动力蓄电池及管理系统
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《动力蓄电池及管理系统检修》任务十三 动力蓄电池系统故障诊断与维修
资料/手册准备
• 维修手册、平台使用说 明书
技能操作
5
分钟
工具 • 绝缘工具套装、绝缘扭力扳手、万用表、诊断仪 准备
电压类故障诊断与维修
实操时间
40 分钟
（组长把控工作进度）
安全提示 • 小心高压触电。 • 小心重物砸脚。 • 小心头部磕碰。
任务实施
技能操作
实训 操作
学习要求
将任务实施过程按要求填写记录在工 作页表格中。
根据读取的故障信息，参考电路图，分析可能的故障原因及故障点，并制定维修方案，完成下表的填写。
故障分析及维修方案
故障分析：可能的故障原因或故障点
1
2
3 维修方案/检测流程
1
2
3
4
5
SOC、电流类故障诊断与维修
任务实施
（4）故障检测与维修
技能操作
1）SOC估算
在每个电池模块随机抽取一个电池单体，检测其端电压，并通过开路电压法估算SOC，与诊断仪读取值进行 对比，判断是否在误差范围内，将结果填写在下表中。
电池模块均衡操作记录
序号
步骤
操作记录
1
连接电池均衡仪与电池模块
线束连接顺序
2
启动电池均衡仪
是否正常启动
3
设置参数
电池类型 串并联节数 目标电压
4
开始均衡
均衡过程是否正常
5
结束
是否正常结束
技能操作
是□ 否 □
是□ 否 □
是□ 否 □
电压类故障诊断与维修
（5）维修结果检验
序号
任务实施
维修结果检验记录 检验项目
车辆无法启动
知识学习
故障原因 （1）电池单体故障（漏液） （2）蓄电池箱或进水、环境湿度大 （3）BMS故障（绝缘监测模块故障）
动力电池及管理系统(BMS)设计技术规范
电池及管理系统设计技术规范编制：校对：审核：批准：有限公司2015年9月目录前言 (3)一、锂离子电池选型 (4)1、范围 (4)2、规范性引用文件 (4)3、术语和定义 (4)4、符号 (4)5、动力蓄电池循环寿命要求 (5)6、动力蓄电池安全要求 (5)7、动力蓄电池电性能要求 (6)8、电池组匹配 (8)9、电池组使用其他注意事项 (9)二、电池管理系统选型 (10)1、术语定义 (10)2、要求 (10)3、试验方法 (12)4、标志 (13)前言综述电动车的的电池就好比汽车油箱里的汽油。
它是由小块单元电池通过串并联方式级联后，通过BMS的管理，将电能传递到高压配电盒，然后分配给驱动电机和各个高压模块(DC/DC、空调压缩机、PTC等)。
电池管理系统(BMS)采用的是一个主控制器(BMU)和多个下一级电池采集模块(LECU)组成模块化动力电池管理系统，是一种具有有效节省电池电能、提高车辆安全性、实现充放电均衡和降低运行成本功能的电池管理系统模式。
高压控制系统的预充电及正负极高压继电器均由BMS控制，设置了充电控制继电器，增加高压充电时的安全性。
动力电池容量和正极材料的选择电池容量的确定，是根据车型电机的功率、运行时的额定电压、电流。
选择出电池包的电压、串并联的形式。
由电机额定的电压可以选择出需要串联电池的个数，由电机运行时的额定电流可以选择出需要并联电池的个数。
具体计算如下：由整车设计的匹配参数，确定好电机的功率和扭矩后，就可以计算出，动力电池包的串并联电池的数目，串联电池的电压U等于电机额定电压，就可推算出串联的电池个数N串=U/3.7（对于三元锂电的锂电池），对于最少并联的电池个数N并=电机运行工况的平均电流/单元电池的容量*续航里程/工况的平均时速。
电池的选择，则要考虑电池正极材料的类型，总的原则是12米以上的客车主要以磷酸铁锂电池为主，6米小型客车和乘用车的主要是三元锂电池为主。
《新能源汽车动力蓄电池及管理技术》样章
项目三动力蓄电池的性能试验与故障检修蓄电池系统作为电动汽车核心三电部件之一，其动力输出性能将直接影响整车的动力性与续驶里程。
因此它储存的电能、质量和体积对电动汽车的性能有着决定性的影响，试验验证蓄电池系统的电性能在电动汽车的设计开发过程中显得尤为重要。
动力蓄电池的性能试验与故障检修项目包括两个学习情境：动力蓄电池的性能试验和动力蓄电池的故障检修。
128学习情境一动力蓄电池的性能试验通过理论知识学习，了解单体蓄电池性能试验，根据动力蓄电池性能测试的工作要求标准，掌握常见性能测试仪和诊断仪器的使用。
依据《电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法》（GB 31484—2015）和《电动汽车用动力蓄电池安全要求》（GB 38031—2020），进行单体蓄电池性能诊断的操作练习，牢记正确的试验方法及操作事项，养成严谨的工作态度并有效地融入技能等级证书的考核和技能大赛中。
任务一 动力蓄电池单体的测试知识目标：1）掌握动力蓄电池单体测试的国标试验准备及测试条件。
2）掌握动力蓄电池单体测试中标准充电的要求。
3）掌握动力蓄电池单体测试的项目及安全要求。
