新能源汽車檢查與維護(hù) 課件 項(xiàng)目三學(xué)習(xí)情境二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的維護(hù)與小總成更換 任務(wù)五動(dòng)力蓄電池的維護(hù)與小總成更換

項(xiàng)目三整車常規(guī)維護(hù)與小總成更換蘇州建設(shè)交通高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校學(xué)校學(xué)習(xí)情境二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的維護(hù)與小總成更換02學(xué)習(xí)目標(biāo)1能理解動(dòng)力蓄電池的類型、結(jié)構(gòu)、工作原理以及應(yīng)用。2能夠描述動(dòng)力電池組內(nèi)部組成部件及功能3能夠安全規(guī)范地對(duì)動(dòng)力蓄電池進(jìn)行就車檢查4能夠進(jìn)行新能源汽車動(dòng)力電池的分解與組裝。5能夠制訂工作計(jì)劃，獨(dú)立完成工作學(xué)習(xí)任務(wù)6以拆裝動(dòng)力蓄電池的實(shí)際案列，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成安全工作的習(xí)慣任務(wù)五動(dòng)力蓄電池的維護(hù)與小總成更換一、動(dòng)力蓄電池的作用

動(dòng)力蓄電池的作用是接收和儲(chǔ)存由車載充電機(jī)、發(fā)電機(jī)、制動(dòng)能量回收裝置或外置充電裝置提供的電能，并且為驅(qū)動(dòng)電機(jī)和其他高壓用電設(shè)備提供電能。新能源汽車的動(dòng)力蓄電池相當(dāng)于傳統(tǒng)燃油汽車的油箱，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。二、動(dòng)力蓄電池的安裝位置

動(dòng)力電池盡可能放在清潔、陰涼、通風(fēng)、干燥的地方并避免受到陽(yáng)光直射，遠(yuǎn)離熱源。動(dòng)力電池應(yīng)當(dāng)水平安裝放置，不可傾斜。純電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池體積較大，一般位于前地板下面（前后軸之間，駕駛艙正下方），安裝在此位置可以獲得較高碰撞安全性，且降低車輛重心，提高車輛操控性，有利于整車軸荷分配，進(jìn)而有利于提高整車駕乘體驗(yàn)和舒適性?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池個(gè)體較小，可在行李箱和后排座椅的下方或之間。

動(dòng)力蓄電池安裝在這些地方，不但使得拆裝操作更加簡(jiǎn)單，避免了動(dòng)力電池安裝分散，減少動(dòng)力電池之間高壓連接線束的使用，避免了線路連接過多的問題，而且節(jié)約了成本。二、動(dòng)力蓄電池的安裝位置三、新能源汽車常用的動(dòng)力蓄電池類型、結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用

動(dòng)力蓄電池是電動(dòng)汽車的主要能量來(lái)源，新能源汽車上所使用的動(dòng)力蓄電池種類繁多，外形差別較大，目前最常見的三種動(dòng)力蓄電池分別是鉛酸蓄電池，鎳氫電池和鋰離子蓄電池。三種常見的動(dòng)力蓄電池優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用見下圖。三、新能源汽車常用的動(dòng)力蓄電池類型、結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用1.鉛酸蓄電池

鉛酸蓄電池主要由正負(fù)極板、隔板、電解液等部分組成。

正負(fù)極板是蓄電池的核心部分，正負(fù)極板做成柵架（網(wǎng)架）形式，上面附滿活性物質(zhì)。蓄電池的充電和放電，就是靠正、負(fù)極板上活性物質(zhì)與硫酸溶液的化學(xué)反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

隔板的作用是把正、負(fù)極板隔開，防止正、負(fù)極板互相接觸造成短路；保證電解液中正、負(fù)離子順利通過；延緩正、負(fù)極板活性物質(zhì)的脫落，防止正、負(fù)極板因振動(dòng)而損傷。電解液是鉛酸蓄電池內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的主要物質(zhì)，鉛酸蓄電池電解液是用純凈硫酸和蒸餾水按一定比例配制而成的。電解液的純度和密度對(duì)電池容量和壽命有重要影響。三、新能源汽車常用的動(dòng)力蓄電池類型、結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用1.鉛酸蓄電池

鉛酸蓄電池的充電指的是將電能回充到蓄電池中。充電過程中將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。放電指的是從蓄電池中提取電能。放電過程中將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。具體工作原理見下圖。三、新能源汽車常用的動(dòng)力蓄電池類型、結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用2.鎳氫電池

