新能源汽車動力電池及管理系統(tǒng)檢修-項目四 電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)組成原理與檢修

電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)組成原理與檢修項目四任務(wù)1電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)基本組成與原理一、溫度對電池性能的影響（一）溫度對動力電池放電性能的影響電池的內(nèi)阻加大，電化學(xué)反應(yīng)速度放慢，極化內(nèi)阻迅速增加，放電容量和放電性能下降，電池的功率和能量輸出受到影響。電池的放電性能則會有所上升。當(dāng)溫度較高時當(dāng)溫度過低時一、溫度對電池性能的影響（二）溫度對動力電池充電性能的影響在過低溫度下對動力電池充電時，可能會導(dǎo)致電壓的迅速上升，引發(fā)瞬間過充電的現(xiàn)象。當(dāng)溫度過低時鋰離子電池在低溫充電時，正極鋰離子脫出快，負(fù)極鋰離子向內(nèi)部的嵌入速度相對較慢，鋰金屬在電極表面積累生成枝晶，進而導(dǎo)致電池短路。鋰離子電池鎳氫電池在低溫充電時，儲氫負(fù)極對氫的吸收速度變慢，氫來不及被儲氫合金吸收，就可能會形成氫氣，增大電池內(nèi)壓，從而影響電池的安全性能。鎳氫電池一、溫度對電池性能的影響（三）溫度對荷電保持能力的影響電池的各種化學(xué)反應(yīng)速度加快，自放電加大，儲存過程中電池的容量損失也會變大。隨著溫度升高因此為避免儲存時電極發(fā)生鈍化或腐蝕，使電池性能降低，一般電池在儲存時需負(fù)荷一定的電量，并對儲存的環(huán)境溫度也有一定限制。一、溫度對電池性能的影響（四）溫度對電池循環(huán)壽命的影響電池容量的衰減速度將增快,而長期在高溫條件下工作也將影響電池的循環(huán)壽命。當(dāng)溫度過高時（五）溫度對SOC的影響在同樣的充放電條件下，電池的溫度越高，SOC差異越大。如果電池組內(nèi)溫度分布不均勻，將會導(dǎo)致充電效率不一樣，而由于電池容量的差異，一部分電池很容易產(chǎn)生過充電。相應(yīng)地在放電過程中,這一部分電池則容易產(chǎn)生過放電。一、溫度對電池性能的影響（六）溫度對安全性的影響溫度升高會使物質(zhì)腐蝕速度加快，到一定溫度會使電極物質(zhì)、隔膜、電解液等發(fā)生分解，從而引發(fā)安全隱患。溫度升高生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的缺陷或使用過程中的不當(dāng)操作等，會造成電池局部過熱，并進而引起連鎖放熱反應(yīng)，最終造成煙霧、起火甚至爆炸等嚴(yán)重的熱失控事件。此外，過高的溫度對動力電池的絕緣性能也會產(chǎn)生影響。二、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的功能（六）溫度對安全性的影響動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)是通過導(dǎo)熱介質(zhì)、測控單元和溫控設(shè)備構(gòu)成的閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其作用是使動力電池工作在合適的溫度范圍之內(nèi)，以維持其最佳的使用狀態(tài)，保證電池系統(tǒng)的性能和壽命。監(jiān)測電池溫度的準(zhǔn)確測量和監(jiān)控。加熱冷卻電池組溫度過高時的有效散熱和通風(fēng)，防止因電池效能下降引起冒煙等熱失控事故。低溫條件下的快速加熱，確保低溫下充、放電性能和安全性。通風(fēng)在有害氣體產(chǎn)生時的有效通風(fēng)。均衡均勻分布電池組內(nèi)部各區(qū)域電池的溫度，減小溫度差異，避免局部高溫造成該區(qū)域的電池過快衰減,提高電池組整體壽命。三、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的類型（一）動力電池冷卻系統(tǒng)1、液冷式冷卻系統(tǒng)動力電池的液冷式冷卻系統(tǒng)是指冷卻液直接或間接地接觸動力電池，然后通過液態(tài)流體的循環(huán)流動把電池包內(nèi)產(chǎn)生的熱量帶走以達到散熱效果的一種系統(tǒng)。三、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的類型（一）動力電池冷卻系統(tǒng)2、風(fēng)冷式冷卻系統(tǒng)風(fēng)冷是以低溫空氣為介質(zhì)，利用熱對流降低電池溫度的一種散熱方式，風(fēng)冷式冷卻系統(tǒng)又可分為自然風(fēng)冷和強制風(fēng)冷兩種類型。三、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的類型（一）動力電池冷卻系統(tǒng)2、風(fēng)冷式冷卻系統(tǒng)風(fēng)冷是以低溫空氣為介質(zhì)，利用熱對流降低電池溫度的一種散熱方式，風(fēng)冷式冷卻系統(tǒng)又可分為自然風(fēng)冷和強制風(fēng)冷兩種類型。