项目四 任务2 管理系统认知与检修（课件）《新能源汽车动力蓄电池系统构造与检修》同步精品课堂（机工版）

同步精品课程——中职专业课 项目四任务2 管理系统认知与检修 《新能源汽车动力蓄电池系统构造与检修》（第1版）机械工业出版社 1 学习目标 项目四任务2管理系统认知与检修 知识目标 能理解电池系统的部件。 能力目标 能掌握动力电池管理系统的功能。 情感目标 1.让学生认识到新能源汽车动力电池的重要性。 2.积极参与课堂，能够表达自己的观点和想法。 学习内容 01 1.能理解电池系统的部件。 2.能掌握动力电池管理系统的功能。 3.能分析动力电池的电量管理。 4.培养一丝不苟、严肃认真的工作作风。 新知学习 02 二、相关知识 任务引入 任务描述 一辆纯电动汽车， 仪表上的动力电池故障灯常亮， 读取故障码显示“P118522单体电池电压不均衡故障” 。现在车间主管安排你完成此任务， 你应该如何检修呢？ 任务准备： 纯电动汽车一辆、纯电动汽车维修手册、学习工作页、微课资源、汽车维修专用工具等。 新知学习 02 一、动力电池系统的结构组成 电池系统包含主要部件： 电池箱体：为电池系统提供防水，防尘，抗振动等保护，为电池系统安装提供机械接口； 动力电池系统：为外部负载提供能源； 电池管理系统：对电池系统进行充放电管理，对电池系统进行过冲/放和温度等保护、与外部进行通信； 正负高压继电器：控制主回路的闭合与断开； 高压熔断器：主回路短路保护； 加热系统：保证电池系统在低温时能充电； 高低压输出接插件：电池系统对外输出能源的电气接口； 新知学习 02 一个完整的动力电池系统主要由动力电池模组、电池管理系统（BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，缩写为BMS）、辅助元器件及动力电池箱体等四部分组成。 1、动力电池模组（电池pack） 电池模组是由几颗到数百颗电池芯经由并联及串联所组成的组合体，例如北汽EV160纯电动汽车的电芯组成方式是1P100S，即采用了100个磷酸铁锂单体电池串联在一起组成了车辆的动力电池模组；而北汽EV200纯电动汽车的电芯组成方式是3P91S，即该电池包是由3个三元单体电池并联组成一个模块，再用91个这样的模块串联成一个整体，构成了动力电池总成。（字母P表示并联,字母S表示串联） 新知学习 02 2、电池管理系统（BMS） BMS的组成： 按性质可分为硬件和软件，按功能分为数据采集单元和运算控制单元； BMS的硬件：主板、从板及高压盒，还包括采集电压、电流、温度等数据的电子器件； BMS的软件：监测电池的电压、电流、SOC值、绝缘电阻值、温度值，通过与VCU、充电机的通讯，来控制动力电池系统的充放电。 新知学习 02 动力电池系统 电池管理系统（BMS） BMS能够对动力电池组总电压、总电流、每个测点温度、和电池单体的电压参数进行实时监控，并进行故障诊断、SOC（剩余电量比）计算、行驶里程计算、短路保护、漏电监测、报警显示、充放电模式选择等。BMS 可以将动力电池相关参数上报VCU，由VCU控制动力电池的充电和放电功率。 新知学习 02 模组 电池PACK 箱体 单体 整车布置： 布置整车底盘下，如右图红色区域。 结构组成： 由上下壳体、 17个模组、一套热管理系统、CSC、BMU、BDU、MSD、高低压插件及线束等组成； 与2016款的自然冷却动力电池相比，2017款水冷动力电池的不同点： 增加一套热管理系统，下箱体前部增加进出水管接口 电芯串数减少，模组成组方式为3P95S（10个3P6S ，7个3P5S） 新知学习 02 动力电池系统 2.技术参数 1.成组的电芯串数减少导致电量、电压值降低 2.增加热管理系统导致电池尺寸、重量增加 新知学习 02 动力电池系统 新知学习 02 二、动力电池管理系统（BMS）的功能 电池管理系统( Battery Management System， BMS)是对电池进行监控和管理的系统，通过对电压、电流、温度以及SOC等参数采集、计算，进而控制电池的充放电过程，实现对电池的保护，提升电池综合性能的管理系统，是连接车载动力电池和新能源汽车的重要纽带。对于新能源车辆而言，通过该系统对电池组充放电的有效控制，可以达到增加续驶里程，延长电池使用寿命，降低运行成本，保证动力电池组的安全性和可靠性。 新知学习 02 BMS的功能：数据采集、电池状态计算、能量管理、安全管理、热管理、均衡控制、通信功能和人机接口 新知学习 02 二、动力电池管理系统（BMS）的功能 动力电池系统 动力电池电气系统工作原理： 1、电气系统主要由BMS、电流传感器、CSC采集模块、继电器、预充电阻、维修开关MSD来实现高压电的输出及充电的输入。 