项目2 任务2 蓄电池管理系统的构造与拆装（教案）-《新能源汽车构造》（机工版）同步精品课堂

《新能源汽车构造》教案 课 题 项目二 动力蓄电池及管理系统构造与拆装 任务2 蓄电池管理系统的构造与拆装 课 型 课 时 2 授课班级 授课时间 90 授课教师 教材分析 本教材项目二动力蓄电池及管理系统构造与拆装有任务1蓄电池模块的构造与拆装、任务2蓄电池管理系统的构造与拆装和任务3动力蓄电池总成的拆装，每个教学任务包括任务目标（知识目标、技能目标、素养目标）、任务框图、知识点提示、任务实施组成。任务实施内容几乎涵盖了动力蓄电池及管理系统构造与拆装考核标准所要求的全部技能点，任务目标（知识目标、技能目标、素养目标）、任务框图、知识点提示、任务实施有效地将本项目的知识点联系了起来，将知识点梳理的很清晰便于学生的学习以及知识框架的搭建。 学情分析 学生对动力蓄电池及管理系统构造有一定了解，但对于动力蓄电池及管理系统的拆装步骤需要进行进一步的学习，希望通过学习掌握动力蓄电池及管理系统构造与拆装等理论知识，学生应采用理论学习与实践操作相结合的方式进行学习。通过理论学习掌握基础知识和原理；通过实践操作加深对知识的理解和记忆，提高认知技能。学生可以利用网络资源、教材、维修手册等多种途径进行学习，拓宽知识面和视野。应根据学情，以学生感兴趣的内容为切入点，选择合适的教学方法，激发学生的学习兴趣，提高学生的学习积极性。 学习目标 1. 了解电池管理的原因；了解电池管理系统的分类。 2. 能准确说出动力蓄电池BMS的结构及主要组件；能准确分析动力蓄电池BMS的工作原理。 3. 培养安全意识和环保意识；培养创新能力和团队协作能力。 学习重难点 重点：蓄电池管理系统的构造与工作原理；蓄电池管理系统的拆装。 难点：蓄电池管理系统的构造与工作原理；蓄电池管理系统的拆装。 教学方法 讲授法、演示法、案例分析法、情景模拟法等。 课前准备 教师准备：讨论主题、创设情境，发放任务书。 学生准备：确定分组、思考讨论，完成任务书。 教学媒体 纸质版教学媒体：教材、配套习题 数字化教学媒体：多媒体，中国大学MOOC（慕课）等教学网站 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 作为某纯电动车4S的一名销售人员，如何向客户介绍该纯电动汽车的蓄电池管理系统的优点？ 1.学生分组讨论 2.小组代表发言（抢答形式，小组积分） 1.组织学生分组讨论学习，培养学生团队合作意识和沟通交流习惯。 2.积分制激发学生对本章内容学习的兴趣，调动学生的积极性。 活动二： 调动思维 探究新知 一、动力蓄电池管理的目的 1. 安全需要 安全需要是进行动力蓄电池管理最主要的目的。若电池中未装有BMS，将会埋下诸如冒烟、燃烧、爆炸等安全隐患。 动力蓄电池工作是有一定工作条件要求的，对充电电流、放电电流、工作温度、单体电压等都有所限制。以磷酸铁锂电池为例，电池工作条件分“合理区域”和“临界区域”，当电池工作条件越过“临界区域”时，事故概率就会大增。此时BMS就必须果断采取措施，以避免事故的发生。 2. 延长电池使用寿命 当电池工作状态位于“合理区域”时，电池寿命最大；进入“临界区域”后电池寿命会显著降低，越过了“临界区域”会有安全隐患。 因此，为了提高电池的使用寿命，需尽量让电池工作在“合理区域”，当电池越过“合理区域”后，要给驾驶员报警提示，让电池回归“合理区域”。 3. 提高电池组有效储能 动力蓄电池的过放电和过充电是蓄电池的两种极度危险的状态。 放电时，当某个电池达到放电下限时，即使其他电池仍有能量，BMS控制接触器断开，电池包终止输出电压。 在充电时，当某个电池电压已经达到上限，即使其他电池尚未充足，BMS控制接触器断开，充电终止。 4. 估算动力蓄电池剩余能量 若动力蓄电池没有匹配BMS，那么驾驶员无法直观得知动力蓄电池还有多少剩余能量。剩余能量未知，就无法预测车辆还能行驶多少里程，那么驾驶员就会有抛锚的风险。 二、动力蓄电池管理系统的分类 根据动力蓄电池管理系统结构的不同，BMS又分为集成式和分布式两种。 1. 