《新能源汽车动力电池及管理系统检修》 课件 1-1 调研分析新能源汽车动力电池

Lightupeveryone'sfuture新能源汽车动力电池及管理系统检修能力模块一新能源汽车动力电池及管理系统认知任务一调研分析新能源汽车动力电池知识目标1.了解动力电池的行业术语。2.掌握动力电池的分类及使用情况。3.了解动力电池的型号编码规则。1.具备辨识秦EV车型动力电池主要部件的能力。2.具备辨识单体电池种类的能力。1.了解我国动力电池产业的发展历程，感受国内新能源汽车企业攻坚克难的探索精神。2.探索我国动力电池产业的发展历程，了解其重要性，树立职业自豪感。3.严格执行6S现场管理。技能目标素养目标学习目标任务导入某品牌车企计划研发一款紧凑型纯电动轿车，车辆设计最高车速不超过130km/h，要求其在NEDC工况下续航400km。作为一名助理工程师，主管要求你为该款车型匹配动力电池，并拆解市面上某款竞品纯电动轿车的动力电池给出分析报告。目录Contents动力电池行业术语01动力电池的分类02三元锂电池的基本知识04磷酸铁锂电池的基本知识03目录Contents钛酸锂电池的基本知识05匹配动力电池的方法06动力电池的结构08动力电池的编码规则07目录Contents秦EV动力电池介绍09新能源乘用车的补贴10实训12人员防护用品及操作工具11动力电池行业术语011.电池管理系统一.动力电池行业术语电池组内部的控制系统，一般由一个或多个电子控制器组成。

英文BatteryManagementSystem，缩写BMS。作用：电池电压采样、温度采样、电池均衡、采样线异常检测等。充/放电管理、电池热管理、接触器控制、功率控制、电池异常状态报警和保护、荷电状态（SOC）/健康状态（SOH）计算、自检以及通讯等功能。定义电池信息采集器功能2.电池热管理系统一.动力电池行业术语维持动力电池在适宜的环境温度中工作，最大限度的发挥动力电池的潜力。功能避免电池在极端情况下工作，防止或者降低电池因热失控带来的电池起火或爆炸。注意事项英文表述BatteryThermalManagementSystem，BTMS一.动力电池行业术语3.倍率定义电池在规定的时间充/放出其额定容量时所需要的电流值，也是衡量充/放电快慢的一种量度。1C充放电，即1小时内可以将电池包充满/放完电；2C即30min内将电池包充充满/放完电。实例4.标称电压一.动力电池行业术语标称电压英文缩写：NominalVoltage，物理学的专业术语，是指稳压热敏电阻器在+25℃时，标称工作电流所对应的电压值。其在0.2C放电时全过程的平均电压，是一个近似数值。动力电池的标称电压一.动力电池行业术语5.中值、峰值、终止电压中值电压（MeanVoltage）是指电池放到50%容量时的电压。中值电压是衡量大电流放电、电池高倍率放电能力的重要指标。峰值电压（PeakVoltage）是指电池充电截止电压，如磷酸铁锂电池峰值电压3.65V、NCM三元锂电池峰值电压3.7V等。终止电压（FinalVoltage）指电池放电截止电压，如磷酸铁锂电池终止电压2.5V、NCM三元锂电池终止电压2.75V等。6.放电平台一.动力电池行业术语定义放电平台（DischargeCurve）是电池放电曲线的一个直接的表征。即电池完全充电后，以一定速率的电流放电时，电压下降相对缓慢的那段时间。三元锂电池NCM622，通常以1C放电至3.6V的时间表示放电平台。实例7.自放电一.动力电池行业术语电池在没有对外做功的情况下，其自身内部物质发生化学反应而致使电池能量（容量）损失的现象。图1：自放电较大的电池往往表现为储存一段时间后出现低电压或零电压的现象。图1自放电一.动力电池行业术语8.容量定义动力电池所能储存的电量，其单位是安时（Ah）。它是一个与系统能量大小有关的单位。假设将电比作水，将电池比作水池，那么水池越大装的水就越多，说明容量也就越大。实例一.动力电池行业术语9.循环、健康状态循环电池完成一个充电-放电的过程称为一个循环。电池可以在不同功率、电压或者恒定倍率下进行充/放电。健康状态（stateofhealth，SOH）指电池寿命起始状态相比较的当前电池状态，即电池衰减率。健康状态一.动力电池行业术语10.深度放电、荷电状态深度放电荷电状态一.动力电池行业术语定义英文表述：highvoltage，HV，根据GB3805-2008规定直流超过60V，交流超过25V的电压。注意事项高压系统必须要装配合适的安全保护措施。实例高压互锁回路、手动维修开关（MSD）等。使用橙色波纹管区分高、低压系统。手动维修开关11.高压一.动力电池行业术语英文表述：InternalResistance定义：电池在工作时，电流流过电池内部所受到的阻力。影响因素：电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成，与电池的尺寸、结构、装配等后果：电池内阻增大会导致电池放电工作电压降低，放电时间缩短，对电池的性能和循环寿命等造成严重影响。12.内阻一.动力电池行业术语13.串联、并联并联结构串联结构动力电池的分类02二.动力电池的分类磷酸铁锂电池的基本知识03三.磷酸铁锂电池的基本知识内部结构磷酸铁锂电池是一种使用磷酸铁锂（LiFePO_4）作为正极材料，碳作为负极材料的锂离子电池，单体标称电压为3.2V，充电截止电压为3.6V~3.65V，放电截止电压为2.5V。最大持续放电倍率为3C。磷酸铁锂电池内部结构

