新能源汽车技术 课件 项目四 任务2动力电池的结构原理及拆装工艺术

动力电池的结构原理及拆装工艺目录动力电池包的控制电路分析2动力电池包零部件的拆装工艺3动力电池包的组成和原理1一、动力电池包组成和原理（一）发展历程EV

第Ⅱ代第Ⅲ代第Ι代PHEV投产时间：2014年电池类型：三元锂离子电池电量：24.8kwh整车行驶里程：180Km热管理方式：自然冷却投产时间：2012年电池类型：磷酸铁锂电量：29kwh整车行驶里程：160Km热管理方式：风冷投产时间：2018年电池类型：三元锂离子电池电量：52.5kwh整车行驶里程：400Km热管理方式：液冷\暖逸动PHEVCS75PHEVC302逸动逸动EV460投产时间：2017年电池类型：三元锂电电量：12.9kwh重量：143KgEV模式行驶里程：60Km热管理方式：液冷投产时间：2018年电池类型：三元锂电电量：12.9kwh重量：147KgEV模式行驶里程：60Km热管理方式：液冷（二）动力电池包组成与原理模组结构件高压元器件热管理组件动力电池总成继电器总成（主）继电器总成（预充电）电阻总成（预充电）电流传感器PTC熔断器钣金件塑料件铜排标件冷却板冷却管路加热组件线束控制线束高压接插件手动维修开关电池模块总成电池管理系统电池管理控制器总成电池状态管理器总成电池模组：肌肉线束：神经系统箱体：骨骼上盖：皮肤管理系统：大脑

电池包主要由模组、管理系统、高压元器件、结构件、热管理组件及线束组成。1.动力电池模组从电芯到电池总成的组合方式:串联&并联

串联（S）：将电路元件逐个顺次首尾相连接的方式。

并联（P）：将电路元件逐个顺次首尾相连接的方式。如：左图所示模组为1P8S，即为1并8串的结构。注意：电池单体数甄别方法确定动力电池包内主正与主负→与主负相连的模组的负极一般为1号单体→结合模组串联方式顺着铜排依次数单体号数2.电池管理系统BMS（1）BMS介绍电池管理系统（BATTERYMANAGEMENTSYSTEM），是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带，其主要功能包括：提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态；实时监测电池状态。通过检测电池的外特性参数（如电压、电流、温度等），采用适当的算法，实现电池内部状态（如容量和SOC等）的估算和监控，这是电池管理系统有效运行的基础和关键；在正确获取电池的状态后进行热管理、电池均衡管理、充放电管理、检测高压互锁、故障报警等；建立通信总线，与显示系统、整车控制器和充电机等实现数据交换。（2）BMS原理霍尔传感器SOC估算电流检测通信功能报警与保护数据存储系统自检远程管理系统升级单体电压检测温度检测通信均衡管理热管理系统升级（3）BMS组成电池组管理系统BCU（主板）高压上下电控制、SOC估算、电池充放电能力估算、故障诊断、高压互锁检测、碰撞信号检测、CAN通讯（包含与VCU的CAN通讯信号交互、与分板的CAN通讯信号交互)。电池模块监测管理系统BMU（分板）单体电压、温度采集模块：①BVT电池采集单元总成：采集电池单体电压。②BTU温度采集单元总成：采集电池温度。BMS主板供电：由整车给BMS主板供常电，

VCU硬线唤醒BMS主板。电流传感器霍尔电流传感器强电控制盒充电控制回路上电控制回路预充回路温度传感器每个模组有温度传感器，传感器信号发送给分板。（4）控制预充电为了防止大电流损坏电器元件，预充电继电器结合后，增加电路电阻，待电容等充电完成后，预充电继电器断开单体电池均衡单体电池容量和电压不均衡时，会造成高压电池包容量和功率下降，在充放电过程中对单体电池进行均衡单体电池监测对单体电池进行温度和电压监测，以准确进行单体电池的保护，检测由BMS处理SOC测算SOC是指剩余电量与总容量比，准确测算SOC，有助于延长电池寿命和整车的动力性能。温度管理通过结构布局及散热系统有助于高压电池散热，通过温度监控，防止电池不因温度过高而陈胜老化或性能衰减功率管理在车辆SOC偏低，绝缘较底，工作温度偏高或低的情况下，高压系统与其它系统一起对整车功率进行限制以提高操作安全故障监测和处理高压系统内部的诊断系统队故障进行检测和处理，以提高整车安全性SOH测算电池健康度SOH用来描述电池的健康状态或剩余寿命，基于单体电池的管理，高压系统对电池健康进行测算。3.高压器件继电器安全开关MSD电阻分流器连接铜排高压器件盒

