新能源汽车动力蓄电池与能量管理技学习任务8
动力电池及能量管理技术任务1 比亚迪E5动力电池及能量管理系统
技能训练
③ 对齐螺纹孔，用手拧入动力电池 托架固定螺栓，如图4-29所示。
④ 使用13mm套筒、接杆、棘轮扳 手组合工具拧紧动力电池托架固定螺栓。
⑤ 使用定扭扳手紧固动力电池托架 固定螺栓至135N·m。
技能训练
（2）安装动力电池相关连接件：
① 安装动力电池低压插接器，并锁止保险锁舌，如图4-30所示。 ② 安装动力电池高压电缆母线插接器，并锁止保险锁舌，如图4-31所示。
技能训练
Hale Waihona Puke 技能训练④ 拉起前机舱盖手柄，打开前机舱盖，安装车外防护三件套，如图4-14所示。
技能训练
2. 拆卸动力电池总成 （1）车辆高压断电：
① 打开低压蓄电池负极电缆保护盖，拆下负极电缆，使用绝缘胶带进行绝缘处 理，如图4-15所示。
② 进入车内，拆卸中控储物格固定螺栓，如图4-16所示。
技能训练
技能训练
技能训练
⑧ 安装动力电池负极电缆并紧固。 ⑨ 驱动车辆，等待动力电池冷却系统自动运行。
技能训练
4. 整理归位
（1） 取下车内三件套。 （2） 回收车外三件套。 （3） 关闭前机舱盖，起动车辆检查车辆情况，按照7S管理标准，整理工具和 清扫场地。
谢谢观 看
技能训练
比亚迪E5动力电池拆装 ◆实训准备
1. 安全操作规范
（1）拆装动力电池时需关闭点火开关，车辆处于非起动状态。 （2）车辆正在充电时不得拆装动力电池。 （3）拆装动力电池前需佩戴防护装备。 （4）拆装动力电池前需要断开高压维修开关。
技能训练
2. 实操工具准备 （1）设备准备： 2018款
比亚迪E5纯电动汽车、举升机、 承重为1000kg升降平台和冷却液 回收器，如图4-10所示。
新能源汽车动力电池管理及维护技术教案任务4
定期或在线测量电池的容量，了解 电池的剩余电量和续航里程，为车 主提供准确的电量信息。
故障诊断与预警机制
故障诊断
基于电压、电流、温度等监测数据， 结合电池模型和算法，对电池进行故 障诊断，定位故障类型和位置。
预警机制
建立多级预警机制，对电池的不同故障 类型和严重程度进行预警，提醒车主或 维修人员及时处理，确保电池的安全运 行。
采用能量转移技术，将高电量电池的能量转 移到低电量电池中。
过充保护
过放保护
当电池充满时自动切断充电电源，防止电池 过充。
当电池电量低于一定阈值时自动切断放电电 路，防止电池过放。
04
热管理技术探讨
热管理系统组成及原理
热管理系统组成
包括电池热管理系统、电机热管理系统和乘员舱热管理系统等，通过合理的热 量传递和控制，确保新能源汽车在各种工况下的高效、安全运行。
工作原理
热管理系统通过传感器实时监测电池、电机等关键部件的温度，并根据温度变 化情况，通过控制冷却水泵、冷却风扇、加热器等执行器的工作状态，实现对 关键部件的精确控温。
散热设计优化方案
散热结构设计
采用高效的散热结构，如液冷板、散 热片等，提高散热效率。
散热材料选择
散热控制策略
根据新能源汽车的实际运行工况和外 部环境条件，制定合理的散热控制策 略，如动态调整冷却水泵和冷却风扇 的转速等，实现精准控温。
下的正常运行。
05
数据采集、传输和存储技术
数据采集方法论述
1 2 3
基于CAN总线的数据采集 利用CAN总线在新能源汽车中的广泛应用，通过 CAN接口实时采集电池状态数据，具有传输速度 快、稳定性高的特点。
模拟量信号采集 针对电池组中单体电池的电压、电流和温度等模 拟量信号，采用高精度ADC进行模数转换，实现 数据的实时采集。
新能源汽车动力蓄电池与能量管理技学习任务1
一、信息收集
（四）各类车用动力蓄电池的性能比较 1.铅酸蓄电池
铅酸蓄电池的优点： （1）性能可靠、技术成熟、价格便宜； （2）大功率性能优异、电压平稳、安全性好； （3）维护简便或者免维护； （4）适用范围广、原材料丰富； （5）自放电低，回收技术成熟。
铅酸蓄电池的缺点： （1）能量密度低； （2）循环寿命短； （3）质量大、体积大； （4）过充过放性能差，充电时间长。
图1-1 纯电动汽车的动力蓄电池系统
