《新能源汽车动力蓄电池及管理技术》课后参考答案

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.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（DOD），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。3.电池组的整体性能和寿命取决于其中性能较差的一个单体蓄电池，这就要求电池组中每个单体蓄电池性能的一致性要高。4.填写下图各部分名称。电源键USB接口显示屏电源键USB接口显示屏功能选择键选择按钮数字输入键测试线连接口参数设置键5.请判断下图使用接地电阻测试仪测试时，测试夹与被测端连接的正误。（正确）（错误）学习情境二动力蓄电池的类型任务一动力蓄电池的类型汽车动力蓄电池的分类（1）汽车动力蓄电池按照材料主要有锂离子蓄电池、金属镍氢电池、燃料蓄电池、铅酸蓄电池等；（2）锂离子蓄电池按照正极材料可分为锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锂、钴酸锂、钛酸锂等；（3）锂离子蓄电池按照电解质材料分为液态锂离子电池、聚合物锂离子电池等；（4）锂离子蓄电池按照外形分为方形锂离子蓄电池、圆柱形锂离子蓄电池、软包锂离子蓄电池、刀片形蓄电池等（5）比亚迪的刀片蓄电池实质属于锂离子蓄电池；动力电池连接的方法（1）已知单体蓄电池的标称电压为3.6V,现在需要蓄电池模块的电压为72V,需要20个单体蓄电池采取串联连接的方法组合；（2）已知单体蓄电池额定容量为8A.h,现在需要蓄电池模块的容量为32A.h,需要4个单体蓄电池采取并联连接的方法组合；已知单体蓄电池的容量为8A.h,电压为3.6V现在需要蓄电池模块的电压为72V，容量为32A.h,需要20个单体蓄电池串联，再4组蓄电池并联；请在画出电路图：动力蓄电池内置保护（1）动力蓄电池内置保护板的主要功能有过充电保护、过放电保护、短路/过流保护、温度保护、充电电流控制、充电电压控制等；项目二动力蓄电池的装调与测试学习情境一动力蓄电池整车装调与测试任务一镍氢电池的整车装调与测试.镍氢蓄电池基础知识（1）镍氢蓄电池由氢氧化镍正极、储氢合金负极、电解液、外壳等几部分组成；（2）镍氢蓄电池的内阻包括欧姆内阻、化学极化内阻、浓差极化内阻三类；（3）影响镍氢蓄电池容量的因素有哪些？答：影响镍氢蓄电池容量的因素大致可以分为两类：一类是蓄电池的结构和制造工艺，极板的几何尺寸等；另一类是蓄电池的工作条件，如放电电流、温度、充电容量、搁置时间、放电中止电压、放电率等。（4）延长镍氢蓄电池寿命的措施有哪些？答：控制镍氢蓄电池储存环境的温度；控制镍氢蓄电池储存环境的湿度；减少镍氢蓄电池的搁置时间；控制镍氢蓄电池工作温度在-20℃—60℃，最佳工作温度在0℃—40℃。减少大电流放电。2.动力蓄电池总成的组成镍氢蓄电池总成的组成主要由哪几部分组成？答：镍氢电池的主要组成为：正极片（镍氧化物）、负极片（储氢合金）、电解液（主要为KOH）、隔膜纸、密封圈、正极帽、电池壳等。镍氢蓄电池总成的总成主要由电池模组、电池管理系统、动力电池箱以及辅助元器件等几部分组成。（2）丰田普锐斯动力蓄电池内部由哪些部分组成？答：由蓄电池模块、传感器、电池管理器、含接触器的ＨＶ接线盒总成、动力电池冷却风扇（无电刷）、维修开关等组成。3.动力蓄电池装调与测试常用个人防护装备有绝缘手套、防护鞋、工作服、护目镜、安全头盔等；拆除维修开关后必须等待5-15分钟,使高压部件中的电容器放电完成，才能继续对车辆进行高压检验操作；高电压检验时使用检测设备绝缘数字万用表测量高电压部件连接器端子对车身的电压低于3V,端子正负极之间的电压应低于3V;使用绝缘耐压仪检测设备检测动力蓄电池的绝缘电阻；描述动力蓄电池绝缘电阻检测方法及注意事项。