新能源動(dòng)力電池及管理系統(tǒng)檢測與維修課件 項(xiàng)目二 動(dòng)力電池一般檢測

項(xiàng)目二動(dòng)力電池一般檢測與保養(yǎng)情景導(dǎo)入中國新能源汽車生產(chǎn)量達(dá)到2000萬輛2023年7月3日，2023中國汽車品牌向上發(fā)展專項(xiàng)行動(dòng)——中國新能源汽車第2000萬輛下線活動(dòng)在廣州舉行。第2000萬輛新能源汽車從廣汽埃安整車下線區(qū)緩緩開出，標(biāo)志著中國新能源汽車生產(chǎn)量達(dá)到2000萬輛?！靶履茉雌囀侨蚱嚠a(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、綠色發(fā)展的主要方向，也是我國汽車產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略選擇?！敝袊?000萬輛新能源汽車正式下線，是一個(gè)具有歷史意義的重要時(shí)刻。情景導(dǎo)入中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)常務(wù)副會(huì)長兼秘書長付炳鋒介紹，近年來我國新能源汽車快速發(fā)展，2020年9月，中國新能源汽車生產(chǎn)累計(jì)突破了500萬輛，實(shí)現(xiàn)了《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020年）》中提出的目標(biāo)；2022年2月，這一數(shù)字突破了1000萬輛。“今天，我們迎來第2000萬輛的下線，第二個(gè)1000萬輛，僅用了1年零5個(gè)月的時(shí)間。”與會(huì)專家認(rèn)為，中國新能源車生產(chǎn)突破2000萬輛，標(biāo)志著中國新能源汽車在產(chǎn)業(yè)化、市場化的基礎(chǔ)上，邁入規(guī)?；?、全球化的高質(zhì)量發(fā)展的新階段?！?jié)選自《人民網(wǎng)》2023年7月4日，《中國新能源汽車生產(chǎn)量達(dá)到2000萬輛》，有刪減1.形成規(guī)范操作的安全意識和職業(yè)意識。2.養(yǎng)成遵守國家和行業(yè)規(guī)范、規(guī)程及標(biāo)準(zhǔn)的習(xí)慣。3.能夠在工作過程中，與小組其他成員合作、交流并進(jìn)行學(xué)習(xí)任務(wù)分工，具備團(tuán)隊(duì)合作意識。素養(yǎng)目標(biāo)1.了解新能源汽車對動(dòng)力電池的要求。2.了解動(dòng)力電池分類。3.了解鋰離子動(dòng)力電池分類。4.了解動(dòng)力電池安裝位置。知識目標(biāo)1.能對動(dòng)力電池外觀進(jìn)行安裝與檢查。2.能對動(dòng)力電池性能進(jìn)行檢查。3.能檢查動(dòng)力電池絕緣值。4.能對動(dòng)力電池高壓互鎖進(jìn)行檢查。技能目標(biāo)項(xiàng)目分析動(dòng)力電池是整個(gè)電動(dòng)汽車的動(dòng)力來源和主要能量載體，是電動(dòng)汽車的核心部分，為整車提供持續(xù)、穩(wěn)定的能量，驅(qū)動(dòng)車輛行駛，其性能和成本直接影響電動(dòng)汽車的性能和成本。動(dòng)力電池一般檢查與保養(yǎng)是確保動(dòng)力電池安全工作的前提，能夠提早發(fā)現(xiàn)動(dòng)力電池安全隱患，確保整車安全。動(dòng)力電池一般檢查與保養(yǎng)前應(yīng)先了解動(dòng)力電池系統(tǒng)的的分類及目前常見動(dòng)力電池類型、安裝位置、車輛舉升點(diǎn)等相關(guān)知識。結(jié)合車輛保養(yǎng)手冊和1+X技能鑒定要求，動(dòng)力電池一般檢查與保養(yǎng)包含項(xiàng)目如圖所示。目錄CONTENTS01動(dòng)力電池外觀與安裝檢查02動(dòng)力電池性能檢查03動(dòng)力電池絕緣值檢查04高壓互鎖的檢查01PARTONE動(dòng)力電池外觀與安裝檢查任務(wù)引入一輛2018款吉利帝豪EV450電動(dòng)汽車行駛在崎嶇不平的路面上不小心磕到底盤，不知道動(dòng)力電池是否受到影響，于是車主驅(qū)車到4S店咨詢售后顧問。為了確保車輛的正常行駛，售后顧問建議及時(shí)檢查動(dòng)力電池是否存在故障或安全隱患。作為4S店的維修技師，在接到這個(gè)任務(wù)后應(yīng)該如何做好動(dòng)力電池的檢查與維護(hù)呢？任務(wù)分析動(dòng)力電池安裝在車輛底部，車輛在日常使用中可能會(huì)發(fā)生掛底、磕碰等現(xiàn)象，造成安全隱患。動(dòng)力電池外觀、安裝與工作溫度檢查是動(dòng)力電池系統(tǒng)基本檢查，旨在排除動(dòng)力電池因磕碰、安裝不穩(wěn)固等因素造成的動(dòng)力電池?fù)p傷，影響行車安全。動(dòng)力電池外檢、安裝及溫度檢查需要在舉升機(jī)上進(jìn)行。一、新能源汽車對動(dòng)力電池的要求動(dòng)力電池最重要的特點(diǎn)是高功率和高能量。高功率意味著具有更大的充放電強(qiáng)度，高能量表示擁有更高的質(zhì)量比能量和體積比能量。這兩個(gè)指標(biāo)的要求其實(shí)是矛盾的，提高功率就要提高充放電電流，電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要增大等效的反應(yīng)面積，減少接觸阻抗，而增大體積和質(zhì)量，就降低了比能量。這種矛盾要求需要按照最優(yōu)化的整車設(shè)計(jì)應(yīng)用指標(biāo)去設(shè)計(jì)。