任务1.6 动力电池拆装（课件）-《汽车构造与拆装》同步教学（北京理工大学出版社）

汽车构造与拆装 任务1.6 动力电池拆装 1 汽车构造与拆装 学习目标 能了解动力电池的类型 能了解动力电池包的结构 能够查找并解读电路电池铭牌上的信息 能够描述动力电池管理系统的基本原理 汽车构造与拆装 锂离子电池主要由电极、隔膜、电解质和外壳组成。 1. 正极：主要为含锂的化合物，常见的正极材料包括钴酸锂（LCO）、锰酸锂（LMO）、三元材料（NCM）、磷酸铁锂（LFP）等。 2.负极：锂离子电池大多采用石墨作为负极材料。 3.隔膜：隔膜是一层具有电绝缘特性的物质，它可以把正负极分隔开，具有使电解质中离子通过的能力。 4.电解液：常用的电解液通常为有机物 5.外壳：钢壳、铝塑膜，其中铝塑膜大多由耐磨层、铝层、防腐蚀层、粘结层几部分组成，其中耐磨层是电池的外表面，可以防止汽车长期运行中电池位置错动引起的磨损，铝层可以起到防止水分进入的作用。 电芯的组成 动力电池 汽车构造与拆装 外形：圆柱形、方形； 外壳：硬壳（钢壳、铝壳）、软包（铝塑膜）； 材料：钴酸锂、锰酸锂、三元、磷酸铁锂、钛酸锂等。 动力电池 汽车构造与拆装 电池容量 电池容量是电池性能的指标之一，它表示在一定条件下（放电率、温度、终止电压等）电池放出的电量，即电池的容量，通常以安培·小时为单位（以A·H表示）； 影响电池容量的因素： 放电率对电池容量的影响； 温度对电池容量的影响； 终止电压对电池容量的影响； 极板的几何尺寸对电池容量的影响。 动力电池 汽车构造与拆装 W（功）=P（功率）*T（时间）=I（电流）*U（电压）*T（时间） 5 动力电性能指标 SOC：剩余放电电量与电池容量的比值 SOH：电池容量或电池内阻随电池老化的变化情况 SOP：电池最大输出功率能力 电池内阻：指电池在工作时，电流流过电池内部所受到的阻力，它包括欧姆内阻和极化内阻，极化内阻又包括电化学极化内阻和浓差极化内阻。 汽车构造与拆装 6 动力电池组连接方式 电池串联总电压等于各单体电池电压之和，总容量为单体电池容量； 电池并联总电压等于单体电压值，总容量等于单体电池容量之和。 3.65伏 14.6伏 汽车构造与拆装 7 动力电池充电形式及充电倍率 CC (constant current) 恒定电流充电：先以恒定电流充电，这样会使电池电压渐渐上升，直至电压到达一特定数值。此特定数值的电压视电池物料而定。 CV (constant voltage) 恒定电压充电：以固定电压向电池充电，这样充电电流会渐渐减小，直到电流小于某一程度后充电过程即完成。 充放电倍率：“C”是形容电池充放电电流大小的专用符号。1C放电就代表1小时内把电池从满电放到空的电流大小。1C数值上等于电池包的额定容量。 充放电循环次数：按厂商规定的充放电倍率（比如1C放电，0.3C充电；每次从0%充放到100%，照此循环）下，500次循环后，电池容量还剩最初的80%。 能量回馈：当车辆减速时，车辆的部分动能通过电动机转换成电能再次充入到电池内。 汽车构造与拆装 8 关键技术参数 指 标 EU5二阶段（多连杆） EU5一阶段（扭力梁） 帝豪EV450 NEDC里程 ~450 ~420 ~400 电芯 CATL 150Ah CATL 150Ah CATL 150Ah 电池系统供应商 PPST PPST CATL 成组方式 1P110S 1P98S 1P95S 标称电量(kWh) 60.2 53.6 52 可用电量(kWh) 54.4 49.3 47.8 标称电压（V） 401.5 357.7 346.7 快充时间(常温) (min) （30%-80%SOC） 