新能源汽車動力蓄電池系統(tǒng)構(gòu)造與檢修 課件 任務(wù)4-5 動力蓄電池充電管理認知與檢修

項目四動力蓄電池管理系統(tǒng)認知與檢修新能源汽車動力蓄電池及管理技術(shù)1、掌握動力電池成組概念、動力電池成組電芯串并聯(lián)選用原則。2、了解幾種常見車型的動力電池參數(shù)；3、掌握動力電池系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)組成、（BMS）的功能4、掌握動力電池電量管理、均衡管理、熱管理、安全及通信管理的主要功能和基本原理；5、理解動力電池系統(tǒng)的檢測內(nèi)容和工作模式及充電工作原理知識目標技能目標1、能進行電池組并聯(lián)與串聯(lián)的選用計算。2、能熟練介紹常見車型選用動力電池的技術(shù)特性。3、能認知動力電池系統(tǒng)的各組成部件及4、能簡單闡述BMS的基本功能及電池各項管理的基本原理5、能簡單闡述動力電池的工作模式6、能分析動力電池充電基本組成電路增強嚴格遵守標準規(guī)范的意識。具有團隊協(xié)作意識和吃苦耐勞精神，并樹立正確的理想信念。3、培養(yǎng)學生自主學習、查找資料、制定計劃的能力；4、培養(yǎng)學生具備從事汽車行業(yè)工作的職業(yè)素養(yǎng)。思政目標目錄CONTENTS動力蓄電池管理系統(tǒng)認知與檢修動力蓄電池成組技術(shù)認知任務(wù)1動力蓄電池管理系統(tǒng)認知與檢修任務(wù)2

動力蓄電池狀態(tài)檢測與分析任務(wù)3動力蓄電池熱管理系統(tǒng)構(gòu)造與檢修任務(wù)4動力蓄電池充電管理認知與檢修任務(wù)5任務(wù)描述一輛純電動汽車，儀表動力電池故障燈、MIL燈點亮，且一級報警音提示駕駛員盡快離開車輛，讀取故障碼顯示“P0A7E22電池溫度過高故障”。現(xiàn)在車間主管安排你完成此任務(wù)，你應該如何檢修呢？任務(wù)引入71、電壓檢測電芯電壓檢測用電阻陣列取電芯電壓值，每個電芯的正極和負極引出檢測線，連接到電阻陣列對應的電阻前，由控制板上的測量電路按順序接通檢測電阻，這樣在檢測電阻上就可以取出某個電芯的電壓值，控制板上的測量電路把檢測到的每個電芯的電壓值比較、運算、判斷，看看電芯一致性是否符合要求。放電時單個電芯達到放點截止電壓，停止放電。充電時單個電芯達到充電截止電壓，停止充電。2、溫度檢測電池溫度檢測一般在電池模組上安置溫度傳感器檢查，溫度傳感器安置在模組的接線柱附近，溫度傳感器的測量引線分別送到從控盒的接插件對應PIN腳上，由從控盒內(nèi)電路測量處理，并經(jīng)內(nèi)部CAN線送到主控盒電路上處理。一、動力電池系統(tǒng)檢測8動力電池管理系統(tǒng)與外部系統(tǒng)CAN通訊關(guān)系框圖一、動力電池系統(tǒng)檢測9電芯電壓檢測接點一、動力電池系統(tǒng)檢測103、動力電池對外高壓上下電過程控制動力電池對外部負載上電指令一般是司機啟動車輛，鑰匙置ON位；動力電池負極繼電器閉合；全車高壓系統(tǒng)各個控制器初始化、自檢，完成后CAN線通報；動力電池對內(nèi)部電芯電壓和溫度檢查合格、母線絕緣檢測合格；動力電池主控盒接通預充繼電器（預充繼電器與預充電阻串聯(lián)，然后與正極繼電器并聯(lián)）；動力電池為外部負載所有電容器充電，當充電電壓與動力電池電壓差值小于5V時認為預充結(jié)束；控制閉合主正繼電器，對外負載上電；主正閉合10mS后，預充繼電器斷開；儀表屏幕顯示READY，上電結(jié)束。當啟動鑰匙置Off檔位，動力電池主控盒控制主正繼電器和主負繼電器斷開，全車高壓下電。在高壓上電后如果發(fā)生重要故障，主控盒也會斷開主正和主負繼電器。一、動力電池系統(tǒng)檢測11

動力電池上下電過程原理圖一、動力電池系統(tǒng)檢測124、高壓回路絕緣狀況檢測高壓回路絕緣狀況檢測點，設(shè)置在正極母線和負極母線繼電器主觸點處。動力電池金屬底殼與車身搭鐵良好。通過檢測高圧回路正負母線對車輛底盤的絕緣電阻來反映高壓電氣系統(tǒng)的絕緣性能。變阻抗網(wǎng)絡(luò)電路T2關(guān)斷時的等效變阻抗網(wǎng)絡(luò)電路

