新能源汽車檢查與維護 課件 項目三學(xué)習(xí)情境二驅(qū)動系統(tǒng)的維護與小總成更換 任務(wù)五動力蓄電池的維護與小總成更換

項目三整車常規(guī)維護與小總成更換蘇州建設(shè)交通高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校學(xué)校學(xué)習(xí)情境二驅(qū)動系統(tǒng)的維護與小總成更換02學(xué)習(xí)目標1能理解動力蓄電池的類型、結(jié)構(gòu)、工作原理以及應(yīng)用。2能夠描述動力電池組內(nèi)部組成部件及功能3能夠安全規(guī)范地對動力蓄電池進行就車檢查4能夠進行新能源汽車動力電池的分解與組裝。5能夠制訂工作計劃，獨立完成工作學(xué)習(xí)任務(wù)6以拆裝動力蓄電池的實際案列，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成安全工作的習(xí)慣任務(wù)五動力蓄電池的維護與小總成更換一、動力蓄電池的作用

動力蓄電池的作用是接收和儲存由車載充電機、發(fā)電機、制動能量回收裝置或外置充電裝置提供的電能，并且為驅(qū)動電機和其他高壓用電設(shè)備提供電能。新能源汽車的動力蓄電池相當于傳統(tǒng)燃油汽車的油箱，是新能源汽車的動力源，是能量的儲存裝置，同時也是制約新能源汽車尤其是電動汽車發(fā)展的關(guān)鍵因素。二、動力蓄電池的安裝位置

動力電池盡可能放在清潔、陰涼、通風(fēng)、干燥的地方并避免受到陽光直射，遠離熱源。動力電池應(yīng)當水平安裝放置，不可傾斜。純電動汽車的動力電池體積較大，一般位于前地板下面（前后軸之間，駕駛艙正下方），安裝在此位置可以獲得較高碰撞安全性，且降低車輛重心，提高車輛操控性，有利于整車軸荷分配，進而有利于提高整車駕乘體驗和舒適性?；旌蟿恿﹄妱悠嚨膭恿﹄姵貍€體較小，可在行李箱和后排座椅的下方或之間。

動力蓄電池安裝在這些地方，不但使得拆裝操作更加簡單，避免了動力電池安裝分散，減少動力電池之間高壓連接線束的使用，避免了線路連接過多的問題，而且節(jié)約了成本。二、動力蓄電池的安裝位置三、新能源汽車常用的動力蓄電池類型、結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用

動力蓄電池是電動汽車的主要能量來源，新能源汽車上所使用的動力蓄電池種類繁多，外形差別較大，目前最常見的三種動力蓄電池分別是鉛酸蓄電池，鎳氫電池和鋰離子蓄電池。三種常見的動力蓄電池優(yōu)缺點及應(yīng)用見下圖。三、新能源汽車常用的動力蓄電池類型、結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用1.鉛酸蓄電池

鉛酸蓄電池主要由正負極板、隔板、電解液等部分組成。

正負極板是蓄電池的核心部分，正負極板做成柵架（網(wǎng)架）形式，上面附滿活性物質(zhì)。蓄電池的充電和放電，就是靠正、負極板上活性物質(zhì)與硫酸溶液的化學(xué)反應(yīng)來實現(xiàn)的。

隔板的作用是把正、負極板隔開，防止正、負極板互相接觸造成短路；保證電解液中正、負離子順利通過；延緩正、負極板活性物質(zhì)的脫落，防止正、負極板因振動而損傷。電解液是鉛酸蓄電池內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的主要物質(zhì)，鉛酸蓄電池電解液是用純凈硫酸和蒸餾水按一定比例配制而成的。電解液的純度和密度對電池容量和壽命有重要影響。三、新能源汽車常用的動力蓄電池類型、結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用1.鉛酸蓄電池

鉛酸蓄電池的充電指的是將電能回充到蓄電池中。充電過程中將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。放電指的是從蓄電池中提取電能。放電過程中將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。具體工作原理見下圖。三、新能源汽車常用的動力蓄電池類型、結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用2.鎳氫電池

鎳氫電池是一種性能良好的蓄電池，具有高能量、長壽命、無記憶效應(yīng)、無污染的特點，因此被稱為“綠色電池”。鎳氫電池根據(jù)形狀可分為方型鎳氫電池和圓形鎳氫電池。鎳氫電池由氫氧化鎳正極，儲氫合金負極，隔膜紙，電解液，鋼殼，頂蓋，密封圈等組成。三、新能源汽車常用的動力蓄電池類型、結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用2.鎳氫電池

鎳氫電池的工作原理工作是：充電時正極的Ni（OH）2和OH-反應(yīng)生成NiOOH和H2O，同時釋放出e-一起生成MH和OH-，總反應(yīng)是Ni（OH）2和M生成NiOOH，儲氫合金儲氫；放電時與此相反，MHab釋放H+，H+和OH-生成H2O和e-，NiOOH、H2O和e-重新生成Ni（OH）2和OH-,具體如下圖所示。三、新能源汽車常用的動力蓄電池類型、結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用3.鋰離子蓄電池