技能目标：1）具备理解动力蓄电池单体测试的试验条件的能力。
项目三 动力蓄电池的性能试验与故障检修1292）具备理解动力蓄电池单体测试的安全要求及预处理方法的能力。
3）具备理解动力蓄电池单体测试时对测试仪器及仪器准确度的要求的能力。
4）具备上位机软件的使用及动力蓄电池单体测试和数据采集的能力。
素养目标：1）严格执行GB 31484—2015和GB 38031—2020的操作规范，养成严谨科学的工作态度。
2）尊重他人劳动，不窃取他人成果。
3）养成总结训练过程和结果的习惯，为下次训练积累经验。
4）培养团结协作精神，养成规范作业的良好工作习惯。
5）严格执行7S 现场管理。
小王在一家新能源汽车4S 店工作，今天接到了一辆事故车，车辆的蓄电池单体和蓄电池组都出现了问题需要进行维修、更换。
《动力蓄电池及管理系统检修》任务二 电池单体充放电
3
电池单体充放电测试
任务实施
术语及定义
➢ 电池的实际容量通常比额定容量大10%～20%。
➢ 电池容量的大小，与正、负极上活性物质的数量和活性有关，也与电池的 结构和制造工艺与电池的放电条件（电流、温度）有关。
知识学习
电池单体充放电测试
术语及定义
任务实施
➢ 影响电池容量因素的综合指标是活性物质的利用率。换言之，活性物质利 用得越充分，电池给出的容量也就越高。
电的？ 单体电池是如何进行充放 电测试的？
任务目标
➢ 能按照充放电标准流程，正确使用蓄电池充放电设备，规范 完成电池单体充电和放电作业。
➢ 能按照充放电标准流程，正确使用蓄电池充放电设备，规范 完成不同倍率的电池充放电测试。
电池单体充放电操作
电池工作原理
任务实施
➢ 电池是一种能量转换装置
➢ 放电时，电池将化学能转变为电能；充电时，电 池将电能转变为化学能并贮存起来
度下，电池容量降低至某一规定值之前，电池所能耐受的循环次数，称为蓄 电池的循环寿命或使用周期。
循环寿命受放电深度（DOD）、温度、充放电电流的影响比较明显，因 此一般表示蓄电池循环寿命的同时还要指出循环条件，如循环寿命1000次 （在100%DOD常温、1C条件下）。 蓄电池在出厂时，应注明其循环寿命及循环条件。
1
额定容量： 指设计和制造 电池时，规定 或保证电池在 一定的放电条 件（如温度、 放电终止电压、 放电倍率等） 下应该放出的 最低限度的容 量。
2
实际容量：指 在一定的放电 条件下，即在 一定的放电电 流和温度下， 电池在终止电 压前所能放出 的电量。在电 池实际工作中， 在 SOC=1时所 能放出的全部 电量。
正常情况下电池组的 寿命仅有单体电池寿
电池单体充放电测试
任务实施
术语及定义
➢ 电池的实际容量通常比额定容量大10%～20%。
➢ 电池容量的大小，与正、负极上活性物质的数量和活性有关，也与电池的 结构和制造工艺与电池的放电条件（电流、温度）有关。
知识学习
电池单体充放电测试
术语及定义
任务实施
➢ 影响电池容量因素的综合指标是活性物质的利用率。换言之，活性物质利 用得越充分，电池给出的容量也就越高。
电的？ 单体电池是如何进行充放 电测试的？
任务目标
➢ 能按照充放电标准流程，正确使用蓄电池充放电设备，规范 完成电池单体充电和放电作业。
➢ 能按照充放电标准流程，正确使用蓄电池充放电设备，规范 完成不同倍率的电池充放电测试。
电池单体充放电操作
电池工作原理
任务实施
➢ 电池是一种能量转换装置
➢ 放电时，电池将化学能转变为电能；充电时，电 池将电能转变为化学能并贮存起来
度下，电池容量降低至某一规定值之前，电池所能耐受的循环次数，称为蓄 电池的循环寿命或使用周期。
循环寿命受放电深度（DOD）、温度、充放电电流的影响比较明显，因 此一般表示蓄电池循环寿命的同时还要指出循环条件，如循环寿命1000次 （在100%DOD常温、1C条件下）。 蓄电池在出厂时，应注明其循环寿命及循环条件。
1
额定容量： 指设计和制造 电池时，规定 或保证电池在 一定的放电条 件（如温度、 放电终止电压、 放电倍率等） 下应该放出的 最低限度的容 量。
2
实际容量：指 在一定的放电 条件下，即在 一定的放电电 流和温度下， 电池在终止电 压前所能放出 的电量。在电 池实际工作中， 在 SOC=1时所 能放出的全部 电量。
正常情况下电池组的 寿命仅有单体电池寿
《动力蓄电池及管理系统检修》任务三 电池单体SOC估算
间断的放电状态，当放电到
达截止电压时对所放电量进
行计算。
优点：
方法简单，估算精度也相对
较高
缺点：
不可以带负载测量，需要占
用大量的测量时间，放电测
量时，必须中断电池之前进
行的工作，使电池置于脱机
状态，不能在线测量。
电池单体SOC估算
任务实施
SOC估算方法
（2）开路电压法
开路电压法估算SOC是将电池充分静置（一般需
池正、负两极之间的电位差。一般情况下，电池的开路电压小于它的电动势。由于电池内部的极化
效应，锂电池断开负载电路时，电池端电压会逐渐降低。当电池内部无化学反应，端电压达到平衡，