T1關(guān)斷時的等效變阻抗網(wǎng)絡(luò)電路

絕緣電阻是反映電池用電安全的重要方面，根據(jù)人體所能承受的電壓范圍，當監(jiān)測到絕緣電阻小于500Ω/V時，電池管理系統(tǒng)即對駕乘人員做出安全警告或做出切斷高壓繼電器動作。一、動力電池系統(tǒng)檢測135、動力電池母線電流和電壓檢測動力電池母線電流檢測一般有兩種方法，一種是在電池高壓回路串聯(lián)檢測電流傳感器；另一種是用霍爾電流傳感器套在高壓母線上；檢測的電流信號送到控制盒。串聯(lián)在主回路內(nèi)的電流傳感器套裝在母線上的霍爾電流傳感器一、動力電池系統(tǒng)檢測141、下電模式在下電模式下，動力電池管理系統(tǒng)控制的所有高壓繼電器均處于斷開狀態(tài)；低壓控制電源處于不供電的狀態(tài)，只有動力電池內(nèi)部控制器的低壓常供電有靜態(tài)維持電流。2、準備模式

準備模式時，系統(tǒng)所有的接觸器均處于未吸合狀態(tài)。當系統(tǒng)接受外界啟動鑰匙ON檔信號、整車控制器、電機控制器、充電插頭開關(guān)等部件發(fā)出的硬線信號或受CAN報文控制的低壓信號后，動力電池管理系統(tǒng)的控制初始化、自檢完成后電池管理系統(tǒng)進入下一步上電模式。3、上電模式

當電池管理系統(tǒng)自撿合格后，檢測到啟動鑰匙的高壓上電信號后，系統(tǒng)將首先閉合主負繼電器。由于驅(qū)動電機是感性負載，驅(qū)動電機控制器內(nèi)部電路有大電容，為防止過大的電流沖擊，負極接觸器閉合后，先閉合與正極繼電器并聯(lián)的預充電阻和預充接觸器，進入預充電狀態(tài)；當電機控制器內(nèi)電容兩端電壓達到母線電壓的90%時，立即閉合主正繼電器，延遲10mS后，斷開預充接觸器進入放電模式。二、動力電池管理系統(tǒng)的工作模式154、充電模式當電池管理系統(tǒng)檢測充電喚醒信號時，系統(tǒng)即進入充電模式。在該模式下主正、主負繼電器閉合；同時為保證低壓控制電源持續(xù)供電，DC/DC直流轉(zhuǎn)換接觸器需處于工作狀態(tài)。5、故障模式

故障模式是控制系統(tǒng)中常出現(xiàn)的一種狀態(tài)。由于動力電池高壓的使用關(guān)系到使用者和維修人員的人身安全，因而動力電池管理系統(tǒng)對于各種工作模式采取“安全第一”的原則。電池管理系統(tǒng)對于故障的響應還需根據(jù)故障等級而定，當其故障級別較低，系統(tǒng)可采取報錯或發(fā)出輕微報警信號方式告知駕駛?cè)藛T；而當故障級別較高，甚至伴隨有危險時，系統(tǒng)將采取斷開高壓接觸器的控制策略，二、動力電池管理系統(tǒng)的工作模式16行車狀態(tài)下三類故障的處理方法二、動力電池管理系統(tǒng)的工作模式三、市場新舊國標充電現(xiàn)狀1）連接方式A

連接方式介紹：2）連接方式B

連接方式介紹：三、市場新舊國標充電現(xiàn)狀3）連接方式C

連接方式介紹：三、市場新舊國標充電現(xiàn)狀1）充電模式1（簡易家用充電線）的充電條件，明確在中國不允許使用模式1的充電方式對電動汽車進行充電。

我司已經(jīng)于2014年9月份全面廢止模式1的充電方式。對于EC180，EV150經(jīng)濟型等成本控制的車型平臺，依然不能采用此種充電方式實現(xiàn)成本降低。影響充電模式介紹：三、市場新舊國標充電現(xiàn)狀2）充電模式2（充電寶）的充電條件，明確只采用單相交流充電，即家用充電不考慮三相交流充電的方式。明確要求:使用16A插座時，交流供電電流不能超過13A；最大充電功率限制在2.86kW使用10A插座時，交流供電電流不能超過8A;最大充電功率限值在1.76kW

我司的模式2纜上保護盒在設(shè)計中就已經(jīng)考慮了功率限制?；緷M足國標的新要求。為了使用安全等原因，家用充電的速率就是慢于公共充電的速率。影響充電模式介紹：三、市場新舊國標充電現(xiàn)狀3）充電模式3（公共充電）的充電條件，明確單車漏電流檢測采用A型或B型漏電保護器（相比之前AC型，成本上升，檢測可靠性提高）。明確采用單樁雙車，或單樁多車的充電樁需要針對每個輸出端口進行獨立保護設(shè)計。明確單相供電最大電流為32A，采用三相充電設(shè)計時，明確采用連接方式C（即樁帶線）。

