北汽新能源EV系列汽車動力電池故障檢修(PPT課件)

1、北汽新能源EV系列汽車動力電池故障檢修目錄二、動力電池系統(tǒng)技術參數(shù)三、動力電池系統(tǒng)工作原理與應用一、動力電池系統(tǒng)構造與功能介紹四、動力電池系統(tǒng)故障處理一、動力電池系統(tǒng)構造與功能介紹1.動力電池構造動力電池構造主要由：電池殼體、電池組、主控制盒、高壓控制盒、電池低壓管理系統(tǒng)、主繼電器等組成。高壓盒主控盒主繼電器主繼電器電池組加熱膜一、動力電池系統(tǒng)構造與功能介紹電池組電池組由一個或多個單體電芯并聯(lián)再串聯(lián)成一個組合，稱電池組；把每個電池組串聯(lián)起來形成動力電池總成。例：3P91S則為：3個并聯(lián)組成一個單體，再由91個單體串聯(lián)成動力電池總成。一、動力電池系統(tǒng)構造與功能介紹主控盒主控盒主控盒是一個連接外部

2、通訊和內部通訊的平臺，主要功能如下：1.接收電池管理系統(tǒng)反饋的實時溫度和單體電壓（并計算最大值和最小值）2.接收高壓盒反饋的總電壓和電流情況3.與整車控制器的通訊4.與充電機或快充樁通訊5.控制正、負主繼電器6.控制電池加熱7.喚醒應答8.控制充/放電電流外形圖一、動力電池系統(tǒng)構造與功能介紹高壓盒高壓盒高壓盒是“監(jiān)控”動力電池的總電壓和充、放電流及絕緣性能，主要功能如下：1.監(jiān)控動力電池的總電壓2.監(jiān)控動力電池的總電流3.檢測高壓系統(tǒng)絕緣性能4.監(jiān)控高壓連接情況5.將以上項目監(jiān)控到的數(shù)據(jù)反饋給主控盒一、動力電池系統(tǒng)構造與功能介紹電池低壓管理系統(tǒng)電池低壓管理系統(tǒng)電池低壓管理系統(tǒng)是“監(jiān)控”動力電池

3、的單體電壓、電池組的溫度，主要功能如下：1.監(jiān)控每個單體電壓反饋給主控盒2.監(jiān)控每個電池組的溫度反饋給主控盒3.檢測高壓系統(tǒng)絕緣性能4.電量（SOC）值監(jiān)測5.將以上項目監(jiān)控到的數(shù)據(jù)反饋給主控盒一、動力電池系統(tǒng)構造與功能介紹動力電池內部結構原理圖動力電池內部結構原理圖主控盒高壓盒電池組電池組低壓管理系統(tǒng)電壓溫度高壓檢測繼電器控制繼電器控制CAN線通訊高壓輸出保險與VCU通訊電池管理系統(tǒng)（BMS)BMS的作用：它不僅要保證電池安全可靠的使用，而且要充分發(fā)揮電池的能力和延長使用壽命，作為電池和整車控制器以及駕駛者溝通的橋梁，通過控制接觸器控制動力電池組的充放電，并向VCU上報動力電池系統(tǒng)的基本參數(shù)

4、及故障信息。BMS具備的功能：通過電壓、電流及溫度檢測等功能實現(xiàn)對動力電池系統(tǒng)的過壓、欠壓、過流、過高溫和過低溫保護，繼電器控制、SOC估算、充放電管理、加熱或保溫、均衡控制、故障報警及處理、與其他控制器通信功能等功能；此外電池管理系統(tǒng)還具有高壓回路絕緣檢測功能，以及為動力電池系統(tǒng)加熱功能。一、動力電池系統(tǒng)構造與功能介紹電池管理系統(tǒng)BMS的組成： 按性質可分為硬件和軟件，按功能分為數(shù)據(jù)采集單元和控制單元；BMS的硬件：主板、從板及高壓盒，還包括采集電壓線、電流、溫度等數(shù)據(jù)的電子器件；BMS的軟件：監(jiān)測電池的電壓、電流、SOC值、絕緣電阻值、溫度值，通過與VCU、充電機的通訊，來控制動力電池系統(tǒng)

5、的充放電。一、動力電池系統(tǒng)構造與功能介紹動力電池箱技術要求：電池箱體螺接在車身地板下方，其防護等級為IP67，螺栓擰緊力矩為80100Nm。整車維護時需觀察電池箱體螺栓是否有松動，電池箱體是否有破損嚴重變形，密封法蘭是否完整，確保動力電池可以正常工作。二、動力電池系統(tǒng)技術參數(shù)電池元素分類三元鋰電池（鎳、鈷、錳）元素分類磷酸鐵鋰電池鈷酸鋰電池錳酸鋰電池二、動力電池系統(tǒng)技術參數(shù)項目項目SK-30.4kWhPPST-25.6kWh零部件號E00008302E00008417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

