新能源汽車電機與驅(qū)動系統(tǒng)教案系列項目一-動力電池-任務(wù)2

—PAGE8——PAGE1—項目一動力電池任務(wù)二動力電池組分解與組裝教案上課時間：年月日課程名稱新能源汽車動力電池與驅(qū)動電機課時2課型班級教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)能夠描述動力電池內(nèi)部組成部件及功能能夠描述常見車型動力電池組的結(jié)構(gòu)組成能夠描述動力電池的存放與回收處理注意事項能力目標(biāo)能夠進行新能源汽車動力電池的分解與組裝情感目標(biāo)教材分析重點動力電池的組成部件及功能動力電池組的結(jié)構(gòu)組成動力電池的存放與回收注意事項進行新能源汽車動力電池的分解與組裝難點動力電池組的結(jié)構(gòu)組成新能源汽車動力電池的分解與組裝方法理論與實操教學(xué)法教具榮威E50動力電池組教學(xué)過程設(shè)計基本要素1.導(dǎo)課設(shè)計2.教學(xué)活動策劃3.時間分配4.教學(xué)內(nèi)容5.課后作業(yè)6.教學(xué)反思導(dǎo)課:一輛電動汽車因動力電池組損壞而無法運行,動力電池組總成需要分解進行單體檢測,你的主管要求你承擔(dān)動力電池組的分解與組裝任務(wù),你能完成這個任務(wù)嗎?理論教學(xué)內(nèi)容：動力電池的組成部件及功能動力電池系統(tǒng)主要由動力電池模組、電池管理系統(tǒng)、動力電池箱及輔助元器件等四部分組成。其整體展示如圖1-2-1所示。圖1-2-1動力電池展示圖1-2-2為北汽新能源EV系列車型(E150)動力電池組主要組成部件,各部分的功能如下。圖1-2-2高壓電池組主要組成部件動力電池的結(jié)構(gòu)展示如圖1-2-3所示。圖1-2-3動力電池的結(jié)構(gòu)展示1)動力電池模組(1)電池單體:構(gòu)成動力電池模塊的最小單元。一般由正極、負(fù)極、電解質(zhì)及外殼等構(gòu)成?？蓪崿F(xiàn)電能與化學(xué)能之間的直接轉(zhuǎn)換。(2)電池模塊:一組并聯(lián)的電池單體的組合,該組合額定電壓與電池單體的額定電壓相等,是電池單體在物理結(jié)構(gòu)和電路上連接起來的最小分組,可作為一個單元替換。(3)模組:由多個電池模塊或單體電芯串聯(lián)組成的一個組合體。2)電池管理系統(tǒng)(BMS)(1)BMS的作用:電池保護和管理的核心部件,在動力電池系統(tǒng)中,它的作用就相當(dāng)于!人的大腦。它不僅要保證電池安全可靠的使用,而且要充分發(fā)揮電池的能力和延長使用壽命,作為電池和整車控制器以及駕駛?cè)藴贤ǖ臉蛄?通過控制接觸器控制動力電池組的充放電,并向整車控制器VCU上報動力電池系統(tǒng)的基本參數(shù)及故障信息。(2)BMS具備的功能:通過電壓、電流及溫度檢測等功能實現(xiàn)對動力電池系統(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、均衡控制、故障報警及處理、與其他控制器通信功能等功能;此外電池管理系統(tǒng)還具有高壓回路絕緣檢測功能,以及為動力電池系統(tǒng)加熱功能。3)動力電池箱(1)動力電池箱:支撐、固定、包圍電池系統(tǒng)的組件,主要包括上蓋和下托盤,還有輔助元器件,如過渡件、護板、螺栓等,動力電池箱有承載及保護動力電池組及電氣元件的作用。(2)技術(shù)要求:電池箱體通過螺栓連接在車身地板下方,其防護等級為IP67,螺栓擰緊力矩為80~100N·m。整車維護時需觀察電池箱體螺栓是否有松動,電池箱體是否有破損嚴(yán)重變形,密封法蘭是否完整,確保動力電池可以正常工作。(3)外觀要求:電池箱體外表面顏色要求為銀灰或黑色,亞光;電池箱體表面不得有劃痕、尖角、毛刺、焊縫及殘余油跡等外觀缺陷,焊接處必須打磨圓滑。(4)輔助元器件輔助元器件主要包括動力電池系統(tǒng)內(nèi)部的電子電器元件,如熔斷器、繼電器、分流器、接插件、緊急開關(guān)、煙霧傳感器等,維修開關(guān)以及電子電器元件以外的輔助元器件,如密封條、絕緣材料等。接觸器位于線束和繼電器模塊內(nèi),用于控制高電壓的通斷。當(dāng)接觸器閉合時,高電壓自電池組輸出到車輛動力系統(tǒng),接觸器斷開后,高電壓保存在電池組內(nèi)。常見車型動力電池的參數(shù)與結(jié)構(gòu)組成1)比亞迪E6動力電池的參數(shù)與結(jié)構(gòu)組成比亞迪E6動力電池系統(tǒng)由11個動力電池模組,共96節(jié)電池單元組成。