普锐斯电池 PAGE宁波技师学院汽车技术系毕业论文毕业论文（2016级）

关键词：发动机/电气系统/维修/构造/诊断/示意图 Prius普锐斯于1997年底生产，是世界上第一批批量生产的汽车。 在今天的焦点中，普锐斯Prius由于其燃油和性能，已经风靡全球。2005年15日在中国上市的新款普锐斯Prius，就是普锐斯Prius，它是带有一个新的TSH II动力是在TSH动力的基础上，同时以“Drive()”为基础。 TSH II将功率提高到1.5倍，并解决了a的问题，使功率和电机功率得到发挥。 // //中文目录概要…………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………….. = 2 \* ROMAN II 简介…………………………………… …………………………………… 5 混合动力汽车概述……………… 63.电动汽车电池要求…………………………………………74. 丰田普锐斯动力系统说明…………95. 丰田普锐斯动力系统的日常维护………………………………………………126. 丰田普锐斯动力系统拆装注意事项 137. 如何排除丰田普锐斯动力系统故障…………………………16 (1) 电池组容量减少 (2) 电池组充电异常 (3) 放电电池组电压低 (4) 动力系统局部高温 8. 结论 229. 致谢 2310. 参考文献 24 PAGE \* 241 引言 随着人们对电动汽车关键技术瓶颈突破的期望越来越高，研究力度不断加大面对能源危机和环境污染，各国政府逐步加大政策支持力度，全力推动电动汽车产业化。

动力电池是新能源汽车的核心，是新能源汽车技术和成本的最大瓶颈，是新能源汽车产业链的核心环节。 未来汽车厂商之间的竞争将主要集中在动力电池的性能上。 先进动力电池厂商必将成为汽车厂商竞争的焦点。 电动汽车对动力电池的要求包括安全性、能量密度、功率密度、一致性、低成本等。汽车电源系统设计是集电子技术、控制技术、材料科学、过程控制、汽车技术和电源技术。 这是一个系统工程。 经过多年的发展，国内电池性能与国外相差不大，但整个车辆供电系统的性能与国外仍有较大差距。 混合动力汽车概述混合动力电动汽车（HEV）是指驱动系统由两个或多个可同时运行的单一驱动系统组成的车辆。 车辆的驱动功率由单个驱动系统单独或独立地根据车辆的实际行驶状态确定。 共同提供。 混合动力汽车的基本部件由牵引电机（电动机）及控制系统ECU、动力电池（动力）及管理系统ECU、燃油发动机及控制系统ECU等组成。任何设计的混合动力汽车都无法满足上述要求。 所设计的混合动力汽车在设计时必须进行整体性能和参数匹配研究，包括驱动部分的布局、各部件的参数选择、燃油发动机与动力电池之间的功率分配等。

根据HEV零部件的类型、数量和连接工作方式，混合动力汽车可分为三种基本类型：串联式混合动力汽车SHEV( )、并联式混合动力汽车PHEV( )、混合动力混合动力汽车SPHEV(-)。 CAN()总线是德国博世公司为解决现代汽车工业中众多控制和测试仪器之间的数据交换而开发的串行数据通信总线。 混合动力汽车（HUV）的电池要求为了保证电动汽车合理的行驶性能，其能源系统应具有以下要求：高比能量，保证电动汽车达到合理的续驶里程； 高比功率，保证加速和爬坡性能； 寿命长，免维护； 成本低，自放电小； 快速充电、高效率，提高车辆的效率和接受制动回电的能力； 小尺寸; 安全性好； 更换方便。 从HEV的使用特点可以看出，电池是一个动力辅助系统。 放电大部分采用大电流进行，能量消耗小。 因此，设计应关注功率性能而不是能量参数。 HEV循环几乎不需要电池完全充电或完全放电，因此当多个电池一起使用时，较少出现问题（充电电压升高引起的放气、电池之间的不平衡、过度放电等）。

