项目2 任务1 蓄电池模块的构造与拆装（课件）-《新能源汽车构造》（机工版）同步精品课堂

2.1 蓄电池模块的构造与拆装 新能源汽车构造 机工版 同步精品课堂—中职专业课 1 目录 动力蓄电池模组的结构 01 02 单体蓄电池串并联的蓄电池模块结构 动力蓄电池模组的拆卸与安装 03 教学目标 课程导入 某纯电动车的动力蓄电池出现电压故障导致车辆无法行驶，需要更换电池模组。 那么如何更换动力蓄电池模组呢？ 探索新知 一、动力蓄电池模块的结构 单体锂电池的电压并不足以支持整车的高压组件工作，因此有必要将多个单体串联，组成一个高电压的电池包。 而车辆有一定的续航要求，因此电池包也要达到一定的容量才能满足需求，所以需要对电池单体进行并联扩容。 一般连接各单体的方式有：串联、先串联后并联、或先并联后串联。 探索新知 一、动力蓄电池模块的结构 一个完整的动力蓄电池模组主要由单体蓄电池、蓄电池模块、动力蓄电池箱、蓄电池包、电池管理系统(BMS)、蓄电池系统组成。 探索新知 二、单体蓄电池串联的蓄电池模块结构 1.单体蓄电池串联的蓄电池模块 新能源汽车的驱动电机、压缩机、PTC水加热器、DC/DC电源转换器等高压组件的工作电压高达DC 340V以上，而单体的电压只有3.2V（磷酸铁电池3.2V、三元锂电池3.65V或3.70V、钛酸锂电池2.6V、氢燃料电堆0.5-1V）。 因此在实际使用过程中需要将单体电池串联以提高电池组的工作电压。 探索新知 二、单体蓄电池串联的蓄电池模块结构 1.单体蓄电池串联的蓄电池模块 锂电池串联，电池组的电压升高、电池的容量不变，但同时电池组的内阻会增加。电池组的电流就是流过每个单体的电流，当电池组中的某一节电池出现故障时，电池组不会输出电压。 探索新知 二、单体蓄电池串联的蓄电池模块结构 1.单体蓄电池串联的蓄电池模块 由于锂电池存在一致性的问题，同一体系（如三元或铁锂）的单体电池若要串联成组，必须先筛选电压、内阻、容量一致的单体电池进行配组。 探索新知 二、单体蓄电池串联的蓄电池模块结构 2.锂离子蓄电池串联充电 锂离子蓄电池模块一般都采用串联充电，主要是因为串联充电方法结构简单、成本低、较容易实现。 在对锂离子蓄电池模块串联充电时，蓄电池模块中容量最小的那只单体锂电池将最先充满电。 探索新知 二、单体蓄电池串联的蓄电池模块结构 2.锂离子蓄电池串联充电 锂离子蓄电池过充电会严重损害电池的性能，甚至可能会导致爆炸造成人员伤害，为了防止出现单体锂离子蓄电池过充电，锂离子蓄电池模块在使用时必须搭配电池管理系统BMS，通过BMS对每一只单体锂离子蓄电池进行过充电等保护。 探索新知 二、单体蓄电池串联的蓄电池模块结构 2.锂离子蓄电池串联充电 串联充电时，如果有一只单体锂离子蓄电池的电压达到过充保护电压，电池管理系统会控制电池采集器做被动均衡，将电压高的单体通过串联电阻进行放电均衡，防止性能稍差的单体过充电。当锂离子蓄电池模块将所有的单体电压达到充电截止时，切断充电电路，停止充电。 探索新知 三、单体蓄电池并联的蓄电池模块结构 1.单体蓄电池并联的蓄电池模块 新能源汽车要满足一定的续航里程要求时，主机厂会关注价格、安全性、车身自重、风阻系数等因素，还会考虑到上游的电池供应商可以提供的稳定、安全的单体电芯的容量有可能并不满足当前车型的续航要求的问题。 探索新知 三、单体蓄电池并联的蓄电池模块结构 1.单体蓄电池并联的蓄电池模块 出于对这些因素的考量，主机厂将单体电池先并联增加电池的容量，并联后的“电池砖”的电压不变，但电池的容量增加，然后再串联提高电池工作电压来满足车辆的续航要求。因此先并联后串联的动力蓄电池会获得更大的电池容量以及更高的放电倍率。 探索新知 三、单体蓄电池并联的蓄电池模块结构 1.单体蓄电池并联的蓄电池模块 N节单体电池的并联 N节单体电池先并联再串联 探索新知 三、单体蓄电池并联的蓄电池模块结构 2.并联蓄电池模块状况 锂电池并联后出现以下状况： 内阻小的单体蓄电池会向内阻大的电池放电，通常新单体蓄电池或容量高的单体电池的内阻相对小一些。 放电时，内阻小的单体会先放电，待单体电压比较一致时才一起放电。 探索新知 三、单体蓄电池并联的蓄电池模块结构 2.并联蓄电池模块状况 锂电池并联后出现以下状况： 不要将不同品牌锂离子蓄电池、不同容量或新旧锂离子蓄电池混在一起使用，选择性能一致的电池。锂离子蓄电池串并联使用需要进行锂电池芯配对，配对标准：锂电池芯电压差≤30mV；锂电池芯内阻差≤5mΩ；锂电池芯容量差≤20mA。 探索新知 三、单体蓄电池并联的蓄电池模块结构 2.