一、信息收集
（一）蓄电池的基本组成
蓄电池通常由电极（正极和负极）、电解质、隔膜和外壳（容器）四部 分组成，如图1-2所示。电极是蓄电池的核心部分，通常由活性物质和导电骨 架组成。电解质在蓄电池内部阴、阳极之间担负传递电荷（带电离子）的作 用。电解质一般为液体或固体。为了避免蓄电池内阴、阳极之间因距离较近 而发生内部短路，产生严重的自放电现象，需要在其阴、阳极之间放置绝缘 的隔膜，隔膜的材料一般为薄膜、板材或胶状物等。蓄电池的外壳是盛放并 保护电池电极、电解质和隔膜的容器。
一、信息收集
（一）蓄电池的基本组成
图1-2 蓄电池的基本组成
一、信息收集
（二）动力蓄电池系统的作用
动力蓄电池是纯电动汽车的核心部件，也是新能源汽车上价格最高的部 件之一。动力蓄电池的性能好坏直接决定了这辆车的实际价值。
动力蓄电池具有接收和储存由车载充电机、发电机、制动能量回收装置 或外置充电装置提供的高压直流电的功能，并且为电动汽车提供高压直流电 ，如图1-3所示。
动力蓄电池系统作为电动汽车的能量源，除了储存驱动所用电能和为整 车提供持续稳定的能量外，还承担以下功能： （1）控制最佳行驶电池特性。 （2）确保蓄电池的安全性、可靠性。
《新能源汽车动力蓄电池及管理技术》样章
项目三动力蓄电池的性能试验与故障检修蓄电池系统作为电动汽车核心三电部件之一，其动力输出性能将直接影响整车的动力性与续驶里程。
因此它储存的电能、质量和体积对电动汽车的性能有着决定性的影响，试验验证蓄电池系统的电性能在电动汽车的设计开发过程中显得尤为重要。
动力蓄电池的性能试验与故障检修项目包括两个学习情境：动力蓄电池的性能试验和动力蓄电池的故障检修。
128学习情境一动力蓄电池的性能试验通过理论知识学习，了解单体蓄电池性能试验，根据动力蓄电池性能测试的工作要求标准，掌握常见性能测试仪和诊断仪器的使用。
依据《电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法》（GB 31484—2015）和《电动汽车用动力蓄电池安全要求》（GB 38031—2020），进行单体蓄电池性能诊断的操作练习，牢记正确的试验方法及操作事项，养成严谨的工作态度并有效地融入技能等级证书的考核和技能大赛中。
任务一 动力蓄电池单体的测试知识目标：1）掌握动力蓄电池单体测试的国标试验准备及测试条件。
2）掌握动力蓄电池单体测试中标准充电的要求。
3）掌握动力蓄电池单体测试的项目及安全要求。
技能目标：1）具备理解动力蓄电池单体测试的试验条件的能力。
项目三 动力蓄电池的性能试验与故障检修1292）具备理解动力蓄电池单体测试的安全要求及预处理方法的能力。
3）具备理解动力蓄电池单体测试时对测试仪器及仪器准确度的要求的能力。
4）具备上位机软件的使用及动力蓄电池单体测试和数据采集的能力。
素养目标：1）严格执行GB 31484—2015和GB 38031—2020的操作规范，养成严谨科学的工作态度。
2）尊重他人劳动，不窃取他人成果。
3）养成总结训练过程和结果的习惯，为下次训练积累经验。
4）培养团结协作精神，养成规范作业的良好工作习惯。
5）严格执行7S 现场管理。
小王在一家新能源汽车4S 店工作，今天接到了一辆事故车，车辆的蓄电池单体和蓄电池组都出现了问题需要进行维修、更换。
《新能源汽车动力蓄电池及管理系统检测》课程教案
《新能源汽车动力蓄电池及管理系统检测》课程教案2023——2024学年第一学期课程基本情况第1次课第2次课第3次课第4次课第5次课第6次课第7次课第8次课第9次课教学内容辅助手段与时间分配2-1铅酸动力电池的结构组成、工作原理及应用二、蓄电池的结构组成及工作特性1、蓄电池的结构组成如图所示为6V蓄电池的构造图。
它由三个相同的单格电池组成。
每个单格电池的电压为2V。
用联条把各单格串联起来，便成了一个6V蓄电池。
这种蓄电池主要由极板、隔板、电解液、外壳（容器）等组成。