主要问题是电池故障、整体可靠性和电流分布，以及长时间高电流循??环下的温度控制。 最可能的故障是电流充电和放电功率性能随着循环的进行而下降。 对于由许多电池组成的电池组来说，过度充电/深度放电几乎是不可避免的，并且随着电池寿命的增加，这种可能性变得更大。 由于许多电池串联在一起使用，因此电池的一致性非常高。 丰田的普锐斯电动汽车需要 240 个串联的电池。 过去，如果其中一颗电池出现故障，则需要更换所有 240 节电池。 后来进行了改进，设计了6芯电池组件，可以方便地更换故障电池并转换充电能量。 要有效率。 另外一个非常重要的问题是电池管理，包括SOH和SOC水平的判断。 它的精确判断不仅决定了混合动力汽车能使用多久，也决定了其工作状态有多好。 其他如安全性能、热管理性能也是必要的。 各种混合动力汽车对动力系统的总体要求如下。 串联式混合动力电动汽车完全由电机驱动。 内燃机-发动机总成和电池组共同提供电机所需的电能。 电池SOC处于高水平。 电池系统的功率要求与纯电动汽车类似，但容量较低。 并联式混合动力汽车的内燃机和电机均可直接为车轮提供驱动力，通过不同的动力组合结构可以满足整车的驱动要求。 电池的容量可以更小，但电池组提供的瞬时功率必须满足车辆加速或爬坡的要求，电池最大放电电流有时可能达到20C以上。

电池峰值功率要求高，可以在短时间内大功率放电。 更高的瞬时反馈功率。 循环寿命应该很长。 更高的能量密度。 需要电池管理系统和热管理系统。 电池的SOC应保持在30%~80%。 丰田普锐斯动力系统描述 电池智能单元将确定充电或放电值（由电源管理控制 ECU 计算得出）所需的高压电池状态信号（电压、电流和温度）转换为数字信号，并通过串行通信传输至丰田普锐斯动力系统。电源管理控制ECU。 电池智能单元使用泄漏检测电路来检测高压电池中的泄漏情况。 另外，电池智能单元检测电源管理控制ECU所需的冷却风扇电压，实现冷却风扇控制。 电池智能单元还将这些信号转换为数字信号，并通过串行通信传输至电源管理控制ECU。 SMR（系统主继电器）控制： 1 上电。 电路连接SMR1和SMR3闭合； 然后，SMR2关闭，然后SMR2打开。 由于这种方法可以控制流过电阻的电流，从而保护电路免遭触电，避免强电流造成损坏。 2关闭电源。 电路断开时，先断开SMR2，然后断开SMR3。 然后，HVECU确认各个继电器是否已断开普锐斯电池，以便HVECU判断SMR2是否卡住。 丰田普锐斯动力系统日常维护内容 1、检查供电系统的状态。 2. 检查管理系统是否正常运行。

3、对电池进行充放电维护。 维护方法一：外观维护：检查电源系统的外观。 如有问题应及时排除。 2、绝缘并断开电池组与整车的高压连接，用数字电压表测量各电池组总正、总负端子对车身的电压，看是否小于超过上限。 如果发现电压较高，请检查蓄电池与车身是否绝缘。 通过测量电池组对电池组外壳的正负总电压，可以粗略判断电池组中出现绝缘失效的电池模块。 如果绝缘性能测试正常，则进行充放电维护。 3、电池及管理系统连接电池管理系统，采集并记录电池组总电压、各电池模块电压、开路情况下各电池模块温度。 按照厂家推荐的充放电系统对系统进行充放电测试。 充放电过程中，检查电池管理系统显示的电流、电压、温度、SOC是否正确； 车辆正常运行时，检查管理系统数据显示是否正常； 否则，请排除故障。 打开辅助电源，运行车辆直至冷却系统工作，观察冷却通道是否通畅。 检查管理系统与各部分连接是否松动。 4、冷却系统检查进、出风通道是否畅通，风扇是否能正常工作。 清除防尘网上的灰尘及杂物，或更换防尘网上。 丰田普锐斯动力系统拆装注意事项 1、检查混合动力控制系统的注意事项 (a) 在检查高压系统或断开带转换器的逆变器总成低压连接器之前，务必采取安全措施并如有，请戴上绝缘手套，并拔下维修插头手柄，以防触电。

