《混合动力汽车检修》项目ppt课件.ppt
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1、,项目2 检修混合动力蓄电 池管理系统故障,混合动力汽车(2),濮阳技师学院,项目描述,HV 蓄电池总成主要包括 HV 蓄电池、HV 蓄电池温度传感器、HV 蓄电池进气温度传感器、蓄电池接线盒总成、蓄电池冷却鼓风机总成、蓄电池电压传感器和维修塞把手。而蓄电池管理系统(Battery Management System,BMS)的主要任务是保证蓄电池组在安全区间内工作,提供车辆控制所需的必要信息,在出现异常时及时响应处理,并根据环境温度、蓄电池状态及车辆需求等决定蓄电池的充放电功率等。根据车辆采用的蓄电池的类型和动力蓄电池组的组合方法,蓄电池管理系统包括蓄电池组管理系统、线路管理系统、热(温度)
2、管理系统。,任务1 检修蓄电池组管理系统故障,情景导入,1,3,4,2,任务目标,任务准备,知识链接,5,任务实施,6,知识拓展,情景导入,某丰田4S 店售后维修小组接到一张任务工作单:一辆2016 款丰田卡罗拉混合动力汽车,行驶里程25000km,因发生被追尾事故,主警告灯点亮,仪表显示屏显示HV 蓄电池故障。经过诊断,显示故障码“P1CBB12 混合动力/ EV 蓄电池电流传感器电源电路对辅助蓄电池短路故障”。,任务目标,1.能说明蓄电池组管理系统的组成与功能,解释蓄电池组管理系统的工作原理。 2.能查阅维修手册,解释故障码含义,制订蓄电池组管理系统部件的检修计划。 3.能小组合作,执行维
3、修手册安全操作标准,检修蓄电池组管理系统故障。,任务准备,1.丰田卡罗拉混合动力汽车维修手册,2.混合动力汽车检修学习工作页,3.汽车维修专用工具,一、蓄电池的基本参数,额定电压:又称公称电压或标称电压,是指电池在标准规定条件下工 作时应达到的电压。工作电压(负载电压、放电电压):在电池两端接上负载后,在放电 过程中显示出的电压。终止电压:放电终止时电池的负载电压。如磷酸铁锂蓄电池的终止电 压为2.0 V。充电限制电压:电池由恒流充电转入恒压充电时的电压值。如磷酸铁 锂蓄电池的充电限制电压为3.6 V。,1.电压(V),一、蓄电池的基本参数,电池在环境温度为205 的条件下,以0.2 C(5
4、h 率)放电至终止电压时所应提供的电量。容量常见单位有mAh、Ah(1Ah = 1 000 mAh)。影响电池容量的因素主要有两个方面:一是活性物质的重量;二是活性物质的利用率。电池容量分额定容量和实际容量。额定容量:由制造商给定的蓄电池容量,可在规定条件下测得。实际容量:电池在一定的放电条件下所放出的实际电量,主要受放电 倍率和温度的影响(电池容量应指明充放电条件)。,2.电池容量,提示:可充蓄电池经常处于电未放电而继续充电的工作条件下,导致容量会迅速低于额定容量值,这种现象叫做记忆效应。镍氢、镍镉蓄电池均具有记忆性,而磷酸铁锂蓄电池无此效应,即磷酸铁锂蓄电池无须先放完电再充电,可随充随用。
5、,一、蓄电池的基本参数,荷电状态指电池剩余的按额定电流放电的可用容量与额定容量的比值。SOC=1 表示电池为充满状态,随着蓄电池放电,蓄电池的电荷逐渐减少,此时,可以用SOC 的百分数的相对量来表示蓄电池中电荷的变化状态。一般蓄电池放电高效区为50% 80% SOC。,3.荷电状态(SOC),一、蓄电池的基本参数,电池的内阻是电流通过电池内部受到的阻力,是衡量电池性能的重要参数。电池内阻包括欧姆内阻( R )和电极在电化学反应时所表现出的极化内阻( Rf ),两者之和称为电池的全内阻( Rw)。电池的内阻越小越好。因为电池内阻大,会导致电池放电工作电压降低,放电时间缩短。 影响电池内阻大小的主