2、蓄电池规格型号型号：JB2599-85《铅蓄电池产品型号编制方法》串联单格数－电池类型和特征－额定容量－特殊性能如：6—QA—60S3、铅酸电池的工作特性1)影响蓄电池容量因素(1)结构因素极板表面积大小；极板片数多少（参加反应活性物质越多，容量越大）；极板越薄，活性物质的多孔性越好，则电解液向极板内部的渗透越容易，活性物质利用率就越高，输出容量也就越大。
(2)使用因素：放电电流、电解液温度、密度2)充电特性恒流限压法作为铅酸电池最为常用的充电方法，无论是对于铅酸电池单体还是铅酸电池构成的电池组，在工程实践中应用最多。
3)放电特性在大部分放电过程中，电池端电压是稳定下降的，到放电末期，电池端电压急剧下降，此时应停止放电，否则会造成电池的过度放电。
过放电会致使电池内部大量的硫酸铅被吸附到蓄电池的阴极表面，造成电池阴极“硫酸盐化”。
4）温度特性温度对蓄电池的容量和电动势影响很大，电解液温度高时扩散速度增加、电阻降低，其电池电动势也略有增加．因此铅酸电池的容量及活化物质利用率随温度的增加而增加。
反之，电解液温度降低时，其黏度增大，使离子运动受到较大阻力，扩散能力降低。
在低温下电解液的电阻也增大，电化学反应的阻力增加，结果导致蓄电池容量下降。
三、铅酸蓄电池的日常使用于维护学生起来回答学生在教师的讲解的基础上思考并总结学生听讲并做好笔记学生归纳，教师补充第10次课第11次课第12次课3、飞轮电池的特性（1）能量密度高。
新能源汽车动力蓄电池-检测动力蓄电池充电性能
一、信息收集
（二）比亚迪e5轿车“OK”灯点亮条件及预充电过程
（2）预充过程：起动车辆时，为缓解对高压系统的冲击，蓄电池管理器先吸 合预充接触器，电池包的高压电经过预充接触器并联的预充电阻后加载到 VTOG母线上，VTOG检测到母线上的电压与电池包电压相差在50V以内时， 通过CAN通道向电池管理器反馈一个预充满信号。电池管理器收到预充满信 号后控制主接触器吸合，断开预充接触器，如图8-4所示。
CC-充电连接确认线；CP-充电控制线
一、信息收集
（四）比亚迪e5轿车充电系统 3.充电口
2）交流充电口 （2）交流充电口端子测量见表8-1。 温馨提示：当充电盒功率低于7kW的时候，交流电通过VTOG中的OBC（车 载充电器）对动力蓄电池进行充电；当充电盒功率高于7kW的时候，交流电 直接通过VTOG对动力蓄电池进行充电。
一、信息收集
（三）比亚迪e5轿车高压电控总成构成 1.高压电控总成内部构造
高压电控总成内部构造如图8-5所示。
图8-5 高压电控总成内部构造
一、信息收集
（三）比亚迪e5轿车高压电控总成构成 2.高压电控总成的功能
（1）控制高压交/直流电双向逆变，驱动电机运转，实现充、放电功能 （VTOG、车载充电器）。 （2）实现高压直流电转化低压直流电为整车低压电气系统供电（DC/DC） 。 （3）实现整车高压回路配电功能以及高压漏电检测功能（高压配电箱和漏电 传感器模块）。 （4）直流充电升压功能。 （5）另外包括CAN通信、故障处理记录、在线CAN烧写以及自检等功能。
图8-25 低压接插件(64pin)接口定义
二、任务实施
（二）技术要求与注意事项 4.高压电控总成连接端子针脚定义
新能源汽车动力电池检测与维修_学习任务考核方案A卷
学习任务考核方案A卷
姓名班级学号
专业名称：新能源汽车汽车维修
工学一体化课程名称：新能源汽车动力电池及能量管理系统检修
“ 新能源汽车动力电池及能量管理系统检修”学习任务考核方案，由任务考核项目说明、考核项目评分细则和学习任务成绩组成共3个部分构成。
一、学习任务考核项目说明
“新能源汽车动力电池及能量管理系统检修”学习任务按照工作过程划分为6个学习环节，依据考核要点和能力素养考核维度设置了3个考核项目。
其中，技能考核类项目3个，学习成果类考核项目1个，能力素养观察类考核项目0个，具体说明见下表。
“新能源汽车动力电池及能量管理系统检”学习任务考核项目说明
二、学习任务考核项目评分细则
“新能源汽车动力电池及能量管理系统检修”学习任务共设置2个考核项目，采用自评、互评、师评相结合的方式，对学习成果、行为表现、技能应用进行评分。
各项目评分细则如下所示：
2.1考核项目1评分细则
考核项目1：“认识新能源汽车的高压系统”考核项目评分表
2.2考核项目2评分细则