一種是直接將常溫空氣引入電池包內(nèi)部另一種是空氣經(jīng)空調(diào)冷卻系統(tǒng)降溫,再流向動力電池箱體內(nèi)部進行散熱冷卻三、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的類型（一）動力電池冷卻系統(tǒng)3、直冷式冷卻系統(tǒng)直冷系統(tǒng)是利用冷空調(diào)系統(tǒng)制冷劑作為換熱媒介直接對動力電池進行冷卻的一種高效冷卻系統(tǒng)。它主要由壓縮機、冷凝器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器和高壓管組成三、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的類型（二）動力電池加熱系統(tǒng)1、普通電阻絲加熱系統(tǒng)普通電阻絲加熱是以鎳鎘合金或鐵鉻鋁合金作為加熱材料，同時以耐高溫、耐高壓、強度好、密封性好的聚酰亞胺作為絕緣包覆層對電阻絲進行絕緣、密封、抗腐保護，所組裝成的加熱器通常稱為電加熱膜式加熱器。三、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的類型（二）動力電池加熱系統(tǒng)2、正溫度系數(shù)電阻絲(PTC)加熱系統(tǒng)正溫度系數(shù)電阻絲(PTC)材料具備電阻值隨溫度升高而增大的特性。因此，以PTC材料作為加熱源即可實現(xiàn)自動恒溫加熱的效果。PTC與導(dǎo)熱金屬板所組裝成的熱源器通常稱為PTC加熱器。三、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的類型（二）動力電池加熱系統(tǒng)3、液熱式加熱系統(tǒng)液熱式加熱是在外部或電池箱內(nèi)將液體加熱，使加熱的液體流經(jīng)動力電池表面對動力電池進行升溫保溫的加熱方式，常采用乙二醇水溶液作為加熱液體。三、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的類型（二）動力電池加熱系統(tǒng)3、液熱式加熱系統(tǒng)液體有較好的保溫作用，電池組充電或放電一段時間后液體溫度已經(jīng)上升到足夠高的溫度，車輛運行中停駐幾小時，不會由于電池組溫度很快下降而影響再次行駛。電池組溫度一致性高,一般可以控制在3℃以內(nèi)。優(yōu)點2優(yōu)點3加熱或冷卻的效率比較高。優(yōu)點1四、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)組成與工作原理（一）液冷式冷卻系統(tǒng)組成及工作原理液冷式動力電池冷卻系統(tǒng)通常由被動式液冷和主動式液冷兩部分組成。被動式液冷部分組成：儲液罐電池?zé)峁芾硭冒迨浇粨Q器電池冷卻管路四、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)組成與工作原理（一）液冷式冷卻系統(tǒng)組成及工作原理主動式液冷工作過程：壓縮機在電動機帶動下開始工作，驅(qū)使制冷劑R134a在密封的空調(diào)系統(tǒng)中循環(huán)流動，壓縮機將氣態(tài)制冷劑壓縮成高溫高壓的制冷劑氣體后排出壓縮機。1高溫高壓制冷劑氣體經(jīng)管路流入冷凝器后，在冷凝器內(nèi)散熱、降溫，冷凝成中溫高壓的氣液態(tài)制冷劑流出，再經(jīng)干燥瓶形成中溫高壓的液態(tài)制冷劑。2中溫高壓液態(tài)制冷劑經(jīng)膨脹閥節(jié)流,狀態(tài)發(fā)生急劇變化，變成低溫低壓的氣液態(tài)制冷劑。3低溫低壓的氣液態(tài)制冷劑進入集成了蒸發(fā)器的板式交換器內(nèi)，并在其中利用蒸發(fā)器的汽化吸熱，吸收流經(jīng)板式交換器的電池冷卻液熱量，使電池冷卻液溫度降低，電池冷卻液在電池水泵的帶動下流入電池箱體，從而冷卻電池，而制冷劑本身因吸收了熱量而蒸發(fā)變成低溫低壓的氣態(tài)制冷劑。4低溫低壓的氣態(tài)制冷劑經(jīng)管路被壓縮機吸入,進入壓縮機,進入下一個循環(huán)。5四、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)組成與工作原理（二）液熱式加熱系統(tǒng)組成及工作原理儲液罐電池?zé)峁芾硭冒迨浇粨Q器四通水閥暖風(fēng)水泵PTC水加熱器冷卻管路液熱式加熱系統(tǒng)四、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)組成與工作原理（二）液熱式加熱系統(tǒng)組成及工作原理液態(tài)加熱是最為常見的加熱方式，具有較好的可控性。液熱式加熱系統(tǒng)主要由儲液罐、電池?zé)峁芾硭谩迨浇粨Q器、四通水閥、暖風(fēng)水泵、PTC水加熱器和冷卻管路組成,任務(wù)2典型電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)組成與檢修（一）比亞迪E5電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)一、典型車型電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)組成與特點1、比亞迪E5電池冷卻系統(tǒng)組成和原理比亞迪E5電池冷卻系統(tǒng)為液冷式冷卻系統(tǒng)，其主要有兩種工作模式，分別為被動式液冷模式和主動式液冷模式。