6、要因素是电池的材料、制造工艺、电池结构等。,4.电池的内阻,注意:电池的内阻一般以充电状态内阻为标准。测量电池的内 阻需用专用内阻仪测量,而不能用万用表欧姆挡测量。,一、蓄电池的基本参数,能量:电池在一定放电制度下所释放出的能量,单位为Wh 或kWh。能量密度:单位质量或单位体积的电池输出的能量,相应称为质量能 量密度(Wh / kg)和体积能量密度(Wh / L),又称质 量比能量或体积比能量。,5.能量与能量密度,6.功率与功率密度,功率:电池在一定放电制度下单位时间内释放出的能量,单位为W 或 kW。功率密度:单位质量或单位体积的电池在单位时间内输出的能量,相 应称为质量功率密度(Wh
7、/ kg)和体积功率密度(Wh / L)。,一、蓄电池的基本参数,使用寿命:电池除了以循环次数表示使用时间外,通常还用电池的使 用年限来表示电池的寿命。自放电率:电池在存放时间内,在没有负荷的条件下自身放电,致使 电池容量损失的速度加快。自放电率用单位时间(月、年) 内电池容量下降的百分数来表示。成本:电池的成本与电池的技术含量、材料、制作方法和生产规模有 关。开发和研制高效、低成本的电池是电动汽车发展的关键。,7.其他参数,二、混合动力汽车电能储存装置的种类,二次电池又称可充电电池,最常见的有铅酸电池、镍- 氢(Ni-MH)电池、镍- 镉(Ni-Cd)电池和锂离子电池。,1.二次电池,二、混
8、合动力汽车电能储存装置的种类,又称电化学电容器,是一种新型的双层面电容器,与常见的物理电容器不同,其特点是电容量大。,2.超级电容器,3.飞轮电池,又称飞轮储能器,是利用飞轮高速旋转来储能和释放电能的一种装置。目前这种电能储存装置应用较少。,三、蓄电池组管理系统,作用是对蓄电池的组合、安装、充电、放电,蓄电池组中各蓄电池的不均衡性,蓄电池的热管理和蓄电池维护等进行监管,提高蓄电池组的工作效率,保证蓄电池组正常运转,避免发生蓄电池的过充电和过放电,有效延长蓄电池的寿命,实现动力蓄电池组的安全保管和保洁等。,四、丰田卡罗拉混合动力汽车蓄电池组管理系统,有28 个用Ni-MH 材料制成的蓄电池模块,
9、每个蓄电池模块均有6 个1.2 V 的单格。故动力蓄电池组共有168 个单格(6 个单格28 个模块),电压合计201.6 V。因为蓄电池组采用串联方式连接,所以若其中一个蓄电池损坏,整个蓄电池组就会失效,只能全部更换。另外,每个蓄电池模块均设有通气孔,防止蓄电池在充电时产生气体,导致蓄电池膨胀损坏。,1.动力蓄电池组,四、丰田卡罗拉混合动力汽车蓄电池组管理系统,在车辆行驶过程中,混合动力车辆控制ECU 将HV 蓄电池的SOC 控制在恒定水平。蓄电池电压传感器在9 个位置监测蓄电池单元电压。根据HV 蓄电池的电压和电流,蓄电池电压传感器计算电阻值并判断HV 蓄电池是否老化。若蓄电池电压传感器检
10、测到电压线路有故障且任一蓄电池单元电压低于规定值,则主警告灯点亮,发动机故障报警灯点亮,蓄电池电压传感器记录故障码。,2. 蓄电池组电压测试,四、丰田卡罗拉混合动力汽车蓄电池组管理系统,蓄电池电压传感器安装在HV 蓄电池的侧面。它的工作电源来自IGCT 继电器,受混合动力车辆控制ECU 控制。,2. 蓄电池组电压测试,(1)蓄电池电压传感器的工作原理,四、丰田卡罗拉混合动力汽车蓄电池组管理系统, 蓄电池电压传感器负责监测工作电源蓄电池单元的电压、电流、温度、蓄电池SOC 以及蓄电池是否漏电,并通过BTH+、BTH- 数据传输线与混合动力车辆控制 ECU 进行通信,将这些信息发送到混合动力车辆控
11、制 ECU。 蓄电池电压传感器检测执行冷却系统控制所需的鼓风机转速,并反馈频率,将其传输到混合动力车辆控制ECU 总成。 蓄电池电压传感器内配有漏电检测电路,以检测HV 蓄电池或高压电路的漏电情况。,2. 蓄电池组电压测试,(2)蓄电池电压传感器的作用,四、丰田卡罗拉混合动力汽车蓄电池组管理系统,若有必要更换蓄电池电压传感器,则需在更换新蓄电池电压传感器后确认电压。将电源开关置于ON 位置,选择驻车挡(P),且在发动机停机的情况下,确认数据表中的“Hybrid Battery Voltage(蓄电池电压)”“VL-Voltage before Boosting(增压前电压)”和“VH-Volt
