新能源汽车电机与驱动系统教案系列项目一 动力电池 任务2

2023年11月28日发(作者：suv口碑排行榜前十名)

项目一 动力电池

任务二 动力电池组分解与组装教案

上课时间： 年 月 日

课程名称 课时班级

新能源汽车动力电池

与驱动电机

2

课型

知识目标

教学目标

能力目标

情感目标

教重点

材

分

析

难点

方法

教具

能够描述动力电池内部组成部件及功能

能够描述常见车型动力电池组的结构组成

能够描述动力电池的存放与回收处理注意事项

能够进行新能源汽车动力电池的分解与组装

动力电池的组成部件及功能

动力电池组的结构组成

动力电池的存放与回收注意事项

进行新能源汽车动力电池的分解与组装

动力电池组的结构组成

新能源汽车动力电池的分解与组装

理论与实操教学法

荣威E50动力电池组

教学过程设计

1.导课设计 2.教学活动策划 3.时间分配

基本要素

4.教学内容 5.课后作业 6.教学反思

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导课:

一辆电动汽车因动力电池组损坏而无法运行,动力电池组总成需要分解进行

单体检测,你的主管要求你承担动力电池组的分解与组装任务,你能完成这个任

务吗?

理论教学内容：

1. 动力电池的组成部件及功能

动力电池系统主要由动力电池模组、电池管理系统、动力电池箱及辅助元器

件等四部分组成。其整体展示如图1-2-1所示。

图1-2-1 动力电池展示

图1-2-2为北汽新能源EV系列车型(E150)动力电池组主要组成部件,各部

分的功能如下。

图1-2-2高压电池组主要组成部件

动力电池的结构展示如图1-2-3所示。

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图1-2-3动力电池的结构展示

1)动力电池模组

(1)电池单体:构成动力电池模块的最小单元。一般由正极、负极、电解质及

外壳等构成。可实现电能与化学能之间的直接转换。

(2)电池模块:一组并联的电池单体的组合,该组合额定电压与电池单体的额

定电压相等,是电池单体在物理结构和电路上连接起来的最小分组,可作为一个

单元替换。

(3)模组:由多个电池模块或单体电芯串联组成的一个组合体。

2)电池管理系统(BMS)

(1) BMS的作用:电池保护和管理的核心部件,在动力电池系统中,它的作用

就相当于!人的大脑。它不仅要保证电池安全可靠的使用,而且要充分发挥电池的

能力和延长使用寿命,作为电池和整车控制器以及驾驶人沟通的桥梁,通过控制

接触器控制动力电池组的充放电,并向整车控制器VCU上报动力电池系统的基本

参数及故障信息。

(2)BMS具备的功能:通过电压、电流及温度检测等功能实现对动力电池系统

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、均衡控制、故障报警及处理、与其他控制器通信功能等功能;此外电池

管理系统还具有高压回路绝缘检测功能,以及为动力电池系统加热功能。

3)动力电池箱

(1)动力电池箱:支撑、固定、包围电池系统的组件,主要包括上盖和下托盘,

还有辅助元器件,如过渡件、护板、螺栓等,动力电池箱有承载及保护动力电池组

及电气元件的作用。

(2)技术要求:电池箱体通过螺栓连接在车身地板下方,其防护等级为IP67,

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螺栓拧紧力矩为80100N·m。整车维护时需观察电池箱体螺栓是否有松动,电池

~

箱体是否有破损严重变形,密封法兰是否完整,确保动力电池可以正常工作。

(3)外观要求:电池箱体外表面颜色要求为银灰或黑色,亚光;电池箱体表面

不得有划痕、尖角、毛刺、焊缝及残余油迹等外观缺陷,焊接处必须打磨圆滑。

(4)辅助元器件

辅助元器件主要包括动力电池系统内部的电子电器元件,如熔断器、继电器、

分流器、接插件、紧急开关、烟雾传感器等,维修开关以及电子电器元件以外的

辅助元器件,如密封条、绝缘材料等。

接触器位于线束和继电器模块内,用于控制高电压的通断。当接触器闭合时,

高电压自电池组输出到车辆动力系统,接触器断开后,高电压保存在电池组内。

2. 常见车型动力电池的参数与结构组成

1)比亚迪E6动力电池的参数与结构组成

比亚迪E6动力电池系统由11个动力电池模组,共96节电池单元组成。如图

1-2-4所示,比亚迪E6采用了磷酸铁锂类型电池,每个电池单元的单体电压约为

3.3V,利用96节电池单元串联后,可以形成316.8V左右的总电压。

图1-2-4 E6动力电池组总成及电池模组位置

在E6的动力电池组总成中,可以分别对11个电池模组进行标记和命名,即

从A1-E分别标记为A1,A2.B1,B2.C1.C2.D1、D2、D3.D4和E,其中:

A1、A2、E——每个电池模组有4个电池单元串联。

B1,B2——每个电池模组有10个电池单元串联。

C1、C2——每个电池模组有8个电池单元串联。

D1、D2、D3、D4——每个电池模组有12个电池单元串联。

2)荣威E50动力电池的参数与结构组成

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荣威E50动力电池的参数见表1-2-1。

荣威E50电池组参数表 表1-2-1

参数 参数值 参数 参数值

总能量（kW·h） 18 总电压范围（V） 232.5～334.8

可用能量（kW·h） 16 单体电池电压范围（V） 2.5～3.6

总容量（A·h） 60 单体电池容量（A·h） 20

防护等级 IP67

E50动力电池组内部主要部件如图1-2-5所示。

图1-2-5荣威E50动力电池组内部主要部件

1-高压电池组电池模块(27串3并) 2-高压电池组电池模块(6串3并);3-高压电池组电池管理控制器:4-高压

电池组,电池检测模块;5-手动维修开关;6-高压电池组电池高压电力分配单元与电池采集和均衡模块(6串3

并);7-高压电池组块(6串3并):8-电池采集和均衡模块(6串3并)

(1)动力电池组电池模块。包含5个模块,其中3个大模块(27串3并),2个

小模块(6串3并);电池共93个串联。

(2)动力电池组电池管理控制器。汇总内部控制器采集的电池信息,通过一

定的控制策略,向整车控制器提供电池运行状态的信息,响应整车高压回路通断

命令,实现对电池的充放电和热管理。

(3)动力电池组电池高压电力分配单元。通过不同高压继电器的通断,实现

各个高压回路的通断。

(4)动力电池组电池检测模块。实现电流检测和绝缘检测等功能。

(5)动力电池组电池采集和均衡模块。实现电池电压和温度的采集,电池均

衡功能;每个大模块由2个电池采集和均衡模块管理,每个小模块由1个电池采

集和均衡模块管理。

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(6)其他。

①高低压线束及接插件。

②冷却系统附件:冷却板和冷却管路等。

③外壳。

3. 动力电池的存放与回收处理注意事项

对高压动力电池部件进行维修时,必须采取特别的防护措施,同时遵守与工作

环境相关的所有高压安全防护措施,还需要佩戴个人防护用品。

只允许将动力电池及其组件(例如电池模块)存放在带有自动灭火装置的空间

内。此外必须装有火灾探测器,从而确保即使不在工作时间内也能识别出失火情

况。原则上不允许将动力电池放在地面上,而是只能放在架子上或绝缘垫上(图1-

2-6)。必须将各电池模块存放在可上锁的安全柜内。当动力电池单元故障但未损

坏时,可像起动蓄电池一样将其放在运输容器内。

出现以下情况时就会视为蓄能器损坏:

(1)动力电池单元带有可见烧焦痕迹。

(2)动力电池单元具体部位可见高温形成迹象。

(3)动力电池单元冒烟。

(4)动力电池单元外部面板变形或破裂。

必须将损坏的高电压蓄能器临时存放在户外带有特殊标记的容器内至少

48h,之后才允许进行最终废弃处理(图1-2-7)。

图1-2-6存放完好无损的高电压蓄能器和电池模块图 1-2-7动力电池存放方式

存放位置必须与建筑物、车辆或其他易燃材料(例如垃圾)容器至少距离5m。

必须将外部损坏的高电压蓄电池单元放在耐酸且防漏凹槽内,以免溢出的电解液

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流入土壤。

由于存在危险和污染环境,动力电池应由厂家或专门的机构回收处理。

2016年12月1日,为加强新能源汽车动力电池回收利用管理,规范行业发展,

工信部发布《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法(征求意见稿)》,该办

法从设计、生产及回收责任、综合利用、监管管理等方面作出了明确的规定。该

办法提出,工业和信息化部会同国家标准化主管部门制定动力电池回收利用相关

拆卸、拆解、包装运输、余能检测、梯级利用、材料回收利用等技术标准,建立动

力电池回收利用管理标准体系。

实训操作：

1. 工作准备

(1)防护装备：绝缘防护装备。

(2)车辆、台架、总成：荣威E50或其他纯电动汽车。

(3)专用工具、设备：动力电池分解专用工具；动力电池专用测试仪。

(4)手工工具：绝缘拆装组合工具；装配楔。

(5)辅助材料：警示标示和设备；绝缘地胶；清洁剂。

2. 实施步骤

1. 拆卸前准备

荣威E50动力电池组如图1-2-8所示。

(1)工位洁净。

(2)远离溢出液体。

(3)工位上没有工具或其他物体。

(4)建议使用独立空间从空间上与其他工位隔开或使用隔离带进行空间隔离。

(5)附近没有飞溅火花,否则应竖起相应隔板。

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图1-2-8 荣威E50动力电池组

2. 分解荣威E50动力电池

(1)必须遵守安全规定并断开电池模块与壳体上所固定导线之间的高电压导

线。

(2)在此必须按照位置图使用防水笔对所有电池模块和电池监控电子装置进

行编号。

(3)松开相关电池模块上的螺栓并取下隔板。如有必要可松开大范围的环形导

线束,松开时可根据需要使用鱼骨。切勿使用带有尖锐棱边的物体。池模块。

(4)拔下相关电池模块的高电压插头并稍稍弯向一侧,从而确保能够非常顺畅

地抬出电。

(5)使用磁套筒头松开电池模块的螺母,小心抬出电池模块包括电池监控电子

装置,为了便于操作可使用专用工具抬出,此时要注意电池模块之间的高电压导线

能否顺畅通过。将电池模块底部向下以防滑防倒方式放在一个洁净平面上。

3. 组装荣威E50动力电池

(1)使用专用工具小心抬起电池模块包括电池监控电子装置,在此要注意相邻

部件,特别是高电压导线。使用磁套筒头安装电池模块的螺母并按规定力矩拧紧。

将导线束的插头与电池监控电子装置连接在一起。安装并固定拆下的隔板。插上

相关电池模块的高电压插头。连接电池模块与壳体上所固定导线之间的高电压导

线。

(2)检查壳体下部件的密封面并清除可能存在的污物。在第二个人的帮助下小

心放上壳体端盖。在此必须注意不要让尖锐棱边接触密封垫。

4)安装后续检查及完善

(1)使用专用测试仪进行最终测试(图1-2-9)。

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图1-2.9荣威E50动力电池专用测试仪

1-用于操作的触摸屏;2-用于更新的USB接口;3-网络电缆和主开关接口;4-专用车型开关;5-连接电缆;6-高

电压插头;7-专用车型开关;8-用于高电压测试的继电器盒;9-网络电缆

安装前必须使用测试仪(End of Service\"维修结束\")进行测试。安装适用于

排气单元的检测适配器。连接用于压力接口、高电压插头和12V车载网络插头的

检测接口。

E50动力电池单元上的接口如图1-2-10所示。

(2)进行总测试。首先进行密封性测试,随后进行耐压强度、绝缘电阻和绝缘

监控测试。

(3)将动力电池单元安装在车上。在第二个人的帮助下使用总成升降台小心

使动力电池单元移回车辆下方。抬起动力电池单元时必须注意锁止件和中间位

置,而且不允许将总成升降台抬得过远。安装动力电池组上的固定螺栓,拧入电位

补偿螺栓。

图1-2-10 E50动力电池单元上的接口

课后作业：

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1. 填空题

(1)动力电池系统主要由动力电池模组、 、动力电池箱及 等

四部分组成。

(2)动力电池模组是由多个 或单体电芯 组成的一个组合体。

(3)动力电池箱有承载及保护 及 的作用。

(4)接触器用于控制高电压的 当接触器断开后,高电压保存在

she 内。

(5)比亚迪E6动力电池系统由 个动力电池模组,共 节电池单

元组成。

2. 判断题

(1)电池模块是构成动力电池组的最小单元。

(2)电池模组由单个电池模块或单体电芯串联组成的一个组合体。

(3)电池管理系统具有高压回路绝缘检测功能,以及为动力电池系统加热功

能。

(4)动力电池应当正立安装放置,不可倾斜,动力电池组间应有通风措施。

(5)只允许具备高电压蓄电池单元修理资质的维修人员进行蓄电池拆装和分

解工作。

3. 不定项选择题

(1)动力电池组的电池单体的构成为( )。

A.正极、负极 B.电解质 C.外壳 D.电池模块

(2)动力电池辅助元器件有( )。

A.熔断器 B．继电器 C.接触器 D.维修开关

(3)损坏的动力电池存放位置必须与建筑物、车辆或其他易燃材料(例如垃

圾)容器至少距离（ )。

A. 2m B. 5m C. 10m D.20m

(4)在高压系统部件的安装(包括所有连接器的连接)完成之前,必须确保蓄

电池的负极电缆始终处于断开状态,手动维修开关处于( )。

A.断开位置 B.闭合位置 C.没有特殊要求 D.根据实际情况确定

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