從使用角度而言，動(dòng)力電池的性能要求主要有以下幾個(gè)方面。1.高能量高能量意味著更長的純電動(dòng)續(xù)航里程。作為交通工具，續(xù)航里程的延長可有效提升車輛應(yīng)用方便性和適用范圍，因此，對動(dòng)力電池的高能量密度的追求永不會(huì)停止。鋰離子動(dòng)力電池能夠在電動(dòng)車輛上廣泛推廣和應(yīng)用，主要原因就是其能量密度是鉛酸動(dòng)力電池的3倍，并且還有繼續(xù)提高的可能性。在技術(shù)發(fā)展上，現(xiàn)在的鋰硫電池、鎂電池也由于其在能量密度方面的優(yōu)勢，成為研究人員開發(fā)的新熱點(diǎn)。一、新能源汽車對動(dòng)力電池的要求2.高功率車輛作為交通工具，追求高速化，這就對于車輛動(dòng)力性提出了更高的要求。實(shí)現(xiàn)良好的動(dòng)力性要求驅(qū)動(dòng)電機(jī)有較大的功率，進(jìn)而要求動(dòng)力電池組能夠提供驅(qū)動(dòng)電機(jī)高功率輸出，滿足車輛驅(qū)動(dòng)的要求。長期大電流、高功率放電對于電池的使用壽命和充放電效率會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響，甚至影響使用的安全性，因此還需要一定的功率儲(chǔ)備，避免動(dòng)力電池在全功率工況下工作。3.長壽命鉛酸動(dòng)力電池使用壽命在深充深放工況下可以達(dá)到500次，鋰離子動(dòng)力電池可以達(dá)到1000次以上。據(jù)日本豐田公司報(bào)告，混合動(dòng)力鎳氫電池的使用壽命已經(jīng)可以達(dá)到10年以上。動(dòng)力電池壽命長短，直接關(guān)系到動(dòng)力電池的成本。電池更換的費(fèi)用占電動(dòng)汽車使用成本的很大部分。電池電化學(xué)體系研究將提高動(dòng)力電池的使用壽命作為重點(diǎn)問題之一。在動(dòng)力電池成組集成應(yīng)用方面，考慮動(dòng)力電池單體壽命的一致性以保證電池組的使用壽命與單體電池相近，也是研究的主要內(nèi)容之一。一、新能源汽車對動(dòng)力電池的要求4.低成本動(dòng)力電池的成本與電池的新技術(shù)含量、材料、制作方法和生產(chǎn)規(guī)模有關(guān)。目前新開發(fā)的高比能量的電池成本較高，使得電動(dòng)汽車的造價(jià)隨之增高，開發(fā)和研制高效、低成本的動(dòng)力電池是電動(dòng)汽車發(fā)展的關(guān)鍵。5.安全性好動(dòng)力電池提供高達(dá)300V以上的驅(qū)動(dòng)供電電壓，可能危及人身安全和車載電器的使用安全。用電安全是電動(dòng)汽車區(qū)別于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的重要特點(diǎn)之一。除此之外，動(dòng)力電池作為高密度能量的儲(chǔ)能載體，自身也存在一定的安全隱患，如鋰離子電池：（1）充放電過程中如果發(fā)生熱失控反應(yīng)，可能導(dǎo)致電池短路起火，甚至爆炸。（2）采用的有機(jī)電解質(zhì)，在4.6V左右易氧化。并且溶劑易燃，若出現(xiàn)泄漏等情況，也會(huì)引起電池著火燃燒，甚至爆炸。（3）發(fā)生碰撞、擠壓、跌落等極端的狀況，會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部斷路，易引起危險(xiǎn)狀況。車用動(dòng)力電池的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)非常嚴(yán)格，我國制定了GB/T31467—2023《電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力電池包和系統(tǒng)電性能試驗(yàn)方法》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在高溫、高濕、穿刺、擠壓、跌落等極端狀況下，檢驗(yàn)動(dòng)力電池，要求不發(fā)生燃燒、起火現(xiàn)象。一、新能源汽車對動(dòng)力電池的要求6.工作溫度適應(yīng)性強(qiáng)車輛應(yīng)用一般不應(yīng)受地域的限制，需要車輛適應(yīng)不同的溫度。例如，北京夏季地表溫度可達(dá)50℃以上，冬季可低至-15℃以下。在該溫度變化范圍內(nèi)，動(dòng)力電池應(yīng)該可以正常工作。因此，需要?jiǎng)恿﹄姵鼐哂辛己玫臏囟冗m應(yīng)性。考慮到電池的溫度適應(yīng)性問題，一般都需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的冷卻系統(tǒng)或加熱系統(tǒng)，來達(dá)到動(dòng)力電池的最佳工作溫度。7.可回收性好按照動(dòng)力電池使用壽命的標(biāo)準(zhǔn)定義，電池在其容量衰減到額定容量的80%時(shí)，確定為動(dòng)力電池壽命終結(jié)。隨著電動(dòng)汽車的大量應(yīng)用，廢舊動(dòng)力電池的回收問題便提上日程。在電化學(xué)性能方面，首先要求做到電池正負(fù)極及電解液等材料無毒，對環(huán)境無污染；其次是研究電池內(nèi)部各種材料的回收再利用。再利用還存在梯次利用問題，即估測動(dòng)力電池生命周期以及可再使用性后，將電池系統(tǒng)從車上拆下來成為一個(gè)個(gè)單體，并重組“再就業(yè)”，成為新的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，應(yīng)用到對電池容量和功率要求相對較低的領(lǐng)域。