电动汽车动力电池管理系统原理与检修--教案--项目5-9-动力电池管理系统-动力电池管理系统故障检修.docx

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1、电动汽车动力电池管理系统原理与检修教案项目五、动力电池管理系统知识点1.动力电池管理系统功能1.讲解电池管理系统定义与作用2.讲解动力电池管理系统所具备的基本功能:动力电池管理系统的主要工作过程是采集电池模块电压、电池电压、串联电流、电池工作温度等参数，建立合适的电池模型。利用一定的算法，估算电池的SOC,得到电池的老化程度（SOH）评估；同时，电池安全保护系统通过确定电池在充放电过程中的电压、电流、温度等参数是否超过预设阈值来保护电池。动力电池管理系统数据处理：1 .什么是电池管理系统？作用有哪些？2 .动力电池管理系统基本功能有哪些？3 .请解析动力电池管理系统数据处理过程。根据自己的教学

2、节点把控自定义一、教学设计教学课题动力电池管理系统总学时自定义引用教材电动汽车动力电池管理系统原理与检修ISBN978-7-111-44838-9教学方法五步教学法（作者自研创新，可根据自身教学风格自定义）任课老师教学目标1 .能够说出动力电池管理系统的主要功能2 .能够掌握BMS管理系统的结构与原理3 .能够知道锂离子电池的常见故障诊断模型4 .能够掌握动力电池管理数据采集与故隙信息读取方法教学重点1BMS管理系统的结构与原理2 .锂离子电池的常见故障诊断模型3 .动力电池管理数据采集与故障信息读取方法教学难点1 .锂离子电池的常见故障诊断模型2 .动力电池管理数据采集与故障信息读取方法计划

3、学时计划学时与教学节点控制请按个人实际情况安排班级教学设计五步教学流程教师活动学生活动节点(min)1课前准备1 .向学生推送准备授课内容的课前学习任务；2 .准备授课内容教学材料（包括教辅等）；3 .准备好相关教学设计与课堂设问问题；4 .备课及准备教案、教学大纲1 .接受并完成老师推送的课前预备任务；2 .课前预习及自习相关内容；3 .针对预习及自习中的难点或疑问提炼及准备出向老师提问的相关问题。5.1动力电池管理系统基本结构与原理学生活动要求：认真听老师讲授，认真观察老师示范（如有示范的前提下），认真记录，积极提问、认真解释，多思考、多探讨、多表达。4 .请说出电池信息采集方法2）系统状

4、态评估通常包括充电状态（SOC）、功率状态（SOP）和寿命状态（SOH）,电动汽车电池管理系统功能的依存关系见图：5 .请说出系统状态评估方法状态估计故障诊断数据显示安全管理数据通讯电机隹制转热管理数据采集能量管理信号律温度控制电流电压温及负皴死龟机功里盅电池状态监测般是指对电压、电流、温度等三个物理量的监测。动力电池管理系统需要对采集到的电压、电流数据进行有效的控制和管理。课堂分析：继电器烧蚀后无法接合会造成系统无法正常充放电，继电器粘连不能断开会导致高压无法下电，BMS须具备继电器状态监测功能，通过继电器前后的电压变化来识别继电器的通断状态。6.课堂分析预先维电网侵充-I=T=-2中负绯电

5、B1继电器触点开路检测时：高压供电系统没有上电时，监测点3电压为动力电池电压。执行上电操作时，主负继电器首先闭合，监测点2电压变为动力电池电压，若为0V,说明主负继电器触点断开。接着预充继电器闭合，监测点1电压变为动力电池电压，若为0V,说明预充继电器触点断开。之后主正继电器闭合，预充继电器断开。监测点1仍为动力电池电压，若为0V,说明主正继电器触点开路。高压上电状态时，监测点1、2、3电压均为动力电池电压。电器触点粘连检测时：执行下电操作时，主正继电器首先打开，监测点1电压应降为0V,若保持动力电池电压，则主正继电器粘连。主正继电器断开后，主负继电器断开，监测点2电压应降为0V,若没有降为0

