3.4動力電池系統(tǒng)故障維修

3.4動力電池系統(tǒng)故障維修

授課題目

應知

教學目標

1.了解動力電池系統(tǒng)絕緣監(jiān)測系統(tǒng)工作原理與檢測方法

2.了解電動汽車動力電池系統(tǒng)常見故障與原因

應會

1.具備資料查詢、收集和整理能力

2.能進行動力電池的檢測與更換作業(yè)

3.具備一定的動力電池系統(tǒng)故障診斷能力

教學重點內(nèi)容教學方法

1.了解動力電池系統(tǒng)絕緣監(jiān)任務驅(qū)動法、現(xiàn)場教學法、實

測系統(tǒng)工作原理與檢測方法踐操作法

2.了解電動汽車動力電池系

統(tǒng)常見故障與原因

教學難點內(nèi)容突破方法

1.具備資料查詢、收集和整通過教師與學生的互動與學生

理能力自主的反復練習

2.能進行動力電池的檢

測與更換作業(yè)

3.具備一定的動力電池

系統(tǒng)故障診斷能力

課堂類型理實一體授課地

點

案例分析法、任務驅(qū)動法、現(xiàn)場教學法、實踐操作法

教學方法

授課班級

課時

備課時間

實施時間

教學過程

教學

時間分配內(nèi)容/項目/情景教學目標

尚動

形式

6S管理

進入實訓室門口的檢查：

1.工作服穿戴是否整齊

2.食品包裝盒不能帶入實訓室

實訓室的檢查教師講注重培養(yǎng)

1.檢查學生是否隨手丟垃圾授學生的素

2.實訓操作時是否規(guī)范養(yǎng)

離開實訓室：培養(yǎng)學生

1.做到整理；整頓；清掃工作具有6s管

理的理念

通

過提

出

提

一、新課引入：1>

間

引

問

并

將

約15一輛新能源汽車在行駛過程中托底，導致動力電池箱體破題

入

學

回

答

分鐘損。生

問

的

答

通

2>題

車主李：車輛在行駛過程中只是輕輕磕碰了一下，怎么動過

發(fā)

案

更

提

引

力電池就壞了呢？出

生

多

討

問

學

技師王：新能源電動汽車的動力電池安裝在車輛底部，極題

將

學

論

引

，

易發(fā)生托底損壞的事故。在行車過程中遇到起伏不平或者入

意

力

生

案

注

積水的路面時候，一定要仔細觀察路況，緩慢行駛或選擇領(lǐng)

到

本

吸

并

引

繞行，以免給車輛造成損傷。且

要

講

節(jié)

收

課

集

容

上

的

隨

內(nèi)

機

從

而

來

抽

，

取

學

生

提

的

高

積

極

學

名

2-3習

學

學

習

性

生

和

回

效

答

率

的

答

案

二、講授新課:

動力電池系統(tǒng)常見故障

4.1絕緣電阻監(jiān)測系統(tǒng)