并联蓄电池模块状况 锂电池并联和串联的区别主要就是在电压和容量上有差别，无论是串联还是并联，锂电池组的输出功率都增加。 串联时电压会增加而容量不变。 并联时容量会增加而电压不变。 巩固练习 1. 一个完整的动力蓄电池模组的组成？ 2. 锂电池并联后可能出现哪些状况？ 一、抢答 巩固练习 1. 一个完整的动力蓄电池模组的组成？ 一个完整的动力蓄电池模组主要由单体蓄电池、蓄电池模块、动力蓄电池箱、蓄电池包、电池管理系统(BMS)、蓄电池系统组成。 二、抢答答案 巩固练习 2. 锂电池并联后可能出现哪些状况？ 内阻小的单体蓄电池会向内阻大的电池放电，通常新单体蓄电池或容量高的单体电池的内阻相对小一些。 放电时，内阻小的单体会先放电，待单体电压比较一致时才一起放电。 二、抢答答案 巩固练习 2. 锂电池并联后可能出现哪些状况？ 不要将不同品牌锂离子蓄电池、不同容量或新旧锂离子蓄电池混在一起使用，选择性能一致的电池。锂离子蓄电池串并联使用需要进行锂电池芯配对，配对标准：锂电池芯电压差≤30mV；锂电池芯内阻差≤5mΩ；锂电池芯容量差≤20mA。 二、抢答答案 巩固练习 三、实战演练 1.准备工作 工具：比亚迪秦EV整车1辆、工位防护套装1套、人员防护套装1套、数字式万用表1个、汽车专用解码仪1个、万用接线盒1个等工具。 巩固练习 三、实战演练 2.认识蓄电池模块组件 巩固练习 三、实战演练 3.动力蓄电池模组的拆卸与安装 故障现象 仪表显示“EV功能受限”，无法行驶。连接汽车专用解码仪，选择比亚迪秦车型，全车模块扫描，进入电池管理器模块读取故障码，显示“单体电池电压过低”，查看数据流发现有一节单体电池电压趋近于0V。 巩固练习 三、实战演练 3.动力蓄电池模组的拆卸与安装 断电与验电 （1）断开蓄电池负极，用绝缘胶布包好负极。 （2）放置车辆5～10min，对新能源汽车的高压电容器进行放电，断开前舱总成的动力蓄电池母线后，需要对动力蓄电池的母线进行验电。验电为0V后，将动力蓄电池包母线接插件用盖子盖好或用绝缘胶布包好。 巩固练习 三、实战演练 3.动力蓄电池模组的拆卸与安装 举升车辆与检查外观 （1）举升车辆，检查车辆高度，拉下锁定装置。 （2）动力蓄电池外观检查。 巩固练习 三、实战演练 3.动力蓄电池模组的拆卸与安装 拆卸蓄电池包附件 （1）拆下电池包托盘底部安装的四周的护板。 （2）拆下电池包低压接插件及高压接插件（高压需佩戴绝缘手套）。 （3）用万用表检查检测电池包是否漏电。检测方法（需佩戴绝缘手套）：将万用表正极分别搭在电池正负极引出，负极搭车身地。正常值为10V以下。若过大1请不要拆卸，检查漏电原因和地方，排除问题后再进行以下操作。 巩固练习 三、实战演练 3.动力蓄电池模组的拆卸与安装 拆卸蓄电池包附件 （4）排空动力蓄电池总成冷却液。 （5）拆卸动力蓄电池总成搭铁线或等电位线。 （6）在电池包正下方准备电池包升降台，升降台需要升至电池包的高度托举电池包。 （7）拆卸动力蓄电池包至升降台后，放置电池包专用工位。 巩固练习 三、实战演练 3.动力蓄电池模组的拆卸与安装 拆卸蓄电池包上盖 （1）使用手持式电动手枪钻，选用合适大小的钻头，沿电池一周取下电池上盖固定铆钉。 （2）使用一体化工量具里的平面铲刀，沿电池一周把密封胶铲出，使电池上盖与电池底板分离。 （3）选用一体化工量具里面的合适棘轮、接杆、套筒，打松电池高低压插接器处压板固定螺栓，取下固定压板。将动力电池包上盖取下。 巩固练习 三、实战演练 3.动力蓄电池模组的拆卸与安装 拆卸蓄电池模块 （1）根据数据流提供的过低单体电池的信息，由于单体电池的电压已经趋近于0V，同时比亚迪秦EV单体电池与单体电池之间的连接方式同时铜排点焊连接，无法单独取下单体电池，由于单体电池电压过低也无法进行均衡。选用一体化工量具里面合适的棘轮、接杆、套筒等工具，拆下故障电池模组。 巩固练习 三、实战演练 3.动力蓄电池模组的拆卸与安装 安装蓄电池包和上电 （1）按照拆卸相反的顺序进行安装。注意：在安装电池包上盖的时候电池包密封胶要均匀填充，铆钉按照标准孔位进行安装。 （2）安装好动力电池包后，车辆上电，查看仪表“OK”指示灯是否正常点亮，并使用专用解码仪进行读取故障码，无码无异常数据流，则为正常。 课堂小结 三、实战演练 本节课学习了动力蓄电池模块的结构、单体蓄电池串联的蓄电池模块结构和单体蓄电池并联的蓄电池模块结构等理论知识，同时学生通过对动力蓄电池模块的拆卸与安装，帮助学生掌握动力蓄电池模块的结构及拆卸与安装，同时培养学生的动手能力。 感谢观看 $$