如圖1-2-4所示,比亞迪E6采用了磷酸鐵鋰類型電池,每個電池單元的單體電壓約為3.3V,利用96節(jié)電池單元串聯(lián)后,可以形成316.8V左右的總電壓。圖1-2-4E6動力電池組總成及電池模組位置在E6的動力電池組總成中,可以分別對11個電池模組進行標(biāo)記和命名,即從A1-E分別標(biāo)記為A1,A2.B1,B2.C1.C2.D1、D2、D3.D4和E,其中:A1、A2、E——每個電池模組有4個電池單元串聯(lián)。B1,B2——每個電池模組有10個電池單元串聯(lián)。C1、C2——每個電池模組有8個電池單元串聯(lián)。D1、D2、D3、D4——每個電池模組有12個電池單元串聯(lián)。2)榮威E50動力電池的參數(shù)與結(jié)構(gòu)組成榮威E50動力電池的參數(shù)見表1-2-1。榮威E50電池組參數(shù)表表1-2-1參數(shù)參數(shù)值參數(shù)參數(shù)值總能量（kW·h）18總電壓范圍（V）232.5～334.8可用能量（kW·h）16單體電池電壓范圍（V）2.5～3.6總?cè)萘浚ˋ·h）60單體電池容量（A·h）20防護等級IP67E50動力電池組內(nèi)部主要部件如圖1-2-5所示。圖1-2-5榮威E50動力電池組內(nèi)部主要部件1-高壓電池組電池模塊(27串3并)2-高壓電池組電池模塊(6串3并);3-高壓電池組電池管理控制器:4-高壓電池組,電池檢測模塊;5-手動維修開關(guān);6-高壓電池組電池高壓電力分配單元與電池采集和均衡模塊(6串3并);7-高壓電池組塊(6串3并):8-電池采集和均衡模塊(6串3并)(1)動力電池組電池模塊。包含5個模塊,其中3個大模塊(27串3并),2個小模塊(6串3并);電池共93個串聯(lián)。(2)動力電池組電池管理控制器。匯總內(nèi)部控制器采集的電池信息,通過一定的控制策略,向整車控制器提供電池運行狀態(tài)的信息,響應(yīng)整車高壓回路通斷命令,實現(xiàn)對電池的充放電和熱管理。(3)動力電池組電池高壓電力分配單元。通過不同高壓繼電器的通斷,實現(xiàn)各個高壓回路的通斷。(4)動力電池組電池檢測模塊。實現(xiàn)電流檢測和絕緣檢測等功能。(5)動力電池組電池采集和均衡模塊。實現(xiàn)電池電壓和溫度的采集,電池均衡功能;每個大模塊由2個電池采集和均衡模塊管理,每個小模塊由1個電池采集和均衡模塊管理。(6)其他。①高低壓線束及接插件。②冷卻系統(tǒng)附件:冷卻板和冷卻管路等。③外殼。動力電池的存放與回收處理注意事項對高壓動力電池部件進行維修時,必須采取特別的防護措施,同時遵守與工作環(huán)境相關(guān)的所有高壓安全防護措施,還需要佩戴個人防護用品。只允許將動力電池及其組件(例如電池模塊)存放在帶有自動滅火裝置的空間內(nèi)。此外必須裝有火災(zāi)探測器,從而確保即使不在工作時間內(nèi)也能識別出失火情況。原則上不允許將動力電池放在地面上,而是只能放在架子上或絕緣墊上(圖1-2-6)。必須將各電池模塊存放在可上鎖的安全柜內(nèi)。當(dāng)動力電池單元故障但未損壞時,可像起動蓄電池一樣將其放在運輸容器內(nèi)。出現(xiàn)以下情況時就會視為蓄能器損壞:(1)動力電池單元帶有可見燒焦痕跡。(2)動力電池單元具體部位可見高溫形成跡象。(3)動力電池單元冒煙。(4)動力電池單元外部面板變形或破裂。必須將損壞的高電壓蓄能器臨時存放在戶外帶有特殊標(biāo)記的容器內(nèi)至少48h,之后才允許進行最終廢棄處理(圖1-2-7)。圖1-2-6存放完好無損的高電壓蓄能器和電池模塊圖1-2-7動力電池存放方式存放位置必須與建筑物、車輛或其他易燃材料(例如垃圾)容器至少距離5m。必須將外部損壞的高電壓蓄電池單元放在耐酸且防漏凹槽內(nèi),以免溢出的電解液流入土壤。由于存在危險和污染環(huán)境,動力電池應(yīng)由廠家或?qū)ｉT的機構(gòu)回收處理。2016年12月1日,為加強新能源汽車動力電池回收利用管理,規(guī)范行業(yè)發(fā)展,工信部發(fā)布《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法(征求意見稿)》,該辦法從設(shè)計、生產(chǎn)及回收責(zé)任、綜合利用、監(jiān)管管理等方面作出了明確的規(guī)定。