新能源電動汽車采用電力驅(qū)動系統(tǒng)，內(nèi)部有幾百伏的高壓

電，有著極高的絕緣要求。而汽車是一個不斷運動的部件,

隨著使用年限增加、系統(tǒng)振動、部件老化、溫濕度變化等

因素的影響，都有可能導致車輛整體絕緣性能的下降。不

僅會影響車輛運行，還將危及司乘人員的人身安全，因此,

電動汽車高壓電氣系統(tǒng)絕緣性能是一個至關(guān)重要的技術(shù)指

標。

新能源汽車的高壓電路應按GB/T18384.3-2015中

規(guī)定提供直接接觸防護，布置在乘客艙或行李艙外部的B

級高壓電路（60?1500V）的防護性能應滿足IP67的要求。

當各高壓部件、接口的通斷導致系統(tǒng)暴露產(chǎn)生潛在危險時,

B級電壓系統(tǒng)應自動不帶電。

動力電池正負極通過絕緣層與底盤構(gòu)成電流回

路，當整車絕緣下降時漏電電流就會增大，漏電電流達到

一定值時，將危及乘客安全以及整車電氣系統(tǒng)的正常運行。

新能源汽車的絕緣電阻監(jiān)測系統(tǒng)主要是通過在正極動力電

纜與底盤，負極動力電纜與底盤之間分壓的方式，來測量

動力電纜相對于車輛底盤的絕緣程度。為了簡化結(jié)構(gòu)，通

常將絕緣電阻監(jiān)測模塊設在動力電池系統(tǒng)內(nèi)，并把絕緣電

阻監(jiān)測功能集成到BMS上。

在高壓電斷開

的情況下用絕

緣表測量正對

地和負對地的

絕緣阻值，均應

大于等于

（2）絕緣電阻測量流程

測量儀器：絕緣測試儀，又叫兆歐表。

安全提示：絕緣測試儀在工作時自身會產(chǎn)生高電

壓，而測量對象也是電氣設備，所以必須正確使用，以免

造成人身傷害或設備損壞。

檢測方法：

（7）測量動力電池端正負極端子輸出電壓是否為0V,如

果高壓端帶電需等待幾分鐘再次進行測量，嚴禁帶電操作。

（8）用放電工裝對高壓負載端進行放電。

（9）將動力電池舉升車推入車輛底部，托住動力電池總成

底部，按順序拆卸動力電池總成的固定螺栓。

（10）緩慢降下動力電池舉升車，并將動力電池推出車外。

（11）安裝時將動力電池移至車輛下方，緩慢升起電池舉

升車，便動力電池兩側(cè)的定位銷對準車輛下方定位孔。

（12）按順序依次擰緊動力電池的固定螺栓，安裝動力電

池高低壓線束插接件及電池護板。

（13）車輛復位，檢查車輛上電和充電是否正常。

?維護插接器（MSD）也叫維修開關(guān)或緊急開關(guān)，在

特定時刻能夠?qū)崿F(xiàn)高壓系統(tǒng)的電氣隔離，是保證電

動汽車高壓電氣安全的關(guān)鍵部件。

?在車輛維修或存在漏電危險等特殊情況時，使用維

修開關(guān)切斷高壓電路。

?維護開關(guān)的安裝位置各車型都不一樣，主要分布在

后排庫椅下發(fā)、中央扶手箱下方、后備箱內(nèi)以及副

駕駛座椅下方等位置。

5

SD1-電池正極和正極

繼電器C1之間

SD2-電池組中心，這里

是動力電池額定電壓

的中間分壓位置

SD3-電池負極和負極

繼電器C2之間

《電動客車安全技術(shù)條件》要求：在繼電器斷開的

情況下，MSD斷開后5秒內(nèi)，所有外部電池端子的

電壓應小于60VDCo

維修開關(guān)MSD取出方法

4.4動力電池系統(tǒng)常見故障

動力電泡系統(tǒng)屬于高壓部件，其好壞直接影響著整車安全

性及可靠性。

故障現(xiàn)象：動力電池管理系統(tǒng)發(fā)生故障，就失去了對電池

的監(jiān)控，不能估計電池的荷電狀態(tài)，容易造成電池過充、

過放、過載、過熱以及不一致性問題的增加，影響電池的

性能、使用壽命甚至行車安全。

故障類型：動力電池系統(tǒng)故障按照故障發(fā)生的部位可以分

為三類，即單體電池故隙、電池管理系統(tǒng)故障、線路或連

接件故隨。

(1)單體電池故障

①單體電池SOC偏低和單體電池SOC偏高

這種情況下電池性能正常，無須更換。如果單體

電池SOC偏低，則該電池在汽車行駛過程中，電壓最先達

到放電截止電壓，使得電池組實際容量降低，應對該單體

電池進行補充充電。如果單體電池SOC偏高，則該電池在

充電末期最先達到充電截止電壓，影響充電容量，需對該

單體電池進行單獨補充放電。

②單體電池容量不足和單體電池內(nèi)阻偏大

這種情況電池性能衰退嚴重，應立即更換。在電

池組中，最小的單體電池容量也限制了整個電池組的容量，

因此發(fā)生單體電池容量不足故障會影響車輛續(xù)駛里程。鋰

離子電池內(nèi)阻如果過大，會嚴重影響電池的電化學性能，

如充放電過程中的極化嚴重、活性物質(zhì)利用率低、循環(huán)性

能差等。

③單體電池內(nèi)部短路、單體電池外部短路

這種情況影響行車安全。如果單體電池極性裝反，

在強振動下鋰離子電池的極耳、極片上的活性物質(zhì)、接線

柱、外部連線和焊點可能會折斷或脫落，造成單體電池內(nèi)

部短路或者外部短路故障。

通常情況下，造成單體電池前兩種故障的原因可

能包括兩個：一是動力電池成組時單體電池一致性問題，

單體電池的SOC、容量、內(nèi)阻本身就存在差異；二是單體

電池在成組應用過程中因為應用環(huán)境差異（如溫度、充放

電電流）而造成的一致性差異增加，加劇單體電池的不一

致性。

（2）電池管理系統(tǒng)故障

電池管理系統(tǒng)通常對單體電壓、總電壓、總電流

和溫度等進行實時監(jiān)控采樣，并將實時參數(shù)反饋給整車控

制器。電池管理系統(tǒng)除了對電池性能參數(shù)進行監(jiān)控、實施

電性能管理以外，還具有熱管理為主的應用環(huán)境管理，實

施對電池的加熱和冷卻，確保電池的艮好應用環(huán)境溫度以

及溫度場的一致性。

若電池管理系統(tǒng)發(fā)生故障，就失去了對電池的監(jiān)