此时的端电压值为OCV，理论上其值等于电动势。因此，OCV可作为SOC估计中的一个重要参数。
在电池工作过程中，如果实际工作电压高于额定电压过多，充电时正极的锂离子将过度逃逸至负极，
物理效应或化学效应，通常还伴随着能量的转换，因为电流在导体中（超导体除外）流动时要消耗
能量，这个能量必须由产生电动势的能源补偿。
知识学习
电池单体OCV-SOC曲线测绘
任务实施
电池电压相关参数
（2）开路电压（OCV）：
OCV指的是锂电池在断路条件，内部无化学反应时的端电压，即外电路中没有电流流过时，电
任务实施
电池单体OCV-SOC曲线测绘方法
➢ （1）选定某一电池单体，分别测量从0到
100%之间不同SOC对应的OCV值。
➢ 使用万用表检测电池单体正负极端子之间的电
压值，检测值称为端电压。电池单体不工作时，
端电压为开路电压；电池工作时，端电压为工作
电压。
➢ 注意：电压值的读数需精确到mV级别。
➢ （2）根据检测结果，通过描点连线方式绘制
达截止电压时对所放电量进
行计算。
优点：
方法简单，估算精度也相对
较高
缺点：
不可以带负载测量，需要占
用大量的测量时间，放电测
量时，必须中断电池之前进
行的工作，使电池置于脱机
状态，不能在线测量。
电池单体SOC估算
任务实施
SOC估算方法
（2）开路电压法
开路电压法估算SOC是将电池充分静置（一般需
池正、负两极之间的电位差。一般情况下，电池的开路电压小于它的电动势。由于电池内部的极化
效应，锂电池断开负载电路时，电池端电压会逐渐降低。当电池内部无化学反应，端电压达到平衡，
此时的端电压值为OCV，理论上其值等于电动势。因此，OCV可作为SOC估计中的一个重要参数。
在电池工作过程中，如果实际工作电压高于额定电压过多，充电时正极的锂离子将过度逃逸至负极，
物理效应或化学效应，通常还伴随着能量的转换，因为电流在导体中（超导体除外）流动时要消耗
能量，这个能量必须由产生电动势的能源补偿。
知识学习
电池单体OCV-SOC曲线测绘
任务实施
电池电压相关参数
（2）开路电压（OCV）：
OCV指的是锂电池在断路条件，内部无化学反应时的端电压，即外电路中没有电流流过时，电
任务实施
电池单体OCV-SOC曲线测绘方法
➢ （1）选定某一电池单体，分别测量从0到
100%之间不同SOC对应的OCV值。
➢ 使用万用表检测电池单体正负极端子之间的电
压值，检测值称为端电压。电池单体不工作时，
端电压为开路电压；电池工作时，端电压为工作
电压。
➢ 注意：电压值的读数需精确到mV级别。
➢ （2）根据检测结果，通过描点连线方式绘制
《新能源汽车动力蓄电池及管理系统检测》课程教案
《新能源汽车动力蓄电池及管理系统检测》课程教案2023——2024学年第一学期课程基本情况第1次课第2次课第3次课第4次课第5次课第6次课第7次课第8次课第9次课教学内容辅助手段与时间分配2-1铅酸动力电池的结构组成、工作原理及应用二、蓄电池的结构组成及工作特性1、蓄电池的结构组成如图所示为6V蓄电池的构造图。
它由三个相同的单格电池组成。
每个单格电池的电压为2V。
用联条把各单格串联起来，便成了一个6V蓄电池。
这种蓄电池主要由极板、隔板、电解液、外壳（容器）等组成。
2、蓄电池规格型号型号：JB2599-85《铅蓄电池产品型号编制方法》串联单格数－电池类型和特征－额定容量－特殊性能如：6—QA—60S3、铅酸电池的工作特性1)影响蓄电池容量因素(1)结构因素极板表面积大小；极板片数多少（参加反应活性物质越多，容量越大）；极板越薄，活性物质的多孔性越好，则电解液向极板内部的渗透越容易，活性物质利用率就越高，输出容量也就越大。
(2)使用因素：放电电流、电解液温度、密度2)充电特性恒流限压法作为铅酸电池最为常用的充电方法，无论是对于铅酸电池单体还是铅酸电池构成的电池组，在工程实践中应用最多。
3)放电特性在大部分放电过程中，电池端电压是稳定下降的，到放电末期，电池端电压急剧下降，此时应停止放电，否则会造成电池的过度放电。
过放电会致使电池内部大量的硫酸铅被吸附到蓄电池的阴极表面，造成电池阴极“硫酸盐化”。
4）温度特性温度对蓄电池的容量和电动势影响很大，电解液温度高时扩散速度增加、电阻降低，其电池电动势也略有增加．因此铅酸电池的容量及活化物质利用率随温度的增加而增加。
反之，电解液温度降低时，其黏度增大，使离子运动受到较大阻力，扩散能力降低。
在低温下电解液的电阻也增大，电化学反应的阻力增加，结果导致蓄电池容量下降。
三、铅酸蓄电池的日常使用于维护学生起来回答学生在教师的讲解的基础上思考并总结学生听讲并做好笔记学生归纳，教师补充第10次课第11次课第12次课3、飞轮电池的特性（1）能量密度高。
新能源汽车动力蓄电池及管理技术 学习任务单习题及答案
