《新能源汽車(chē)動(dòng)力電池及管理系統(tǒng)檢修》 課件 模塊1 新能源汽車(chē)動(dòng)力電池及管理系統(tǒng)認(rèn)知

新能源汽車(chē)動(dòng)力電池及管理系統(tǒng)檢修能力模塊一新能源汽車(chē)動(dòng)力電池及管理系統(tǒng)認(rèn)知任務(wù)一調(diào)研分析新能源汽車(chē)動(dòng)力電池知識(shí)目標(biāo)1.了解動(dòng)力電池的行業(yè)術(shù)語(yǔ)。2.掌握動(dòng)力電池的分類(lèi)及使用情況。3.了解動(dòng)力電池的型號(hào)編碼規(guī)則。1.具備辨識(shí)秦EV車(chē)型動(dòng)力電池主要部件的能力。2.具備辨識(shí)單體電池種類(lèi)的能力。1.了解我國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程，感受?chē)?guó)內(nèi)新能源汽車(chē)企業(yè)攻堅(jiān)克難的探索精神。2.探索我國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程，了解其重要性，樹(shù)立職業(yè)自豪感。3.嚴(yán)格執(zhí)行6S現(xiàn)場(chǎng)管理。技能目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)導(dǎo)入某品牌車(chē)企計(jì)劃研發(fā)一款緊湊型純電動(dòng)轎車(chē)，車(chē)輛設(shè)計(jì)最高車(chē)速不超過(guò)130km/h，要求其在NEDC工況下續(xù)航400km。作為一名助理工程師，主管要求你為該款車(chē)型匹配動(dòng)力電池，并拆解市面上某款競(jìng)品純電動(dòng)轎車(chē)的動(dòng)力電池給出分析報(bào)告。目錄Contents動(dòng)力電池行業(yè)術(shù)語(yǔ)01動(dòng)力電池的分類(lèi)02三元鋰電池的基本知識(shí)04磷酸鐵鋰電池的基本知識(shí)03目錄Contents鈦酸鋰電池的基本知識(shí)05匹配動(dòng)力電池的方法06動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)08動(dòng)力電池的編碼規(guī)則07目錄Contents秦EV動(dòng)力電池介紹09新能源乘用車(chē)的補(bǔ)貼10實(shí)訓(xùn)12人員防護(hù)用品及操作工具11動(dòng)力電池行業(yè)術(shù)語(yǔ)011.電池管理系統(tǒng)一.動(dòng)力電池行業(yè)術(shù)語(yǔ)電池組內(nèi)部的控制系統(tǒng)，一般由一個(gè)或多個(gè)電子控制器組成。