鋰電池（Lithiumbattery）是指電化學(xué)體系中含有鋰（包括金屬鋰、鋰合金和鋰離子、鋰聚合物）的電池。根據(jù)鋰離子電池形狀不同，鋰離子電子可分為軟包電池，方形電池，圓柱形電池。不同形狀鋰離子電池的優(yōu)缺點如下圖所示。三、新能源汽車常用的動力蓄電池類型、結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用3.鋰離子蓄電池

按照鋰離子電池正極材料不同要分為：鈷酸鋰電池、錳酸鋰電池、三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池。三元材料鋰離子蓄電池以其能量密度高、安全性好等優(yōu)點在電動汽車上得到了廣泛應(yīng)用。不同類型的鋰離子電池對比見下圖。三、新能源汽車常用的動力蓄電池類型、結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用3.鋰離子蓄電池

鋰離子電池在原理上實際是一種鋰離子濃差電池。Li+在正負電極間的往返嵌入和脫嵌形成電池的充電和放電過程。充電時，Li+從正極脫嵌經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負極，負極處于富鋰態(tài)，正極處于貧鋰態(tài)，同時電子的補償電荷從外電路供給到碳負極，保持負極的電平衡。放電時則相反，Li+從負極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入到正極，正極處于富鋰態(tài)，負極處于貧鋰態(tài)。

四、新能源汽車動力蓄電池組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及各組件的作用

動力蓄電池組主要由動力電池模組、電池管理系統(tǒng)（BMS）、動力電池箱及輔助元器件等四部分組成四、新能源汽車動力蓄電池組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及各組件的作用1.動力電池模組

動力電池模組是由若干個電芯（又稱單體電池）通過并聯(lián)、串聯(lián)后形成模塊。為達到動力蓄電池電壓要求，需要將多個電池模塊進行串聯(lián)提升電壓，形成電池模組。多個電池模組再串聯(lián)成電池包，電池包最終組成動力蓄電池四、新能源汽車動力蓄電池組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及各組件的作用2.電池管理系統(tǒng)（BMS）

電池管理系統(tǒng)(BMS)是電池保護和管理的核心部件，在動力電池系統(tǒng)中，它的作用就相當于人的大腦。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，并向整車控制器(VCU)上報動力電池系統(tǒng)的基本參數(shù)及故障信息。

四、新能源汽車動力蓄電池組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及各組件的作用3.動力電池箱動力電池箱主要包含上蓋和下托盤，還有輔助元器件，如過渡件、護板、螺栓等，動力電池箱有承載及保護動力電池組及電氣元件的作用。四、新能源汽車動力蓄電池組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及各組件的作用4.輔助元器件

主要包括動力電池系統(tǒng)內(nèi)部的電子電器元件，如熔斷器、繼電器、分流器、接插件、緊急開關(guān)、煙霧傳感器等，維修開關(guān)以及電子電器元件以外的輔助元器件，如密封條、絕緣材料等。

接觸器位于線束和繼電器模塊內(nèi)，用于控制高電壓的通斷。當接觸器閉合時，高電壓自電池組輸出到車輛動力系統(tǒng)，接觸器斷開后，高電壓保存在電池組內(nèi)。五、動力蓄電池組的溫度控制

動力蓄電池溫度控制包含兩個方面：冷卻和加熱，即在電池溫度過高時的有效散熱，低溫條件下的快速加熱。通過對動力電池組冷卻或加熱，保持動力電池組較佳的工作溫度，以改善其運行效率并提高電池組的壽命。目前對動蓄電池的冷卻方式主要采取風(fēng)冷和水冷兩種模式。五、動力蓄電池組的溫度控制

動力蓄電池加熱控制主要有兩種方式，一種是濕式加熱，通過PTC加熱器對冷卻液進行加熱后，通過冷卻液去加熱動力蓄電池；另一種是干式加熱，通過PTC加熱器直接對動力蓄電池進行加熱。（1）濕式加熱當動力蓄電池溫度低時，電池管理系統(tǒng)控制加熱器通電開始工作，電動冷卻液水泵輸送冷卻液流過加熱器進行加熱，再通過冷卻液控制閥流入動力蓄電池內(nèi)部進行加熱。（2)干式加熱

當動力蓄電池需要加熱時，總正接觸器和總負接觸器都閉合，PTC接觸器也閉合，電流從動力蓄電池出發(fā)經(jīng)總正接觸器后，流經(jīng)每個PTC加熱器后，經(jīng)PTC熔斷器、PTC接觸器和總負接觸器后流回動力蓄電池。六、動力蓄電池組的性能指標

常見的車用動力蓄電池有鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。每鐘電