學(xué)習(xí)情境一：電池檢測(cè)與修復(fù)學(xué)習(xí)單元1.5電池包的更換課程內(nèi)容12345任務(wù)導(dǎo)入學(xué)習(xí)目標(biāo)理論知識(shí)拓展閱讀實(shí)踐技能6單元小結(jié)任務(wù)導(dǎo)入小王在某4S店工作，今天接了一輛車(chē)，師傅告知小王需要更換動(dòng)力電池包，你知道如何安全、規(guī)范的進(jìn)行動(dòng)力電池的更換嗎？學(xué)習(xí)目標(biāo)1．能通過(guò)與客戶(hù)交流、查閱相關(guān)維修技術(shù)資料等方式獲取車(chē)輛信息。2．能根據(jù)客戶(hù)要求制定正確的維修計(jì)劃。3．能正確選擇維修設(shè)備對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行更換。4．能根據(jù)環(huán)保要求，正確處理對(duì)環(huán)境和人體有害的廢料和損壞的零部件。理論知識(shí)動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)

EV160動(dòng)力電池的接口定義動(dòng)力電池參數(shù)理論知識(shí)電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池也稱(chēng)為電池包，是有很多個(gè)單體電池封裝在一起形成的。由于單體電池?cái)?shù)量龐大，因此需要有效、合理的封裝形式，通過(guò)串聯(lián)、并聯(lián)等形式來(lái)提高電壓或增加容量。北汽EV200和北汽EV160新能源汽車(chē)采用的電池分別為SK30.4kWh和PPTS-25.6kWh的電池1.5.1動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)理論知識(shí)1.5.1動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)型號(hào)SK-30.4kWhPLFP-25.6kWh額定電壓332V320V電芯容量91.5Ah80Ah額定能量30.4kWh25.6kWh連接方式3P91S1P100S電池系統(tǒng)供應(yīng)商BESKPPST電芯供應(yīng)商SKIATLBMS供應(yīng)商SKinnovationE-power總質(zhì)量291kg295kg總體積240L240L工作電壓范圍250-382V250-365V能量密度104Wh/kg86Wh/kg體積比能量127Wh/L107Wh/L理論知識(shí)北汽EV200采用的電池為三元鋰電池，每個(gè)單體電池額定電壓為3.65V，共有273塊單體電池組成。北汽EV160采用的電池為磷酸鐵鋰電池，每個(gè)單體電池額定電壓為3.2V，共有100個(gè)電池單體組成。在電池內(nèi)部，一定數(shù)量的單體電池組成一個(gè)電池模塊，單體電池之間的連接方式有并聯(lián)（Parallelconnection）和串聯(lián)（Seriesconnection）兩類(lèi)，因此并聯(lián)簡(jiǎn)寫(xiě)為P，串聯(lián)簡(jiǎn)寫(xiě)為S?？梢钥闯?，EV160采用3片單體電池并聯(lián)組成一個(gè)電池模塊，如圖1-5-1所示。而EV160采用1塊單體電池組成一個(gè)電池模塊。并聯(lián)的目的是增加電池模塊的容量，而電壓不變。1.5.1動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)理論知識(shí)1.5.1動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)理論知識(shí)一定數(shù)量的電池模塊通過(guò)串聯(lián)組成一個(gè)電池模組，串聯(lián)的目的是提高模塊的例如EV160采用10個(gè)電池模塊串聯(lián)組成一個(gè)電池模組，因此每個(gè)電池模組的電壓為3.2V*10=32V1.5.1動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)理論知識(shí)EV160電動(dòng)汽車(chē)的電池模組1.5.1動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)理論知識(shí)對(duì)于EV160電動(dòng)汽車(chē)，10個(gè)電池模組串聯(lián)組成了一個(gè)動(dòng)力電池包，因此電池包的電壓為32V*10=320V。