新能源汽车动力蓄电池及管理系统技术学习任务单习题及答案项目一动力蓄电池的认知 (2)学习情境一储能电池主要性能指标 (2)任务一储能电池主要性能指标 (2)学习情境二动力蓄电池的类型 (3)任务一动力蓄电池的类型 (3)项目二动力蓄电池的装调与测试 (4)学习情境一动力蓄电池整车装调与测试 (4)任务一镇氢电池的整车装调与测试 (4)任务二磷酸铁锂电池整车装调与测试 (6)任务三三元锂蓄电池的整车装调与测试 (7)任务四氢燃料电池的整车装调与测试 (8)学习情境二动力蓄电池总成的装调与测试 (9)任务一单体蓄电池分拣分容修复 (9)任务二蓄电池模块的装调与测试 (10)任务三动力蓄电池总成装调与测试 (10)学习情境三动力蓄电池管理系统及线路测量 (12)任务一蓄电池管理系统及线路测量 (12)项目三动力蓄电池的性能试验与故障检修 (13)学习情境一动力蓄电池的性能实验 (13)任务一动力蓄电池的单体试验 (13)任务二蓄电池模组试验 (14)学习情境二动力蓄电池的故障检修 (14)任务一动力蓄电池的数据采集与分析 (15)任务二动力蓄电池的故障诊断与排除 (16)项目一动力蓄电池的认知学习情境一储能电池主要性能指标任务一储能电池主要性能指标 1-1-1储能电池主要性能指标 学习任务单 班级：姓名：1 .请阐述纯电动汽车中下列术语的定义。
SOC:余电量，表示当前蓄电池中按照规定放电条件可以释放的容量占可用容量的百分比 DOD:表示蓄电池放电状态的参数（D0D ）,等于实际放电容量与可用容量的百分比 能量密度：又称为比能量，是指从蓄电池的单位质量或单位体积所获取的能量 记忆效应：是指蓄电池经过长期浅充浅放电循环后，进行深放电时，表现出明显的容量 损失和放电电压下降，经数次全充/放电循环后，电池特性即可恢复的现象。
2 .蓄电池模块 是将一个以上单体蓄电池按照 串联、并联或串并联 方式组合，且只有一对正、负极输出端子，并作为电源使用的组合体。
动力电池及电池管理系统-动力电池维护
防止继电器损坏，车 辆无法正常上高压
用笔记本电脑上的专用监控软件启 动关闭总正总负继电器，并用专用 万用表进行测试
万用表、 笔记本、 CAN 卡
2.动力电池系统周期性强制保养项目
高低压接 插件可靠 确保接插件正常使用 性检查
目测高低压接插件是否松动、破损、腐蚀、以及 目 测 、
密封等情况，并通过专用万用表测量连接可能可 万用表、
靠性，用绝缘测试仪进行绝缘测试。
绝缘表
其它电箱 内零部件 检查
保证辅助性的部件正 常使用
检查是否松动、破损、脱落等情况
电池包安 装点检查
防止电池包脱落
目测检查每个安装点焊接处是否有裂纹
螺丝刀、 扭力扳 手
目测
电池包外 观检查
确保电池包未受到外 界因素影响
电池包无变形、无裂痕、无腐蚀、无凹痕
目测
保温检查
确保通信质量
下电情况：用万用表欧姆挡测量 CAN1（3）高对 CAN1（3）低电阻
万用表
电池包内部干燥性 检查
确保电池箱内部无水 渍
打开电池包，目测观察电池箱内部是否有积水，测 量电池包绝缘
绝缘表
电池加热系统测试
确保加热系统工作正 常，避免冬季影响充 电
电池箱通 12V，打开监控软件，启动加热系统， 目测风扇是否正常或者加热膜片是否工作正常。
2 ）
1 HV 蓄电电）池使用二
氧化碳类型灭火器。
3 锂离子电池灭火）采用二氧化碳
或ABC干粉灭火器，严重火灾 时用大量并持续的水进行灭火。
5. 电池酸液处理
对皮肤、眼睛、嗅觉与喉 咙有刺激性与侵蚀性，会 1 ） 造成灼伤和毁坏普通的保 护衣物。
充电时所释出的气体具有 爆炸性。切勿在充电中或 3 ） 最近充电完的蓄电池附近， 使用裸焰或火花。
《动力电池组及电池管理系统》电子版教学资料
正如在《电学基础与高压安全》课程中提到的那样，互锁电路是一种低压电路，在被断路时向控制模
3
块发出信号，或者当动力电池组的维修开关被部分或完全拆下时主动断开电路。然而，维修开关上的互锁 电路通常并不是汽车上唯一的互锁电路。
新能源汽车基本都会在整车的关键连接部件上都使用低压互锁电路，比如说在高压电缆连接插头处或 保护盖上。这样做的目的是确保在高压系统某部分被断接或暴露的情况下，车辆高压系统能够立刻断开 （READY 为 OFF）。有些车辆还会采用这样的这计：只有互锁电路断开，同时车辆以小于每小时几英里的速 度行驶或者停车时，汽车才会断电。
2.动力电池组的内部结构与线路分析 动力电池组内部结构一般由电池模组及串联连接片、机械接触器、传感器、采样线束、电池信息采集
4
器 BIC、电池组固定压条、托盘和密封盖密封条等组成。通常混合动力汽车的电池组可能有一百多块单体 电池组成。带充电系统的电动汽车电池组含多达数百个单体电池。特斯拉跑车的电池组更是使用了 7000 多节单体电池。这是因为其电池组是由“商用电池单元”组成：这种电池是消费电子市场上的标准化电池 单元。其他主要汽车厂家所采用的大规模生产的电池组则尽量减少电池单元的数量，从而降低其复杂性。 接下来分别以新能源汽车最常见的镍氢电池（丰田普锐斯）、磷酸铁锂电池（比亚迪 e5）、三元锂电池（特 斯拉 Model S）为例进行动力电池组的内部特征介绍。 2.1 丰田普锐斯镍氢电池