BMS电池模组高压线束主负继电器主正继电器预充电阻铜排维修开关慢充口4.线束电压/电流采集线束、温度采集线束、CAN线、高压互锁线束、高压器件控制线束（1）高压连接器接口定义输出慢充快充序号定义1正极电池正极2负极电池负极慢充序号定义1正极电池包快充正极2负极电池包快充负极快充（2）低压连接器接口定义低压连接器序号定义1BCU_POWER_SUPPLYBMS工作电源，接12V常电2BCU_WAKE_UPBMS唤醒信号3CC交流充电连接信号4--5--6HV_INTERLOCK_IN高压互锁输入7ICAN_H内网CAN高8DCCAN_H直流充电CAN高9PCAN_H整车CAN高10VBAT_GND电池接地11POWER_GND电源接地12CC2直流充电连接信号13--14CARSH_HAPPEN碰撞硬线检测信号15HV_INTERLOCK_OUT高压互锁输出16ICAN_L内网CAN低17DC_CHARGE_CANL直流充电CAN低18PCAN_L整车CAN低5.电池冷却（1）PTC（电加热）每个模组下有PTC加热板，PTC由BCU控制。采用PTC陶瓷发热元件,热阻小、换热效率高，是一种自动恒温、省电的电加热器。任何应用情况下均不会产生如电热管类加热器的表面“发红”现象，从而引起烫伤，火灾等安全隐患。（2）液冷EV460动力电池为液冷方式电池冷却器总成如：逸动EV460电池冷却系统思考：电池冷却器总成为什么有6根管子通过？EV460电池包水冷却原理图夏天：空调制冷系统辅助冷却冬天：PTC暖通系统辅助加热电池冷却器作用：电池冷却器总成任务一：1、小组说明动力电池各组成部分及功能

二、动力电池包的控制电路分析上电，发出启动命令，通过网关给BMS，及其电机控制器等BMS得电，且收到报文主负继电器吸合BMS自检是否异常上电失败异常情况：严重欠压严重过压严重漏电严重过温接触器烧结高压互锁故障吸合预充接触器BMS判断预充是否成功前电控协调发动机启动吸合主正接触器断开预充接触器RD灯点亮预充成功条件：DC无低压预警无严重漏电信号前电控直流母线达到设定值上电控制逻辑图电源控制电路分析图动力电池与高压接触器的连接方式主负继电器主正继电器预充电阻预充继电器奔奔EV4实物图任务二：1、识读部分车型动力电池原理控制图

（一）乘用车电池模组更换标准软包的更换标准：车型：逸动纯电动一代160km（C206）、逸动纯电动二代160km（C206-17）、奔奔纯电动180km（A301-EV-180km-捷威）最小更换单元：将电池模组拆分成电池单体单元，即block单元进行更换。静态压差故障：在30%-70%SOC范围内，单体静态压差达到100mV以上，更换故障单体。采样故障：当模组出现采样异常时，首先检测采样线连接的螺栓是否出现松动；如果螺栓紧固到位，仍出现采样故障，更换采样线。机械故障：凡是肉眼可见模组有明显的磕碰、变形，更换整个模组；如确认模组内部浸水（以电芯表面接触液态水为基准），更换整个模组；

