项目四 任务3 动力电池基本信息测量（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3 动力电池基本信息测量 《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3动力电池基本信息测量 知识目标 能理解动力电池基本信息采集。 能力目标 能掌握动力电池母线电流监测。 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.能理解动力电池基本信息采集。 2.能掌握动力电池母线电流监测。 3.能分析SK电池控制单元。 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？ 一、基本信息采集 （1）基本信息测量 (蓄电池电压、电流信号、蓄电池包温度的检测)蓄电 池管理系统最基本的功能就是测量单体蓄电池的电压、电流和温度，这是所有蓄电池管理系统顶层计算、控制逻辑的基础。 新知学习 02 1）单体蓄电池电压测量和电压监控。 单体蓄电池的电压，对于蓄电池管理系统有几种意义： ①可以用来累加获取整个蓄电池的电压; ②可以根据单体蓄电池电压压差来判断单体蓄电池差异性; ③可以用来检测单体蓄电池的运行状态。 单体蓄电池电压的采集和保护，目前都用专用集成电路(ASIC) 来完成，采集电压的精度不仅受ASIC本身精度的影响，也受单体蓄电池电压采样线束、线束保护用熔丝、均衡状态等的影响。 新知学习 02 2）电池包电压测量 在计算SOC的时候，往往会用电池组的总电压来核算，这是计算电池包参数重要参量之一； 如果由单体电压采样有一定的时间差异性，也没办法与电池传感器的数据实现精确对齐，因此往往采集电池包电压来作为主参数来进行运算。在诊断继电器的时候，需要电池包内外电压一起比较的。 新知学习 02 3）电池温度 温度对电池的参数有着很大的意义。在设计电池和模组的时候，电池内外的温度差异、电池极耳和母线焊接处、模组内电池温度差异和电池包内最大温度差，都应进行先期控制了。 BMS 在设计上考虑了温度传感器的放置点，以最后采集得到的温度点表征整个蓄电池包的运行情况。温度检测的精度在不同温度的情况下要求不同，如在-40C时，检测精度不需要特别高，因为使用蓄电池系统本身就需要加热；而在- 10 ~10C时，温度对蓄电池性能有重大影响，需要提高检测精度;另外还有40C高温临近点，也是需要重点关心的温度范围。在设计的过程中，可以用上拉电阻、滤波电阻和温度传感器的本身的数值进行分析。 新知学习 02 4）电池包流体温度检测 电池管理系统在整个电池包热控制里面，一般的作用是汇报温度，以及流体入口和出口的温度，检测电路与单体检测类似。 新知学习 02 5）电流测量 电池包的往往仅在单体这一层级做并联(最极端的是特斯拉的小电池的75个并联)，电池包内的单体串联给整车提供电能，所以一般只需要测量一个电流。电流测量手段主要分两种智能分流器或霍尔电流传感器。由于电池系统需要处理的电流数值，往往瞬时很大，比如车辆加速所需要的放电电流和能量回收时候的充电电流，因此评估测量电池包的输出电流(放电)和输入电流(充电)的量程和精度，这是一件需要仔细检查的工作。电流是引起单体温度变化的主要原因，作用在内阻和化学发热一起构成了电池发热;电流变化的时候也会引起电压的变化，与时间一起，这三项是核算电池状态的必备元素。霍尔传感器一开始日系混合动力车上用的较多，现在慢慢有智能的分流器完成电压和电流的采样，通过串行总线传输，甚至可以在里面实现SOC的估算。 新知学习 02 2.绝缘电阻检测 电池管理系统内，一般需要对整个电池系统和高压系统进行绝缘检测，比较简单的是依靠电桥来测量总线正极和负极对地线的绝缘电阻。