取下维修插头手柄并将其放入您自己的口袋中，以防止其他技术人员在您使用高压系统时意外连接它。 (b) 断开维修插头手柄后，请等待至少 10 分钟，然后再触摸任何高压连接器或端子。 提示：等待至少 10 分钟，以便带转换器的逆变器组件中的高压电容器放电。 (c) 检查带转换器的逆变器组件内部检查点的端子电压。 (d) 检查期间关闭电源的同时按下电源开关将使系统进入 READY-on 状态。 这是极其危险的，因为检查区域可能会施加高电压。 (e) 在接触高压系统的任何橙色线束之前，请将电源开关转到“关闭”位置，戴上绝缘手套，然后断开电缆与电池负极端子的连接。 (f) 在执行任何电阻检查之前，将电源开关转到“关闭”位置。 (g) 在断开或重新连接任何连接器之前，请将电源开关置于“关闭”位置。 (h) 进行涉及高压线束的工作时，请使用用乙烯基绝缘胶带包裹的工具或绝缘工具。 (i) 拆下高压连接器后，用绝缘胶带将连接器包裹起来，防止与异物接触。 2. 混合动力控制系统启动注意事项 (a) 当警告灯亮起或当辅助电池断开并重新连接时，首次打开电源开关 (READV) 时系统可能无法启动（系统可能无法进入 READV -on 状态）。 如果是这样，请将电源开关置于关闭位置，然后尝试再次启动混合动力系统。 丰田普锐斯电池拆解及内部图片。 如何对丰田普锐斯动力系统进行故障排除。 电池组容量减少的现象。 电动汽车在使用过程中，续航里程短，说明电池容量不足。

原因分析 如果出现上述现象，可能有以下原因： 1、单体电池电压不一致，容量差异较大，单体电池过早保护； 2、电池组寿命已尽，容量减少； 3、电池组具有温度保护； 4、外围电路有高能耗负载； 5、电池长时间浅充放电，有记忆效应； 6、卸料平台太低，达不到要求，过早失效； 7、电池组放电环境温度低； 8、电池组长期超出容量。 使用后，腐烂速度加快。 (3)判断故障原因，首先判断充电是否正常，每次充电的充电容量是否偏低。 由于充电容量低，导致放电容量下降，需要从充电方面查找故障原因。 其次，检查放电环境温度记录。 如果温度较低，放电容量会显着下降。 另外，如果电池长期存放，在使用前应首先按照维护制度进行维护。 在电池组的应用过程中，通过BMS检查并记录电池组的电压、电流、温度等状况，观察放电结束时放电终止的原因，分析确定电池组的放电终止原因。基于导致放电终止的参数的原因。 对于有记忆效应的电池组，应根据系统的使用说明书或维护手册进行定期维护。 小电流完整充放电循环2～3次，可消除记忆效应，恢复电池组容量。 在某些情况下，在电路中添加高能耗负载会导致电池组放电时间缩短。 如果电池组长期使用超过电池组的正常使用容量，电池组会很快衰减，表现为电池内阻增大、放电电压低。

(4)故障排除措施故障排除与确定故障原因是密切相关的过程。 有些故障往往是在查找故障原因的过程中修复的。 有些故障原因需要在维修过程中充分确定。 对于电力系统研究人员来说，故障处理并不是主要的事情。 关键是要找到故障原因，避免类似事件再次发生。 一般单体电池出现故障，如内阻增大、漏液等，已严重影响电池性能。 建议更换电池但保留记录。 如果大多数电池内阻明显增大，电池组容量下降，且没有回收意义，建议直接更换电池组。 电池组充电异常：电源系统充电过程中，充电电压高、充电时间短或根本无法到达充电点。 原因分析：电池组充电电压过高，可能是由于以下原因造成的： 1、电池温度或充电环境较低； 2、电池寿命末期内阻增大； 3、电池的实际容量有所下降，但仍按原来的倍率充电，相对充电倍率大； 4、电池之间连接松动，连接内阻大； 5、电池组的充电容量已经很高； 6、充电器故障，充电电流大； 7、电池组长期存放，首次使用较大电流充电。 电池组无法充电的可能原因： 1、电池内阻增大或连接松动； 2、电池组内部存在断路； 3、电池组内部发生微短路。 确定故障原因并处理故障。 故障的判断和处理过程与上述基本相同。 首先，应检查外部因素，例如环境温度和充电器。 其次要从动力系统上找问题，包括BMS和电池组，排除BMS问题和电池问题。 该组分为连接件问题和单体电池问题。 排除连接件问题，最终找到单体电池的原因。