二、動(dòng)力電池的分類目前，動(dòng)力電池占了新能源汽車成本的30%~50%，電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的種類主要有鉛酸電池、鎳鎘電池和鎳氫電池、鋰離子電池、石墨烯電池。其中石墨烯電池還處在實(shí)驗(yàn)室研究階段，其優(yōu)良的快速充放電性能引起了產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注，各種動(dòng)力電池性能對比見表。電池類型能量效率（%）能量密度/（W?h/kg）循環(huán)壽命鉛酸電池8035~50500~1000鎳鎘電池7535~501000~2000鎳氫電池7060~801000~1500鋰離子電池90100~2001500~30001.鉛酸電池鉛酸蓄電池（lead-acidbatter）是當(dāng)前所有重要的蓄電池技術(shù)系統(tǒng)中，歷史最長的可充電蓄電池系統(tǒng)。作為比較成熟的技術(shù)，因其成本較低，而且能夠高倍率放電，目前主要應(yīng)用在部分低速電動(dòng)車上。二、動(dòng)力電池的分類2.鎳鎘電池和鎳氫電池鎳鎘電池和鎳氫電池雖然性能好于鉛酸電池，但含有重金屬元素，遺棄后會(huì)對環(huán)境造成污染。在鋰電池未廣泛應(yīng)用之前，較早期的混合動(dòng)力車型多半使用鎳氫電池（Ni-MH），到現(xiàn)在它逐漸被鋰電池取代。3.鋰離子電池傳統(tǒng)的鉛酸電池、鎳鎘電池和鎳氫電池本身技術(shù)比較成熟，但它們用在汽車上作為動(dòng)力電池則存在諸多問題。目前，越來越多的汽車廠家選擇采用鋰離子電池作為新能源汽車的動(dòng)力電池。這是因?yàn)殇囯x子動(dòng)力電池存在以下優(yōu)點(diǎn)。（1）工作電壓高（是鎳氫電池的3倍）。（2）比能量大（可達(dá)100-200W·h/kg，是鎳氫電池的3倍）。（3）體積小、質(zhì)量小、循環(huán)壽命長。（4）自放電率低、無記憶效應(yīng)、無污染等。當(dāng)前許多知名的汽車制造商都致力于開發(fā)鋰離子電池電動(dòng)汽車，而國內(nèi)汽車制造企業(yè)也在自己的混合動(dòng)力汽車和純電動(dòng)汽車中搭載鋰離子電池。鋰離子電池相對其他電池在性能方面的優(yōu)勢比較明顯，因此鋰離子電池是目前各大電池生產(chǎn)企業(yè)大力發(fā)展的目標(biāo)。三、鋰離子動(dòng)力電池的分類1.按照外殼和外形分類鋰離子電池按照外殼的不同分為軟包和硬殼兩種，硬殼鋰離子電池采用鋼殼或者鋁殼，一般又分為圓柱形和條形兩種，如圖所示。軟包鋰離子電池外包裝一般采用鋁塑膜，其實(shí)軟包也是一種條形鋰離子電池，人們一般把鋁塑膜包裝的鋰離子電池稱為軟包鋰離子電池，也有人把軟包鋰離子電池稱為聚合物鋰離子電池。三、鋰離子動(dòng)力電池的分類2.按照正極材料分類按照正極材料的不同，鋰離子電池分為磷酸鐵鋰離子電池、三元鋰離子電池、錳酸鋰離子電池、鈦酸鋰離子電池和鈷酸鋰離子電池（如表）。目前市場上已經(jīng)商業(yè)化的動(dòng)力鋰離子電池主要包括磷酸鐵鋰離子電池、三元鋰離子電池、錳酸鋰離子電池和鈦酸鋰離子電池等，我國市場以磷酸鐵鋰離子電池和三元鋰離子電池為主。正極材料鈦酸鋰錳酸鋰磷酸鐵鋰三元鋰能量密度理論極限/（W·h/kg）80100170280標(biāo)準(zhǔn)電壓22373337循環(huán)壽命1000060~10002000~30002000安全性好較好好較差成本最高最低較低高四、動(dòng)力電池安裝位置與結(jié)構(gòu)認(rèn)知?jiǎng)恿﹄姵匾话惆惭b在車輛底部，如圖所示，是整個(gè)電動(dòng)汽車的動(dòng)力源，不僅要保證動(dòng)力電池安全可靠地使用，而且要充分發(fā)揮動(dòng)力電池的能力，保證動(dòng)力電池的使用壽命。動(dòng)力電池外部動(dòng)力電池箱的好壞對動(dòng)力電池內(nèi)部具有較大的影響，在電動(dòng)汽車維護(hù)時(shí)，需要對動(dòng)力電池箱外圍進(jìn)行檢查與維護(hù)。動(dòng)力電池箱是支撐、固定和包圍動(dòng)力電池系統(tǒng)的組件，起到承載和保護(hù)動(dòng)力電池組與內(nèi)部電器元件的作用，主要包括上蓋和下箱體，還有輔助元器件，如密封條、電氣元件、插接件、連接螺栓、動(dòng)力電池標(biāo)志等，動(dòng)力電池箱體結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。五、車輛舉升點(diǎn)動(dòng)力電池外觀與安裝檢查需要安全舉升車輛、穿戴安全防護(hù)套裝進(jìn)入車底進(jìn)行檢查。安全舉升車輛首先要找準(zhǔn)車輛舉升點(diǎn)。一般車輛前舉升點(diǎn)位于前車架縱梁和側(cè)車架縱梁之間的連接處（如圖所示）；后舉升點(diǎn)位置在后車架縱梁和側(cè)車架縱梁之間的連接處（如圖所示）。六、動(dòng)力電池高低壓插接器動(dòng)力電池是整車能量輸出源，在動(dòng)力電池管理器和整車控制器的協(xié)同配合下為車輛提供能量。車輛的電能完全來自動(dòng)力電池，這就導(dǎo)致動(dòng)力電池既有高壓插接器也有低壓控制插接器，如圖所示。在動(dòng)力電池基本維護(hù)保養(yǎng)時(shí)應(yīng)檢查高低壓插接器連接是否可靠、插接器是否有腐蝕、破損等現(xiàn)象。七、檢查安全注意事項(xiàng)及步驟1.斷電流程檢查與維護(hù)動(dòng)力電池箱之前應(yīng)先斷開高、低壓電，斷電流程如下。