现在在电池包里面用的比较多的是主动信号注入，主要是可以检测电池单体对系统的绝缘电阻。 新知学习 02 3.高压互锁检测(HVIL) 高压互锁的目的是，用来确认整个高压系统的完整性的，当高压系统回路断开或者完整性受到破坏的时候，就需要启动安全措施了。 a) HVIL的存在，可以使得在高压总线上电之前，就知道整个系统的完整性，也就是说在电池系统主、负继电器闭合给电之前就防患于未然。 b) HVIL的存在，是需要整个系统构成的，主要通过连接器的低压连接回路上完成的，电池管理单元一般需要提供电路的检测回路。 HVIL源有三种不同的方式，5V、12V和PWM波。 新知学习 02 动力电池包对外上电过程控制,以及 单体电压监测与模组温度监测 新知学习 02 动力电池母线电流监测 新知学习 02 新知学习 02 一、基本信息采集 一、基本信息采集 SK电池构造 主要由：电芯，主保险，总正继电器，总负继电器预充继电器，预充电电阻，电流传感器，BMS，高压接口，低压接口。 新知学习 02 SK电池控制单元 主要功能： 1.与外部通讯（VCU、充电机、快充桩） 2.控制负极继电器 3.检测内、外部总电压 4.检测充、放电电流 5.监测单体电压和电芯温度 6.保护电池寿命和安全 7.控制预充继电器 注：正极继电器由由VCU控制 新知学习 02 SK电池构造：继电器集成器（PRA） 新知学习 02 SK电池构造 电压、温度采集板（PCB），压装在模组上：采集单体电压和电芯温度 实物图 新知学习 02 单体信息的采集，与整车通讯的低压连接 新知学习 02 一、基本信息采集 新知学习 02 重点：动力电池基本信息采集 难点：动力电池母线电流监测 新知学习 02 小试牛刀 03 1.动力电池单体电压采集最常用的技术方案是( ) A.红外热成像 B.分压电路+ADC转换‌ C.超声波检测 D.机械式电位计 答案：B.分压电路+ADC转换‌ 2.电池包温度检测中，NTC传感器的核心特点是( ) A.电阻值随温度升高而增大 B.需外部供电才能工作 ‌ C.仅能测量-20℃以下低温 D.电阻值随温度升高呈指数下降 答案：D.电阻值随温度升高呈指数下降 3.BMS在绝缘电阻检测中的主要作用是( ) A.检测高压回路漏电风险 B.测量电池颜色 ‌ C.控制充电速度 D.调节电池形状 答案：A.检测高压回路漏电风险 4.SK软包电池相比方形电池的优势是( ) A.机械强度更高 B.成本更低 ‌ C.‌能量密度高10%-20% D.无需热管理 答案：C.‌能量密度高10%-20% 小试牛刀 03 5继电器集成器中的预充电阻主要功能是( ) A.限制高压上电时的冲击电流 B.降低主继电器成本‌ C.测量绝缘电阻 D.冷却电池包 答案：A.限制高压上电时的冲击电流 6.高压互锁检测（HVIL）的触发条件是( ) A.电池温度超过50℃ B.电流传感器故障‌ C.SOC低于20% D.‌高压连接器未完全插合 答案：D.‌高压连接器未完全插合 小试牛刀 03 7.圆柱电池（如特斯拉4680）的典型布置方案是( ) A.单体独立工作 B.端面环形阵列+柔性PCB集成‌ C.仅串联连接 D.仅并联连接 答案： B.端面环形阵列+柔性PCB集成‌ 8动力电池母线电流监测通常采用 ( ) A.机械式电流表 B.温度传感器‌ C.霍尔电流传感器 D.电压分压器 答案：C.霍尔电流传感器 小试牛刀 03 课堂小结 04 1.单体蓄电池电压的采集和保护，目前都用专用集成电路(ASIC) 来完成，采集电压的精度不仅受ASIC本身精度的影响。 2.电池管理系统内，一般需要对整个电池系统和高压系统进行绝缘检测，比较简单的是依靠电桥来测量总线正极和负极对地线的绝缘电阻。 作业布置 05 (1)简述单体蓄电池的电压的意义。 (2)简述电池包流体温度检测。 感谢观看 $