考核项目2：“动力电池管理系统检测”考核项目评分表
考核项目1：认识新能源汽车高压部件
考核项目2：动力电池管理系统检测。
新能源汽车动力蓄电池及管理技术 学习任务单习题及答案
新能源汽车动力蓄电池及管理系统技术学习任务单习题及答案项目一动力蓄电池的认知 (2)学习情境一储能电池主要性能指标 (2)任务一储能电池主要性能指标 (2)学习情境二动力蓄电池的类型 (3)任务一动力蓄电池的类型 (3)项目二动力蓄电池的装调与测试 (4)学习情境一动力蓄电池整车装调与测试 (4)任务一镇氢电池的整车装调与测试 (4)任务二磷酸铁锂电池整车装调与测试 (6)任务三三元锂蓄电池的整车装调与测试 (7)任务四氢燃料电池的整车装调与测试 (8)学习情境二动力蓄电池总成的装调与测试 (9)任务一单体蓄电池分拣分容修复 (9)任务二蓄电池模块的装调与测试 (10)任务三动力蓄电池总成装调与测试 (10)学习情境三动力蓄电池管理系统及线路测量 (12)任务一蓄电池管理系统及线路测量 (12)项目三动力蓄电池的性能试验与故障检修 (13)学习情境一动力蓄电池的性能实验 (13)任务一动力蓄电池的单体试验 (13)任务二蓄电池模组试验 (14)学习情境二动力蓄电池的故障检修 (14)任务一动力蓄电池的数据采集与分析 (15)任务二动力蓄电池的故障诊断与排除 (16)项目一动力蓄电池的认知学习情境一储能电池主要性能指标任务一储能电池主要性能指标 1-1-1储能电池主要性能指标 学习任务单 班级：姓名：1 .请阐述纯电动汽车中下列术语的定义。
SOC:余电量，表示当前蓄电池中按照规定放电条件可以释放的容量占可用容量的百分比 DOD:表示蓄电池放电状态的参数（D0D ）,等于实际放电容量与可用容量的百分比 能量密度：又称为比能量，是指从蓄电池的单位质量或单位体积所获取的能量 记忆效应：是指蓄电池经过长期浅充浅放电循环后，进行深放电时，表现出明显的容量 损失和放电电压下降，经数次全充/放电循环后，电池特性即可恢复的现象。
2 .蓄电池模块 是将一个以上单体蓄电池按照 串联、并联或串并联 方式组合，且只有一对正、负极输出端子，并作为电源使用的组合体。
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一、信息收集
（二）比亚迪e5轿车“OK”灯点亮条件及预充电过程
图8-4 比亚迪e5轿车“OK”灯点亮条件及预充电过程 1-正极接触器；2-蓄电池包分压接触器1；3-蓄电池包分压接触器2； 4-负极接触器1；5-直流充电正极接触器；6-直流充电负极接触器；
一、信息收集
（三）比亚迪e5轿车高压电控总成构成 1.高压电控总成内部构造
高压电控总成内部构造如图8-5所示。
图8-5 高压电控总成内部构造
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（三）比亚迪e5轿车高压电控总成构成 2.高压电控总成的功能
（1）控制高压交/直流电双向逆变，驱动电机运转，实现充、放电功能 （VTOG、车载充电器）。 （2）实现高压直流电转化低压直流电为整车低压电气系统供电（DC/DC） 。 （3）实现整车高压回路配电功能以及高压漏电检测功能（高压配电箱和漏电 传感器模块）。 （4）直流充电升压功能。 （5）另外包括CAN通信、故障处理记录、在线CAN烧写以及自检等功能。
一、信息收集
（四）比亚迪e5轿车充电系统 2.充电系统的组成
充电系统主要组成部分，如图8-7所示，具体如下： （1）直流充电口。 （2）交流充电口。 （3）电池管理器(BMS)。 （4）高压电控总成(VTOG)。 （5）动力蓄电池包。
新能源汽车专业技能型紧缺人才培养规划教材
新能源汽车动力蓄电池 与能量管理技术
课件制作：杨丽慧
罗英 吴浩
主编
学习任务1 学习任务2 学习任务3 学习任务4
初识动力蓄电池组 认识动力蓄电池管理系统 动力蓄电池包高压作业安全防护 拆装纯电动汽车动力蓄电池包
学习任务5 学习任务6 学习任务7 学习任务8
建议课时
任务描述