該辦法提出,工業(yè)和信息化部會同國家標(biāo)準(zhǔn)化主管部門制定動力電池回收利用相關(guān)拆卸、拆解、包裝運輸、余能檢測、梯級利用、材料回收利用等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),建立動力電池回收利用管理標(biāo)準(zhǔn)體系。實訓(xùn)操作：工作準(zhǔn)備(1)防護裝備：絕緣防護裝備。(2)車輛、臺架、總成：榮威E50或其他純電動汽車。(3)專用工具、設(shè)備：動力電池分解專用工具；動力電池專用測試儀。(4)手工工具：絕緣拆裝組合工具；裝配楔。(5)輔助材料：警示標(biāo)示和設(shè)備；絕緣地膠；清潔劑。實施步驟拆卸前準(zhǔn)備榮威E50動力電池組如圖1-2-8所示。(1)工位潔凈。(2)遠(yuǎn)離溢出液體。(3)工位上沒有工具或其他物體。(4)建議使用獨立空間從空間上與其他工位隔開或使用隔離帶進行空間隔離。(5)附近沒有飛濺火花,否則應(yīng)豎起相應(yīng)隔板。圖1-2-8榮威E50動力電池組分解榮威E50動力電池(1)必須遵守安全規(guī)定并斷開電池模塊與殼體上所固定導(dǎo)線之間的高電壓導(dǎo)線。(2)在此必須按照位置圖使用防水筆對所有電池模塊和電池監(jiān)控電子裝置進行編號。(3)松開相關(guān)電池模塊上的螺栓并取下隔板。如有必要可松開大范圍的環(huán)形導(dǎo)線束,松開時可根據(jù)需要使用魚骨。切勿使用帶有尖銳棱邊的物體。池模塊。(4)拔下相關(guān)電池模塊的高電壓插頭并稍稍彎向一側(cè),從而確保能夠非常順暢地抬出電。(5)使用磁套筒頭松開電池模塊的螺母,小心抬出電池模塊包括電池監(jiān)控電子裝置,為了便于操作可使用專用工具抬出,此時要注意電池模塊之間的高電壓導(dǎo)線能否順暢通過。將電池模塊底部向下以防滑防倒方式放在一個潔凈平面上。組裝榮威E50動力電池(1)使用專用工具小心抬起電池模塊包括電池監(jiān)控電子裝置,在此要注意相鄰部件,特別是高電壓導(dǎo)線。使用磁套筒頭安裝電池模塊的螺母并按規(guī)定力矩擰緊。將導(dǎo)線束的插頭與電池監(jiān)控電子裝置連接在一起。安裝并固定拆下的隔板。插上相關(guān)電池模塊的高電壓插頭。連接電池模塊與殼體上所固定導(dǎo)線之間的高電壓導(dǎo)線。(2)檢查殼體下部件的密封面并清除可能存在的污物。在第二個人的幫助下小心放上殼體端蓋。在此必須注意不要讓尖銳棱邊接觸密封墊。4)安裝后續(xù)檢查及完善(1)使用專用測試儀進行最終測試(圖1-2-9)。圖1-2.9榮威E50動力電池專用測試儀1-用于操作的觸摸屏;2-用于更新的USB接口;3-網(wǎng)絡(luò)電纜和主開關(guān)接口;4-專用車型開關(guān);5-連接電纜;6-高電壓插頭;7-專用車型開關(guān);8-用于高電壓測試的繼電器盒;9-網(wǎng)絡(luò)電纜安裝前必須使用測試儀(EndofService"維修結(jié)束")進行測試。安裝適用于排氣單元的檢測適配器。連接用于壓力接口、高電壓插頭和12V車載網(wǎng)絡(luò)插頭的檢測接口。E50動力電池單元上的接口如圖1-2-10所示。(2)進行總測試。首先進行密封性測試,隨后進行耐壓強度、絕緣電阻和絕緣監(jiān)控測試。(3)將動力電池單元安裝在車上。在第二個人的幫助下使用總成升降臺小心使動力電池單元移回車輛下方。抬起動力電池單元時必須注意鎖止件和中間位置,而且不允許將總成升降臺抬得過遠(yuǎn)。安裝動力電池組上的固定螺栓,擰入電位補償螺栓。圖1-2-10E50動力電池單元上的接口課后作業(yè)：填空題(1)動力電池系統(tǒng)主要由動力電池模組、、動力電池箱及等四部分組成。(2)動力電池模組是由多個或單體電芯組成的一個組合體。(3)動力電池箱有承載及保護及的作用。(4)接觸器用于控制高電壓的當(dāng)接觸器斷開后,高電壓保存在she內(nèi)。(5)比亞迪E6動力電池系統(tǒng)由個動力電池模組,共節(jié)電池單元組成。判斷題(1)電池模塊是構(gòu)成動力電池組的最小單元。(2)電池模組由單個電池模塊或單體電芯串聯(lián)組成的一個組合體。(3)電池管理系統(tǒng)具有高壓回路絕緣檢測功能,以及為動力電池系統(tǒng)加熱功能。(4)動力電池應(yīng)當(dāng)正立安裝放置,不可傾斜,動力電池組間應(yīng)有通風(fēng)措施。(5)只允許具備高電壓蓄電池單元修理資質(zhì)的維修人員進行蓄電池拆裝和分解工作。不定項選