比亞迪E5電池冷卻系統(tǒng)的組成儲液罐電子水泵動力電池包內(nèi)冷卻管路進水口溫度傳感器板式換熱器電池電子膨脹閥空調(diào)制冷循環(huán)系統(tǒng)部件（一）比亞迪E5電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)一、典型車型電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)組成與特點1、比亞迪E5電池冷卻系統(tǒng)組成和原理儲液罐、電子水泵、動力電池包內(nèi)冷卻管路、板式換熱器以及動力電池包的進水口溫度傳感器為電池冷卻循環(huán)系統(tǒng)，也可稱為電池冷卻內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，如圖中紅色部分所示。板式換熱器、電池電子膨脹閥及空調(diào)制冷循環(huán)系統(tǒng)部件(電動壓縮機、冷凝器/干燥器、溫度壓力傳感器、壓力傳感器)為電池制冷循環(huán)系統(tǒng)，也稱為電池冷卻外循環(huán)系統(tǒng)，如圖中藍色部分所示。（一）比亞迪E5電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)一、典型車型電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)組成與特點1、比亞迪E5電池冷卻系統(tǒng)組成和原理右圖為比亞迪E5電池冷卻系統(tǒng)（三合一平臺）電子水泵（電池包冷卻水泵）的電路圖，從圖上可以看出，電池包的冷卻水泵工作電壓是由IG4提供的，并通過Eb13搭鐵。在電路正常的情況下，打開車輛電源開關(guān)，電池冷卻水泵就開始工作。但是，電池包冷卻水泵的控制和反饋是由空調(diào)控制器通過LIN進行的。（一）比亞迪E5電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)一、典型車型電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)組成與特點1、比亞迪E5電池冷卻系統(tǒng)組成和原理比亞迪E5電池冷卻系統(tǒng)的工作原理被動式液冷模式工作過程被動式液冷模式工作過程（一）比亞迪E5電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)一、典型車型電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)組成與特點2、比亞迪E5電池加熱系統(tǒng)組成和原理比亞迪E5電池加熱系統(tǒng)組成與工作原理（三合一平臺）比亞迪E5電池加熱系統(tǒng)組成與工作原理(四合一平臺)（一）比亞迪E5電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)一、典型車型電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)組成與特點3、比亞迪E5電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)特點比亞迪E5電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)具有電池冷卻和電池加熱的功能，分別具有如下工作特點：比亞迪E5的電池冷卻系統(tǒng)，無論是三合一平臺還是四合一平臺，其電池冷卻系統(tǒng)都是由電池循環(huán)系統(tǒng)和空調(diào)制冷循環(huán)系統(tǒng)組成的。液冷式冷卻系統(tǒng)比亞迪E5的電池加熱系統(tǒng)，無論是三合一平臺還是四合一平臺，都是采用PTC水加熱系統(tǒng)進行加熱的，但是加熱系統(tǒng)的工作循環(huán)方式存在差異。PTC水加熱系統(tǒng)（二）特斯拉Model3電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)一、典型車型電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)組成與特點1、特斯拉Model3電池冷卻系統(tǒng)組成和原理特斯拉Model3電池冷卻系統(tǒng)為液冷式冷卻系統(tǒng)，對于電池和電池控制模塊的冷卻分別采用不同的循環(huán)。其組成和工作原理具體如下。特斯拉Model3電池冷卻系統(tǒng)組成（二）特斯拉Model3電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)一、典型車型電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)組成與特點1、特斯拉Model3電池冷卻系統(tǒng)組成和原理流向控制閥和冷卻液泵位于儲液罐底部位置，所以儲液罐、流向控制閥、冷卻液泵和深冷器集成在一起，構(gòu)成超級水壺。（二）特斯拉Model3電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)一、典型車型電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)組成與特點1、特斯拉Model3電池冷卻系統(tǒng)組成和原理特斯拉Model3的流向控制閥是電子控制旋轉(zhuǎn)閥，英文縮寫為PDCV，主要由電子控制器和閥體組成。