6、%主负负极继电器粘连。3.讲解电池状态分析电池状态分析包括电池剩余容量评估（SOC）和电池老化程度评估（SOH）两部分。（1）剩余功率评估（2）老化程度评估4 .讲解动力电池安全保护电池安全保护是电动汽车管理系统的首要和最重要的功能，主要包括过流保护、过充过放电保护、过温保护、绝缘检测、故障诊断等功能。5 .能量控制管理（1）电池充电控制管理（2）电池放电控制管理（3）电池的均衡控制和管理6 .讲解电池信息管理（1）显示电池信息（2）系统内外的信息交互（3）电池历史信息存储7 .请说出电池状态分析方法8 .请说出动力电池安全保护方法9 .请说出能量控制管理方法10 .请说出电池信息管理方法知识

7、点2.动力电池管理系统基本结构在硬件结构和功能分布上主要采用集中式和分布式两种结构设计。1）集中式电池管理系统2）分布式电池管理系统电池管理系统主要包括以下模块：（1）电源模块（2）信号采集模块（3）中央处理器模块（4）通信模块（5）输出模块（6）数据存储模块（7）扩展接口模块电池管理系统的主要任务是保证电池系统的设计性能，包括：1）感知电池状态：2）安全性：3）耐久性：4）功率与动力性：从硬件结构上，电池管理系统由传感器、控制器、执行器、高低压线束等组成，从硬件结构上来看，电池管理系统有以下的功能模块：1）电池参数检测：2）接触器控制与电池安全保护：3）MCU计算核心：4）故障检测电路：5）

8、均衡电路：6）电源管理电路和EMC抑制：7）网络通讯和唤醒电路：8）信息存储单元：9）其他辅助电路10）可选电路：1说出集中式电池管理系统的工作原理、作用与特点2 .说出分布式电池管理系统的工作原理、作用与特点3 .说出电源模块的作用4 .说出信号采集模块的作用5 .说出中央处理器模块的作用6,说出通信模块的作用7 .说出输出模块的作用8 .说出数据存储模块的作用9 .说出扩展接口模块的作用10 .说出电池参数检测模块的作用I1说出接触器控制与电池安全保护模块的作用12 .说出MeU计算的作用13 .说出故障检测电路的作用14 .说出均衡电路的作用15 .说出电源管理电路和EUC抑制模块的作用

9、16 .说出网络通讯和唤醒电路的作用17 .说出信息存储单元模块的作用根据自己的教学节点把控自定义5.2动力电池管理信息读取与数据采集故障检查知识点1.锂离子电池常见故障诊断模型1讲授内阻模型2 .讲授等效电路模型3 .讲授基于运行时间的电路模型4 .讲授组合电路模型1 .说出内阻模型工作原理2 .说出等效电路模型工作原理3 .说出基于运行时间的电路模型工作原理4 .说出组合电路模型工作原理根据自己的教学节点把控自定义知识点2.动力电池管理系统的信息读取讲授1：BMS对动力电池系统自检的流程讲授2.动力电池管理系统数据采集常见故障读取动力电池管理信息方法：使用专用软件连接汽车诊断接口。动力电池

10、管理主控模块定时执行故障诊断软件，顺序检查各故障码的状态。为每个故障等级设置故障计数器，然后根据动力电池系统故障等级采取相应的故障处理措施，确保动力电池和车辆高压系统的安全。动力电池的测试维护工作中的读取方法：1）用专用诊断仪读取BMS的工作状态信息和存储的故障码2）通过专用软件和专用采集设备直接读取单体电池的工作参数数据请说出BMS对动力电池系统自检的流程请说出动力电池管理系统数据采集常见故障有哪些？原因是什么？排除方法有哪些？根据自己的教学节点把控自定义3.实践1 .实践安全要求。2 .实践任务（根据教学需要与条件选择）：3 .在学生中选拔当值助教；选拔对学生进行分组；小组内部成员组长进行