影響對車企基本沒有影響。32A以上充電樁自帶線充電模式介紹：三、市場新舊國標充電現(xiàn)狀4）充電模式4（直流充電）的充電條件，明確不允許使用移動式快充設(shè)備（現(xiàn)在我司在銀翔、中巴等車使用的移動快充樁）。快充設(shè)備只能采用固定式供電線，輸出線為連接方式C。

充電模式介紹：三、市場新舊國標充電現(xiàn)狀四、新國標充電樁與電動車的握手階段工作原理供電插座充電樁供電接口車輛接口電動車樁端充電槍車端插座車端充電槍12VPE首先接觸充電樁供電接口車輛接口電動車供電插座樁端充電槍車端插座車端充電槍12V四、新國標充電樁與電動車的握手階段工作原理12V充電樁供電接口車輛接口電動車供電插座樁端充電槍車端插座車端充電槍充電樁端LN連接四、新國標充電樁與電動車的握手階段工作原理充電樁供電接口車輛接口電動車供電插座樁端充電槍車端插座車端充電槍12V充電樁端CCCP連接，檢測點4與接地導通，樁端通過CC信號確認充電槍已連接與接地導通四、新國標充電樁與電動車的握手階段工作原理充電樁供電接口車輛接口電動車供電插座樁端充電槍車端插座車端充電槍12V充電樁端連接完畢，車輛端充電槍連接PE先接觸，之后LN端子接觸與接地導通PE接觸四、新國標充電樁與電動車的握手階段工作原理充電樁供電接口車輛接口電動車供電插座樁端充電槍車端插座車端充電槍12V充電樁端連接完畢，車輛端充電槍連接時PE端子先接觸，之后是LN端子接觸與接地導通四、新國標充電樁與電動車的握手階段工作原理充電樁供電接口車輛接口電動車供電插座樁端充電槍車端插座車端充電槍12V充電樁端連接完畢，車輛端充電槍連接CCCP端子接觸，S3開關(guān)處于斷開狀態(tài)與接地導通四、新國標充電樁與電動車的握手階段工作原理充電樁供電接口車輛接口電動車供電插座樁端充電槍車端插座車端充電槍9V充電樁端連接完畢，車輛端充電槍連接CCCP端子接觸，檢測點1的電壓由12V變?yōu)?V，充電樁檢測到充電槍已連接。與接地導通四、新國標充電樁與電動車的握手階段工作原理充電樁供電接口車輛接口電動車供電插座樁端充電槍車端插座車端充電槍9VPWM充電樁端連接完畢，車輛端充電槍連接CCCP端子接觸，檢測點1的電壓由12V變?yōu)?V后，充電樁檢測到充電槍已連接，充電樁的S1開關(guān)切換到12VPWM波信號端，檢測點1的信號由9V直流電壓信號變?yōu)?VPWM波信號，表示充電設(shè)備進入準備就緒狀態(tài)與接地導通四、新國標充電樁與電動車的握手階段工作原理充電樁供電接口車輛接口電動車供電插座樁端充電槍車端插座車端充電槍充電樁端連接完畢，車輛端充電槍連接CCCP端子接觸，檢測點3會檢測到與接地之間的電阻為RC+R4的阻值時，判斷為充電槍為半連接狀態(tài)與接地導通S3處于斷開狀態(tài)9VPWM四、新國標充電樁與電動車的握手階段工作原理充電樁供電接口車輛接口電動車供電插座樁端充電槍車端插座車端充電槍車輛端充電槍連接完畢，S3開關(guān)（車端充電槍解鎖按鍵彈起）閉合,與接地導通S3處于閉合狀態(tài)9VPWM四、新國標充電樁與電動車的握手階段工作原理充電樁供電接口車輛接口電動車供電插座樁端充電槍車端插座車端充電槍檢測點3會檢測到與接地之間的電阻為RC的阻值時，判斷為充電槍為連接狀態(tài)與接地導通9VPWMS3處于閉合狀態(tài)四、新國標充電樁與電動車的握手階段工作原理充電樁供電接口車輛接口電動車供電插座樁端充電槍車端插座車端充電槍車輛檢測充電槍為連接狀態(tài)后，充電機會根據(jù)動力電池的充電需求、動力電池是否有不能充電的故障時，充電機無故障時，充電機會閉合S2繼電器，表示車輛準備就緒，請求充電與接地導通6VPWMS3處于閉合狀態(tài)四、新國標充電樁與電動車的握手階段工作原理充電樁供電接口車輛接口電動車供電插座樁端充電槍車端插座車端充電槍充電機會閉合S2繼電器，充電樁端檢測點1會從9VPWM波信號變?yōu)?VPWM波信號，充電樁