6、應商BESKPPST電芯供應商SKIATLBMS供應商SK innovationE-power總質量291kg295kg總體積240L240L工作電壓范圍250382V250365V能量密度104Wh/kg86Wh/kg體積比能量127Wh/L107Wh/L動力電池性能參數(shù)額定電壓/串聯(lián)數(shù)=單體電壓3P91S 表示3個電芯并聯(lián)成1個獨立單體電池，再由91個獨立單體電池串聯(lián)成動力電池總成二、動力電池系統(tǒng)技術參數(shù)工作原理：動力電池模組放置在一個密封并且屏蔽的動力電池箱里面，動力電池系統(tǒng)使用可靠的高低壓接插件與整車進行連接。 系統(tǒng)內的BMS實時采集各電芯的電壓值、各溫度傳感器的溫度值、電池系統(tǒng)的總電

7、壓值和總電流值，電池系統(tǒng)的絕緣電阻值等數(shù)據(jù)，并根據(jù)BMS中設定的閥值判定電池系統(tǒng)工作是否正常，并對故障實時監(jiān)控。 動力電池系統(tǒng)通過BMS使用CAN與VCU或充電機之間進行通訊，對動力電池系統(tǒng)進行充放電等綜合管理。三、動力電池系統(tǒng)工作原理與應用高壓系統(tǒng)工作原理三、動力電池系統(tǒng)工作原理與應用低壓系統(tǒng)工作原理三、動力電池系統(tǒng)工作原理與應用快充接口CC2充電電流與溫度溫度小于0（加熱）055大于55可充電電流0 A10A0 A備注當單體最高電壓高于額定電壓0.4V時，降低充電電流到5A，當單體電壓高于 額定電壓0.5V時，充電電流為0A，請求停止充電。 采用車載充電機充電，充電溫度與充電電流要求見下表

8、溫度小于5（加熱）5151545大于45可充電電流0 A20A50 A0 A備注恒流充電至單體電壓高于額定電壓0.3V以后轉為恒壓充電方式 采用非車載充電機充電，充電溫度與充電電流要求見下表三、動力電池系統(tǒng)工作原理與應用充電加熱與保溫充電狀態(tài)車載充電機（慢充）非車載充電機（快充）溫度小于0（加熱）小于5（加熱）充電加熱充電加熱（僅適用于有加熱功能的動力電池）僅適用于有加熱功能的動力電池）l 慢充時低于0的溫度點，啟動加熱模式：閉合加熱片，待所有電芯溫度點高于5，停止加熱，啟動充電程序，過程中出現(xiàn)電芯溫度差高于20，則間歇停止加熱，待加熱片溫度差低于15，則重啟加熱片。l 加熱過程中，正常情況下

9、充電樁電流顯示為4A6A。l 充電過程中充電樁電流顯示為12A13A。l 如果單體壓差大于300mV,則停止充電，報充電故障。l 快充時低于等于5的溫度點，啟動加熱模式：電芯溫度數(shù)據(jù)與慢充相同；如果充電過程中最低溫度低于等于5度，則停止充電模式，也不重新啟動加熱模式。三、動力電池系統(tǒng)工作原理與應用1. 充電保溫只發(fā)生在車載充電完成后；2. 充電完成后，電池溫度 5時進入保溫模式，若電池溫度 5 ，電池進入靜置狀態(tài)；3. 保溫策略以保溫2小時為唯一截止條件；4. 保溫過程中：電池溫度 上升至8 時，電池進入靜置狀態(tài)；5. 保溫過程中，如果電池溫差超過20 ，電池進入靜置狀態(tài)直至溫差低于10 再次

10、啟動加熱。備注：僅適用于有加熱功能的動力電池備注：僅適用于有加熱功能的動力電池充電加熱與保溫保溫策略保溫策略三、動力電池系統(tǒng)工作原理與應用1.動力電池內部條件儲電能量 10% （SOC)電池溫度在-2045單體電芯溫度差25 實際單體最低電壓不小于額定單體電壓0.4V單體電壓差 300mv絕緣性能 20M動力電池內部低壓供電、通訊正常電動電池監(jiān)測系統(tǒng)工作正常（電壓、電流、溫度、絕緣）備注：動力電池報一級故障時無法放電放電狀態(tài)具備條件三、動力電池系統(tǒng)工作原理與應用2.動力電池外部條件 BMS常電供電正常（12V正、負極） ON信號正常 VCU喚醒信號正常 CAN線通訊正常（新能源CAN線）高壓線