英文BatteryManagementSystem，縮寫(xiě)B(tài)MS。作用：電池電壓采樣、溫度采樣、電池均衡、采樣線異常檢測(cè)等。充/放電管理、電池?zé)峁芾怼⒔佑|器控制、功率控制、電池異常狀態(tài)報(bào)警和保護(hù)、荷電狀態(tài)（SOC）/健康狀態(tài)（SOH）計(jì)算、自檢以及通訊等功能。定義電池信息采集器功能2.電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)一.動(dòng)力電池行業(yè)術(shù)語(yǔ)維持動(dòng)力電池在適宜的環(huán)境溫度中工作，最大限度的發(fā)揮動(dòng)力電池的潛力。功能避免電池在極端情況下工作，防止或者降低電池因熱失控帶來(lái)的電池起火或爆炸。注意事項(xiàng)英文表述BatteryThermalManagementSystem，BTMS一.動(dòng)力電池行業(yè)術(shù)語(yǔ)3.倍率定義電池在規(guī)定的時(shí)間充/放出其額定容量時(shí)所需要的電流值，也是衡量充/放電快慢的一種量度。1C充放電，即1小時(shí)內(nèi)可以將電池包充滿(mǎn)/放完電；2C即30min內(nèi)將電池包充充滿(mǎn)/放完電。實(shí)例4.標(biāo)稱(chēng)電壓一.動(dòng)力電池行業(yè)術(shù)語(yǔ)標(biāo)稱(chēng)電壓英文縮寫(xiě)：NominalVoltage，物理學(xué)的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)，是指穩(wěn)壓熱敏電阻器在+25℃時(shí)，標(biāo)稱(chēng)工作電流所對(duì)應(yīng)的電壓值。其在0.2C放電時(shí)全過(guò)程的平均電壓，是一個(gè)近似數(shù)值。動(dòng)力電池的標(biāo)稱(chēng)電壓一.動(dòng)力電池行業(yè)術(shù)語(yǔ)5.中值、峰值、終止電壓中值電壓（MeanVoltage）是指電池放到50%容量時(shí)的電壓。中值電壓是衡量大電流放電、電池高倍率放電能力的重要指標(biāo)。峰值電壓（PeakVoltage）是指電池充電截止電壓，如磷酸鐵鋰電池峰值電壓3.65V、NCM三元鋰電池峰值電壓3.7V等。終止電壓（FinalVoltage）指電池放電截止電壓，如磷酸鐵鋰電池終止電壓2.5V、NCM三元鋰電池終止電壓2.75V等。6.放電平臺(tái)一.動(dòng)力電池行業(yè)術(shù)語(yǔ)定義放電平臺(tái)（DischargeCurve）是電池放電曲線的一個(gè)直接的表征。即電池完全充電后，以一定速率的電流放電時(shí)，電壓下降相對(duì)緩慢的那段時(shí)間。三元鋰電池NCM622，通常以1C放電至3.6V的時(shí)間表示放電平臺(tái)。實(shí)例7.自放電一.動(dòng)力電池行業(yè)術(shù)語(yǔ)電池在沒(méi)有對(duì)外做功的情況下，其自身內(nèi)部物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而致使電池能量（容量）損失的現(xiàn)象。圖1：自放電較大的電池往往表現(xiàn)為儲(chǔ)存一段時(shí)間后出現(xiàn)低電壓或零電壓的現(xiàn)象。圖1自放電一.動(dòng)力電池行業(yè)術(shù)語(yǔ)8.容量定義動(dòng)力電池所能儲(chǔ)存的電量，其單位是安時(shí)（Ah）。它是一個(gè)與系統(tǒng)能量大小有關(guān)的單位。假設(shè)將電比作水，將電池比作水池，那么水池越大裝的水就越多，說(shuō)明容量也就越大。實(shí)例一.動(dòng)力電池行業(yè)術(shù)語(yǔ)9.循環(huán)、健康狀態(tài)循環(huán)電池完成一個(gè)充電-放電的過(guò)程稱(chēng)為一個(gè)循環(huán)。電池可以在不同功率、電壓或者恒定倍率下進(jìn)行充/放電。健康狀態(tài)（stateofhealth，SOH）指電池壽命起始狀態(tài)相比較的當(dāng)前電池狀態(tài)，即電池衰減率。健康狀態(tài)一.動(dòng)力電池行業(yè)術(shù)語(yǔ)10.深度放電、荷電狀態(tài)深度放電荷電狀態(tài)一.動(dòng)力電池行業(yè)術(shù)語(yǔ)定義英文表述：highvoltage，HV，根據(jù)GB3805-2008規(guī)定直流超過(guò)60V，交流超過(guò)25V的電壓。注意事項(xiàng)高壓系統(tǒng)必須要裝配合適的安全保護(hù)措施。實(shí)例高壓互鎖回路、手動(dòng)維修開(kāi)關(guān)（MSD）等。使用橙色波紋管區(qū)分高、低壓系統(tǒng)。手動(dòng)維修開(kāi)關(guān)11.高壓一.動(dòng)力電池行業(yè)術(shù)語(yǔ)英文表述：InternalResistance定義：電池在工作時(shí)，電流流過(guò)電池內(nèi)部所受到的阻力。影響因素：電極材料、電解液、隔膜電阻及各部分零件的接觸電阻組成，與電池的尺寸、結(jié)構(gòu)、裝配等后果：電池內(nèi)阻增大會(huì)導(dǎo)致電池放電工作電壓降低，放電時(shí)間縮短，對(duì)電池的性能和循環(huán)壽命等造成嚴(yán)重影響。12.內(nèi)阻一.動(dòng)力電池行業(yè)術(shù)語(yǔ)13.串聯(lián)、并聯(lián)并聯(lián)結(jié)構(gòu)串聯(lián)結(jié)構(gòu)動(dòng)力電池的分類(lèi)02二.動(dòng)力電池的分類(lèi)磷酸鐵鋰電池的基本知識(shí)03三.磷酸鐵鋰電池的基本知識(shí)內(nèi)部結(jié)構(gòu)磷酸鐵鋰電池是一種使用磷酸鐵鋰（LiFePO_4）作為正極材料，碳作為負(fù)極材料的鋰離子電池，單體標(biāo)稱(chēng)電壓為3.2V，充電截止電壓為3.6V~3.65V，放電截止電壓為2.5V。最大持續(xù)放電倍率為3C。磷酸鐵鋰電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)

