第三章 第一节 BMS的结构与工作原理（教案）-《电动汽车控制系统及检修》同步精品课堂（机工版）

《第三章 动力蓄电池管理系统（BMS）及检修》教案 课 题 第一节 BMS的结构与工作原理 课 型 必修 课 时 2 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 本课选自新能源汽车产教融合系列教材教材《电动汽车控制系统及检修》第三章第一节，由戈国鹏、魏建平编著。 学情分析 中职学生的培养目标是理论够用、注重操作技能的提升，由于他们的文化水平存在差异、依赖性强、学习主动性差，所以在组织教学时要因材施教、耐心的讲解才能达到我们设定的教学效果和目的，培养出更多的实用型技能人才。根据教学大纲和培养目标确定本课的教学目标和教学重点、难点。 学习目标 1、能够描述BMS的结构 2、能够描述BMS的工作原理 学习重难点 重点：BMS的结构 难点：BMS的工作原理 教学方法 讲授法、自主学习法、探究法、小组讨论法 课前准备 (1)备课 (2)准备教具 (3)课前侯课 教学媒体 教材、网络资源、教学视频、相关PPT，多媒体教室 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 BMS俗称为蓄电池保姆或蓄电池管家，主要就是为了智能化管理及维护各个蓄电池单元，防止蓄电池出现过充电和过放电，延长蓄电池的使用寿命，监控蓄电池的状态。动力蓄电池及管理系统包括控制单元（BMV）、显示单元、无线通信单元、电气设备、用于为电气设备供电的蓄电池组以及用于采集蓄电池组的蓄电池信号的采集系统（CSC）。 BMS通过通信接口分别与无线通信单元及显示单元连接，采集单元的输出端与BMS的输入端连接，BMS的输出端与控制单元的输入端连接，控制单元分别与蓄电池组及电气设备连接，BMS通过无线通信单元与服务器端连接。 听讲、思考 培养对本节课内容学习兴趣 活动二： 调动思维 探究新知 一、BMS 概述 1.结构组成 动力蓄电池是电动汽车动力能源，它为整车驱动和其他用电器提供电能，如下图所示为动力蓄电池组成结构图。 2.基本参数 蓄电池容量:150 (1C)Ah。 数量:17组。 单体蓄电池数量:95个。 充电截止电压:4.3V。 额定电压:346V。 单体蓄电池标称电压:3.65V。 放电截止电压:2.8V。 额定功率:50kW。 放电截止电压:266V。 3.控制模式 为了确保整车上、下电的安全性和可靠性，必须严格定义各电气部件的上、下电流程，且各电气部件的上、下电状态必须经各控制器及时反馈给BMS，进行“握手”确认后再执行下一步上、下电操作，避免产生意外事故。 (1)上电模式 如教材P151图3-2所示为整车高压上电控制逻辑图。当BMS同时监测到点火开关的高压上电信号(Key - ST信号)以及制动开关信号后，即 WAKE - UP信号，BCM 接通ACC、IG1、1G2继电器，低压上电，整车进人低压上电及低压检测模式，同时唤醒所有CAN总线。 (2)下电模式 在车辆下电时，BCM 接收到点火开关 OFF命令，通过V-CAN总线发送至VCU, VCU解析信号后通过P-CAN 发送至BMS 以及 DC - DC变换器和MCU、OBC等。BMS 接收到点火开关 OFF命令，依次断开主正和主负继电器，高压下电。 (3)充电模式 当OBC检测到CC、CP信号时，系统即进人充电模式。车载充电机通过P- CAN 激活休眠的BMS以及 VCU、DC - DC变换器和MCU，同时VCU通过V-CAN总线激活仪表。 (4)充电过程 对于动力蓄电池，由于其低温时不具有很好的充放电特性，甚至还伴随一定的危险性因此基于安全考虑，还应在系统进人充电模式之前进行一次温度判别。当动力蓄电池温度低于0C时，系统进人充电预热模式，此时可通过接通直流转换器对辅助蓄电池进行供电，通过热管理系统对动力蓄电池组进行预热;当动力蓄电池组内的温度高于0时，系统可进入充电模式，即闭合主正继电器。 (5)故障模式 BMS 在任何模式下检测到故障，均进入故障模式，同时上报故障状态和相关故障代码。故障模式是控制系统中常出现的一种状态，由于BMS的使用关系到用户的人身安全，因而系统对于各种相应模式总是采取“安全第一”的原则。同时BMS对于故障的响应还需根据故障等级而定，当其故障级别较低时，系统可采取报错或者发出报警信号的方式告知驾驶人。 4.线路结构 BMS的主要功能有充放电管理、继电器控制、功率控制、蓄电池异常状态报警和保护SOC/SOH计算、自检以及通信功能等;CSC的主要功能有蓄电池电压采样、温度采样、蓄电池均衡、采样线异常检测等;动力蓄电池采祥线的主要功能是连接BMS 和蓄电池信号采集器，实现二者之间的通信及信号交换。 观看、思考 掌握BMS的结构与工作原理 活动三： 调动思维 探