（1）關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，拔下汽車鑰匙。注意事項(xiàng)：當(dāng)儀表顯示EAD時(shí)，高壓通電，此時(shí)切勿拆卸高壓部件，否則有生命危險(xiǎn)，因此在檢查或維護(hù)動(dòng)力電池箱之前，要確保拔下汽車鑰匙，自行收好，并在車上放置工作牌。（2）拆下低壓蓄電池負(fù)極，使用絕緣膠帶包好，斷開整車低壓控制電源。由于電動(dòng)汽車采用了高壓互鎖裝置，即斷開低壓時(shí)，通過低壓信號控制能夠同時(shí)將高壓回路切斷，所以為安全起見，務(wù)必要卸下蓄電池負(fù)極。（3）戴好絕緣手套，斷開動(dòng)力電池高壓維修開關(guān)。（4）當(dāng)車輛舉升到需要的高度時(shí)，舉升機(jī)要鎖止安全鎖。（5）拆下動(dòng)力電池總正、總負(fù)和低壓線束插頭。七、檢查安全注意事項(xiàng)及步驟2.檢查與維護(hù)安全注意事項(xiàng)在進(jìn)行檢查保養(yǎng)前應(yīng)先進(jìn)行車輛、工具、資料等方面的準(zhǔn)備，如表所示。車輛、工具設(shè)備準(zhǔn)備①待保養(yǎng)車輛②絕緣維修工具套裝、工具車③零件盒④故障診斷儀資料準(zhǔn)備①維修手冊②用戶手冊、保養(yǎng)手冊④其他資料其他準(zhǔn)備①工位、隔離帶、安全警告標(biāo)志牌②車內(nèi)防護(hù)三件套、車外防護(hù)三件套③高壓絕緣服、絕緣鞋、絕緣手套、護(hù)目鏡、絕緣帽、絕緣墊④擦拭布⑤滅火器任務(wù)實(shí)施1.動(dòng)力電池箱外觀檢查動(dòng)力電池總成外部檢查流程圖如圖所示。動(dòng)力電池箱外圍保養(yǎng)內(nèi)容如圖所示。任務(wù)實(shí)施2.檢查動(dòng)力電池螺栓的緊固狀態(tài)檢查動(dòng)力電池螺栓是否可靠，用扭力扳手按規(guī)定次序和力矩緊固螺栓，按照維修手冊要求力矩緊固螺栓，如圖所示。3.檢查動(dòng)力電池外部高、低壓插接件檢查動(dòng)力電池外部高、低壓插接件線束及插接件連接有無松動(dòng)、破損、腐蝕等問題，如圖所示。檢查動(dòng)力電池高低壓插接件是否連接可靠，有無變形、松脫、過熱、損壞等情況；檢查用電器插件與線束插件是否對插，并檢查是否對插到位。任務(wù)拓展比亞迪刀片電池是什么電池？所謂的“刀片電池”其實(shí)是比亞迪磷酸鐵鋰離子電池，又稱超級磷酸鐵鋰離子電池。比亞迪的刀片電池是一種長電芯方案（基于方形鋁殼來做的電池），在比亞迪原有的電芯的尺寸基礎(chǔ)上（比亞迪之前在用的比較多的是173和148的兩種），通過對電芯的厚度減薄，并增大電芯的長度，將電芯進(jìn)行扁長化設(shè)計(jì)并且予以減薄設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的動(dòng)力鋰電池電芯采用圓柱體設(shè)計(jì)，通過封裝成電池包然后形成電池組。不過“刀片電池”采用的是長度大于0.6米的大電芯，可以實(shí)現(xiàn)無模組直接集成為電池包（CTp技術(shù)），如圖所示。相比起傳統(tǒng)的動(dòng)力鋰電池，“刀片電池”可以提高電池包的空間利用率、提升能量密度。另一方面，由于“刀片電池”的電芯具有更大的散熱面積，可以將更多的熱量從內(nèi)部傳導(dǎo)到外部，能夠匹配較高的能量密度。任務(wù)拓展關(guān)于比亞迪來說，“刀片電池”還具有更深層次的戰(zhàn)略意義。磷酸鐵鋰離子電池相比三元鋰離子電池在能量密度方面具有先天劣勢，這也是三元鋰離子電池越來越受歡迎的一大原因。但是相比三元鋰離子電池，磷酸鐵鋰離子電池具有安全性高、使用壽命長等優(yōu)勢。現(xiàn)如今“刀片電池”有效弱化了磷酸鐵鋰離子電池能量密度低的缺點(diǎn)，未來的應(yīng)用前景也會(huì)更加廣闊。關(guān)于比亞迪來說，磷酸鐵鋰離子電池是它的強(qiáng)項(xiàng)所在，“刀片電池”讓它如虎添翼。比亞迪的“刀片電池”關(guān)于提升磷酸鐵鋰離子電池的能量密度很有幫助，而磷酸鐵鋰離子電池相比三元鋰離子電池更加穩(wěn)定、耐久，未來的應(yīng)用前景相當(dāng)廣闊。02PARTTWO動(dòng)力電池性能檢查任務(wù)引入一輛2018款吉利帝豪EV450電動(dòng)汽車因動(dòng)力電池組損壞而無法運(yùn)行，你的主管要求你進(jìn)行測量動(dòng)力電池相關(guān)的數(shù)據(jù)。作為4S店的維修技師，在接到這個(gè)任務(wù)后應(yīng)該如何做好動(dòng)力電池性能的檢查呢？任務(wù)分析動(dòng)力電池性能是影響車輛續(xù)航里程的重要因素，在進(jìn)行動(dòng)力電池系統(tǒng)檢查時(shí)應(yīng)進(jìn)行性能檢查操作。性能檢查包括工作溫度、工作電壓、工作電流等方面的檢查。動(dòng)力電池工作溫度檢查可通過非接觸式測溫儀進(jìn)行。工作溫度、工作電壓和工作電流檢查可以通過故障診斷儀讀取數(shù)據(jù)流的形式進(jìn)行。在電池及電池組的構(gòu)成邏輯關(guān)系中容易出現(xiàn)概念的混淆，如圖所示。任務(wù)分析1.電池單體（cell）電池單體也稱電池芯，是直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的基本裝置和基本單元，是構(gòu)成電池的基本組件，包括電極、隔膜、電解質(zhì)和外殼等。2.電池模組（batterymodule）電池模組可以理解為電池芯經(jīng)串并聯(lián)方式組合，加裝單體電池監(jiān)控與管理裝置后形成的電池芯與電池包的中間產(chǎn)品。