（二）特斯拉Model3電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)一、典型車型電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)組成與特點1、特斯拉Model3電池冷卻系統(tǒng)組成和原理特斯拉Model3電池冷卻系統(tǒng)為主動液冷式冷卻系統(tǒng)，但HV電池包的冷卻和電池控制模塊（即變流系統(tǒng)）的冷卻循環(huán)系統(tǒng)是完全獨立的。特斯拉Model3電池冷卻系統(tǒng)工作原理（二）特斯拉Model3電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)一、典型車型電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)組成與特點2、特斯拉Model3電池加熱系統(tǒng)組成和原理特斯拉Model3電池加熱系統(tǒng)是在電池冷卻循環(huán)系統(tǒng)和電池控制模塊冷卻循環(huán)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加驅(qū)動總成構(gòu)成的。特斯拉Model3電池加熱系統(tǒng)組成（二）特斯拉Model3電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)一、典型車型電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)組成與特點2、特斯拉Model3電池加熱系統(tǒng)組成和原理特斯拉Model3電池加熱系統(tǒng)是驅(qū)動總成給電池系統(tǒng)提供熱源的自加熱系統(tǒng)。特斯拉Model3電池加熱系統(tǒng)工作原理（二）特斯拉Model3電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)一、典型車型電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)組成與特點3、特斯拉Model3電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)特點特斯拉Model3電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)具有電池冷卻和電池加熱的功能，其具有如下工作特點。高度集成部件超級水壺的應(yīng)用獨立的冷卻循環(huán)無PTC的加熱系統(tǒng)（一）基本檢查二、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)檢修基本檢查檢查電池儲液罐內(nèi)冷卻液位是否在最高液位和最低液位之間。01020304檢查電池液冷卻系統(tǒng)主要部件。檢查電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)相關(guān)器件插接器連接是否可靠，線束是否有破損檢查冷卻系統(tǒng)相關(guān)管路,查看是否存在裂紋、滲液和漏液等狀況。（二）在線檢測(初步診斷)二、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)檢修在汽車起動以后，連接診斷儀讀取電池管理系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)流，根據(jù)數(shù)據(jù)流分析電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的工況，主要需要讀取的數(shù)據(jù)有：空調(diào)壓力溫度傳感器空調(diào)壓力傳感器PTC加熱器CAN-H和CANL動力電池溫度進水口溫度（三）冷卻液品質(zhì)檢測二、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)檢修1、外觀檢查觀察冷卻液的外觀，辨別其氣味，進行直觀判別，冷卻液應(yīng)透明、無異味、無沉淀。2、冷卻液冰點測試冰點檢測儀校準(zhǔn)測量冷卻液冰點清潔放置（四）冷卻系統(tǒng)壓力檢測二、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)檢修電池液冷卻系統(tǒng)壓力的就車測試一般采用液冷卻系統(tǒng)壓力測試儀進行測試。確保車輛處于冷車狀態(tài)，拆卸儲液罐蓋，檢查冷卻液液位，不滿時要將其加滿；從測試套裝中，選擇與車型匹配的適配器，并安裝到車輛上；連接打氣泵至適配器上，并給冷卻系統(tǒng)打氣，觀察壓力表的指針，直到指針指到維修資料要求的規(guī)范值，并保持一定時間；觀察指示表的壓力顯示，并根據(jù)壓力變化判定冷卻系統(tǒng)故障，若檢測冷卻系統(tǒng)壓力異常，需及時檢修。（五）電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)主要部件的電氣檢測