容量和單體電池的容量相同。EV160動(dòng)力電池包組成1.5.1動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)理論知識(shí)實(shí)際的動(dòng)力電池包1.5.1動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)理論知識(shí)EV160動(dòng)力電池在前端有兩個(gè)接口，如圖1-5-6所示，可以看出接口共有兩個(gè)左側(cè)為電源輸入輸出接口，右側(cè)為通訊端接口。1.5.2EV160動(dòng)力電池的接口定義理論知識(shí)左側(cè)接口連接動(dòng)力電池高壓母線，即為電池的電源接口，相應(yīng)的高壓母線的接口1腳接電源負(fù)極，2腳接電源正極，中間紅色方框內(nèi)為高壓互鎖端子。用萬(wàn)用表測(cè)量1和2端子應(yīng)相互連通。1.5.2EV160動(dòng)力電池的接口定義理論知識(shí)通訊接口連接黑色通訊線，通訊線的接口如圖1.5.2EV160動(dòng)力電池的接口定義理論知識(shí)各個(gè)端子的作用如下：B端子：BMS供電正極；C端子：?jiǎn)拘研盘?hào)F端子：負(fù)極繼電器控制G端子：BMS供電負(fù)極H端子：繼電器供電正極J端子：繼電器供電負(fù)極L端子：低壓蓄電池正極N端子：新能源CAN屏蔽P端子：新能源CANHR端子：新能源CANLS端子：動(dòng)力電池內(nèi)部CANHT端子：動(dòng)力電池內(nèi)部CANLU端子：快充CANHV端子：快充CANHW端子：動(dòng)力電池CAN屏蔽1.5.2EV160動(dòng)力電池的接口定義理論知識(shí)電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力電池基本性能指標(biāo)主要有：電壓，容量，內(nèi)阻，功率，輸出功率，自放電率等。1．基本性能指標(biāo)（1）電壓工作電壓：電池在一定負(fù)載條件下實(shí)際的放電電壓，如鉛酸蓄電池的工作電壓為1.8V-2V，鎳氫電池的工作電壓：1.1V-1.5V，鋰離子電池的工作電壓：2.75-3.6V；額定電壓：電池工作時(shí)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)電壓，如鎳鎘電池額定電壓：1.2V，鉛酸蓄電池的額定電壓：2V；1.5.3動(dòng)力電池參數(shù)理論知識(shí)放電終止電壓：放電終止時(shí)的電壓值，通常與負(fù)載、使用要求有關(guān)；充電電壓：外電路直流電壓對(duì)電池充電的電壓。一般，充電電壓要大于開(kāi)路電壓，如鎳鎘電池的充電電壓：1.45-1.5V，鋰離子電池的充電電壓：4.1-4.2V，鉛酸蓄電池的充電電壓：2.25-2.7V。1.5.3動(dòng)力電池參數(shù)理論知識(shí)（2）容量容量是指在充電以后，在一定放電條件下所能釋放出的電量，其單位為（Ah），容量與放電電流大小有關(guān)，與充放電截止電壓有關(guān)。一般應(yīng)用額定容量和實(shí)際容量。理論容量：根據(jù)參加電化學(xué)反應(yīng)的活性物質(zhì)電化學(xué)當(dāng)量數(shù)計(jì)算得到的電量。額定容量：是指設(shè)計(jì)與制造電池時(shí)，按照國(guó)家或相關(guān)部門(mén)頒布的標(biāo)準(zhǔn)，保證電池在一定的放電條件下能夠放出的最低限度的電量。實(shí)際容量：是指電池在定的放電條件下實(shí)際放出的電量。它等于放電電流與放電時(shí)間的乘積。值得注意的是，實(shí)際電池中正負(fù)極容量不等，多為負(fù)極容量過(guò)剩。1.5.3動(dòng)力電池參數(shù)理論知識(shí)（3）內(nèi)阻電池的內(nèi)阻是指電池在工作時(shí)，電流流過(guò)電池內(nèi)部所受到的阻力，歐姆內(nèi)阻主要是指由電極材料、電解液、隔膜電阻及各部分零件的接觸電阻組成，與電池的尺寸、結(jié)構(gòu)、裝配等有關(guān)。