3.電池包（batterypack）電池包也常稱為電池組，是由多塊電池通過串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成的一個(gè)存儲(chǔ)電能或?qū)ν廨敵鲭娔艿牟考?。通常意義上的電池包還包括動(dòng)力電池管理系統(tǒng)、電池箱等元器件。利用機(jī)械結(jié)構(gòu)將眾多電池單體通過串并聯(lián)的方式連接起來，并結(jié)合系統(tǒng)機(jī)械強(qiáng)度、熱管理、BMS匹配等技術(shù)，形成電池包系統(tǒng)。其主要的技術(shù)體現(xiàn)在整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、焊接和加工工藝控制、防護(hù)等級、主動(dòng)熱管理系統(tǒng)等，國內(nèi)目前電池包大多采用簡單的風(fēng)冷散熱和主動(dòng)液體冷卻系統(tǒng)，技術(shù)壁壘也相對較低。任務(wù)分析3.電池包（batterypack）混合動(dòng)力汽車和純電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池組是由電池模組組成的。根據(jù)電池模組設(shè)計(jì)類型不同，其電池單體部件有兩種連接方式：電池單體互相串聯(lián)，能實(shí)現(xiàn)輸出電壓最大化；或者電池單體互相并聯(lián)，能實(shí)現(xiàn)輸出電流最大化。如果所需電壓比實(shí)際電池電壓高時(shí)，由其電池單元串聯(lián)而成：即某個(gè)電池單體或電池模組的正極連接另外一個(gè)電池單體或電池模組的負(fù)極，以此類推。電池的總電壓與電池單體的電壓之和相同，如圖所示，總電壓Ugcs=U1+U2+U3。任務(wù)分析3.電池包（batterypack）串聯(lián)電池組中的每個(gè)電池單體的開路電壓為U，內(nèi)阻為Ri，N個(gè)電池單體串聯(lián)組成的電池組的電壓為NU，電池組的總內(nèi)阻為NRi。電池并聯(lián)可以提高電池組的電容量，電池組電壓則保持不變。電池組的性能通常比電池單體性能差，如圖所示，Ugcs=U1=U2=U3。某些帶充電系統(tǒng)的電動(dòng)汽車（插電式混合動(dòng)力和純電動(dòng)汽車），則采用混連的方式將電池單元組成動(dòng)力電池組，可同時(shí)增加電池的電壓和容量，以滿足電動(dòng)汽車的動(dòng)力需求。例如，雪佛蘭沃藍(lán)達(dá)的動(dòng)力電池組就是由96塊電池模組串聯(lián)而成的，其中每塊電池模組又包括3個(gè)并聯(lián)的3.7V電池單體。由于每個(gè)并聯(lián)的電池單體輸出電壓為3.7V，全部96組電池模組的總輸出電壓大約是355V。一、電池單體電壓檢查電池單體電壓的檢查通常通過讀取動(dòng)力電池管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)流的方法進(jìn)行。動(dòng)力電池管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)流讀取步驟：連接解碼儀→選擇車型→選擇診斷項(xiàng)目→選擇控制單元→選擇動(dòng)力模塊→選擇電池管理系統(tǒng)→（功能菜單里）選擇讀取數(shù)據(jù)流。電池管理器數(shù)據(jù)流包含：電池組狀態(tài)、使用情況、充放電狀態(tài)。對分析車輛故障很大的幫助。動(dòng)力電池管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)流及說明如圖所示。二、動(dòng)力電池溫度檢查使用非接觸式測溫儀：將測溫儀電源打開，測量頭對準(zhǔn)動(dòng)力電池待測部位，按下測量開關(guān)，等待測溫儀顯示器顯示測量溫度。這種測量方式只能測量動(dòng)力電池組表面溫度，而不能測量到單體電池溫度。測量單體電池或電池模組溫度需要使用故障診斷儀，讀取動(dòng)力電池系統(tǒng)數(shù)據(jù)流，步驟如下：檢查前先安全降下車輛，并進(jìn)行完成高壓上電操作。（1）取出故障診斷儀，并按要求線連接故障診斷儀，如圖所示。（2）打開車門，在駕駛室儀表臺(tái)的下方找到OBD診斷接口，并將故障診斷儀連接到OBD診斷接口上，如圖所示。（3）打開點(diǎn)火開關(guān)，打開故障診斷儀電源，依次進(jìn)入“診斷→選擇品牌→選擇車型診斷→選擇品牌→控制單元診斷→電池管理系統(tǒng)→讀數(shù)據(jù)流”選項(xiàng)，待故障診斷儀與車輛通訊完成后，在顯示屏幕中查看電池模組溫度如圖所示。三、動(dòng)力電池系統(tǒng)故障碼讀取與清除（1）先將故障診斷儀組裝，如圖所示（故障診斷儀品牌不同組裝方法請參照相關(guān)使用說明）。車輛啟動(dòng)開關(guān)電源模式至OFF狀態(tài)。（2）在駕駛室儀表臺(tái)下方找到OBD診斷接口，連接故障診斷儀，如圖所示。（3）打開故障診斷儀電源開關(guān)，選擇“診斷”進(jìn)入車型選擇界面，選擇當(dāng)前待檢測品牌及型號，如圖所示。（4）在圖所示功能選擇界面中選擇“診斷”，進(jìn)入圖掃描方式選擇界面，此界面中有“自動(dòng)掃描”和“控制單元”兩個(gè)選項(xiàng)，選擇“自動(dòng)掃描”功能，故障診斷儀進(jìn)行全車電控單元逐一掃描；“控制單元”選項(xiàng)則允許手動(dòng)選擇需要掃描的控制單元。