11、角色分配。4 .指导、点拨学生实践，解决实践中的疑惑。5 .安全监控。6 .指导学生自我实践汇报，并对学生汇报内容进行总结性点评。1 .分组；2 .小组成员角色分配；3 .任务分配；4 .实践执行；5 .组内自我作业安全监控；6 .信息整理与类聚；7 .记录；8 .实践汇报与总结。根据自己的教学节点把控自定义4.探讨动力电池管理系统所具备的基本功能有哪些？BMS管理系统状态评估通常包括哪些？请说说电池管理系统硬件架构有哪些？锂离子电池故障诊断的常见模型有哪些？请简要说明。动力电池管理系统数据采集常见故障有哪些？1 .探讨、思考、假设；2 .信息整理与类聚；3 .讲解与收获分享；4 .质疑；5

12、.记录。根据自己的教学节点把控自定义5.总结什么是动力电池BMS管理系统？主要作用是什么？请复述电池状态监测的工作内容与原理。请复述电池状态分析的工作内容与原理。请兔述动力电池安全保护的工作内容与原理。请复述能量控制管理的工作内容与原理。请复述电池信息管理的工作内容与原理。请说说集中式BMS管理系统的优点与缺点。请说说分布式BMS管理系统的优点与缺点。通过回答问题与解决问题方式加深巩固课堂学习内容，并提升自我思考与问题表达能力、语言组织能力。根据自己的教学节点把控自定义二、教学实施记录分析项目实施计划实施过程教师评估与总结签名：备注项目六、动力电池状态检测与均衡管理一、教学设计教学课题动力电池

13、状态检测与均衡管理总学时自定义引用教材电动汽车动力电池管理系统原理与检修ISBN978-7-111-44838-9教学方法五步教学法（作者自研创新，可根据自身教学风格自定义）任课老师教学目标I.能够掌握动力电池管理系统中的单体电压与电流检测方法2 .能够掌握动力电池SOC与SOH状态估算与信息读取的方法3 .能够掌握动力电池主动均衡控制与被动均衡控制的方法4 .能够掌握电池热管理的控制原理与方法5 .能够掌握动力电池常见热失控故障分析与检查的方法教学重点1 .动力电池管理系统中的单体电压与电流检测2 .动力电池SOC与SOH状态估算与信息读取3 .动力电池主动均衡控制与被动均衡控制4 .电池热

14、管理的控制原理教学难点1 .动力电池主动均衡控制与被动均衡控制2 .动力电池常见热失控故障分析与检查计划学时计划学时与教学节点控制请按个人实际情况安排班级教学设计五步教学流程教师活动学生活动节点(min)1课前准备1 .向学生推送准备授课内容的课前学习任务；2 .准备授课内容教学材料（包括教辅等）；3 .准备好相关教学设计与课堂设问问题；4 .备课及准备教案、教学大纲1 .接受并完成老师推送的课前预备任务；2 .课前预习及自习相关内容；3 .针对预习及自习中的难点或疑问提炼及准备出向老师提问的相关问题。2.互动传授6.1动力电池状态检测与分析学生活动要求：认真听老师讲授，认真观察老师示范（如有示范的前提下），认真记录，积极提问、认真解释，多思考、多探讨、多表达。知识点1.电压检测讲授1.电压检测原理与方法作用：BMS检测动力电池的电压以及每个电池模组的单体电池的电压，当电压超过充电极限电压时，BMS将断开充电电路以保护动力电池系统。检测动力电池内部电压有两种方法：1）对每个电池单元进行电压测试。2）监测动力电池电压，监测动力电池整体电压是否正常。讲授2.常见电压故障分析1）动力电池常见的电压、电流故障主要有动力电池电压过高、动力电池电压过低、动静压差、电压突变、电流异常、电压采集异常