一辆行驶里程约20000km的比亚迪e5轿车，用交流充电桩对其充电的时 候，车内仪表显示“充电连接中”，经车间技术主管检测后，判断该车辆的 充电系统存在故障，此时需要你作为维修人员协助技术主管按照规范程序， 检修该车故障，修复完成后，并确认其工作状态正常。
一、信息收集
（一）比亚迪e5轿车双路电源
一、信息收集
（三）比亚迪e5轿车高压电控总成构成 3.双向交流逆变式电机控制器(VTOG)主要功能
（1）驱动控制（放电）：采集加速踏板、制动踏板、挡位、旋变信号等控制 电机正向、反向驱动；正、反转发电功能；具有高压输出电压和电流控制限 制功能；具有电压跌落、过流、过温、IPM过温、IGBT过温保护、功率限制 、转矩控制限制等功能；同时具备电控系统防盗、能量回馈控制、主动泄放 、被动泄放控制功能。 （2）充电控制：交、直流转换，双向充、放电控制功能；自动识别单相、三 相相序，并根据充电电流控制充电方式，根据充电设备识别充电功率控制充 电方式；根据车辆或其他设备请求信号控制车辆对外放电；断电重启功能； 在电网断电又供电的时候，可继续充电功能。
一、信息收集
（三）比亚迪e5轿车高压电控总成构成 4.VTOG驱动系统控制原理图
VTOG驱动系统控制原理如图8-6所示。
图8-6 VTOG驱动系统控制原理图
一、信息收集
（四）比亚迪e5轿车充电系统 1.充电方式
比亚迪e5轿车有两种充电方式：交流充电和直流充电。 （1）交流充电：主要是通过交流充电桩、壁挂式充电盒以及家用供电插座接 入交流充电口，通过高压电控总成将交流电转为650V直流高压电给动力蓄电 池充电。 （2）直流充电：主要是通过充电站的充电柜将直流高压电通过直流充电口给 动力蓄电池充电。
拆装混合动力汽车动力蓄电池包 检测纯电动汽车动力蓄电池故障 检测混合动力汽车动力蓄电池故障 检测动力蓄电池充电性能
学习任务8 活塞检连测杆动组力故蓄障电诊池断充与电修性复能
学习目标
1.掌握动力蓄电池充电过程； 2.了解高压电控总成在充电过程中对动力蓄电池的影响 。 3.掌握动力蓄电池充电系统故障排除方法。
一、信息收集
（一）比亚迪e5轿车双路电源
图8-1 比亚迪e5车型的双路电源
一、信息收集
（二）比亚迪e5轿车“OK”灯点亮条件及预充电过程
比亚迪e5轿车仪表显示台如图8-2所示。
图8-2 比亚迪e5轿车仪表显示台
一、信息收集
（二）比亚迪e5轿车“OK”灯点亮条件及预充电过程
（1）“OK”灯点亮条件：电池管理器BMS收到VTOG反馈的预充满信号， 如图8-3所示。
7-主接触器；8-交流充电接触器；9-预充接触器
一、信息收集
（二）比亚迪e5轿车“OK”灯点亮条件及预充电过程
小链接 在纯电动汽车中，点亮“OK”灯相当于打开一般汽油车的点火开关。当
“OK”灯点亮后，纯电动汽车才能正常行驶。 小链接
为什么要有预充电路？ 直流母线要有预充电路，因直流母线上有大电容存在。电容并在电源的 两端时，电源接通的瞬间，电容两端的电压不会突变，电容两端的电流会突 变。刚接通电源瞬间，电容器两端相当于短路，这是电容器的工作原理。此 时若没有预充电路，变频器内的整流器管会爆炸。预充电路起到了电源接通 瞬间对电容器限制充电电流的作用，以保护整流器的元件不会因电容器瞬间 的短路电流而损坏。
图息收集
（二）比亚迪e5轿车“OK”灯点亮条件及预充电过程
（2）预充过程：起动车辆时，为缓解对高压系统的冲击，蓄电池管理器先吸 合预充接触器，电池包的高压电经过预充接触器并联的预充电阻后加载到 VTOG母线上，VTOG检测到母线上的电压与电池包电压相差在50V以内时， 通过CAN通道向电池管理器反馈一个预充满信号。电池管理器收到预充满信 号后控制主接触器吸合，断开预充接触器，如图8-4所示。
对于新能源车型的部分模块（如BMS、VTOG、DCDC等），无论上电还 是充电都需要工作，所以除常电以外的这路电源，无论是在上电还是充电都 应供电，这路电源就叫“双路电”，即“上电+充电”两路。
比亚迪e5车型的双路电源设计原理，如图8-1所示。 （1）上OK电和交流充放电时，由双路电继电器1吸合供电。 （2）直流充电时，则由直流充电继电器吸合供电。