检测方法①准备工作：高压防护装备和工具②高压断电③脱开高压配电箱与动力电池的连接电源线；④闭合高压维修开关⑤使用高压数字万用表检测动力蓄电池总电压U、正极对托盘电压U1、负极对托盘电压U2⑥用万用表测量定值电阻R⑦把万用表并联定值电阻，测量正极对托盘电压U1’和负极对托盘的电压U2’⑧计算动力蓄电池正极母线的绝缘电阻值和负极母线的绝缘电阻值R1=(U1-U1’)÷U1’×(R÷U)R2=(U2-U2’)÷U2’×(R÷U)做好7S管理工作注意事项①设置安全隔离区域②穿戴高压安全防护装备、使用专用高压安全检测设备③完成高压断电后，需要重新安装高压维修开关；④做好检测数据记录和计算任务二磷酸铁锂电池整车装调与测试1.蓄电池是将化学能转换成电能。2.比亚迪e5车型2017款动力电池为磷酸铁锂电池，容量为75Ah，电压为633.6V。3.磷酸铁锂电池单体电池电压为3.2V，为了满足比亚迪E5汽车使用，需要对单体电池进行B增加电压和A扩大容量。A.并联B.串联4.使用兆欧表进行动力蓄电池组绝缘测量时，主要测量的是C电阻。A.动力蓄电池正负及间B．动力蓄电池与车体之间C．动力蓄电池电芯与外壳之间D．动力蓄电池外壳与车体之间5.对磷酸铁锂电池特点描述错误的C。A.不含有毒金属B.耐过充性能差C.每一个单元电池的额定电压为1.2VD.制造成本大6.使用兆欧表进行绝缘测试时，可双手进行操作。（√）任务三三元锂蓄电池的整车装调与测试1.三元锂电池主要由___Ni___、___Co____、___Mn____三种元素构成。2.三元锂电池是一种__二次电池(充电电池)_电池，主要依靠___锂离子___在正负极之间的往返嵌入和脱嵌来工作，实现能量的存储和释放。3.以下电池中不作为电动汽车动力蓄电池的是（D）。A.铅酸电池C.镍氢电池B.锂离子电池D.锌银电池4.（B）电池性能比较高，可以快速充电、高功率放电、能量密度高，且循环寿命长，但高温下安全性能差。A.镍氢电池C.铅酸电池B.锂离子电池D.锌银电池5.动力蓄电池的能量储存与输出都需要模块来进行管理，即动力蓄电池能量管理模块，也称为动力蓄电池管理系统，或动力蓄电池能量管理系统，简称(C)。A.BBCB.ABSC.BMSD.EPS6.电池管理系统是什么？BMS电池系统俗称之为电池保姆或电池管家，主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。BMS电池管理系统单元包括BMS电池管理系统、控制模组、显示模组、无线通信模组、电气设备、用于为电气设备供电的电池组以及用于采集电池组的电池信息的采集模组。任务四氢燃料电池的整车装调与测试1.燃料电池的特点能量转化效率高；它直接将燃料的化学能转化为电能，中间不经过燃烧过程，因而不受卡诺循环的限制。[1]燃料电池系统的燃料—电能转换效率在45%～60%，而火力发电和核电的效率大约在30%～40%。安装地点灵活；燃料电池电站占地面积小，建设周期短，电站功率可根据需要由电池堆组装，十分方便。2.燃料电池是一种把燃料能转化成电能的电化学装置。3.世界上第一家实现商品化销售的燃料电池汽车生产厂家是本田公司。4.燃料电池采用的燃料是氢。5.FCEV汽车一般由燃料箱、燃料电池、控制系统、驱动系统、辅助动力系统和电池组等部分构成。6.与传统汽车相比，燃料电池汽车能量转化效率高达60%-80%，为发动机的2-3倍。7.写出图中所指零部件的含义：1-驱动轮；2-驱动系统；3-驱动电机；4-逆变器；5-辅助电源（蓄电池、超级电容器）；6-燃料电池发动机；7-空气压缩机和空气加湿装置；8-氢气管理系统；9-中央控制器；10-DC/DC转换器；11-氢气储存罐；12-燃烧器和改质器；13-甲醇储存罐；14-H2净化器1.燃料电池的特点能量转化效率高；它直接将燃料的化学能转化为电能，中间不经过燃烧过程，因而不受卡诺循环的限制。[1]燃料电池系统的燃料—电能转换效率在45%～60%，而火力发电和核电的效率大约在30%～40%。安装地点灵活；燃料电池电站占地面积小，建设周期短，电站功率可根据需要由电池堆组装，十分方便。2.燃料电池是一种把燃料能转化成电能的电化学装置。3.世界上第一家实现商品化销售的燃料电池汽车生产厂家是本田公司。4.燃料电池采用的燃料是氢。