集成式 集成式BMS在电芯成组过程中将主控板与电池的检测板，甚至是绝缘检测模块都安装在一处，内部以电线连接成为一个整体。 2. 分布式 分布式BMS有一个主控制器在位于中央位置，还有多路分开的电路板监控检测电芯的情况。 1.了解认识任务书内容及填写要求 2.学生思考讨论 3.学生表达观点（个人积分） 1.组织学生回答问题，提高学生课堂参与度，使同学们通过思考加深印象。 2.下发并讲解任务书内容，让学生明确课堂任务，学习更有针对性和目标。 3.个人积分形式，更能激发学生作为学习主体，参与学习的动机。 活动三： 调动思维 探究新知 三、动力蓄电池BMS的结构及主要组件介绍 1. 结构 电池管理系统包括硬件和软件两部分。 硬件由一个或多个电子控制器组成，包含电池管理器、绝缘模块、电池信息采集器、接触器、霍尔传感器/分流器、熔断器、手动维修开关(MSD) 预充电阻等电子元件组成。 软件分别对主控模块和测量模块的各功能单元编写软件程序，而后连接起来构成整个系统程序。 2. 主要组件介绍 （1）电池管理器（BMC） 电池管理器是一个连接外部通信和内部通信的平台。 电池管理器（BMC）的作用 1）实时接收电池信息采集器采集的单体电压、温度、均衡等信息； 2）接收绝缘模块反馈高压系统绝缘状态和电流情况； 3）电池管理系统与网关控制器与整车进行通信； 4）电池管理系统与直流充电桩进行通讯； 5）BMC控制接触器吸合或断开、控制充/放电电流和电池热管理控制情况； 6）唤醒电池管理系统的应答； 7）对电池组进行SOC和SOH的估算。 （2）充配电总成 充配电总成由车载充电机、电源转换器DC/DC以及高压配电箱组成。 高压配电箱主要为电源转换器DC/DC、电动压缩机以及PTC分配高压电源。配电箱内安装有直流充电正极、负极接触器、接触器烧结检测模块及漏电检测模块。 漏电检测模块主要监控动力蓄电池高压母线正极端或负极端与车身地之间的绝缘电阻值。 若漏电检测模块检测到高压组件的绝缘电阻值低于500Ω/V时，绝缘检测模块通过动力CAN向电池管理器发送一个绝缘故障，BMC做出限功率或断开接触器的控制策略，保障车辆安全、平稳运行。 （3）电池信息采集器 电池信息采集器主要作用是电池电压采样、温度采样、电池均衡、采样线异常检测等，然后将采集到的数据通过电池子网反馈给电池管理器。 蓄电池电压采样：电池单体通过串联的方式依次叠加，采样芯片的采样通道也按照次第的顺序往上叠加，对于电池单体采样通道上的滤波电路，基本上目前所有的采样芯片都是100Ω的串阻，然后加上一个滤波电容，通过RC滤波电路来实现。 四、动力蓄电池BMS的工作原理 电池系统内的电池信息采集器可实时采集各单体的电压值、各温度传感器的温度值、蓄电池系统的总电压值和总电流值、蓄电池系统的绝缘电阻值等数据，并根据电池管理器中设定的阈值来判定电池工作是否正常，并对故障实时监控。 动力蓄电池BMS通过电池信息采集器采集电池的温度、电压等信息传输给电池管理器进行管理和控制，电池管理器通过网关控制器与各模块进行通讯。 电机控制器根据动力蓄电池的输出功率进行扭矩控制。 1. 学生在老师的引导下，打开思路进行思考。 2.结合课本知识思考并回答问题。（根据情况选择小组模式或个人模式，并进行小组或个人积分） 1、组织学生回答问题，提高学生课堂参与度，使同学们通过思考加深印象。 2. 个人或小组积分形式，激发学生的学习积极性和主动性。 活动四： 调动思维 探究新知 1、 实战演练 1.准备工作 工具：比亚迪秦EV整车1辆、安全帽1个、耐磨手套1双、绝缘手套1双、一体化工具1套、电池升降平台1台。 2.认识动力蓄电池管理系统BMS组件 3.秦EV动力蓄电池管理系统的拆装步骤 （1）检查前机舱并检查支撑装置是否松动或老化。 （2）拆卸蓄电池负极。 （3）解锁充配电总成端高压母线锁止，佩戴绝缘手套拔下高压母线，并进行绝缘、防水防护。 （4）断开电池管理控制器(BMC)上面有A、B两个低压插接件，断开A、B两个低压接插件。取下电池管理控制器（BMC）。 （5）旋开电池冷却液膨胀水壶盖，举升车辆，找到动力蓄电池包进水管，拆下水管卡箍，拆下水管使用专用量桶，取出电池冷却液。