充電原理三.磷酸鐵鋰電池的基本知識(shí)充電過(guò)程中，磷酸鐵鋰中的部分鋰離子脫出，經(jīng)電解質(zhì)傳遞到負(fù)極，嵌入負(fù)極碳材料；同時(shí)從正極釋放出電子，自外電路到達(dá)負(fù)極，維持化學(xué)反應(yīng)的平衡。放電過(guò)程中，鋰離子自負(fù)極脫出，經(jīng)電解質(zhì)到達(dá)正極，同時(shí)負(fù)極釋放電子，自外電路到達(dá)正極，為外界提供能量。三.磷酸鐵鋰電池的基本知識(shí)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)與鉛酸動(dòng)力電池對(duì)比：工作電壓高能量密度大循環(huán)壽命長(zhǎng)安全性能好自放電率小無(wú)記憶效應(yīng)環(huán)保無(wú)污染振實(shí)密度與壓實(shí)密度很低，能量密度較低低溫性能較差磷酸鐵鋰電池的一致性差磷酸鐵鋰電池的特點(diǎn)三.磷酸鐵鋰電池的基本知識(shí)磷酸鐵鋰電池的應(yīng)用比亞迪漢EV比亞迪“刀片電池”三元鋰電池的基本知識(shí)04四.三元鋰電池的基本知識(shí)正極材料使用鎳鈷錳酸鋰（NCM）三元正極材料的鋰電池。鎳元素起到提升電池能量密度的作用；鈷元素能提高材料的放電容量，且能穩(wěn)定電池材料結(jié)構(gòu)；錳元素能降低材料成本、提高材料安全性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。三元鋰電池單體標(biāo)稱(chēng)電壓為3.6V，充電截止電壓為4.20V～4.25V，放電截止電壓為2.75V，最大持續(xù)放電倍率為1C。1.定義四.三元鋰電池的基本知識(shí)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)電壓平臺(tái)高；能量密度高；低溫性能好；三元鋰電池的低溫性能比磷酸鐵鋰電池好。電池成組成pack后整體輸出的效率較低，最大持續(xù)輸出1C放電倍率；容量衰減較快；安全性差。三元鋰電池的特點(diǎn)四.三元鋰電池的基本知識(shí)三元鋰電池的應(yīng)用比亞迪漢DM插電式混合動(dòng)力汽車(chē)三元鋰電池鈦酸鋰電池的基本知識(shí)05五.鈦酸鋰電池的基本知識(shí)鈦酸鋰電池的定義和特點(diǎn)特點(diǎn)：鈦酸鋰的高安全性；高穩(wěn)定性；長(zhǎng)壽命；綠色環(huán)保。定義：鈦酸鋰電池是一種用鈦酸鋰作鋰離子電池負(fù)極材料。鈦酸鋰電池工作電壓2.4V，最高電壓3.0V，持續(xù)充電電流大于2C。可與錳酸鋰、三元材料或磷酸鐵鋰等正極材料組成2.4V或1.9V的鋰離子二次電池。與鈦酸鋰作正極，與金屬鋰或鋰合金負(fù)極組成1.5V的鋰二次電池。五.鈦酸鋰電池的基本知識(shí)工作人員對(duì)退役鈦酸鋰電池進(jìn)行檢測(cè)鈦酸鋰電池的應(yīng)用“不脹氣”的鈦酸鋰LTO電池產(chǎn)品，并首先實(shí)現(xiàn)了在電動(dòng)公交客車(chē)上的批量應(yīng)用。實(shí)例：在珠海的銀龍公交車(chē)、北京的雙層觀光巴士都是搭載銀隆鈦酸鋰電池。匹配動(dòng)力電池的方法06六.匹配動(dòng)力電池的方法從安全角度匹配選用磷酸鐵鋰電池--安全，特別是刀片電池，可以通過(guò)嚴(yán)苛的針刺試驗(yàn)。選用三元鋰電池，同樣的體積、容量，更能滿(mǎn)足消費(fèi)者所渴望的長(zhǎng)續(xù)航的需求。從長(zhǎng)續(xù)航需求匹配如何匹配動(dòng)力電池選用鈦酸鋰電池可以支持快速充電，充電效率高。從充電效率匹配動(dòng)力電池的編碼規(guī)則07七.動(dòng)力電池的編碼規(guī)則電池的直徑圓柱形電池18650B65電池的高度圓柱形電池0BB品電池1818650B電池電池由英文字母、數(shù)字疊加表示，代表電池的類(lèi)別及外部尺寸。常見(jiàn)的圓柱形電池有：18650、21700、26650、32650、38650、46800。七.動(dòng)力電池的編碼規(guī)則IFP27175200A-105Ah代表電池容量代表電池外殼為鋁殼代表電池高度尺寸代表電池的正極材料代表電池的外形為方形代表電池寬度尺寸代表電池厚度尺寸動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)08八.動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)類(lèi)型動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)類(lèi)型單體鋰電池的電壓并不足以支持整車(chē)的高壓部件工作，因此有必要將多個(gè)單體串聯(lián)，組成一個(gè)高電壓的電池pack。動(dòng)力電池的pack有3種組成方式：串聯(lián)、先串聯(lián)后并聯(lián)、或先并聯(lián)后串聯(lián)。八.動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)電池磚