三、動(dòng)力電池系統(tǒng)故障碼讀取與清除（5）執(zhí)行自動(dòng)掃描程序，整車控制單元完成后，有故障的控制單元將以紅色顯示，如圖所示，為了防止電控單元記錄偶發(fā)故障從而影響診斷的準(zhǔn)確性，先清除故障碼，如圖所示。故障碼清除后診斷儀會(huì)重新自動(dòng)掃描，有故障的電控單元將被記錄。（6）點(diǎn)擊有故障碼標(biāo)識的控制單元，進(jìn)入圖所示界面在此界面中選擇“讀故障碼”進(jìn)入圖所示故障碼詳情界面。（7）參考故障診斷表，根據(jù)故障碼顯示詳情進(jìn)行故障診斷排除。任務(wù)拓展寧德時(shí)代推出麒麟電池10分鐘充電400公里，徹底改變汽車能源格局寧德時(shí)代發(fā)布了一款名為“麒麟電池”的產(chǎn)品，將會(huì)給全球的汽車市場帶來巨大的變化！在2023年7月25日的半年度報(bào)告中，公司在研發(fā)上的投資達(dá)到了98.5億人民幣，較上年同期增加了70.77%。在動(dòng)力電池上，采用了非散熱技術(shù)的電池，麒麟電池已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)，幫助CLTC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了1000公里以上的續(xù)航里程；推出了新型的、高安全性、輕質(zhì)的固態(tài)電池；發(fā)布自主研發(fā)的4C麒麟電池及首款鈉離子電池，推動(dòng)M3P技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。麒麟電池在15分鐘內(nèi)，可以在1000公里的范圍內(nèi)，快速充8分鐘，可以在1000公里的范圍內(nèi)行駛，完全碾壓了傳統(tǒng)的能量來源！在與理想公司簽訂了戰(zhàn)略伙伴關(guān)系后，該公司將在下一年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，并將在下一年投入市場。麒麟電池體積更小，體積更小，成本更低，使用時(shí)間更長，性能優(yōu)于市場上現(xiàn)有的任何一種。麒麟電池在快速充電方面的應(yīng)用越來越廣泛，為用戶提供更高效率的旅行體驗(yàn)。03PARTThree動(dòng)力電池絕緣值檢查任務(wù)引入一輛2018款吉利帝豪EV450電動(dòng)汽車近期有過涉水行駛的行程，不知道是否會(huì)影響動(dòng)力電池的絕緣性，于是車主驅(qū)車到4S店咨詢售后顧問。為了確保車輛的正常行駛，售后顧問建議及時(shí)檢查動(dòng)力電池是否存在故障或安全隱患。作為4S店的維修技師，在接到這個(gè)任務(wù)后應(yīng)該如何做好動(dòng)力電池的檢查呢？任務(wù)分析在正常情況下，電動(dòng)汽車的高壓系統(tǒng)是一個(gè)封閉的系統(tǒng)，對車體是完全絕緣的。由于電動(dòng)汽車工作環(huán)境復(fù)雜，車輛的振動(dòng)、高溫環(huán)境、濕度的急劇變化、酸堿氣體的腐蝕都有可能會(huì)使電動(dòng)汽車的絕緣層遭到破壞，使整車絕緣性能下降，導(dǎo)致車體漏電。在漏電情況下，動(dòng)力電池的正、負(fù)極引線會(huì)通過絕緣層與車輛的底盤構(gòu)成漏電流回路，使車輛的底盤電位升高，影響低壓電器和車輛上的ECU的正常工作?，F(xiàn)在的電動(dòng)汽車的工作電壓通常為400~500V，有些主機(jī)廠已推出800V高壓系統(tǒng)，如果發(fā)生絕緣問題，可能危及駕駛?cè)撕统丝偷娜松戆踩?。?dòng)力電池的絕緣值檢測是確保高壓安全的重要舉措。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB18384—2020《電動(dòng)汽車安全要求》5.1.4.1絕緣電阻要求規(guī)定，在最大工作電壓下，直流電路絕緣電阻應(yīng)不小于100Ω/V，交流電路應(yīng)不小于50Ω/V。如果直流和交流的B級電壓電路可導(dǎo)電的連接在一起，則應(yīng)滿足絕緣電阻不小于500Ω/V的要求。一、動(dòng)力電池及絕緣值檢測動(dòng)力電池絕緣值檢查前，首先進(jìn)行高壓下電操作；再按照規(guī)范安全舉升車輛。佩戴安全帽、護(hù)目鏡、防護(hù)手套進(jìn)入車底檢查。（1）斷開動(dòng)力電池端直流母線插接器，如圖所示。（2）打開絕緣測試儀電源開關(guān)，調(diào)節(jié)測試電壓至1000V檔位，如圖所示。（3）如圖所示，將絕緣測試儀黑色表筆夾子夾在車身可靠搭鐵上；紅色表筆與動(dòng)力電池正極柱可靠接觸，并按壓TEST（測試）按鈕，開始測試，如圖所示。（4）待絕緣測試儀屏幕顯示穩(wěn)定后即可得到測量值，如圖所示，動(dòng)力電池絕緣阻值一般≥50MΩ。注意：絕緣電阻測試時(shí)間一般不應(yīng)超過15s，以免燒毀絕緣測試儀。（5）同樣的方法測量動(dòng)力電池負(fù)極與車身搭鐵之間的絕緣電阻。測量結(jié)束后，先關(guān)閉絕緣測試儀的電源開關(guān)，再從車身搭鐵上取下負(fù)極夾子。任務(wù)拓展1.安全性保障動(dòng)力電池系統(tǒng)中的絕緣性能直接關(guān)系到電池系統(tǒng)的安全性。如果電池系統(tǒng)的絕緣性能不足，可能會(huì)導(dǎo)致電池系統(tǒng)發(fā)生漏電或電流泄露等問題，增加火災(zāi)、爆炸等安全風(fēng)險(xiǎn)。通過定期檢查電池系統(tǒng)的絕緣值，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決絕緣性能不足的問題，確保電池系統(tǒng)的安全運(yùn)行。2.