（4）功率和輸出功率電池的功率是指電池在一定放電制度下，單位時(shí)間內(nèi)輸出的能量，單位為kW。標(biāo)稱(chēng)功率，也叫標(biāo)稱(chēng)輸出功率，它是指在用電設(shè)備正常使用前提下，能夠長(zhǎng)時(shí)間工作輸出功率的最大值。1.5.3動(dòng)力電池參數(shù)理論知識(shí)（5）自放電率與存儲(chǔ)性能：對(duì)所有化學(xué)電源，即使在與外界電路無(wú)任何接觸的條件下開(kāi)路放置，其容量也會(huì)自然衰減，這種現(xiàn)象稱(chēng)為自放電。電池自放電的大小用自放電率衡量，通常以單位時(shí)間內(nèi)容量減少的百分比表示：自放電率=（儲(chǔ)存前電池容量—儲(chǔ)存后電池容量）/儲(chǔ)存前電池容量x100%1.5.3動(dòng)力電池參數(shù)理論知識(shí)2.其他性能指標(biāo)除此之外，電動(dòng)汽車(chē)用電池的性能指標(biāo)還有比能量（E）、能量密度（Ed）、比功率（P）、循環(huán)壽命（L）和成本（C）等。要使電動(dòng)汽車(chē)能與燃油汽車(chē)相競(jìng)爭(zhēng)，關(guān)鍵就是要開(kāi)發(fā)出比能量高、比功率大、使用壽命長(zhǎng)、續(xù)航里程大的高效電池。（1）比能量（E）電池的比能量有兩種。一種叫重量比能量，用瓦時(shí)/千克（Wh/kg）表示；另一種叫體積比能量，用瓦時(shí)/升（Wh/L）表示。比能量的物理意義是電池為單位重量或單位體積時(shí)所具有的有效電能量。它的比較電池性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)。必須指出，單體電池和電池組的比能量是不一樣的。由于電池組合時(shí)總要有連接條、外部容器和內(nèi)包裝層等，故電池組的比能量總是小于單體電池的比能量。1.5.3動(dòng)力電池參數(shù)理論知識(shí)（2）能量密度（Ed）能量密度是指在一定的空間或質(zhì)量物質(zhì)中儲(chǔ)存能量的大小。動(dòng)力電池能量密度越大，儲(chǔ)存同樣多的能量時(shí)自身體積越小。（3）比功率（P）電池的單位重量或單位體積的功率稱(chēng)為電池的比功率，它的單位是瓦/千克（W/kg）或瓦/升（W/L）。如果一個(gè)電池的比功率較大，則表明在單位時(shí)間內(nèi)，單位重量或單位體積中給出的能量較多，即表示此電池能用較大的電流放電。因此，電池的比功率也是評(píng)價(jià)電池性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。1.5.3動(dòng)力電池參數(shù)理論知識(shí)（4）循環(huán)壽命（L）

也稱(chēng)為充放電循環(huán)壽命，是衡量電池性能的一個(gè)重要參數(shù)。經(jīng)受一次充電和放電，稱(chēng)為一次循環(huán)（或一個(gè)周期）。在一定的充放電制度下，電池容量降至某一規(guī)定值之前，電池能耐受的充放電次數(shù)，稱(chēng)為二次電池的充放電循環(huán)壽命。充放電循環(huán)壽命越長(zhǎng)，電池的性能越好。（5）放電率和放電深度放電率是指放電時(shí)的速率，常用“時(shí)率”和“倍率”表示。時(shí)率是指以放電時(shí)間表示的放電速率，即以一定的放電電流放完額定容量所需的時(shí)間。倍率是指電池在規(guī)定時(shí)間內(nèi)放出額定容量所輸出的電流值，數(shù)值上等于額定容量的倍數(shù)。1.5.3動(dòng)力電池參數(shù)理論知識(shí)放電深度（Depthofdischarge，DOD）表示放電程度的一種量度，它是放電容量與總放電容量的百分比。（6）荷電狀態(tài)荷電狀態(tài)（Stateofcharge，SOC），是指剩余電量與額定容量或?qū)嶋H容量的比例。這一參數(shù)是在電動(dòng)汽車(chē)使用中十分關(guān)鍵卻不易獲取的數(shù)據(jù)。1.5.3動(dòng)力電池參數(shù)拓展閱讀動(dòng)力電池充放電特性拓展閱讀1.充電目前鋰電池充電主要是限壓限流法，初期恒流（CC）充電，電池接受能力最強(qiáng)，主要為吸熱反應(yīng)，但溫度過(guò)低時(shí)，材料活性降低，可能提前進(jìn)入恒流階段，因此在北方冬天低溫時(shí)，充電前把電池預(yù)熱可以改善充電效果。