如果常温充电后电压仍然较高，可以通过分步充电检查系统直流内阻是否明显增大。 同时通过BMS查看电芯电压数据。 如果有些电池电压过高，而其他电池电压正常，则可能是这些电池长期过度充电或过度放电，导致内阻增大甚至开路。 更换这部分电池。 如果电压 均匀性比较好。 检查单体电压之和与总电压数据是否相差过大。 如果差异较大，则表明电池组内部电路连接松动，需要维修。 当电池组放电电压较低时，其输出功率能力下降，正常电流放电电压平台显着下降，低电量时无法启动。 原因分析：1、电池内阻增大； 2、内部出现微短路或有电池短路，串联数量减少； 3.电池组或环境温度低。 4、连接处松动； 5、收费低； 6、长期储存未有效激活； 7.某些类型电池如果长时间浅充放电，会产生记忆效应。 确定故障原因及处理措施。 一般情况下，放电电压低于充电电压的原因是一致的，处理方法和处理措施也相同。 有两个不同的原因。 首先，电池内部存在微短路，或者电池内部存在电池短路，这意味着电池串联数量减少。 一般微短路电池充电后电压会明显降低，或者充电时电压偏低。 这些电池可以通过监测放电过程来检测。 其次，如果供电系统本身出现漏电，也会出现低压放电。 此时应检查电池组和车身的电压，找到漏电点并排除。 电池组内部短路大多是由于电池漏液造成的。 此时，应将电池组拆开检查，清洁电池组内部，更换坏电池。

4、供电系统局部高温 （1）现象 车辆行驶过程中，供电系统某部位温度升高5℃以上，且同一部位多次出现。 （二）原因分析 1、冷却通道堵塞或该位置冷却风扇故障； 2、局部连接件松动，连接电阻大； 3、该部位电池内阻明显增大，发热较大； 4、设计缺陷，流场存在温度死区。 ;5 外部局部环境影响。 (3)故障原因的判定及处理措施。 电池组局部高温。 除了设计造成的流场死角问题外，风扇损坏、进出风口因灰尘堵塞等冷却系统也是常见因素。 如果风扇出现故障，则需要更换。 必须定期更换风管。 清理。 另外，电池组应用过程中，如果外围设备影响电池组的局部位置，也可能导致电池内部局部温度过高。 造成局部高温的另一个主要因素是施工过程中产生的局部热源。 热源主要是由高电阻引起的。 有两种可能性。 一是电池本身内阻增大，充放电过程中产生热量。 另一方面，连接件或接线端子松动，电阻增大。 因此，应定期检查主电流回路的线路连接，否则松动的端子很容易烧坏，影响电池性能。 5 结论 经过这些年电力系统专题的学**，我对电力系统的各个方面有了更全面的了解。 当我第一次接触这个话题时，我对此一无所知。 通过不断查阅有关汽车混合动力电源的书籍和其他资料，我对丰田普锐斯的电源系统有了新的认识。

结合丰田普锐斯混合动力汽车，我们了解了丰田普锐斯动力系统的日常维护、拆装注意事项以及一些故障的排除。 虽然供电系统故障的类型有很多种，但由于故障导致供电系统充电异常的症状大致相同，都是为了让供电系统能够给电机供电。 致谢 在论文设计过程中，常亮老师从选题、构思到定稿的各个环节都给予了我细心的指导和指导，使我最终完成了毕业论文设计。 在学**期间，老师严谨的治学态度、丰富深厚的知识、敏锐的学术思维、追求卓越的工作态度和孜孜不倦的师风是我终身学**的榜样。 导师们深厚的造诣和严谨求实的治学精神永远激励着我。 在此，我向老师们表示衷心的感谢和崇高的敬意！ 最后，向百忙之中抽出时间审阅、点评和参与我论文答辩的各位老师表示感谢。 参考文献 [1] 李祥哲，丁谦，石长清·混合动力电动汽车及电池·电池工业，2003.[2] 王红梅，徐舜宇，吴兵，插电式混合动力汽车动力电池分析，2006年。[3] 黄谦·锂离子电池热效应及安全性能研究·上海：复旦大学，2007． [4]朱亚伟·锂离子电池过充安全性能研究·厦门； 厦门大学2006. [5]刘晓燕·现代汽车42V供电系统新技术·2009.[6] 李学成·ISA/ISG在42V汽车电源中的应用分析，2008年.[7] 徐宏嘉·电动汽车混合动力系统技术分析·机电工程技术，2001。[8]李林，蒋九春·电动汽车电池组绝缘检测方法研究·电子测量技术，2009。