5.FCEV汽车一般由燃料箱、燃料电池、控制系统、驱动系统、辅助动力系统和电池组等部分构成。6.与传统汽车相比，燃料电池汽车能量转化效率高达60%-80%，为发动机的2-3倍。7.写出图中所指零部件的含义：1-驱动轮；2-驱动系统；3-驱动电机；4-逆变器；5-辅助电源（蓄电池、超级电容器）；6-燃料电池发动机；7-空气压缩机和空气加湿装置；8-氢气管理系统；9-中央控制器；10-DC/DC转换器；11-氢气储存罐；12-燃烧器和改质器；13-甲醇储存罐；14-H2净化器学习情境二动力蓄电池总成的装调与测试任务一单体蓄电池分拣分容修复1.请阐述下列术语的定义。分容:锂电池在生产车间做好以后，电池容量会有差异，通过容量测试筛选出合格电池，这个过程叫分容。蓄电池一致性：电池一致性是指统一规格型号的单体蓄电池成组后，其电压、荷电量、容量及其衰退率、内阻及其变化率、寿命、温度影响、自放电率等参数存在一定的差别,单体电池分容注意事项。答：1.电芯正、负极与测试线接触是否良好，电芯正、负极是否接反。2.分容电芯上接线后需在4小时内发送流程。3.分容结束后电芯必须在4小时内从分容柜上取下。4.分容结束后电芯需及时标识，2小时内完成第一次测试。5.操作过程应避免电芯两极耳短路，避免损坏电芯表面质量。6.测试电芯内阻、电压时，测试夹具应与电芯极耳前端处接触。7.注意分容数据、两次测量数据必须和相应电芯相对应。8.检测过程中电芯不能叠放在一起以防止短路。哪些因素会影响单体电池成组的一致性？答：蓄电池设计、制造、存储以及使用过程中存在多种不可控制的因素，会影响电池的一致性，他们有：1原材料2设计和生产环节中的电芯设计、技术路线、工艺路线、温度和湿度控制、设备水平、环境控制等因素。任务二蓄电池模块的装调与测试1.由于单体蓄电池数量庞大，因此需要有效、合理的封装形式，通过串联、并联等形式来提高电压或增加容量。2.动力蓄电池总成装调工作平台由动力蓄电池、电池管理器、接触器、电流传感器、预充电阻、车载充电机、及相关辅件等组成。3.动力蓄电池总成装调工作平台由4个蓄电池模块串联而成，24块单体蓄电池组成，总电压为76.8V。4.动力蓄电池总成装调工作平台充电系统只有一个充电口。（F）5.动力蓄电池总成装调工作平台有两个预充电阻。（F）6.动力蓄电池线束接插器包括哪些线束接插器,请在图中标出。任务三动力蓄电池总成装调与测试1.在测量预充电阻时，技师甲说：正确的阻值为100Ω，技师乙说：正确的阻值为60Ω。下列选项正确的是（A）。A.技师甲正确B.技师乙正确C.技师甲、技师乙均正确D.技师甲、技师乙均不正确2.在安装霍尔式电流传感器时，技师甲说：安装没有方向要求；技师乙说：安装有方向要求。下列选项正确的是（B）。A.技师甲正确B.技师乙正确C.技师甲、技师乙均正确D.技师甲、技师乙均不正确3.在安装正极连接片时，技师甲说：安装正极连接片需要紧固3只螺栓；技师乙说：安装正极连接片只需要紧固1只螺栓。下列选项正确的是（D）。A.技师甲正确B.技师乙正确C.技师甲、技师乙均正确D.技师甲、技师乙均不正确4.接触器线圈的阻值一般为（B）。A.15Ω-20ΩB.25Ω-30ΩC.30Ω-35ΩD.35Ω-40Ω5.BMS的中文全称是（D）。A.电源管理系统B.能量管理系统C.整车管理系统D.电池管理系统6.请根据下图填写动力蓄电池工作平台各部分名称。学习情境三动力蓄电池管理系统及线路测量任务一蓄电池管理系统及线路测量1.动力蓄电池的能量储存与输出都需要模块来进行管理，即动力蓄电池能量管理模块，也称为动力蓄电池管理系统，或动力蓄电池能量管理系统，简称BMS。2.请简述BMS系统的主要功能。BMS通过电压、电流及温度检测等实现对动力蓄电池系统的过电压、欠电压、过电流、过高温和过低温保护，继电器控制，SOC估算，充放电管理，加热或保温，均衡控制，故障报警及处理，与其他控制器通信等功能，此外电池管理系统还具有高压回路绝缘检测功能，以及为动力蓄电池系统加热功能。3.按照图示内容判断工作状态并简述其工作过程。慢充流程:充电桩→车载充电机→高压控制盒→高压插接件→主正继电器→电池组正极→主保险→电池组负极→电流传感器→主负继电器→高压插接件→高压控制盒→车载充电机→充电桩，构成回路，进行慢充。