電池磚電池組右圖所示的電池模組是由3個(gè)IFP27175200A-105Ah的單體電池并聯(lián)組成“電池磚”后再由5個(gè)“電池磚”串聯(lián)組成電池模組。此類(lèi)成組方式是3P5S，行業(yè)內(nèi)稱(chēng)為“3并5串”。秦EV動(dòng)力電池的介紹09九.秦EV動(dòng)力電池的介紹秦EV動(dòng)力電池銘牌九.秦EV動(dòng)力電池的介紹性能指標(biāo)規(guī)格（300Km）規(guī)格（400Km）備注電池包容量105Ah130Ah23±2℃、1C充電、1C放電額定電壓386.9V408.8V充電截止電壓4.2V4.2V充電截止放電截止電壓2.5V2.5V放電截止充電溫度-20～+65℃-20～+65℃與BMS配套使用放電溫度-30～+65℃-30～+65℃與BMS配套使用儲(chǔ)存溫度[-40]℃～[40]℃，短期儲(chǔ)存（3個(gè)月）25%≤SOC≤40%[-20]℃～[35]℃，長(zhǎng)期儲(chǔ)存（＜1年）30%≤SOC≤40%重量≥350KG秦EV的動(dòng)力電池存放標(biāo)準(zhǔn)新能源乘用車(chē)的補(bǔ)貼10十.新能源乘用車(chē)的補(bǔ)貼車(chē)輛類(lèi)型純電動(dòng)續(xù)駛里程R（工況法、公里）純電動(dòng)乘用車(chē)300≤R＜400R≥400R≥50（NEDC工況）/R≥43（WLTC工況）0.911.26/插電式混合動(dòng)力（含增程式）乘用車(chē)/0.48純電動(dòng)乘用車(chē)單車(chē)補(bǔ)貼金額=Min{里程補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，車(chē)輛帶電量×280元}×電池系統(tǒng)能量密度調(diào)整系數(shù)×車(chē)輛能耗調(diào)整系數(shù)。對(duì)于非私人購(gòu)買(mǎi)或用于營(yíng)運(yùn)的新能源乘用車(chē)，按照相應(yīng)補(bǔ)貼金額的0.7倍給予補(bǔ)貼。補(bǔ)貼前售價(jià)應(yīng)在30萬(wàn)元以下（以機(jī)動(dòng)車(chē)銷(xiāo)售統(tǒng)一發(fā)票、企業(yè)官方指導(dǎo)價(jià)等為參考依據(jù)，“換電模式”除外）。2022年非公共領(lǐng)域新能源乘用車(chē)補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)人員防護(hù)用品及操作工具11十一.人員防護(hù)用品及操作工具圖片名稱(chēng)要求用途手套普通勞保手套拆卸螺栓、搬運(yùn)物品等過(guò)程中對(duì)手部的保護(hù)

絕緣鞋耐壓DC1000V拆卸高壓部件時(shí)對(duì)作業(yè)者腳部防護(hù)

電工膠布普通型高、低壓插件端口防護(hù)

絕緣防護(hù)手套耐壓DC1000V操作高壓部件時(shí)手部、臂部防護(hù)

護(hù)目鏡耐酸堿液體拆卸漏液動(dòng)力電池時(shí)眼部的防護(hù)人員防護(hù)用品及操作工具十一.人員防護(hù)用品及操作工具圖片名稱(chēng)要求用途絕緣工具套裝耐壓DC1000V拆卸高壓部件螺栓等

龍門(mén)舉升機(jī)4噸舉升新能源汽車(chē)

電池舉升平臺(tái)高度1.2-1.7米動(dòng)力電池拆卸，移動(dòng)動(dòng)力電池

扳手套裝常用工具拆卸車(chē)輛除高壓部件外的零部件

叉車(chē)1.5噸以上移動(dòng)動(dòng)力電池及高壓部件人員防護(hù)用品及操作工具實(shí)