使用专用水管堵头，防止冷却液泄露。类似方法，取下动力蓄电池出水管。 （6）佩戴防护手套取下低压插接件，佩戴绝缘手套先断开动力蓄电池端母线锁止，在断开高压接插件并做好绝缘、防水防护措施。 （7）用万用表检查电池是否漏电。检测方法为：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。若过大请不要拆卸，检测漏电原因和地方，排除问题后在进行操作。 （8）拆下电池包托盘底部安装的四周的护板和空调管路护板，在电池包底部准备升降平台，升降机需要升至电池包高度托举电池包。 （9）佩戴防护手套，选择合适的棘轮和套筒，进行对角线预松电池包固定螺栓，将电池包放置在升降平台。 （10）选用合适的工具，取下电池包前部接插件固定板。 （11）电池包上盖板与壳体是通过铆钉加密封胶进行固定，选择合适转头取下固定铆钉。取下固定铆钉后，使用平面铲刀、一字螺丝刀配合橡胶锤，取下电池包上盖。 （12）取下电池包上盖，在电池包左右两侧各有一个BIC采集器，断开BIC采集器上面的低压插接器并做好标识，选择合适的工具取下BIC采集器固定螺栓，取下采集器。 （13）作业结束后，安装BIC采集器，注意：区分好两个BIC采集器的位置，按照之前做好的插头标识，连接采集器低压插接件。选择合适的工具安装BIC采集器固定螺栓。 （14）在盖电池包上盖板时，注意：检查电池包内部是否遗落工具、是否有杂物等等。 （15）在涂抹密封胶时，先把电池包下壳体和电池包上盖的灰尘、铁屑清理干净。均匀的将密封胶沿电池四周涂抹，直到表面结合处不间隙。 （16）选择合适的铆钉大小，使用铆钉枪沿电池下壳体四周的孔位，将电池包上盖与电池包下壳体进行固定。等待电池包上盖与电池下壳体完全密封。 （17）将电池升降平台推到车辆动力蓄电池包正下方，并升降到合适位置，选择合适的棘轮与套筒，沿对角线预紧电池包固定螺栓。使用扭力扳手调整到合适的扭矩，沿对角线打紧电池包固定螺栓。 （18）选择合适的棘轮、套筒，将电池包搭铁线固定到电池包外壳体，使用扭力扳手按照标准扭矩进行固定。 （19）将电池包进出水管先固定在电池包上，使用专用工具将水管卡箍进行固定。 （20）佩戴绝缘手套安装动力蓄电池端高压母线，佩戴防护手套安装低压插接器。 （21）将车辆下降到合适位置。 （22）佩戴绝缘手套，安装充配电总成端动力母线，注意进行锁止。 （23）查看原厂维修手册，确定冷却液的标准量。沿空调、电池膨胀水壶倒入动力蓄电池冷却液。连接低压蓄电池负极连接件，并紧固。 （24）连接道通解码仪，启动车辆，进行蓝牙连接，选择比亚迪秦EV，进入到热管理系统，点击特殊功能，进行电池水泵驱动。完成排气。读取全车故障码，无故障码。 1.学生分组完成任务 2.小组代表发言（抢答形式，小组积分） 3.组织学生进行实战演练 1.组织学生分组回答问题，提高学生课堂参与度。 2.积分制激发学生的胜负欲及学习积极性，在小组合作中培养学生的团队合作意识和集体意识。 3.分组演练，强化知识应用，达到学以致用、培养技术技能人才的目的。 课堂小结 作业布置 1. 课堂小结 2. 本节课学习了蓄电池管理系统的构造、工作原理等理论知识，同时学生通过对蓄电池管理系统的拆卸与安装，帮助学生掌握蓄电池管理系统的构造及拆卸与安装，同时培养学生的动手能力。 3. 作业布置 1）汽车动力蓄电池管理的目的？ 2） 动力蓄电池管理系统的结构？ 板书设计 蓄电池管理系统的构造与拆装 1、 蓄电池管理系统的分类 2、 蓄电池管理系统的构造与工作原理 三、蓄电池管理系统的拆装 教学反思 通过蓄电池管理系统的构造与拆装的学习，帮助学生掌握蓄电池管理系统的构造与拆装。在新知探究及技能实操的过程中注意培养团队协作、严谨细致、规范操作、精益求精的工匠精神，促进自身的电气操作职业岗位综合素养养成。教学过程中，应突出学生的主体地位，让学生全程参与整个教学过程，引导学生主动思考，多措并举激发学生学习的主动性和积极性，为后续知识的学习打下基础。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$