1
1.动力电池组的外部特征 动力电池组最重要的外部特征是：高电压导线或高电压接口和 12V 车载网络接口，如图 2-1-1 所示。
为了对动力电池组进行冷却，部分新能源车辆的动力电池组还具有冷却系统（冷却鼓风机、冷却水泵或制 冷剂）接口。可在无需拆卸动力电池组的情况下断开导线（高电压导线和 12V 车载网络接口）和制冷管路。 动力电池组上的提示牌向进行相关组件作业的人员说明所用技术及可能存在的电气和化学危险。动力电池 组位于车内空间以外。如果由于严重故障导致电池产生过压，不必通过排气管向外排出所产生的气体。通 过动力电池组壳体上的一个排气口便可进行压力补偿。
3
块发出信号，或者当动力电池组的维修开关被部分或完全拆下时主动断开电路。然而，维修开关上的互锁 电路通常并不是汽车上唯一的互锁电路。
新能源汽车基本都会在整车的关键连接部件上都使用低压互锁电路，比如说在高压电缆连接插头处或 保护盖上。这样做的目的是确保在高压系统某部分被断接或暴露的情况下，车辆高压系统能够立刻断开 （READY 为 OFF）。有些车辆还会采用这样的这计：只有互锁电路断开，同时车辆以小于每小时几英里的速 度行驶或者停车时，汽车才会断电。
2.动力电池组的内部结构与线路分析 动力电池组内部结构一般由电池模组及串联连接片、机械接触器、传感器、采样线束、电池信息采集
4
器 BIC、电池组固定压条、托盘和密封盖密封条等组成。通常混合动力汽车的电池组可能有一百多块单体 电池组成。带充电系统的电动汽车电池组含多达数百个单体电池。特斯拉跑车的电池组更是使用了 7000 多节单体电池。这是因为其电池组是由“商用电池单元”组成：这种电池是消费电子市场上的标准化电池 单元。其他主要汽车厂家所采用的大规模生产的电池组则尽量减少电池单元的数量，从而降低其复杂性。 接下来分别以新能源汽车最常见的镍氢电池（丰田普锐斯）、磷酸铁锂电池（比亚迪 e5）、三元锂电池（特 斯拉 Model S）为例进行动力电池组的内部特征介绍。 2.1 丰田普锐斯镍氢电池
1
1.动力电池组的外部特征 动力电池组最重要的外部特征是：高电压导线或高电压接口和 12V 车载网络接口，如图 2-1-1 所示。
为了对动力电池组进行冷却，部分新能源车辆的动力电池组还具有冷却系统（冷却鼓风机、冷却水泵或制 冷剂）接口。可在无需拆卸动力电池组的情况下断开导线（高电压导线和 12V 车载网络接口）和制冷管路。 动力电池组上的提示牌向进行相关组件作业的人员说明所用技术及可能存在的电气和化学危险。动力电池 组位于车内空间以外。如果由于严重故障导致电池产生过压，不必通过排气管向外排出所产生的气体。通 过动力电池组壳体上的一个排气口便可进行压力补偿。
新能源汽车动力电池及管理系统检修 课件 项目六任务二 废旧动力蓄电池的处理方法
（12）鼓励研发的新技术，主要技术包括：
废电池高附加值和全组分利用技术。
智能化废电池拆解、破碎、分选等技术。
自动化、高效率和高安全性的废新能源汽车动力 蓄电池的模块分离、定向循环利用和逆向拆解技 术。
废锂离子电池隔膜、电极材料的利用技术和电解 液的膜分离技术。
废旧磷酸铁锂电池火法回收处理工艺
（4）废含汞电池利用时，鼓励采用分段控制 的真空蒸馏等技术回收汞。 （5）废锌锰电池和废镉镍电池应在密闭装置 中破碎。 （6）干法冶炼应采用吸附、布袋除尘等技术 处理废气。 （7）湿法冶金提取有价金属产生的废水宜采 用膜分离法、功能材料吸附法等处理技术。
04 废旧失效电池处理的基本要求
（8）废铅蓄电池利用企业的废水、废气排放应执 行《再生铜、铝、铅、锌工业污染物排放标准》（ GB 31574）。其他废电池利用企业的废气排放应 参照执行《危险废物焚烧污染控制标准》（ GB18484），废水排放应当满足《污水综合排放 标准》（GB 8978）和其他相应标准的要求。 （9）废铅蓄电池利用的污染防治技术要求由《铅 蓄电池生产及再生污染防治技术政策》规定。
02 退役动力蓄电池的回收体系与注意事项
2.我国的废旧动力电池回收模式
国家发展改革委发布《关于印发“十四五”循环经济发展规划的通知》指出，推动废旧 动力电池循环利用行动，加强新能源汽车动力电池溯源管理平台建设，完善新能源汽车 动力电池回收利用溯源管理体系。从事废旧动力电池回收业务的企业应按照 GB/T19001-2016、GB/T24001-2016、GB/T45001-2020等标准建立并运行管理体 系。当前，中国已初步形成以整车厂、电池企业、材料企业、第三方回收企业等多方共 建的回收体系。 废旧动力电池生产商利用电动汽车生产商的销售网络，依托其销售渠道建立的逆向回收网 点临储、转运和仓储等进行集中管理，并实施网点登记，以逆向物流的方式回收废旧动力 电池。消费者将废旧动力电池交回附近的电动汽车销售服务网点，依据动力电池生产商和 电动汽车生产商的合作协议，电动汽车生产商以协议价格转运给动力电池生产企业，由其 进行专业化的回收处理，动力电池生产商可以继续利用回收的金属材料生产新动力电池。