訓(xùn)12（一）設(shè)備及工具準(zhǔn)備序號(hào)設(shè)備及工具名稱(chēng)數(shù)量1比亞迪秦EV1輛2工位防護(hù)套裝1套3人員防護(hù)套裝1套4電池升降平臺(tái)1臺(tái)5一體化工量具1套6NCM電池1套7LFP電池1套8圓柱電池1套任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)準(zhǔn)備1.穿戴絕緣鞋和安全帽。2.設(shè)置隔離欄隔離維修工位。3.在工位出口處設(shè)置高壓安全警示牌，提醒周邊人員工位正在進(jìn)行高壓電氣維修。4.記錄車(chē)輛銘牌信息。（三）安全防護(hù)準(zhǔn)備（二）場(chǎng)地設(shè)備準(zhǔn)備檢查實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地和設(shè)備設(shè)施是否清潔及存在安全隱患，配電箱、排查是否符合用電需求，如不正常請(qǐng)匯報(bào)老師并進(jìn)行處理。實(shí)施步驟（一）高壓安全下電1.將車(chē)輛停入作業(yè)工位2.車(chē)輛下電，將車(chē)輛鑰匙存放在安全處。3.打開(kāi)前機(jī)艙，鋪設(shè)前機(jī)艙翼子板墊。4.斷開(kāi)蓄電池負(fù)極，負(fù)極電纜接頭用絕緣膠布包好。蓄電池負(fù)極樁頭用蓋子蓋好或用絕緣膠布包好。5.放置車(chē)輛5～10min，對(duì)新能源汽車(chē)的高壓電容器進(jìn)行放電。6.斷開(kāi)前機(jī)艙動(dòng)力電池包母線進(jìn)行驗(yàn)電，斷開(kāi)動(dòng)力蓄電池母線后，需要對(duì)動(dòng)力電池的母線進(jìn)行驗(yàn)電，如果母線有殘余電荷，需用放電設(shè)備進(jìn)行放電，確保動(dòng)力蓄電池母線無(wú)電。7.驗(yàn)電完畢，將動(dòng)力電池包母線接插件用蓋子蓋好或用絕緣膠布包好。實(shí)施步驟（二）舉升車(chē)輛1.調(diào)節(jié)舉升臂位置，和臂上的墊塊對(duì)準(zhǔn)車(chē)輛的舉升點(diǎn)。2.按下舉升當(dāng)汽車(chē)被舉起時(shí)，觀察車(chē)輛是否水平托舉。3.當(dāng)車(chē)輛里地面5厘米至10厘米時(shí)停下，檢查車(chē)輛是否被平穩(wěn)托舉、晃動(dòng)車(chē)輛是否牢固無(wú)偏差。4.確認(rèn)無(wú)問(wèn)題后，將車(chē)輛舉升到合適高度。5.拉下鎖定裝置。（四）拆卸動(dòng)力電池包附件及檢測(cè)1.拆下電池包托盤(pán)底部安裝的四周的護(hù)板。2.拆下電池包低壓接插件及高壓接插件（高壓需佩戴絕緣手套）。3.用萬(wàn)用表檢查檢測(cè)電池包是否漏電。檢測(cè)方法（需佩戴絕緣手套）：將萬(wàn)用表正極分別搭在電池正負(fù)極引出，負(fù)極搭車(chē)身地。正常值為10V以下。若過(guò)大1請(qǐng)不要拆卸，檢查漏電原因和地方，排除問(wèn)題后再進(jìn)行以下操作。（三）動(dòng)力電池包外觀檢查1.圍繞動(dòng)力電池總成四周檢查外觀。實(shí)施步驟（五）拆卸動(dòng)力電池包1.在電池包正下方準(zhǔn)備電池包升降臺(tái)，升降臺(tái)需要升至電池包的高度托舉電池包。2.佩戴絕緣手套，使用套筒卸掉動(dòng)力電池與車(chē)身固定螺栓，將電池包拆放至升降臺(tái)。3.緩慢將電池包升降臺(tái)降至合適高度后，拉出車(chē)輛舉升工位并將電池包放置專(zhuān)用工位，設(shè)置安全警示牌及隔離欄。（四）拆卸動(dòng)力電池包附件及檢測(cè)4.排空動(dòng)力電池總成冷卻液。5.拆卸動(dòng)力電池總成搭鐵線或等電位線。6.在電池包正下方準(zhǔn)備電池包升降臺(tái)，升降臺(tái)需要升至電池包的高度托舉電池包。實(shí)施步驟（七）拆卸動(dòng)力電池包模組1.小心拆下電池包模組上的塑料蓋板。2.選用一體化工量具里面的合適棘輪、套筒，拆下電池包模組壓板，將會(huì)看見(jiàn)車(chē)輛的三元鋰電池（ncm）。（六）拆卸動(dòng)力電池包上蓋1.使用手持式電動(dòng)手槍鉆，選用合適大小的鉆頭，沿電池一周取下電池上蓋固定鉚釘。2.使用一體化工量具里的平面鏟刀，沿電池一周把密封膠鏟出，使電池上蓋與電池底板分離。3.選用一體化工量具里面的合適棘輪、接桿、套筒，打松電池高低壓插接器處壓板固定螺栓，取下固定壓板。4.將動(dòng)力電池包上蓋取下。實(shí)施步驟（九）實(shí)訓(xùn)現(xiàn)場(chǎng)整理維修結(jié)束后，收回高壓安全警示牌和隔離欄，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)6S。（八）單體電池種類(lèi)的辨識(shí)方法1.看電壓：3.7V是錳酸鋰或鈷酸鋰電池，3.6V是動(dòng)力鈷酸鋰電池，3.2V是磷酸鐵鋰電池。2.看表示：圓柱：直徑*高度(mm),方形：厚度*寬度*高度（mm）。3.看外殼：分工程塑料，鍍鎳鋼殼，鋁殼三種。實(shí)施步驟新能源汽車(chē)動(dòng)力電池及管理系統(tǒng)檢修能力模塊一新能源汽車(chē)動(dòng)力電池及管理系統(tǒng)認(rèn)知任務(wù)二調(diào)研分析新能源汽車(chē)動(dòng)力電池管理系統(tǒng)知識(shí)目標(biāo)1.