控，不能估計電池的SOC,容易造成電池的過充、過放、

過載、過熱以及不一致性問題的增加，影響電池的性能、

使用壽命和行車安全。

（2）電池管理系統(tǒng)故障

電池管理系統(tǒng)故障包括CAN通信故障、總電壓測

量故障、單體電壓測量故障、溫度測量故障、電流測量故

障、繼電器故障、加熱器故障和冷卻系統(tǒng)故障等。

（3）線路或連接件故障

線路或連接件故隙的診斷對于確保行車安全和整

車的可靠性同樣重要。例如，因為車輛的振動，電池間的

連接螺栓可能會出現(xiàn)松動，電池間接觸電阻增大，發(fā)生電

池間虛接故障，以致電池組內(nèi)部能量損耗增加，造成車輛

動力不足和續(xù)駛里程短，在極端情況下還能引起高溫，產(chǎn)

生電弧，熔化電池電極和連接片，甚至造成電池著火等極

端電池安全事故。

在電動汽車運行過程中，單體電池之間可能發(fā)生

相對跳動，造成兩電池間的連接片折斷。電池箱和電動汽

車的電氣連接也是故障的高發(fā)點，電插接器在經(jīng)歷長時間

振動后容易產(chǎn)生虛接，出現(xiàn)易燒蝕、接觸不良等故障。

（3）線路或連接件故障

去3-13動力電池系統(tǒng)常見故障及處理方法

項目故障現(xiàn)象故障后果處理方法

單體電池SOC儂低電池組容量降低，電動汽對單體電池單獨充電

能體電池SOC車續(xù)航里程短對單體電池單獨放電

電池組充電不足、使用壽

單體電池容量不足命減少，電動汽車續(xù)航里

程短

更換單體電池

電池組充電不足、使用壽

單體電池內(nèi)阻偏大命減少，電動汽車續(xù)動力

單體電池

不足、航里程短

單體電池過充電電池內(nèi)部短路、電池熱失

檢查電池管理系統(tǒng)

單體電池過放電控，嚴重時會起火、爆炸

單體電池內(nèi)部短路更換單體電池

電池熱失控，嚴重時公起排除短路故障、更換單

單體電池外部短路

火、爆炸體電池

單體電池極性裝反更換單體電池

項目故障現(xiàn)象故障后果處理方法

CAN通信故障無法監(jiān)控電動汽車馀育CAN網(wǎng)絡

總電壓測量:故障無法物蟆電壓檢查總電壓測站模塊

單體電壓測量故障無法監(jiān)控單體電壓檢連單體電壓渴量模塊

電池首理系沆

溫度測豉故障無法監(jiān)控電池溫度檢杳溫度測n模塊

電流測量故隙無法監(jiān)控電池電流檢查電流測量模塊

冷卻系統(tǒng)故障電池溫度偏高檢直冷卻風扇控制線路

電動汽柴動力不足、續(xù)航

電池間虛接緊固電池連接

里程短

電池間斷路檢自電池連接

快速熔斷:JS斷開電動汽車無法啟動悔查快速熔斷器

動力電插接器斷開

插接器易燒飩，電動汽車檢查動力電插接淵

線路或連接件信號電插接器虛接

動力不足

信號電插接海故障無法監(jiān)控電動汽車檢查信號電插接器

正極接觸器故障

電動汽車無法出動檢查接觸器

做極推觸期故障

電池熱失控，嚴空時會起

電海戰(zhàn)短路檢查電源線

火、爆妹

拓展閱讀

整車系統(tǒng)高壓上下電策略

一、上電策略

1、整車低壓總開關(guān)閉合

2、儀表臺低壓開關(guān)閉合

3、車輛鑰匙啟動至ACC檔位停頓一秒以上，ACC檔供電系

統(tǒng)進行配電，儀表系統(tǒng)及低壓系統(tǒng)進行自檢。

4、車輛鑰匙轉(zhuǎn)動至ON檔位停頓一秒以上，ON檔供電系

統(tǒng)進行配電，BMS系統(tǒng)進行自檢。

5、車輛鑰匙轉(zhuǎn)動至STRART檔位停頓一秒以上，高壓主驅(qū)

動系統(tǒng)進行預充電工作。

6、儀表臺無故障提示，系統(tǒng)上電完成。

整車系統(tǒng)高壓上下電策略

上電流程

VCU初始化一新能源低壓供電f新能源低壓自檢