)信息經(jīng)BMS通過CAN總線傳輸給儀表，通過儀表來顯示這些重要數(shù)據(jù)。同時(shí)一些數(shù)據(jù)作為歷史數(shù)據(jù)保存在系統(tǒng)中。1.2.3純電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池及管理系統(tǒng)的檢修

一、純電動(dòng)汽車的檢測維護(hù)安全1、人員安全（1）純電動(dòng)汽車高壓操作人員必須具有相應(yīng)的操作資質(zhì)（如擁有低壓電工證），嚴(yán)禁沒有操作資質(zhì)的人員對(duì)純電動(dòng)汽車高壓系統(tǒng)進(jìn)行操作。在操作人員上崗前必須對(duì)其進(jìn)行安全操作培訓(xùn)，嚴(yán)格執(zhí)行安全操作規(guī)范。（2）操作人員上崗時(shí)不得佩戴金屬飾品、飾物，如手表、戒指等，工作服口袋內(nèi)不得裝有金屬物件，如鑰匙、硬幣、手機(jī)等。（3）操作人員不得把與工作無關(guān)的工具帶入場地。必要的金屬工具，在其手持部位應(yīng)做絕緣處理。（4）每次接通高壓電源之前，操作人員應(yīng)檢查各高壓元器件周邊有無雜物，通知無關(guān)人員遠(yuǎn)離上述部位，接通高壓時(shí)要高聲提示。2、檢測維護(hù)作業(yè)要求（1）對(duì)高壓元器件進(jìn)行拆卸、檢查、維修時(shí)，應(yīng)先切斷高壓回路。（2）車輛長時(shí)間停放時(shí)，應(yīng)每周檢查一次動(dòng)力蓄電池狀態(tài)，防止電池漏電。1.2.3純電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池及管理系統(tǒng)的檢修

二、動(dòng)力蓄電池檢查1、常規(guī)檢查（1）外觀檢查如圖1-2-42所示，檢查動(dòng)力蓄電池外觀有無磕碰、損壞。維修人員將車輛舉升起來，目測動(dòng)力蓄電池底部有無磕碰、劃傷、損壞的現(xiàn)象。如發(fā)現(xiàn)以上情況應(yīng)及時(shí)予以修理或更換。（2）檢查動(dòng)力蓄電池高低壓插接件及絕緣電阻目測動(dòng)力蓄電池高低壓插接件是否有變形、松脫、過熱、損壞的情況。如發(fā)現(xiàn)以上情況應(yīng)及時(shí)予以修理或更換，如圖1-2-43所示。

圖1-2-42動(dòng)力蓄電池外觀檢查

圖1-2-43高低壓插接件外觀檢查1.2.3純電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池及管理系統(tǒng)的檢修

如圖1-2-44所示，使用絕緣萬用表。用絕緣萬用表500V擋測量動(dòng)力蓄電池高壓電纜正、負(fù)極對(duì)車身的絕緣電阻，絕緣電阻應(yīng)大于等于500Ω/V（大部分純電動(dòng)汽車其絕緣電阻大于20MΩ）。然后，查看極柱插頭、極柱插孔是否有磨損、燒蝕等現(xiàn)象，注意保護(hù)套等部件是否齊全。（3）動(dòng)力蓄電池固定螺栓力矩檢測。

圖1-2-44測量絕緣電阻

圖1-2-45BDS診斷軟件主界面

2、動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)檢查（1）診斷儀的使用主要介紹北汽新能源汽車專用診斷儀BDS。①BDS診斷軟件功能使用說明BDS診斷軟件必須安裝在筆記本電腦、臺(tái)式電腦或平板電腦等相關(guān)硬件上，并在網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)下使用，硬件要求系統(tǒng)盤空間不小于5G，內(nèi)存不小于1G，操作系統(tǒng)使用WindowsXPSP3、Windows7或Windows8，軟件需要在線激活和網(wǎng)絡(luò)下載，務(wù)必保證連接網(wǎng)絡(luò)正常，安裝條件是Windows登錄賬戶必須是管理員身份。安裝激活后，其界面如圖1-2-45所示。1.2.3純電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池及管理系統(tǒng)的檢修

②故障診斷操作使用選定的車輛診斷測試儀相匹配的診斷線，將VCI診斷盒子連接到汽車的OBD診斷插座上如圖1-2-46所示，將車鑰匙置于ON擋，開啟車輛診斷儀，按照屏幕上的顯示進(jìn)行操作，以啟動(dòng)所需功能。連接完成后，按照如圖1-2-47---1-2-52所示步驟進(jìn)行即可。

圖1-2-46診斷儀連接

圖1-2-47診斷儀連接界面

圖1-2-48診斷系統(tǒng)界面選擇

圖1-2-50車型選擇界面

圖1-2-51系統(tǒng)選擇界面一圖1-2-52系統(tǒng)選擇界面二

圖1-2-49車型診斷程序界面1.2.3純電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池及管理系統(tǒng)的檢修

（2）動(dòng)力蓄電池電壓、溫度檢測將北汽專用診斷儀BDS與車輛OBD接口相連，打開啟動(dòng)開關(guān)，進(jìn)入電池管理系統(tǒng)，即可讀取動(dòng)力蓄電池單體電芯的電壓和溫度等參數(shù)，如圖1-2-53所示。此時(shí)，可以觀察最高與最低電芯的電壓差和溫度差，尤其是在SOC處于10%左右時(shí)，技術(shù)人員可以根據(jù)單體電芯的電壓準(zhǔn)確的判斷出是否有動(dòng)力蓄電池不均衡現(xiàn)象，并找出哪塊電芯電壓異常。

圖1-2-53動(dòng)力蓄電池單體電芯的電壓和溫度參數(shù)1.2.3純電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池及管理系統(tǒng)的檢修

3、動(dòng)力蓄電池包拆卸（1）作業(yè)前準(zhǔn)備①設(shè)置安全隔離，并防止警示牌。對(duì)拆裝車輛，設(shè)置安全隔離區(qū)域，用電工專用1米反光警示帶或者安全隔離伸縮圍欄設(shè)置隔離線，懸掛警示標(biāo)識(shí)，并在車頂放置“高壓危險(xiǎn)，請(qǐng)勿靠近”安全警示牌。如圖1-2-54所示。②操作前，檢查并穿戴安全帽、防護(hù)眼鏡、防護(hù)鞋、防護(hù)手套、防護(hù)服等防護(hù)用品，并持安監(jiān)局頒發(fā)的有效期內(nèi)的電工操作證。③檢查放電工裝、絕緣萬用表、絕緣工具等設(shè)備。④實(shí)施車輛防護(hù)。安裝塑料座套、腳墊、護(hù)墊等汽車防護(hù)用品，見圖1-2-55所示。⑤檢查舉升機(jī)液壓機(jī)構(gòu)是否可靠，自鎖機(jī)構(gòu)是否可靠，舉升臂墊塊是否可靠，高