效率提升電池系統(tǒng)的絕緣性能直接關(guān)系到電池系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率。如果電池系統(tǒng)的絕緣性能不足，可能會(huì)導(dǎo)致能量的漏失和電流的泄露，降低電池系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率。通過檢查電池系統(tǒng)的絕緣值，可以評估電池系統(tǒng)的絕緣性能，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決絕緣性能不足的問題，提高電池系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率。3.延長電池壽命電池系統(tǒng)的絕緣性能也會(huì)影響電池的壽命。如果電池系統(tǒng)的絕緣性能不足，可能會(huì)導(dǎo)致電池系統(tǒng)發(fā)生電流泄露等問題，加速電池的老化和損壞。通過檢查電池系統(tǒng)的絕緣值，可以評估電池系統(tǒng)的絕緣性能，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決絕緣性能不足的問題，延長電池的使用壽命。定期進(jìn)行電池絕緣值檢查是保障電池系統(tǒng)安全和性能的重要措施，也是延長電池壽命和提高能量轉(zhuǎn)換效率的關(guān)鍵步驟。任務(wù)拓展動(dòng)力電池高壓互鎖檢查是為了確保電池系統(tǒng)在高壓狀態(tài)下的安全性和可靠性。以下是動(dòng)力電池高壓互鎖檢查的一些重要意義：安全性保障：動(dòng)力電池系統(tǒng)在高壓狀態(tài)下存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，如電擊、火災(zāi)等。高壓互鎖系統(tǒng)可以通過監(jiān)測電池系統(tǒng)的高壓狀態(tài)，確保在非正常情況下切斷電池系統(tǒng)的電源，防止電擊和其他安全事故的發(fā)生。通過定期檢查高壓互鎖系統(tǒng)的工作狀態(tài)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決高壓互鎖系統(tǒng)故障或失效的問題，確保電池系統(tǒng)的安全運(yùn)行。效率提升：高壓互鎖系統(tǒng)的正常工作狀態(tài)對電池系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率有著重要影響。如果高壓互鎖系統(tǒng)失效或存在故障，可能會(huì)導(dǎo)致電池系統(tǒng)在高壓狀態(tài)下能量的損失和泄露，降低電池系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率。通過檢查高壓互鎖系統(tǒng)的工作狀態(tài)，可以評估高壓互鎖系統(tǒng)的可靠性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決高壓互鎖系統(tǒng)故障或失效的問題，提高電池系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率。延長電池壽命：高壓互鎖系統(tǒng)的失效或故障可能會(huì)導(dǎo)致電池系統(tǒng)在高壓狀態(tài)下的異常工作，加速電池的老化和損壞。通過檢查高壓互鎖系統(tǒng)的工作狀態(tài)，可以評估高壓互鎖系統(tǒng)的可靠性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決高壓互鎖系統(tǒng)故障或失效的問題，延長電池的使用壽命。04PARTFOUR高壓互鎖的檢查任務(wù)引入一輛2018款吉利帝豪EV450電動(dòng)汽車在行駛途中在電量充足情況下逐漸失去動(dòng)力，儀表盤提示報(bào)警，于是車主聯(lián)系4S店咨詢售后顧問。售后顧問建議檢查動(dòng)力電池高壓互鎖系統(tǒng)是否存在故障。作為4S店的維修技師，在接到這個(gè)任務(wù)后應(yīng)該如何做好動(dòng)力電池高壓互鎖系統(tǒng)的檢查呢？任務(wù)分析高壓互鎖（HighVoltageInter-lock，簡稱HVIL），也叫危險(xiǎn)電壓互鎖回路。是指通過使用低壓信號來檢查電動(dòng)汽車上所有與高壓母線相連的各分路，包括動(dòng)力電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)控制器、高壓配電盒等電氣回路連接完整性的一種安全設(shè)計(jì)。理論上高壓互鎖回路要比高壓先接通、后斷開，且須間隔一定的時(shí)長。當(dāng)整車控制器（VehicleControlUit，VCU）監(jiān)測到高壓系統(tǒng)某一用電設(shè)備插接器出現(xiàn)異常斷開、接觸不良時(shí)，VCU通過CAN總線反饋給動(dòng)力電池管理器，動(dòng)力電池管理器立刻斷開高壓電輸出。一、高壓互鎖概述根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO6469-3：2021《電動(dòng)道路車輛安全規(guī)范第3部分：電氣安全》中的規(guī)定，汽車上的高壓電部件應(yīng)具有高壓互鎖裝置。高壓互鎖（HighVoltageInter-LockHVL）是電動(dòng)汽車上一種利用低電壓信號監(jiān)測高電壓回路完整性的安全設(shè)計(jì)措施，其作用是在高壓互鎖回路接通或斷開的同時(shí)，電源控制器接收反饋信號進(jìn)而控制高壓電路的通斷。