鎳氫電池是一種性能良好的蓄電池，具有高能量、長(zhǎng)壽命、無(wú)記憶效應(yīng)、無(wú)污染的特點(diǎn)，因此被稱為“綠色電池”。鎳氫電池根據(jù)形狀可分為方型鎳氫電池和圓形鎳氫電池。鎳氫電池由氫氧化鎳正極，儲(chǔ)氫合金負(fù)極，隔膜紙，電解液，鋼殼，頂蓋，密封圈等組成。三、新能源汽車常用的動(dòng)力蓄電池類型、結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用2.鎳氫電池

鎳氫電池的工作原理工作是：充電時(shí)正極的Ni（OH）2和OH-反應(yīng)生成NiOOH和H2O，同時(shí)釋放出e-一起生成MH和OH-，總反應(yīng)是Ni（OH）2和M生成NiOOH，儲(chǔ)氫合金儲(chǔ)氫；放電時(shí)與此相反，MHab釋放H+，H+和OH-生成H2O和e-，NiOOH、H2O和e-重新生成Ni（OH）2和OH-,具體如下圖所示。三、新能源汽車常用的動(dòng)力蓄電池類型、結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用3.鋰離子蓄電池

鋰電池（Lithiumbattery）是指電化學(xué)體系中含有鋰（包括金屬鋰、鋰合金和鋰離子、鋰聚合物）的電池。根據(jù)鋰離子電池形狀不同，鋰離子電子可分為軟包電池，方形電池，圓柱形電池。不同形狀鋰離子電池的優(yōu)缺點(diǎn)如下圖所示。三、新能源汽車常用的動(dòng)力蓄電池類型、結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用3.鋰離子蓄電池

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、三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池。三元材料鋰離子蓄電池以其能量密度高、安全性好等優(yōu)點(diǎn)在電動(dòng)汽車上得到了廣泛應(yīng)用。不同類型的鋰離子電池對(duì)比見下圖。三、新能源汽車常用的動(dòng)力蓄電池類型、結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用3.鋰離子蓄電池

鋰離子電池在原理上實(shí)際是一種鋰離子濃差電池。Li+在正負(fù)電極間的往返嵌入和脫嵌形成電池的充電和放電過程。充電時(shí)，Li+從正極脫嵌經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰態(tài)，正極處于貧鋰態(tài)，同時(shí)電子的補(bǔ)償電荷從外電路供給到碳負(fù)極，保持負(fù)極的電平衡。放電時(shí)則相反，Li+從負(fù)極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入到正極，正極處于富鋰態(tài)，負(fù)極處于貧鋰態(tài)。

四、新能源汽車動(dòng)力蓄電池組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及各組件的作用

動(dòng)力蓄電池組主要由動(dòng)力電池模組、電池管理系統(tǒng)（BMS）、動(dòng)力電池箱及輔助元器件等四部分組成四、新能源汽車動(dòng)力蓄電池組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及各組件的作用1.動(dòng)力電池模組

動(dòng)力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)后形成模塊。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)電池模組再串聯(lián)成電池包，電池包最終組成動(dòng)力蓄電池四、新能源汽車動(dòng)力蓄電池組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及各組件的作用2.電池管理系統(tǒng)（BMS）

電池管理系統(tǒng)(BMS)是電池保護(hù)和管理的核心部件，在動(dòng)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(zhǎng)使用壽命，作為電池和整車控制器以及駕駛者溝通的橋梁，通過控制接觸器控制動(dòng)力電池組的充放電，并向整車控制器(VCU)上報(bào)動(dòng)力電池系統(tǒng)的基本參數(shù)及故障信息。

四、新能源汽車動(dòng)力蓄電池組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及各組件的作用3.動(dòng)力電池箱動(dòng)力電池箱主要包含上蓋和下托盤，還有輔助元器件，如過渡件、護(hù)板、螺栓等，動(dòng)力電池箱有承載及保護(hù)動(dòng)力電池組及電氣元件的作用。四、新能源汽車動(dòng)力蓄電池組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及各組件的作用4.輔助元器件

主要包括動(dòng)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(shí)，高電壓自電池組輸出到車輛動(dòng)力系統(tǒng)，接觸器斷開后，高電壓保存在電池組內(nèi)。五、動(dòng)力蓄電池組的溫度控制

動(dòng)力蓄電池溫度控制包含兩個(gè)方面：冷卻和加熱，即在電池溫度過高時(shí)的有效散熱，低溫條件下的快速加熱。通過對(duì)動(dòng)力電池組冷卻或加熱，保持動(dòng)力電池組較佳的工作溫度，以改善其運(yùn)行效率并提高電池組的壽命。目前對(duì)動(dòng)蓄電池的冷卻方式主要采取風(fēng)冷和水冷兩種模式。五、動(dòng)力蓄電池組的溫度控制

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）濕式加熱當(dāng)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

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。六、動(dòng)力蓄電池組的性能指標(biāo)

常見的車用動(dòng)力蓄電池有鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。每鐘電