充电原理三.磷酸铁锂电池的基本知识充电过程中，磷酸铁锂中的部分锂离子脱出，经电解质传递到负极，嵌入负极碳材料；同时从正极释放出电子，自外电路到达负极，维持化学反应的平衡。放电过程中，锂离子自负极脱出，经电解质到达正极，同时负极释放电子，自外电路到达正极，为外界提供能量。三.磷酸铁锂电池的基本知识缺点优点与铅酸动力电池对比：工作电压高能量密度大循环寿命长安全性能好自放电率小无记忆效应环保无污染振实密度与压实密度很低，能量密度较低低温性能较差磷酸铁锂电池的一致性差磷酸铁锂电池的特点三.磷酸铁锂电池的基本知识磷酸铁锂电池的应用比亚迪汉EV比亚迪“刀片电池”三元锂电池的基本知识04四.三元锂电池的基本知识正极材料使用镍钴锰酸锂（NCM）三元正极材料的锂电池。镍元素起到提升电池能量密度的作用；钴元素能提高材料的放电容量，且能稳定电池材料结构；锰元素能降低材料成本、提高材料安全性和结构稳定性。三元锂电池单体标称电压为3.6V，充电截止电压为4.20V～4.25V，放电截止电压为2.75V，最大持续放电倍率为1C。1.定义四.三元锂电池的基本知识缺点优点电压平台高；能量密度高；低温性能好；三元锂电池的低温性能比磷酸铁锂电池好。电池成组成pack后整体输出的效率较低，最大持续输出1C放电倍率；容量衰减较快；安全性差。三元锂电池的特点四.三元锂电池的基本知识三元锂电池的应用比亚迪汉DM插电式混合动力汽车三元锂电池钛酸锂电池的基本知识05五.钛酸锂电池的基本知识钛酸锂电池的定义和特点特点：钛酸锂的高安全性；高稳定性；长寿命；绿色环保。定义：钛酸锂电池是一种用钛酸锂作锂离子电池负极材料。钛酸锂电池工作电压2.4V，最高电压3.0V，持续充电电流大于2C。可与锰酸锂、三元材料或磷酸铁锂等正极材料组成2.4V或1.9V的锂离子二次电池。与钛酸锂作正极，与金属锂或锂合金负极组成1.5V的锂二次电池。五.钛酸锂电池的基本知识工作人员对退役钛酸锂电池进行检测钛酸锂电池的应用“不胀气”的钛酸锂LTO电池产品，并首先实现了在电动公交客车上的批量应用。实例：在珠海的银龙公交车、北京的双层观光巴士都是搭载银隆钛酸锂电池。匹配动力电池的方法06六.匹配动力电池的方法从安全角度匹配选用磷酸铁锂电池--安全，特别是刀片电池，可以通过严苛的针刺试验。选用三元锂电池，同样的体积、容量，更能满足消费者所渴望的长续航的需求。从长续航需求匹配如何匹配动力电池选用钛酸锂电池可以支持快速充电，充电效率高。从充电效率匹配动力电池的编码规则07七.动力电池的编码规则电池的直径圆柱形电池18650B65电池的高度圆柱形电池0BB品电池1818650B电池电池由英文字母、数字叠加表示，代表电池的类别及外部尺寸。常见的圆柱形电池有：18650、21700、26650、32650、38650、46800。七.动力电池的编码规则IFP27175200A-105Ah代表电池容量代表电池外壳为铝壳代表电池高度尺寸代表电池的正极材料代表电池的外形为方形代表电池宽度尺寸代表电池厚度尺寸动力电池的结构08八.动力电池的结构动力电池的结构类型动力电池的结构类型单体锂电池的电压并不足以支持整车的高压部件工作，因此有必要将多个单体串联，组成一个高电压的电池pack。动力电池的pack有3种组成方式：串联、先串联后并联、或先并联后串联。八.动力电池的结构电池砖