純電動(dòng)汽車高壓互鎖回路有串聯(lián)與并聯(lián)兩種形式，其中串聯(lián)形式如圖所示，并聯(lián)形式如圖所示。高壓互鎖串聯(lián)控制回路由整車控制器（VehicleControlUit，VCU）發(fā)出，將壓縮機(jī)、車載充電機(jī)、高壓控制盒、DC/DC變換器、PTC本體串聯(lián)起來并搭鐵。整車控制器與蓄電池管理系統(tǒng)、電機(jī)控制器之間通過CAN-L和CAN-H進(jìn)行通信。一、高壓互鎖概述高壓互鎖并聯(lián)回路由電機(jī)控制器發(fā)出，通過并聯(lián)的形式將壓縮機(jī)線束插接器、車載充電機(jī)插接器、PTC線束插接器、動(dòng)力蓄電池電纜插接器、快充插接器等連接在一起。當(dāng)以上插接器的任何一個(gè)斷開時(shí)，電機(jī)控制器都將接收到反饋信號并將整車斷電。當(dāng)快充接口、電機(jī)三相接口等高壓插接器斷開時(shí)，高壓互鎖回路同步斷開，進(jìn)而使整車高壓斷電，避免了因?yàn)楦邏翰考懵对谕庠斐傻挠|電風(fēng)險(xiǎn)?？傊?，高壓互鎖回路形成一個(gè)閉環(huán)檢測系統(tǒng)，一旦低壓檢測電路出現(xiàn)問題，則VCU判斷為故障，將斷開預(yù)充繼電器、主正繼電器、主負(fù)繼電器的供電，動(dòng)力蓄電池將無法為整車提供高壓電，此時(shí)往往需要檢修高電壓元件。高電壓元件包括動(dòng)力蓄電池、高壓接線盒、電機(jī)控制器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、DC/DC變換器、快充插接器、慢充插接器、車載充電機(jī)、壓縮機(jī)、高壓線束等。二、高壓互鎖的常見故障1.互鎖開關(guān)失效導(dǎo)致開路在安裝高壓部件蓋板的過程中，如果裝配人員在未裝配到位的情況下強(qiáng)行推動(dòng)蓋板，可能會(huì)將高壓互鎖彈片壓彎，進(jìn)而導(dǎo)致高壓部件蓋板關(guān)閉后，互鎖回路開關(guān)不能完全閉合。這種故障產(chǎn)生的原因一般是裝配人員移動(dòng)蓋板的方向與互鎖開關(guān)的朝向不一致。2.端子退針導(dǎo)致開路高壓互鎖回路中低壓線束和高壓設(shè)備上的端子都可能發(fā)生退針，進(jìn)而導(dǎo)致接觸不良。端子退針導(dǎo)致的接觸不良問題一般是在診斷過程中使用尺寸不合適的探針造成的。這就說明，在進(jìn)行故障原因排查時(shí)，如果探針直徑較大，可能會(huì)造成端子接觸不良。二、高壓互鎖的常見故障3.對地短路如果高壓互鎖回路發(fā)生對地短路也會(huì)導(dǎo)致高壓互鎖故障，進(jìn)而無法高壓上電。一般來說，如果報(bào)高壓互鎖開路故障，但是通過測試卻發(fā)現(xiàn)高壓互鎖回路是導(dǎo)通的，測試結(jié)果與所報(bào)故障矛盾，這種情況一般是互鎖回路對地短路造成的。此時(shí)通過測試可以發(fā)現(xiàn)高壓互鎖回路與車身之間也是導(dǎo)通的。4.動(dòng)力蓄電池內(nèi)部故障如果整車報(bào)高壓互鎖回路故障，而經(jīng)過檢測高壓互鎖回路線束完好，并且沒有對地短路的情況，那么可以繼續(xù)排查動(dòng)力蓄電池是否存在內(nèi)部故障。一、高壓互鎖檢查1.高壓互鎖識別（1）斷開快交流充電接口線束插接器，觀察高壓互鎖端子如圖所示。（2）斷開電動(dòng)壓縮機(jī)接口高壓互鎖插接器，觀察高壓互鎖端子，如圖所示。其他互鎖端子不一一展示。2.高壓互鎖測量以交流充電插接器為例講解測量過程。全程注意安全防護(hù)。（1）按照標(biāo)準(zhǔn)流程進(jìn)行整車高壓下電。（2）拆下交流充電插接器。（3）調(diào)整萬用表至電阻檔并校表，如圖所示。（4）測量交流充電插接器線束端的兩互鎖端子之間電阻并記錄，如圖所示。任務(wù)實(shí)施2.高壓互鎖測量（5）使用插針（這里使用簡易插針）測量交流充電插接器（車載充電機(jī)端）的兩互鎖端子之間電阻并記錄，如圖所示。（6）連接低壓蓄電池負(fù)極，打開啟動(dòng)停止按鍵，如圖所示。（7）調(diào)整萬用表至直流電壓檔，測量交流充電插接器互鎖端子輸出端與車身接地之間的輸出電壓并記錄，如圖所示。（8）使用短接工具（這里使用簡易短接工具——銅絲進(jìn)行演示）短接互鎖端子，模擬快充插接器PEU端的兩互鎖端子閉合狀態(tài)，測量其與車身接地之間的電壓并記錄，如圖所示。（9）恢復(fù)車輛，按照標(biāo)準(zhǔn)流程進(jìn)行整車上電。讀取數(shù)據(jù)流并清除故障碼。一、高壓互鎖檢查吉利帝豪EV450高壓互鎖電路圖如圖所示。高壓互鎖出現(xiàn)故障控制系統(tǒng)報(bào)表所示的故障碼。二、高壓互鎖故障診斷故障碼說明P1C4096高壓互鎖故障P1C8C04高壓互鎖PWM輸出信號對電源短路P1C8D04高壓互鎖PWM輸出信號對地短路P1C8E04高壓互鎖PWM輸出信號開路步驟1：使用故障診斷儀讀取電機(jī)控制器。（1）操作啟動(dòng)開關(guān)至ON狀態(tài)。（2）連接故障診斷儀，讀取系統(tǒng)故障代碼。（3）確認(rèn)系統(tǒng)是否存在故障代碼。如果存在故障代碼則根據(jù)輸出的DTC優(yōu)先處理電機(jī)控制器故障。否則進(jìn)入步驟2。步驟2：檢查電機(jī)控制器線路是否正常。（1）操作啟動(dòng)開關(guān)，至OFF狀態(tài)。（2）斷開蓄電池負(fù)極電纜，并等待至少90s以上。（3）斷開VCU線束連接器CA67a。（4）斷開電機(jī)控制器線束連接器BV11。（5）斷開充電機(jī)線束連接器BV10。二、高壓互鎖故障診斷步驟2：檢查電機(jī)控制器線路是否正常