12、age after Boosting(增压后电压)”为224 V 或更高。系统正常时,“Hybrid Battery Voltage”“VL-Voltage before Boosting”“VH-Voltage after Boosting”的数值基本相等。 “Hybrid Battery Voltage” 和“VL-Voltage before Boosting” 之间的差值最大为37 V,“Hybrid Battery Voltage” 和“VH-Voltage after Boosting” 之间的差值最大为58 V,“VL-Voltage before Boosting”和“VH-V
13、oltage after Boosting”之间的差值最大为76 V。若超过以上差值,则蓄电池电压传感器存在故障。,2. 蓄电池组电压测试,(3)蓄电池电压传感器的检修,四、丰田卡罗拉混合动力汽车蓄电池组管理系统,蓄电池电流传感器是一种采用半导体材料制成的磁电转换元件。当载流导体有电流经过时,载流导体的周围会产生磁场,磁场强度与电流大小成正比。当磁场穿过电流传感器时产生霍尔电动势,霍尔电动势的大小与电流大小成正比。通过测量霍尔电动势的大小,可以间接得到载流导体电流的大小。,3. 蓄电池组电流测试,(1)蓄电池电流传感器的工作原理,四、丰田卡罗拉混合动力汽车蓄电池组管理系统,蓄电池电流传感器的输
14、出电压若低于2.5 V,表示HV 蓄电池正在充电;若高于2.5 V,表示HV蓄电池正在放电。,3. 蓄电池组电流测试,(2)蓄电池电流传感器的作用,五、P1CBB12故障分析,HV 蓄电池故障的DTC 为P1CBB12。,任务实施,1.检查混合动力车辆控制ECU故障码输出,2.检查蓄电池电压传感器HV蓄电池接线盒总成之间 线束,任务实施,3.检查蓄电池电压传感器VIB端子输出电压,蓄电池电压传感器Z9-6(VIB)与Z9-12(GIB)端子之间的正常电压应为4.6 5.4 V。若出现异常,则应更换蓄电池电压传感器。,4.检查蓄电池电流传感器输出电压,蓄电池电压传感器Z9-5(IBO)与Z9-1
15、2(GIB)端子之间的正常电压应为2.46 2.54 V。若电压正常,则更换蓄电池电压传感器;若电压异常,则更换HV 蓄电池接线盒总成。,知识拓展,比亚迪秦电池管理系统,一、动力电池系统的组成,动力电池系统是比亚迪秦的主要动力能源之一,它为整车驱动和其他车用电器提供电能。它安装在后排座椅与后备舱之间。,一、动力电池系统的组成,比亚迪秦的动力电池系统由10 个动力电池模组、10 个动力电池信息采集器、动力电池串联线、动力电池支架、动力电池包密封罩和动力电池采样线等组成。10 个动力电池模组中各有12 18 节数量不等的电池单体,共152 节。电池的额定总电压为501.6 V,总电量为13 kWh
16、。,二、电池管理系统的组成,比亚迪秦采用分布式电池管理系统(简称DBMS),它由1 个电池管理控制器(简称BMC)、10个电池信息采集器(简称BIC)及1 套动力电池采样线组成。,二、电池管理系统的组成,主要功能有充放电管理、接触器控制、功率控制、电池异常状态报警和保护、SOC / SOH 计算、自检以及通信功能等。它位于后备舱车身右C 柱内板后段。,1. 电池管理控制器,二、电池管理系统的组成,主要功能有电池电压采样、温度采样、电池均衡、采样线异常检测等。10 个电池信息采集器分别位于动力电池包内部每个动力电池模组的前端。,2. 电池信息采集器,3. 动力电池采样线,主要功能是连接电池管理控
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