4.请在下图中标出直流母线和快充高压插件。项目三动力蓄电池的性能试验与故障检修学习情境一动力蓄电池的性能实验任务一动力蓄电池的单体试验.请阐述动力蓄电池单体测试中的一般条件有哪些。（1）:环境要求（2）:对制造商要求（3）:额定容量要求（4）:完全充电要求（5）:充电电流的要求（6）:测量仪器、仪表准确度（7）:测试过程误差的要求2.动力蓄电池单体测试中标准充电的定义：电池单体先以制造商规定且不小于1I３的电流放电至制造商技术条件中规定的放电终止电压，搁置1h（或制造商提供的不大于1h的搁置时间），然后按制造商提供的充电方法进行充电，充电后搁置1h（或制造商提供的不大于1h的搁置时间）。在GB38031-2020汽车动力蓄电池单体测试的常检测项目：外观检测（2）极性检测（3）外观尺寸及质量（4）20℃放电容量20℃倍率放电容量（6）常温与高温荷电保持与容量恢复能力（7）储存（8）循环寿命（9）安全性，其中（9）安全性的试验测试一般包括过（1）过放电、（2）过充电、（3）短路、加热等试验任务二蓄电池模组试验1.请简述蓄电池模块测试中的一般条件有哪些。（1）:环境要求（2）:对制造商要求（3）:绝缘电阻的要求（4）:SOC的要求（5）:电池冷却液的要求（6）:测量仪器、仪表准确度（7）:测试过程误差的要求2.蓄电池模块充电测试中标准充电的定义：按厂家提供的专用规程进行充电。若厂家未提供充电器，在20℃士5℃条件下，蓄电池模块以1I3(A)电流放电，至蓄电池模块电压达到n*3.0V时或模组中的单体蓄电池电压低于2.5V时停止放电，然后在20℃士5℃条件下以1I3(A)恒流充电，至蓄电池模块电压达到n*4.2V时转恒压充电，充电电流降至0.1I3，时停止充电，若充电过程中有单体蓄电池电压达到4.3V时则停止充电。充电后还需要静置l小时。在GB38031-2020汽车蓄电池模块测试中的检测项目（1）外观检测（2）极性检测（3）外观尺寸及质量（4）20℃放电容量（5）简单模拟工况（6）耐振动性（7）过流保护（8）过充电保护（9）过放电保护试验。4.某动力电池组由24个磷酸铁锂电池单体串联组成，额定容量均为50Ah，如果让你用恒流放电2小时将充满电的这组电池的电放完，那么应该设置的放电电流约为（D）A。A.10B.15C.20D.25学习情境二动力蓄电池的故障检修任务一动力蓄电池的数据采集与分析1.示波器读取波形可用于判断线路是否有对地或电源短路、相线间短路等问题。2.帝豪EV450诊断接口电路图，诊断接口的9号针脚连接CAN-H导线，10号针脚连接CAN-L导线，并请在图上标出。3.正常情况下，当CAN总线唤醒后，CAN-H对地电压约为2.5-3.5V，CAN-L对地电压约为2.5-1.5V，且两者相加为5V。4.请分析下图波形属于哪种CAN线故障类型？并提出检测方案。（1）CAN-H与CAN-L短路（2）①找到帝豪EV450诊断接口的9号针脚和10号针脚，9号针脚连接CAN-H导线，10号针脚连接CAN-L导线。②_实际测量两条CAN导线的电压，会发现始终在2.5V左右，基本不变化。③使用示波器读取波形图，从波形图上看，CAN-H与CAN-L波形几乎重合，判断为CAN-H与CAN-L短路。④通过插拔CAN总线上的控制模块（节点），可以判断是由节点引起的短路还是导线连接引起的短路。逐个断开节点，若电压恢复正常，则说明该节点有问题。若断开所有节点后电压还没有变化，则说明线路短路。任务二动力蓄电池的故障诊断与排除1.动力蓄电池的故障划分为几个等级？哪个等级最严重，有哪些严重后果？根据故障对整车的影响将动力蓄电池的故障划分为三个等级：（1）一级故障(非常严重)：一级故障表明动力蓄电池在此状态下功能已经丧失，请求其他控制器立即(1S内)停止充电或放电。如果其他控制器在指定时间内未做出响应，电池管理系系统将在2s后主动停止充电或放电，即断开高压继电器。该故障出现一段时间后会造成整车出现安全事故，如起火、爆炸、触电等。动力蓄电池在正常工作下不会上报该故