电池管理系统BMS
解: 过点 C 作属于 ▱ABCD 的直线CE, 即先过c'作c'e', e'取在a'b'上, 然后作出ce。 然后过点 p 作直线pq∥ce, 即pq∥ce、 p'q'∥c'e'。 直线 PQ 即为所求的水平线。
3.5.1 平行
3.5.1.2 两平面平行 两平面平行的几何条件: 若一个平面内有两条相交直线分别平行于另一平面上的两
电池管理系统BMS
三、蓄电池管理系统（BMS）结构
（2）分散式结构 通过对每个单体蓄电池进行采样、监控和计算，将计算或判断的结果发送到 BMS中心处理器或直接通过总线传输到整车控制系统。 优点：可分散安装，采集数据可就近处理，精度有保证； 缺点：灵活性差，维修麻烦。
3.5.1 平行
【例 3-2】 过点 P 作一条水平线, 使其平行于定平面 ▱ABCD,如图3-34所示。
电池管理系统BMS
三、蓄电池管理系统（BMS）结构
（3）放电模式 蓄电池管理系统监测到点火开关的高压上电信号（Key-ST信号）后，系统首先 闭合B-接触器，由于电动机是感性负载，为防止过大的电流冲击，B-接触器闭合 后即闭合预充接触器进入预充电状态；当预充两端电压达到母线电压的90%时， 立即闭合B+接触器并断开预充接触器进入放电模式。
流过温电电衡
保放保控控控
护保护制制制
护
管管管
理理理
电池信息管理
系电 电统池 池内历 信外史 息信信 显息息 示交存
互储
电池管理系统BMS
三、蓄电池管理系统（BMS）结构
1.BMS的结构形式 （1）集中式结构 通过对电池组基本信息进行采样，然后在BMS中心处理单元内进行数据处理、 计算、判断并进行相应的控制。 优点：计算灵活； 缺点：只能对电池组进行信号采集。
3.5.1 平行
3.5.1.2 两平面平行 两平面平行的几何条件: 若一个平面内有两条相交直线分别平行于另一平面上的两
电池管理系统BMS
三、蓄电池管理系统（BMS）结构
（2）分散式结构 通过对每个单体蓄电池进行采样、监控和计算，将计算或判断的结果发送到 BMS中心处理器或直接通过总线传输到整车控制系统。 优点：可分散安装，采集数据可就近处理，精度有保证； 缺点：灵活性差，维修麻烦。
3.5.1 平行
【例 3-2】 过点 P 作一条水平线, 使其平行于定平面 ▱ABCD,如图3-34所示。
电池管理系统BMS
三、蓄电池管理系统（BMS）结构
（3）放电模式 蓄电池管理系统监测到点火开关的高压上电信号（Key-ST信号）后，系统首先 闭合B-接触器，由于电动机是感性负载，为防止过大的电流冲击，B-接触器闭合 后即闭合预充接触器进入预充电状态；当预充两端电压达到母线电压的90%时， 立即闭合B+接触器并断开预充接触器进入放电模式。
流过温电电衡
保放保控控控
护保护制制制
护
管管管
理理理
电池信息管理
系电 电统池 池内历 信外史 息信信 显息息 示交存
互储
电池管理系统BMS
三、蓄电池管理系统（BMS）结构
1.BMS的结构形式 （1）集中式结构 通过对电池组基本信息进行采样，然后在BMS中心处理单元内进行数据处理、 计算、判断并进行相应的控制。 优点：计算灵活； 缺点：只能对电池组进行信号采集。
第7章 动力电池及管理系统
2.基于电感式均衡电路
基于电感式均衡策略是以电感作为能量转移的载体， 实现各单体蓄电池之间能量的均衡。按照电感的耦 合形式，又可分为单/多电感均衡策略.
(1)基于单电感均衡拓扑结构。单电感式主动均衡中 每个单体电池两端通过开关连通两条单向路径，分 别连向中间储能元件电感L的两端，通过控制开关阵 列使能量能在任意两节单体之间进行转移,实现能量 的削峰填谷。
具体功能如下：
（1）电池组参数检测。 （2）电池状态估算。 （3）故障诊断。 （4）电池安全与报警。 （5）充电控制。 （6）充放电继电器控制。 （7）热管理。 （8）CAN 通讯。 （9）信息存储。
7.1数据采集方法
7.1.1单体电压检测方法 1.继电器阵列法 基于继电器阵列法的电池电压采集电路原理框图， 其由端电压传感器、继电器阵列、AD转换芯片、光 耦合器、多路模拟开关等组成。如果需要测量n块串 联成组电池的端电压，就要将n+1根导线引入电池组 中各节点。
(2)基于多电感均衡拓扑结构。多电感式主动均衡在 每相邻两单体电池之间放置一个电感.
7.3.3基于单绕组和多绕组变压器的均 衡电路
1.基于单绕组变压器的均衡结构 绕组变压器均衡策略电路拓扑结构，为每个单体蓄
电池配备一个变压器和一个整流二极管。
2.基于多绕组变压器的均衡结构
多绕组变压器均衡电路一般指反激式多绕组变压器 均衡拓扑电路
7.3.1均衡变量的选择
1.以开路电压作为均衡变量 2.以工作电压作为均衡变量 3.以SOC作为均衡变量 4.以剩余可用容量作为均衡指标
7.3.2主动均衡方案
电池均衡结构
1.基于电容式均衡拓扑结构 在基于电容式均衡策略的电路拓扑中，最基本的电路拓扑结构 有两种.