11、束連接正常高壓線束及電氣設備絕緣性能 20M充電連接確認信號線或充電喚醒信號無短路（VCU到充電機或充電連接線束）放電狀態(tài)具備條件備注：動力電池報一級故障時無法放電三、動力電池系統(tǒng)工作原理與應用1.車載充電機（慢充） BMS常電供電正常（12V正、負極） ON信號正常充電喚醒信號正常 CAN線通訊正常（新能源CAN線）高壓線束連接正常高壓線束及電氣設備絕緣性能 20M動力電池溫度高于0 動力電池內部無故障充電狀態(tài)具備條件三、動力電池系統(tǒng)工作原理與應用2.非車載充電機（快充） BMS常電供電正常（12V正、負極） ON信號正常充電喚醒信號正常 CAN線通訊正常（新能源CAN線）高壓線束連接正常高

12、壓線束及電氣設備絕緣性能 20M動力電池溫度高于5 動力電池軟件版本與充電樁軟件版本匹配動力電池與充電樁通訊不超時動力電池內部無故障充電狀態(tài)具備條件三、動力電池系統(tǒng)工作原理與應用 動力電池上報該故障一段時間后會造成整車出現(xiàn)安全事故如起火、爆炸、觸電等，動力電池在正常工作下不會上報該故障，BMS一旦上報該故障表明動力電池處于嚴重濫用狀態(tài)。動力電池上報該故障會造成整車進入跛行、暫時停止能量回饋、停止充電，動力電池正常工作下不會上報該故障，BMS一旦上報該故障表明動力電池某些硬件出現(xiàn)故障或動力電池處于非正常工作的條件下；一級故障（非常嚴重）二級故障（嚴重） 三級故障（輕微）動力電池上報該故障對整車無

13、影響或不同程度的造成整車進入限功率行駛狀態(tài)，動力電池正常工作狀態(tài)可能上報該故障， BMS一旦上報該故障表明動力電池處于極限環(huán)境溫度下或單體電池一致性出現(xiàn)一定劣化等根據(jù)故障對整車的影響劃分為三個等級備注：其他控制器響應動力電池二級故障的延時時間建議少于60s，否則會引發(fā)動力電池上報一級故障。 四、動力電池系統(tǒng)故障處理故障名稱故障編碼故障編碼對整車的影響單體電壓過壓P0004P118822 行車模式:電池放電電流降為0，斷高壓，無法行車；車載充電：請求停止充電/停止加熱，主正、主負繼電器斷開；直流快充：BMS發(fā)送終止充電，主正、主負繼電器斷開。電池外部短路（放電過流）P0006P118111 溫度

14、過高P0007P0A7E22 電池內部短路P0014P118312 11四、動力電池系統(tǒng)故障處理一級故障備注：不同批次車輛，相同的故障名稱不同故障編碼，以診斷儀顯示的代碼和解釋為準。1.故障級別分類故障級別分類故障名稱故障代碼對整車影響單體電壓欠壓P0269行車模式:限功率至放電電流25ABMS內部通訊故障P0279行車模式：限功率至放電電流25A，“最大允許充電電流”調整為0；充電模式：發(fā)送請求停止充電,如果上報故障后2秒鐘內未收到響應，BMS主動斷開高壓繼電器或加熱繼電器。BMS硬件故障P0284BMS與車載充電機通信故障P0283車載充電模式：請求停止充電，或請求停止加熱，如果上報故障后

15、2秒鐘內未收到響應，BMS主動斷開高壓繼電器或加熱繼電器。溫度過高P0258行車模式：限功率至放電電流25A，“最大允許充電電流”調整為0；絕緣電阻過低P0276行車模式：限功率至放電電流25A，“最大允許充電電流”調整為0；充電模式：發(fā)送請求停止充電，如果上報故障后2秒鐘內未收到響應，BMS主動斷開高壓繼電器或加熱繼電器。加熱元件故障P02811充電模式：請求停止加熱，如果上報故障后2秒鐘內未收到響應，BMS主動斷開加熱繼電器12二級故障四、動力電池系統(tǒng)故障處理備注：相同的故障名稱，根據(jù)故障程度級別不同，以不同故障代碼區(qū)分故障名稱故障代碼對整車影響恢復條件溫度過高故障P1043行車模式：放電功率降為當前狀態(tài)的50%重新上電絕緣電阻過低P1047上報不處理電壓不均衡P1046行車模式：放電功率降為當前狀態(tài)的40%單體電壓欠壓P1040溫度不均衡P1045上報不處理放電過流P1042行車模式：放電功率降為當前狀態(tài)的50%13三級故障四、動力電池系統(tǒng)故障處理備注：相同的故障名稱，根