电池砖电池组右图所示的电池模组是由3个IFP27175200A-105Ah的单体电池并联组成“电池砖”后再由5个“电池砖”串联组成电池模组。此类成组方式是3P5S，行业内称为“3并5串”。秦EV动力电池的介绍09九.秦EV动力电池的介绍秦EV动力电池铭牌九.秦EV动力电池的介绍性能指标规格（300Km）规格（400Km）备注电池包容量105Ah130Ah23±2℃、1C充电、1C放电额定电压386.9V408.8V充电截止电压4.2V4.2V充电截止放电截止电压2.5V2.5V放电截止充电温度-20～+65℃-20～+65℃与BMS配套使用放电温度-30～+65℃-30～+65℃与BMS配套使用储存温度[-40]℃～[40]℃，短期储存（3个月）25%≤SOC≤40%[-20]℃～[35]℃，长期储存（＜1年）30%≤SOC≤40%重量≥350KG秦EV的动力电池存放标准新能源乘用车的补贴10十.新能源乘用车的补贴车辆类型纯电动续驶里程R（工况法、公里）纯电动乘用车300≤R＜400R≥400R≥50（NEDC工况）/R≥43（WLTC工况）0.911.26/插电式混合动力（含增程式）乘用车/0.48纯电动乘用车单车补贴金额=Min{里程补贴标准，车辆带电量×280元}×电池系统能量密度调整系数×车辆能耗调整系数。对于非私人购买或用于营运的新能源乘用车，按照相应补贴金额的0.7倍给予补贴。补贴前售价应在30万元以下（以机动车销售统一发票、企业官方指导价等为参考依据，“换电模式”除外）。2022年非公共领域新能源乘用车补贴标准人员防护用品及操作工具11十一.人员防护用品及操作工具图片名称要求用途手套普通劳保手套拆卸螺栓、搬运物品等过程中对手部的保护

绝缘鞋耐压DC1000V拆卸高压部件时对作业者脚部防护

电工胶布普通型高、低压插件端口防护

绝缘防护手套耐压DC1000V操作高压部件时手部、臂部防护

护目镜耐酸碱液体拆卸漏液动力电池时眼部的防护人员防护用品及操作工具十一.人员防护用品及操作工具图片名称要求用途绝缘工具套装耐压DC1000V拆卸高压部件螺栓等

龙门举升机4吨举升新能源汽车

电池举升平台高度1.2-1.7米动力电池拆卸，移动动力电池

扳手套装常用工具拆卸车辆除高压部件外的零部件

叉车1.5吨以上移动动力电池及高压部件人员防护用品及操作工具实

训12（一）设备及工具准备序号设备及工具名称数量1比亚迪秦EV1辆2工位防护套装1套3人员防护套装1套4电池升降平台1台5一体化工量具1套6NCM电池1套7LFP电池1套8圆柱电池1套任务准备任务准备1.穿戴绝缘鞋和安全帽。2.设置隔离栏隔离维修工位。3.在工位出口处设置高压安全警示牌，提醒周边人员工位正在进行高压电气维修。4.记录车辆铭牌信息。（三）安全防护准备（二）场地设备准备检查实训场地和设备设施是否清洁及存在安全隐患，配电箱、排查是否符合用电需求，如不正常请汇报老师并进行处理。实施步骤（一）高压安全下电1.将车辆停入作业工位2.车辆下电，将车辆钥匙存放在安全处。3.打开前机舱，铺设前机舱翼子板垫。4.断开蓄电池负极，负极电缆接头用绝缘胶布包好。蓄电池负极桩头用盖子盖好或用绝缘胶布包好。5.放置车辆5～10min，对新能源汽车的高压电容器进行放电。6.断开前机舱动力电池包母线进行验电，断开动力蓄电池母线后，需要对动力电池的母线进行验电，如果母线有残余电荷，需用放电设备进行放电，确保动力蓄电池母线无电。7.验电完毕，将动力电池包母线接插件用盖子盖好或用绝缘胶布包好。实施步骤（二）举升车辆1.调节举升臂位置，和臂上的垫块对准车辆的举升点。2.按下举升当汽车被举起时，观察车辆是否水平托举。3.当车辆里地面5厘米至10厘米时停下，检查车辆是否被平稳托举、晃动车辆是否牢固无偏差。4.确认无问题后，将车辆举升到合适高度。5.拉下锁定装置。（四）拆卸动力电池包附件及检测1.拆下电池包托盘底部安装的四周的护板。2.拆下电池包低压接插件及高压接插件（高压需佩戴绝缘手套）。3.用万用表检查检测电池包是否漏电。检测方法（需佩戴绝缘手套）：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1请不要拆卸，检查漏电原因和地方，排除问题后再进行以下操作。（三）动力电池包外观检查1.围绕动力电池总成四周检查外观。实施步骤