2、CSC采集模块具备功能： 采集单体电池的温度信号 采集单体电池的电压信号 3、BMS具备的功能： 接收CSC反馈的单体电压、单体温度信号 整车高压部件绝缘电阻的监测 监测电池包冷却液进水口温度 继电器的控制继电器的监测高压互锁监控电流的监控 新知学习 02 三、动力电池的电量管理 1、电量管理的功能 电池电量管理是电池管理的核心内容之一，对于整个电池状态的控制，电动车辆续驶里程的预测和估计具有重要的意义。 电池荷电状态(state of charge，SOC)是反映电池剩余电量，用于电量管理的重要参数，受到多种因素的影响， 其估算精度对于能够电池性能和使用寿命有着至关重要的作用。 新知学习 02 三、动力电池的电量管理 2、电池荷电状态（SOC）估算精度的影响因素 （1）充放电电流（2）温度 （3）电池容量衰减（4）自放电 （5）一致性 3、精确估计SOC的作用 （1）保护蓄电池 （2）提高整车性能 （3）降低对动力电池的要求 （4）提高经济性 4、 SOC估计常用的算法 （1）开路电压法 (2)容量积分法 (3)电池内阻法 （4）模糊逻辑推理和神经网络法 （5）卡尔曼滤波法 新知学习 02 1、均衡管理的目的 为了平衡电池组中单体电池的容量和能量差异，提高电池组的能量利用率。 2、均衡管理的方式 根据均衡过程中对所传递能量处理方式不同，可以分为能量耗散型均衡和非能量耗散型，又称之为被动均衡和主动均衡。 能量耗散型均衡主要通过让电池组内能量较高的电池，利用其旁路电阻进行放电的方式损耗部分能量，以期达到电池组能量状态的一致，这种均衡结构是以损耗电池组能量为代价。 非能量耗散式均衡是利用储能元件和均衡旁路构建能量传递通道，将其从能量较高的电池直接或间接转移到能量较低的电池。 新知学习 02 三、动力电池的电量管理 新知学习 02 三、动力电池的电量管理 新知学习 02 四、动力电池的安全管理 电动车辆动力电池系统电压常用的有288V、336V、384V以及544V等，大大超过了人体可以承受的安全电压，因此电池系统电气绝缘性能是安全管理的重要内容，绝缘性能的好坏不仅关系到电气设备和系统能否正常工作，更重要的是关系到人的生命财产安全。 1、安全管理的功能 主要包括烟雾报警、绝缘检测、自动灭火、过电压和过电流控制、过放电控制、防止温度过高、在发生碰撞的情况下关闭电池等功能。 2、绝缘检测的方法 (1)漏电直测法 (2)电流传感法 (3)绝缘电阻表测量法 新知学习 02 四、动力电池的数据通信 数据通信是电池管理系统的重要组成部分之一。主要涉及电池管理系统内部主控板与检测板之间的通信、电池管理系统与车载主控制器、非车载充电机等设备间的通信。 新知学习 02 四、动力电池的数据通信 动力电池系统 CSC采集原理图 绝缘监测原理图 新知学习 02 四、动力电池的数据通信 电池包工作电路原理图 新知学习 02 重点：电池系统的部件 难点：动力电池管理系统的功能 新知学习 02 小试牛刀 03 1.动力电池系统的核心能量载体是( ) A.电池管理系统（BMS） B.‌电池单体或模组‌ C.高压线束 D.冷却系统 答案： B.‌电池单体或模组 2.电池管理系统（BMS）的核心功能不包括( ) A. 单体电压监测 B.SOC估算 ‌ C. 温度控制 D. ‌机械结构固定 答案：D. ‌机械结构固定 3.动力电池模组的典型组成方式是( ) A.多个电芯串并联组合 B.单个电芯独立工作‌ C.仅串联连接 D.仅并联连接 答案：A.多个电芯串并联组合 4.BMS的硬件组成中，负责单体电压采集的是( ) A.主控模块（BCU） B.继电器 ‌ C.从控模块（BMC） D.冷却泵 答案： C.从控模块（BMC） 小试牛刀 03 5动力电池系统的高压电气部件不包括( ) A.高压继电器 B.低压传感器‌ C.熔断器 D.DC-DC转换器 答案：B.低压传感器‌ 6.电量管理（SOC）的核心作用是( ) A.计算电池物理尺寸 B.调节机械强度 ‌ C.控制冷却液流量 D.估算剩余可用能量 答案：D.估算剩余可用能量 小试牛刀 03 7.均衡管理的目的是( ) A.消除单体间电压/容量差异 B.降低电池重量 ‌ C.提高外壳硬度 D.减少线束长度 答案： A.消除单体间电压/容量差异 8.电池包工作电路原理图中，绝缘监测的作用是 ( ) A. 测量电池颜色 B.控制充电速度 ‌ C. ‌检测高压回路漏电风险 D. 调节电池形状 答案：C.防止车身损坏路 小试牛刀 03 课堂小结 04 1.电池管理系统：对电池系统进行充放电管理，对电池系统进行过冲/放和温度等保护、与外部进行通信。 2.踩BMS能够对动力电池组总电压、总电流、每个测点温度、和电池单体的电压参数进行实时监控。 作业布置 05 (1)简述电池系统的结构。 (2)简述电量管理的功能。 感谢观看 $