30min 30min 30min 动力电池基础参数 汽车构造与拆装 关键技术参数 指 标 0-100%SOC慢充时间(常温)(h) 10h（6.6kw充电） 9h（6.6kw充电） 9h（6.6kw充电） -5℃低温快充（10%~90%） 75~80min 90~95min 75~80min 加热方式 低温液热 低温加热片加热 低温液热 冷却方式 液冷 自然冷却 液冷 系统重量(kg) 约430kg（铝型材） 约375kg（铝型材） 375kg（铝型材） 整包能量密度(Wh/kg) ≈144 ≈151 ≈142 动力电池基础参数 汽车构造与拆装 电池单体：构成动力电池模块的最小单元。一般由正极、负极、电解质及外壳等构成。可实现电能与化学能之间的直接转换； 电池模块：一组并联的电池单体的组合，该组合额定电压与电池单体的额定电压相等，是电池单体在物理结构和电路上连接起来的最小分组，可作为一个单元替换 电池模组：由多个电池模块或单体电芯串联组成的一个组合体。 动力电池包的构成 汽车构造与拆装 铜排 总负高压电器盒 高压插件 铜排 动力电池箱体 电池管理系统 动力电池模组 总正高压电器盒 低压插件 动力电池包的构成 汽车构造与拆装 预充继电器 预充电阻 主正继电器 电器盒插件 预充电阻 预充继电器 电器盒插件 连接铜排 主正继电器 总正高压电器盒 动力电池包的构成 汽车构造与拆装 主负继电器 加热熔断器 加热继电器 加热熔断器 总负继电器 连接铜排 加热继电器 总负高压电器盒 动力电池包的构成 汽车构造与拆装 BMS的作用：电池保护和管理的核心部件它不仅要保证电池安全可靠的使用，而且要充分发挥电池的能力和延长使用寿命，作为电池和其他控制器以及驾驶者沟通的桥梁，根据采集到的动力电池系统的基本参数及故障信息，通过控制接触器控制动力电池组的充放电。 动力电池包的构成 汽车构造与拆装 BMS具备的功能：通过电压、电流及温度检测等功能实现对动力电池系统的过压、欠压、过流、高温和低温保护，继电器控制、SOC估算、充放电管理、故障报警及处理、与其他控制器通信功能等功能；此外电池管理系统还具有高压回路绝缘检测功能，以及为动力电池系统加热功能。 注意：动力电池禁止使用绝缘表进行绝缘检测 主熔断器 BMS 汽车构造与拆装 端子号 定义 端子号 定义 A BMS常电电源 P EVBUSCAN-L B ON挡唤醒 R EVBUSCAN-H C GND T 快充温度传感器2+ D BBUSCAN-H U 快充温度传感器2- E BBUSCAN-L V 快充温度传感器1+ F 继电器电源 W 快充温度传感器1- H 接地 a 快充连接确认CC2 J 快充负极继电器控制信号 c 快充唤醒信号 K FCCAN-L d 慢充唤醒信号 L FCCAN-H e 远程唤醒信号 M 快充正极继电器控制信号 b 慢充连接确认CC N 空调继电器控制输出信号 高压正极 高压负极 电池端低压插件 动力电池高低压插件 汽车构造与拆装 动力电池布置形式 汽车构造与拆装 动力电池布置形式 汽车构造与拆装 动力电池组（含电压、温度传感器）； BMS； 正、负继电器； 预充继电器； 预充电阻； 加热器； 电流传感器； 连接铜排； 其他附件。 动力结构及组成 汽车构造与拆装 20 整车上下电控制功能简介 整车分为行车、慢充、快充、远程等不同模式，BMS完成初始化后，根据不同的整车模式，进入相应的state执行上电下电流程。 汽车构造与拆装 动力电池状态监测 汽车构造与拆装 动力电池状态监测 汽车构造与拆装 动力电池状态监测 汽车构造与拆装 动力电池状态监测 汽车构造与拆装 $$