了解電池管理系統(tǒng)的行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀。2.掌握電池管理的原因。3.掌握動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成與工作原理。1.具備辨識(shí)秦EV動(dòng)力電池管理系統(tǒng)主要部件的能力。2.具備根據(jù)新能源汽車(chē)的需求匹配合適的動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的能力。1.了解動(dòng)力電池及管理系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)和產(chǎn)業(yè)前沿信息，明確自身職業(yè)方向。2.嚴(yán)格執(zhí)行6S現(xiàn)場(chǎng)管理。技能目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)learningtarget任務(wù)導(dǎo)入Taskimport某車(chē)企計(jì)劃研發(fā)一款緊湊型純電動(dòng)轎車(chē)，要求其在NEDC工況下續(xù)航達(dá)到400km。作為一名助理工程師，主管要求你為已經(jīng)選好的三種主流動(dòng)力電池匹配合理的電池管理系統(tǒng)（BMS）。目錄Contents電池管理系統(tǒng)的行業(yè)現(xiàn)狀01電池管理系統(tǒng)的分類(lèi)02動(dòng)力電池BMS的結(jié)構(gòu)及主要部件介紹04電池管理的原因03目錄Contents動(dòng)力電池BMS的工作原理05動(dòng)力電池BMS的功能介紹06實(shí)訓(xùn)07電池管理系統(tǒng)的行業(yè)現(xiàn)狀01NewLesson應(yīng)用領(lǐng)域電池管理系統(tǒng)的行業(yè)現(xiàn)狀01作為實(shí)時(shí)監(jiān)控、自動(dòng)均衡、智能充放電的電子部件，起到保障安全、延長(zhǎng)壽命、估算剩余電量等重要功能，是動(dòng)力和儲(chǔ)能電池組中不可或缺的重要部件。電池管理系統(tǒng)（BMS）應(yīng)用領(lǐng)域電池管理系統(tǒng)的行業(yè)現(xiàn)狀01電能儲(chǔ)能新能源汽車(chē)消費(fèi)電子BMS是電池系統(tǒng)的“核心大腦”電池管理系統(tǒng)的行業(yè)現(xiàn)狀01中國(guó)電池管理系統(tǒng)（BMS）行業(yè)主要企業(yè)業(yè)務(wù)布局新能源汽車(chē)BMS寧德時(shí)代電能儲(chǔ)能BMS協(xié)能科技廣汽、北汽、海馬、東風(fēng)、威馬、長(zhǎng)城、吉利等北汽新能源北汽新能源比亞迪比亞迪、杭州西湖比亞迪、華林特裝國(guó)軒高科大眾、江淮、奇瑞、吉利億能電子江淮、一汽、北汽華霆?jiǎng)恿础⑽辶狻V汽欣旺達(dá)新龍馬、寶馬、北汽均勝電子寶馬、奔馳、大眾國(guó)電南瑞、山東電網(wǎng)等妙益科技通信基站、辦公樓等儲(chǔ)能領(lǐng)域消費(fèi)電子BMS德賽電池其他類(lèi)型BMS銳深科技電池管理系統(tǒng)的行業(yè)現(xiàn)狀01產(chǎn)業(yè)鏈電池管理系統(tǒng)的行業(yè)現(xiàn)狀01市場(chǎng)份額電池管理系統(tǒng)的行業(yè)現(xiàn)狀01發(fā)展阻礙芯片技術(shù)車(chē)規(guī)級(jí)BMS芯片技術(shù)門(mén)檻高，供應(yīng)商主要為國(guó)外企業(yè)。BMSMCU芯片，被恩智浦等廠商掌握；BMSAFE的主要供應(yīng)商為亞德諾、德州儀器等海外公司。車(chē)規(guī)級(jí)半導(dǎo)體企業(yè)在進(jìn)入整車(chē)廠的供應(yīng)鏈體系前，一般需通過(guò)質(zhì)量管理體系IATF16949和可靠性標(biāo)準(zhǔn)ISO26262等認(rèn)證。還需經(jīng)歷嚴(yán)苛的應(yīng)用測(cè)試驗(yàn)證和長(zhǎng)周期的上車(chē)驗(yàn)證，才能進(jìn)入汽車(chē)前裝供應(yīng)鏈。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范如何突破發(fā)展障礙電池管理系統(tǒng)的分類(lèi)02電池管理的分類(lèi)電池管理系統(tǒng)的分類(lèi)01分布式BMS集成式BMS集成式BMS在電芯成組過(guò)程中將主控板與電池的檢測(cè)板，甚至是絕緣檢測(cè)模塊都安裝在一處，內(nèi)部以電線連接成為一個(gè)整體。分布式BMS有一個(gè)主控制器在位于中央位置，還有多路分開(kāi)的電路板監(jiān)控檢測(cè)電芯的情況。電池管理系統(tǒng)的分類(lèi)01集成式BMS優(yōu)點(diǎn)：可最大限度減少硬件的數(shù)量；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，開(kāi)發(fā)成本低；算法應(yīng)用相對(duì)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：接線比較復(fù)雜；安全性相對(duì)較弱。