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第二节 动力电池组的充电控制
二、动力蓄电池组充电分段恒流控制
2．分段恒流充电智能化控制方案 （1）采用容量梯度法确定阶段恒流充电终止标准。采用容量梯度参数d U/dC作为阶段恒 流充电终止判断标准，按该型蓄电池恒流充电特性曲线确定充电终止容量梯度参数，在 充电过程中，控制器以设定的频度对充电电压进行采样，计算I（n），下的容量梯度值， 并与设定的充电终止容量梯度标准进行比较，根据比较结果判断是否终止当前阶段恒流 充电。 （2）减小各段恒流值下降梯度。通过试验确定该型蓄电池初次恒流值I（1），并减小阶 段恒流充电的电流下降幅度。如果降低充电电流后，达到充电终止容量梯度值的时间很 短（设定一个最小充电时间），则适当增大电流下降的幅度。 （3）将蓄电池温度设为充电安全保障控制参数。设置蓄电池最高温度限定值，在充电过 程中，如果蓄电池温度达到了限定值，立即停止充电。当蓄电池温度降至正常温度时， 适当减小充电电流继续充电，直到该段恒流充电结束。
第一节 动力电池系统基础知识
四、电动汽车蓄电池的种类及特点
2．典型锂离子电池 （1）钴酸锂电池 ①优点：工作电压较高（平均工作电压为3.7V），充放电电压平稳，适合大电流充放电， 比能量高，循环性能好，电导率高，生产工艺简单，容易制备等。 ②缺点：价格昂贵，抗过充电性较差，循环性能有待进一步提高。
பைடு நூலகம்
PHEV的工作模式
PHEV、EV和HEV对电池要求的差别
第一节 动力电池系统基础知识
三、动力电池系统的基本结构原理
（一）动力电池系统的结构组成 新能源汽车的车载电源系统主要由辅助动力源和动力电池系统（动力电池模组、电
池管理系统、动力电池箱辅助元器件）组成。
动力电池系统的组成
第一节 动力电池系统基础知识
第一节 动力电池系统基础知识
四、电动汽车蓄电池的种类及特点
（3）磷酸铁锂电池 磷酸铁锂电池有以下特点： ①高效率输出。标准放电为2C～5C，连续高电流放电可达10C，瞬间脉冲放电（10s） 可达20C。 ②高温时性能良好。外部温度65℃时内部温度则高达95℃，电池放电结束时温度可达 160℃。 ③电池的安全性好。即使电池内部受到伤害，电池也不燃烧、不爆炸，安全性好。 ④经500次循环，其放电容量仍大于95%。 ⑤过放电到OV也无损坏。 ⑥对环境无污染。 ⑦可快速充电。 ⑧成本低。
质量功率密度 （W/kg）
150～400 100～150 200～400 200～350
能量效率 （%）
80 75 70 >90
循环寿命 （次）
500～1000 1000～2000 1000～1500 1500～3000
第一节 动力电池系统基础知识
二、电动汽车对动力电池的工作要求
1．纯电动汽车电池的工作要求 （1）电池组要有足够的能量和容量，以保证典型的连续放电不超过1C，典型峰值放电一 般不超过3C；如果电动汽车上具有回馈制动功能，电池组必须能够接受高达SC的脉冲电 流充电。
（2）温度参数控制方法的优点是可实现蓄电池温度过高保护，但是由于受环境和传感器 响应时间延迟的影响，如果仅以蓄电池温度参数作为阶段恒流充电终止判断标准，则容 易造成蓄电池过充电。
（3）电压参数控制被认为是较好的阶段恒流充电终止控制方法，其不足也是显而易见的， 如不能识别因蓄电池极板硫化而产生的充电电压异常升高及蓄电池充电过程中出现的异 常温升等，将导致蓄电池充电时间延长或蓄电池损坏。
（2）电池要能够实现深度放电（如80%）而不影响其寿命，在必要时能实现满负荷甚至 全负荷放电。
（3）需要安装电池管理系统和热管理系统，以显示电池组的剩余电量和实现温度控制。
（4）由于动力电池组体积和质量大，电池箱的设计、电池的空间布置和安装问题都需要 认真研究。
第一节 动力电池系统基础知识
二、电动汽车对动力电池的工作要求
第一节 动力电池系统基础知识
二、电动汽车对动力电池的工作要求
3．插电式混合动力汽车（ PHEV）对电池的工作要求 PHEV对动力电池的要求应兼顾纯电动和混合动力两种模式。 PHEV在设计上既要实现在城市里以纯电动汽车模式行驶，又要实现在高速公路上以
混合动力模式行驶。PHEV期望纯电动工作模式的行驶里程能够达到几十公里，而且期望 电池在低SOC时也能提供很高的功率，满足HEV模式。
（2）锰酸锂电池 ①优点：安全性略好于镍钴锰酸锂三元材料；电压平台高，1C放电中值电压为3.8V左右， 10C放电平台在3.5V左右；电池低温性能优越；对环境友好；成本低。 ②缺点：电池高温循环性能差；极片压实密度低于三元材料，只能达到3.0g／cm3左右； 锰酸锂电池比容量低，一般只有105m．Ah/g左右；循环性能比三元材料差。
第二节 动力电池组的充电控制
三、动力蓄电池组充电的均衡控制