三、动力电池包零部件的拆装工艺硬壳的更换标准：车型：逸动PHEV（C207），奔奔纯电动180km（A301-EV-180km-CATL），逸动纯电动300km（C206-LCA），CS15纯电动300km（B311-EV-ICA）,奔奔纯电动251km（A301-EV-ICA），奔奔纯电动301km（A301-EV4），EV460。最小更换单元：电池模组；静态压差故障：PHEV：在全SOC范围内，单体静态压差达到300mV以上，更换故障模组。EV：在全SOC范围内，单体静态压差达到350mV以上，更换故障模组。采样故障：PHEV：采样板使用的是可拆卸的PCBA板，若分析为采样异常，优先更换PCBA板，若更换之后故障再现，则更换模组；EV：①采样板如果使用可拆卸的PCBA板，分析为采样异常，优先更换PCBA板，若更换之后故障再现，则更换模组；②采样板如果使用的是FPC键合形式，分析确认为采样异常，更换模组；机械故障：碰撞导致模组上盖损坏的，更换模组上盖；碰撞导致模组侧板划痕深度有小于2mm（划痕较浅），对模组进行绝缘耐压和电芯电压测试，绝缘耐压＞500mV,电芯电压和碰撞前相比无异常，则正常使用；功能测试不合格，则直接更换；其他类型的模组碰撞，即肉眼可见模组有明显的划痕、磕碰、变形或者模组跌落，更换模组；对于进水模组，先对进水模组进行干燥处理（禁止高温烘烤T≤55℃），烘干之后，进行模组功能测试，绝缘耐压和电芯电性能参数无异常则可使用。*奔奔中压直接换电池包！(1)电池包结构新奔奔电池包为单包，安装在车身底盘。1.奔奔A301EV电池包（二）电池包结构介绍描述额定容量标称电压产品型号动力电池总成100Ah306.6VXLBA15一般规格：

新奔奔A301EV三元锂离子动力电池总成，由单体标称电压3.65V的84个电池单体采用1并84串的方式组合而成，标称电压为306.6V，额定容量为100Ah。动力电池总成功能是为整车存储能量，为电机和直流转换器（简称DC/DC）提供能量来源。描述N.m模组与箱体的连接螺栓10±0.5铜排与模组间的连接螺栓铜排与铜排间的连接螺栓9±0.5铜排与继电器间的连接螺栓4±0.5高压接插件与固定支架间的连接螺栓5±0.5箱体与上盖的连接螺栓9±0.5慢充保险线束与慢充保险5±0.5熔断器总成与铜排9±0.5M12100±5扭力规格：电池总成内部布置示意图动力电池内部分布图(3)电池包接插件接口定义(1)电池包安装位置2.CS75PHEV车型电池包（2）动力电池的参数配置级别LEVEL1LEVEL2LEVEL3LEVEL4LEVEL5LEVEL6LEVEL7LEVEL8LEVEL9备注车型号SC6469GA5HEV

电池类型锂离子动力电池

电量（kWh）12.9

充电时间（慢充）桩充：4小时；16A充电枪：4.5小时；10A充电枪：6小时

水冷系统★★★★★★★★★

加热系统———★★——★★包括充电时对电池加热，电池预约加热功能(1)电池包安装位置3.逸动460车型电池包（2）EV460电池系统概述1、三元锂离子动力电池总成，由单体标称电压3.65V的288个电池单体采用3并96串的方式组合而成，标称电压为350.4V，额定容量为150Ah。动力电池总成功能是为整车存储能量，为电机和直流转换器（简称DC/DC）提供能量来源。2、BCU控制器是电池管理系统，是纯电动汽车上管理整车动力电池总成的关键部件，它可实时采集并监控电池电压、电流、温度，预估电池电量SOC和当前可用功率；进行过压、过流、过温等故障提示以及漏电流保护等功能；同时具有CAN故障诊断和标定功能。描述额定容量标称电压产品型号动力电池总成150Ah350.4VXLBA17★一般规格：EV460★扭力规格:长安EV460件号描述N.m2101031-U71紧固螺栓与模组和电池箱体的连接10±109103-05001-S235六角法兰面螺栓与冷却组件接头间的连接6±0.51031044-A01-S112六角头螺栓、铜排与模组极耳的连接11±109103-06010-S234六角头螺栓、铜排与铜排（高压盒）的连接螺栓10±109159-06010六角法兰面螺母与高压盒支架和高压盒底座的连接10±109103-06005、09118-06009、09159-06010六角头螺栓、六角头螺栓、六角法兰面螺母与动力电池支架间的连接10±109116-06009-S344、09159-06011六角头螺栓和平垫圈组合件、垫圈螺母与电池上盖和电池箱体的连接10±109103-05002-S344六角头螺栓与电池上盖和安全开关支架的连接；安全开关与安全开关底座；高压、快充接插件、电池箱体6±0.509103-05002-S344六角法兰面螺栓与主继电器和高压盒底座的连接4.5±0.509103-05001-S235六角法兰面螺栓与主继电器、控制线束总成、预充继电器线束总成、预充充电电阻线束总成和铜排（高压盒）的连接3.5±0.509122-05004-S235十字槽盘头螺钉与电流传感器总成（主）和电器高压盒底座的连接4.5±0.509122-04001-S112十字槽盘头螺钉与继电器总成（预充电）和高压盒底座的连接；电阻总成（预充电）和高压盒底座的连接3±0.5（3）EV460电池结构介绍1）电池的外部结构各高低村接插件接口定义可查维修手册主输出：2101650-BE50高压接插件总成Ⅱ接口定义：左负右正快充：2101650-BE50高压接插件总成Ⅱ接口定义：左负右正接整车低压：2101600-BN71信号采集线束总成Ⅰ电池总成动力电池内部分布图电池模块总成类型总共一种，如左图所示，共计3P96S，模组通过螺栓及支架固定于箱体上。任务二：1、小组说明动力电池各组成部分及功能