集成式BMS結(jié)構(gòu)框圖電池管理系統(tǒng)的分類(lèi)01分布式BMS優(yōu)點(diǎn)：各信息采集器之間通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，可以減少電線的使用；每個(gè)模組上的柔性PCB在采集電池的電壓、溫度信息的同時(shí)也可進(jìn)行被動(dòng)均衡；可以更好的管控電池系統(tǒng)。缺點(diǎn)：分布式BMS較集成式BMS增加了較多的硬件，成本相對(duì)較高。分布式BMS結(jié)構(gòu)框圖電池管理的原因03電池管理的原因01電池管理為何重要估算電池剩余能量安全需要提高電池組有效儲(chǔ)能延長(zhǎng)電池使用壽命動(dòng)力電池BMS的結(jié)構(gòu)及主要部件介紹04動(dòng)力電池BMS的結(jié)構(gòu)01結(jié)構(gòu)組成硬件部分由一個(gè)或多個(gè)電子控制器組成，包含電池管理器、絕緣模塊、電池信息采集器、接觸器、霍爾傳感器/分流器、熔斷器、手動(dòng)維修開(kāi)關(guān)（MSD）預(yù)充電阻等電子元件。對(duì)主控模塊和測(cè)量模塊的各功能單元編寫(xiě)軟件程序，而后連接起來(lái)構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)程序。軟件部分電池管理系統(tǒng)包含硬件和軟件兩部分動(dòng)力電池BMS的結(jié)構(gòu)01結(jié)構(gòu)組成電池信息采集器主要部件介紹02電池管理器（BMC）功能：實(shí)時(shí)接收電池信息采集器采集的單體電壓、溫度、均衡等信息；接收絕緣模塊反饋高壓系統(tǒng)絕緣狀態(tài)和電流情況；電池管理系統(tǒng)與網(wǎng)關(guān)控制器與整車(chē)進(jìn)行通信；電池管理系統(tǒng)與直流充電樁進(jìn)行通訊；BMC控制接觸器吸合或斷開(kāi)、控制充/放電電流和電池?zé)峁芾砜刂魄闆r；喚醒電池管理系統(tǒng)的應(yīng)答；對(duì)電池組進(jìn)行SOC和SOH的估算。電池管理器是一個(gè)連接外部通信和內(nèi)部通信的平臺(tái)。主要部件介紹02充配電總成電源轉(zhuǎn)換器DC-DC高壓配電箱PDU車(chē)載充電器OBC充配電總成配電箱負(fù)極接觸器接觸器燒結(jié)檢測(cè)模塊漏電檢測(cè)模塊直流充電正極主要部件介紹02電池信息采集器電池電壓采樣：實(shí)時(shí)接收電池信息采集器采集的單體電壓、溫度、均衡電池單體通過(guò)串聯(lián)的方式依次疊加，采樣芯片的采樣通道也按照次第的順序往上疊加，對(duì)于電池單體采樣通道上的濾波電路，基本上目前所有的采樣芯片都是100Ω的串阻，然后加上一個(gè)濾波電容，通過(guò)經(jīng)典的RC濾波電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。主要作用：電池電壓采樣、溫度采樣、電池均衡、采樣線異常檢測(cè)等，采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)電池子網(wǎng)反饋給電池管理器。電池電壓采樣圖電池信息采集器主要部件介紹02電池信息采集器FPC電池FPC采樣電壓、溫度主要部件介紹02電池信息采集器電池電壓采樣示意圖主要部件介紹02霍爾傳感器高壓母線上嵌套霍爾電流傳感器霍爾電流傳感器套在高壓母線上，如圖所示。同時(shí)霍爾傳感器在參數(shù)測(cè)量過(guò)程中能實(shí)現(xiàn)主電路回路和單片機(jī)系統(tǒng)的隔離，安全性更高。霍爾傳感器最初在日系混合動(dòng)力車(chē)上使用較多，現(xiàn)在慢慢有智能的分流器完成電壓和電流的采樣，通過(guò)串行總線傳輸，甚至可以在里面實(shí)現(xiàn)電池荷電狀態(tài)（SOC）的估算。動(dòng)力電池BMS的工作原理Practicaltraining05動(dòng)力電池BMS的工作原理01動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的工作原理動(dòng)力電池模組位于密封、屏蔽的動(dòng)力電池箱內(nèi)部，通過(guò)可靠的高低壓插接件與整車(chē)的用電設(shè)備和控制系統(tǒng)進(jìn)行連接。電池系統(tǒng)內(nèi)的BIC可實(shí)時(shí)采集各單體的電壓值、各溫度傳感器的溫度值、電池系統(tǒng)的總電壓值和總電流值、電池系統(tǒng)的絕緣電阻值等數(shù)據(jù)，并根據(jù)BMC中設(shè)定的閾值來(lái)判定電池工作是否正常，并對(duì)故障實(shí)時(shí)監(jiān)控。此外動(dòng)力電池系統(tǒng)還通過(guò)BMC使用CAN總線在網(wǎng)關(guān)控制器與整車(chē)進(jìn)行通信，進(jìn)行充放電等綜合管理。工作原理動(dòng)力電池BMS的功能介紹06動(dòng)力電池BMS的功能介紹01電池管理系統(tǒng)功能示意圖動(dòng)力電池BMS的功能介紹01單體電池電壓采集