隨著充電過(guò)程不斷進(jìn)行，極化作用加強(qiáng)，溫升加劇，伴隨析氣，電極過(guò)電位增高，電壓上升，當(dāng)荷電達(dá)到約70~80%時(shí)，電壓達(dá)到最高充電限制電壓，轉(zhuǎn)入恒壓（CV）階段。理論上并不存在客觀的過(guò)充電壓閾值，若理解為析氣、升溫就意味著過(guò)充，則在恒流階段末期總是發(fā)生不同程度的過(guò)充，溫升達(dá)到40~50攝氏度，殼體形變?nèi)菀赘袦y(cè)，部分逸出氣體還可以復(fù)合，另一些就作為不可逆反應(yīng)的結(jié)果，損失了容量，這可以看作電流強(qiáng)度超出電池接受能力。1.5.4動(dòng)力電池充放電特性拓展閱讀2.過(guò)充電上述過(guò)程考慮電池組總電壓或平均電壓控制，其實(shí)總有單體電壓較高者，相對(duì)組內(nèi)其它電池已經(jīng)進(jìn)入過(guò)充電階段。過(guò)充電時(shí)，若在恒流階段發(fā)生，由于電流強(qiáng)度大，電壓、溫升、內(nèi)壓持續(xù)升高，以4V鋰為例，電壓達(dá)到4.5V時(shí)，溫升40度、塑料殼體變硬，4.6V時(shí)溫升可達(dá)60度、殼體形變明顯并不可恢復(fù)，若繼續(xù)過(guò)充，氣閥打開(kāi)、溫升繼續(xù)升高、不可逆反應(yīng)加劇。1.5.4動(dòng)力電池充放電特性拓展閱讀3.放電恒流放電時(shí)，電壓有一陡然跌落，主要由歐姆電阻造成壓降，這電阻包括連接單體電極的導(dǎo)線電阻和觸點(diǎn)電阻，電壓繼續(xù)下降，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間以后，到達(dá)新的電化學(xué)平衡，進(jìn)入放電平臺(tái)期，電壓變化不明顯，放熱反應(yīng)加電阻釋熱使電池溫升較高。上述過(guò)程用恒流特性模擬負(fù)載電機(jī)，實(shí)際汽車(chē)在行使中，電機(jī)輸出功率的變化很復(fù)雜，電流雙極性變化，即使勻速行使，路面顛簸、微小轉(zhuǎn)向都使輸出功率實(shí)時(shí)變化，在短時(shí)間段里，可以用恒流放電模擬分析，總之大的方向是放電，偶爾有不規(guī)則的零脈沖（無(wú)逆變功能）或負(fù)脈沖（有逆變功能，電池被充電）出現(xiàn)。1.5.4動(dòng)力電池充放電特性拓展閱讀4.過(guò)放電考慮組內(nèi)單體電池，必有相對(duì)的過(guò)放電情況。在放電后期，電壓接近馬尾曲線，組中單體容量正態(tài)分布，電壓分布很復(fù)雜，容量最小的單體電壓跌落得也就最早、最快，若這時(shí)其它電池電壓降低不是很明顯，小容量單體電壓跌落情況被掩蓋，已經(jīng)被過(guò)度放電。1.5.4動(dòng)力電池充放電特性實(shí)踐技能

EV160動(dòng)力電池的更換實(shí)踐技能操作中，請(qǐng)嚴(yán)格按照安全規(guī)范進(jìn)行操作安全提示實(shí)踐技能如檢測(cè)EV160需要更換，穿戴好絕緣設(shè)備后，按照下列步驟進(jìn)行更換。1.動(dòng)力電池包拆卸按照正確規(guī)范進(jìn)行下電操作，舉升車(chē)輛，佩戴安全防護(hù)套裝；1.5.5EV160動(dòng)力電池的更換實(shí)踐技能拔下低壓通訊線束連接器；解除高壓線束連接器鎖止?fàn)顟B(tài)；按住Press1位置；向后拔，解除第一道鎖，注意要拔到位；按住Press2位置；向后拔，解除第二道鎖；拔下高壓線束連接器；將動(dòng)力電池舉升平臺(tái)推至動(dòng)力電池正下方，并固定腳輪1.5.5EV160動(dòng)力電池的更換實(shí)踐技能將舉升平臺(tái)升起，頂住動(dòng)力電池底部1.5.5EV160動(dòng)力電池的更換實(shí)踐技能按照對(duì)角交叉、從外及里原則拆卸動(dòng)力電池固定螺栓，分多次拆下；緩慢降低舉升平臺(tái)，將動(dòng)力電池與車(chē)體分離；松開(kāi)腳輪；將舉升平臺(tái)從車(chē)底推出。完成電池包的拆卸過(guò)程。1.5.5EV160動(dòng)力電池的更換實(shí)踐技能2.動(dòng)力電池包安裝將舉升平臺(tái)推入車(chē)底；固定腳輪；緩慢將舉升平臺(tái)升起至接近汽車(chē)底盤(pán)位置；