拆装动力电池之前应该注意什么？安全操作规程！（三）EV460电池包零部件的拆装工艺1.安全措施防护措施警示牌绝缘手套绝缘鞋绝缘帽防护眼镜绝缘垫1.安全措施高压系统工具绝缘检测仪绝缘套筒、扳手绝缘螺丝刀绝缘胶布检测仪2.安全操作非测试人员严禁进入工作区域。禁止两人或多人一起操作。在做高压系统拆装和测试时，必须使用专用的绝缘工具。操作人员必须严格穿戴防护设备，例如绝缘帽，绝缘手套等。在做高压拆装和测试前，首先拉好警戒线，并放置高压警示牌。禁止湿手操作，摘除身上一切金属饰物3.注意事项

逸动EV460、CS75PHEV、逸动PHEV动力电池采用水冷结构，需要注意拆装防水及安装时需要使用专门设备进行冷却液加注，否则管道内有气泡的话会导致电池冷却水泵空转报故障，一般常见报“水泵冷却回路故障”。4.电池包零部件的拆装工艺电池包零部件拆卸流程1.拆卸动力电池上盖2.1拆卸电池上盖板的46个固定螺栓与2个螺母，即可取下产品；拆卸6个安全开关固定螺栓及电池上盖板的40个固定螺栓与2个限位螺母，即可取下产品；注意：上盖板的固定螺栓一经拆卸后必须更换电池包零部件拆卸流程2.拆卸铜排（输出总正）、铜排（输出总负）、铜排（充电正）：

先拆掉电池高压盒里面螺栓上面的高压电器盒支架Ⅱ（绝缘帽），然后拆掉铜排与电池高压电器盒底座和接插件插座的连接螺栓，即可取下产品注意：与模块相连的螺栓一经拆卸后不可再次使用，需更换成新的螺栓进行装配。3.拆卸铜排（高压电器盒转接）、铜排先拆掉电池高压盒里面螺栓上面的高压电器盒支架Ⅱ（绝缘帽），然后拆掉螺栓、铜排及高压电器盒支架上的铜排卡子，即可；电池包零部件拆卸流程4.拆卸电池高压电器盒模块总成将下图示位置的6颗螺栓拆卸掉，拔掉接插件，即可取下产品；电池包零部件拆卸流程电池包零部件拆卸流程5.拆卸安全开关及支架

按照图示位置拆掉铜排绝缘保护盖及铜排紧固螺栓、去掉安全开关支架螺栓、拔掉接插件，即可取下产品。6.拆卸高压电器盒支架按照图示位置拆掉高压电器盒支架的紧固螺栓，即可取下产品。电池包零部件拆卸流程7.拆卸电池管理系统及支架首先将分板线束上的2个卡扣拆下，再依次拆卸螺栓，最后将接插件拔掉，即可取下控制器。电池包零部件拆卸流程8.拆卸铜排（电池前端及后端上层铜排）按照图示位置拆掉绝缘保护盖，并拆下铜排紧固螺栓，即可取下铜排。其它铜排均按此拆卸。电池包零部件拆卸流程9.拆卸信号采集线束总成（电池前端及后端上