40AH磷酸鐵鋰電池的充電曲線電壓是電池狀況最重要的參數(shù)之一。電池充電狀態(tài)SOC與電壓存在一定的函數(shù)關(guān)系，通過(guò)觀測(cè)電壓，可以大致了解電池的充電狀態(tài)SOC=f（V，I，T）V——電池的電壓；I——充放電電流；T——電池溫度。動(dòng)力電池BMS的功能介紹01單體電池電壓采集1.由電壓大概了解電池當(dāng)前的充放電狀態(tài)通過(guò)電壓只能“大概”了解電池的充放電狀態(tài)，這是因?yàn)殡姵貭顟B(tài)還與電流、溫度相關(guān)，實(shí)際上不同個(gè)體電池間這種函數(shù)關(guān)系差異也是顯著的，所以無(wú)法單純通過(guò)電壓計(jì)算出SOC。實(shí)際應(yīng)用中，同樣是磷酸鐵鋰電池，不同廠家對(duì)臨界區(qū)的邊界有不同的設(shè)置，上邊界一般在3.65～3.85V之間，下邊界一般在2.0～2.5V之間。2.根據(jù)電壓提供安全保護(hù)采集單體電池的電壓的作用動(dòng)力電池BMS的功能介紹01單體電池電壓采集40AH磷酸鐵鋰電池的放電曲線從實(shí)際應(yīng)用看，0.02V的差異，已經(jīng)可以大致分辨出電池充電狀態(tài)。當(dāng)差異超過(guò)0.05V，充電狀態(tài)的差異就比較明顯了。因此，從BMS估算SOC的角度看，0.01V的精度足夠了。動(dòng)力電池BMS的功能介紹01單體電池溫度采集早期的溫度采集線束溫差采集有2種方式:設(shè)固定數(shù)量的溫度探頭，將其分散在電池模組中;將探頭置于電壓采集線的接線鼻上。電壓和溫度采集安裝在同一個(gè)單體極柱上。目前市場(chǎng)上的BMS的溫度采集精度不高，只是采集溫度的范圍。動(dòng)力電池BMS的功能介紹01單體電池溫度采集磷酸鐵鋰電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)引起電池溫升的原因有：1.電池內(nèi)阻增大引起的溫升。2.電池的極柱之間接觸電阻引起的溫升。由歐姆定律公式P=I2R可知，兩者會(huì)產(chǎn)生熱功率。隨著電池使用時(shí)間的增長(zhǎng)，電池會(huì)逐步老化，即電池內(nèi)阻會(huì)升高。如果接線柱不夠牢靠，在車(chē)輛的運(yùn)行顛簸過(guò)程中，接觸電阻也會(huì)增大。若動(dòng)力電池溫度高了，有可能帶來(lái)電池?zé)崾Э兀措姵赜忻盁煛⑷紵⒈ǖ娘L(fēng)險(xiǎn)。在電池正極材料（磷酸鐵鋰或三元鋰）和負(fù)極材料（石墨或石墨摻硅）間有一層塑料隔膜，“隔膜”阻斷正極和負(fù)極的直接接觸，但可允許鋰離子從隔膜上的細(xì)孔來(lái)回穿越。動(dòng)力電池BMS的功能介紹01單體電池溫度采集吉利帝豪EV450電池溫度傳感器目前比亞迪、寧德時(shí)代等廠家的溫度傳感器是直接鉚在電池極柱上，這樣就可以減少接線柱不牢靠導(dǎo)致的后果。如圖所示的是吉利帝豪EV450的電池溫度傳感器。如果BMS廠家僅把溫度傳感器安裝在電池殼體上，或壓根就沒(méi)和電池的極柱接觸，溫度傳感器就只能監(jiān)測(cè)到電池組的環(huán)境溫度，而不是電池的實(shí)時(shí)溫度，所以此類(lèi)監(jiān)測(cè)沒(méi)實(shí)際意義。

溫度傳感器動(dòng)力電池BMS的功能介紹01絕緣監(jiān)測(cè)BMS中的絕緣精度應(yīng)該選擇多少呢？按照電動(dòng)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，絕緣電阻必須大于100Ω/V才算合格。只要所測(cè)絕緣電阻在國(guó)家規(guī)定的報(bào)警閾值內(nèi)保持一定的精度即可，沒(méi)必要做精度要求。實(shí)例：對(duì)某車(chē)型的動(dòng)力電池由160個(gè)磷酸鐵鋰電池串聯(lián)組成的純電動(dòng)車(chē)來(lái)說(shuō)，其總電壓范圍是400V至584V（160×2.5V,160×3.65V），絕緣電阻應(yīng)按其最高電壓算，100Ω×584=58.4kΩ。所以其絕緣電阻在50.84KΩ附近。動(dòng)力電池BMS的功能介紹01分級(jí)警告當(dāng)電池的狀態(tài)超過(guò)合理區(qū)的邊界時(shí)，BMS二級(jí)告警（有些企業(yè)只做兩級(jí)告警，如比亞迪），且告警時(shí)間限制在一定的時(shí)