1．断流与分流 2．能耗型与回馈型 3．能量功率变换器 4．充电、放电和动态均衡 5．单向和双向 6．集中与分散 7．独立与级联 8．效率与安全 9．控制与管理
第三节 动力电池管理系统及运行模式
一、动力电池管理系统的基本功能
建立电池模型 数据检测及采集 能量管理 状态估算 热量管理 数据处理与通信 数据显示 安全管理
第一节 动力电池系统基础知识
四、电动汽车蓄电池的种类及特点
（三）镍-氢电池 镍-氢电池技术目前在美、日等发达国家的很多油电混合动力汽车均使用镍-氢
（NiMH）电池组。镍-氢电池是由美国人斯坦福发明，其正极材料是氢氧化镍（NiOH）， 负极则是金属氢化物，即储氢合金（MH），电解液是30%的氢氧化钾水溶液。这里所谓 “储氢合金”是指具有很强吸收，氢气能力的金属镍，其单位体积储氢的密度相当于储 存1000个大气压的高压氢气、储氢合金能稳定的储气和放气，其工作原理是利用水的氢 离子移动反应来获得电流，这时氢气在负极上被逐渐消耗掉。
5．功率 （1）比功率 （2）功率密度
第一节 动力电池系统基础知识
一、动力电池主要性能指标
6．输出效率 （1）容量效率。 （2）能量效率。
7．自放电率 自放电率是指电池在存放期间容量的下降率，即电池无负荷时自身放电使容量损失
的速度，它表示蓄电池搁置后容量变化的特性。
8．放电倍率 电池放电电流的大小常用“放电倍率”表示，即电池的放电倍率用放电时间表示或
第一节 动力电池系统基础知识
四、电动汽车蓄电池的种类及特点
（4）镍钴锰酸锂三元材料电池 ①优点：镍钴锰酸锂材料比容量高，电池循环性能好，10C放电循环可以达到500次以上； 高低温性能优越；极片压实密度高，可以达到3.4/cm3以上。
②缺点：电压平台低，1C放电中值电压为3.66V左右，10C放电平台在3.45 V左右；电池 安全性能相对差一点；成本较高。
第一节 动力电池系统基础知识
四、电动汽车蓄电池的种类及特点
（二）锂离子电池 （2）普通锂离子电池的特点
单体电池工作电压高达3.7V，是镍-镉电池、镍-氢电池的3倍，铅酸蓄电池的2倍；重 量轻；比能量大；体积小；提供了合理的结构和更美观的外形设计条件、设计空间和可 能性；循环寿命长，循环次数可达l000次；自放电率低；无记忆效应；电池充放电深度 对电池的寿命影响不大，可以全充全放；无污染。
集中式或分布式检测装置 电池管理器模块 电池管理器模块 热量检测模块及传感器 串行通信接口，CAN总线 仪表、显示器 自动断电、报警
描述电池参数的动态变化规律，用数学方程表达，用于动力电池系 统仿真
单体电池电压、电流，动力电池组总电压、总电流检测和采集，控 制均衡充放电策略
根据电池的电压、电流，荷电状态SOC控制电池的充放电，防止过 充和过放
者说以一定的放电电流放完额定容量所需的小时数来表示，由此可见，放电时间越短， 即放电倍率越高，则放电电流越大。
第一节 动力电池系统基础知识
一、动力电池主要性能指标
9．使用寿命
电池类型
铅酸电池 镍镉电池 镍氢电池 锂离子电池
质量能量密度 （W·h/kg）
35～50 30～50 60～80 100～200
第二节 动力电池组的充电控制
一、动力蓄电池组的充电要求
（1）自动调节充电参数。在充电过程中，充电系统必须能根据蓄电池组的状态、蓄电池 管理系统（ BMS）输出的信息和整车监控输出的信息，自动调节充电参数和自动控制充 电。
（2）自动控制和自动保护功能。在充电过程中，锂离子电池组和电动汽车发生任何不正 常情况时，如锂离子电池组短路、断路、高温、起火及损坏时，充电系统应能迅速切断 电源，停止充电。
根据动力电池荷电状态SOC和SOH的算法，估算电池寿命 （衰减） 状态
三、动力电池系统的基本结构原理
（二）动力电池系统工作原理 动力电池模组放置在一个密封并且屏蔽的动力电池箱内，动力电池系统使用可靠的
高压接插件与高压控制盒相连，然后输出的直流电由电动机控制器转变为三相脉冲高压 电，驱动电动机工作；系统内的BMS实时采集各电芯的电压、各传感器的温度值、电池 系统的总电压值和总电流值等数据，实时监控动力电池的工作状态，并通过CAN线与 ECU或充电动机进行通信，对动力电池系统充放电等进行综合管理。
第一节 动力电池系统基础知识
四、电动汽车蓄电池的种类及特点
（一）铅酸蓄电池 1．铅酸蓄电池的基本分类 （1）免维护铅酸蓄电池
免维护铅酸蓄电池由于自身结构上的优势，电解液的消耗量非常小，在使用寿命内 基本不需要补充蒸馏水它具有耐振、耐高温、体积小、自放电小的特点。
（2）阀控密封式铅酸蓄电池 阀控密封式铅酸蓄电池在使用期间不用加酸加水维护，电池为密封结构1不会漏酸，
02
第二章 动力蓄电池及管理系统
第一节 动力电池系统基础知识
一、动力电池主要性能指标
1．电压 （1）端电压。 （2）标称电压。 （3）开路电压。 （4）工作电压。 （5）充电终止电压。 （6）放电终止电压。
第一节 动力电池系统基础知识