动力电池使用与保养维护手册.docx
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动力电池使用与保养维护手册
动力电池使用与保养维护手册
Walterpowerbatteryandthemaintenancemanual
文件编号:
OTM-JS-008版本版次:
A0
DocumentNo.:
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初版日期:
2015-9-5生效日期:
2015-9-10
Initialversiondate:
Effectivedate:
发送部门:
Deliverydepartment:
受控印章:
Controlledstamp:
编制/日期
Formulatedby/date
审核/日期
Auditedby/date
批准/日期
Approvedby/date
罗建鹏2015-9-5
文件修改履历
版本
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章节号
ChapterNo.
修改内容
Modificationcontent
修改日期
Modificationdate
修改人
Mender
1目的：
Objectives
为了更好服务客户，让从事电动汽车工作的相关人员，对锂离子电池组有一些初步的认识和了解，本手册将通过重点介绍动力电池组、工作原理、系统运用与维护，为更好的发挥锂离子电池优越的性能，并做好相关的安全保护及维护保养工作，特制定本手册。
2适用范围ApplicableScope:
本手册适用于生产的汽车动力电池及储能电池的使用与维护保养。
3定义:
Definitions
3.1标称电压：
通常指的是开路输出电压，也就是不接任何负载，没有电流输出的电压值，电压单位V（伏特）。
3.2电流：
是表示电流强弱的物理量，通常用字母I表示，它的单位是安培，符号A，也是指电荷在导体中的定向移动。
3.3内阻（Ω）：
主要是指由电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成，与电池的尺寸、结构、装配等有关。
3.4额定容量：
假定电极上的活性物质全部参加成流反应，按照法拉第电解定律计算，电极应能放出的安时电量称为电极的理论容量。
3.5实际容量：
当电池充满电后，以1C（A）电流恒流放电至截止电压时，所放出的电量。
一般以mAH毫安培小时或AH安培小时来表示。
3.6循环寿命：
电池循环充放电使用，直到容量衰减为初始容量的80%，即为循环寿命；循环寿命与电池充放电条件、制作工艺及材料有关：
如环境温度、充放电倍率、放电深度等。
3.7自放电：
蓄电池如果一直闲置不使用，也会损耗电量，这种现象称为蓄电池的自放电现象。
3.8荷电量（SOC）：
即电池剩余电量。
3.9最高充电电压：
由制造商推荐的在充电过程中不应超过的充电电压。
3.10过充：
电池单串电压高于最高充电电压时的状态通常可视为电池进入过充状态。
3.11过放：
电池单串电压低于最低放电电压时的状态通常可视为电池进入过放状态。
3.12能量：
指电池储存的电量（能量）的多少，用Wh来表示。
3.13短路：
在电路中，电流不流经用电电器，直接连接电池两极，则电池短路。
3.14电池开启：
电池的内部成分（电解液、气体或其他物质）从电池中漏出，即电池开启。
4职责分配ResponsibilityDistribution:
无
5.流程图ProcessChart:
无
6.程序内容ProcedureContent:
6.1锂电池工作原理
电池充电时，正极材料中的锂离子脱嵌出来，经过电解液，穿过隔膜嵌入到负极材料中；电池放电时，锂离子又从负极中脱嵌出来，经过电解液，穿过隔膜回到正极材料中。
锂离子电池正是因为锂离子在充放电时来回迁移又称“摇椅电池”。
6.2圆柱锂离子电池结构及安全设计
锂电池主要由正极、负极、电解液、隔膜纸、外壳及盖帽五个部分组成；盖帽内置安全阀装置，当内压继续增加达到一定数值时，安全阀会打开，气体排出，避免爆炸风险；
6.3磷酸铁锂电池优势
6.3.1循环寿命长:
循环使用次数高，在室温下1C充放电循环2000次以上，容量保持率80%以上，是铅酸电池的8倍、镍氢电池的3倍、钴酸锂电池的4倍、锰酸锂电池的4-5倍。
6.3.2安全性能好：
磷酸铁锂完全解决了钴酸锂和锰酸锂的安全隐患问题，不会因过充、温度过高、短路、撞击而产生爆炸或燃烧。
6.3.3高温性能好:
磷酸铁锂电池可在-20℃-70℃环境下工作，耐高温性能良好。
6.3.4无记忆效应：
可充电电池在经常处于充满不放完的条件下工作，容量会迅速低于额定容量值，这种现象叫做记忆效应。
像镍氢电池、镍镉电池存在记忆性，而磷酸铁锂锂离子电池无此现象，电池无论处于什么状态，可随充随用，无须先放完再充电。
6.3.5体积小：
相同容量的锂离子电池体积是铅酸电池的2/3。
6.3.6重量轻：
相同容量的锂离子电池质量是铅酸电池的1/3。
6.3.7绿色环保：
该电池不含任何重金属与稀有金属（镍氢电池含稀有金属），无毒（CE认证通过），无污染，符合欧洲ROHS规定，实为绝对的绿色环保电池。
磷酸铁锂材料无论在生产及使用中均无污染。
6.4电池组保护的意义
6.4.1过充对电池的影响：
过充是在正常充电完毕后（单体电压高于3.85V），继续高电压充电，使正极残余的锂离子继续向负极转移，但负极无法嵌入更多锂离子，使锂离子在负极表面以金属锂析出，造成枝晶等现象，出现隔离膜破损、电池短路、电解液泄露等危险。
6.4.2过放对电池的影响：
过放是电池正常放电至截止电压后（单体电压低于2.5V），继续放电，由于负极中需要保持一定的锂离子才能保持结构的稳定，过放使更多的锂离子迁出，破坏了负极的稳定结构，造成负极不可逆的损坏。
6.4.3高低温对电池的影响：
70℃以上高温时，负极石墨材料在反复充放电过程中，石墨层间的收缩导致电极膨胀，电极结构破坏及石墨表面固体电解质相界面膜（SEI）的增加，使得电池内阻变大，再加上电解液在循环过程中的分解，使得电池循环性能恶化。
-20℃以下低温时，电解液的离子电导率随之降低，SEI膜电阻和电化学反应电阻随之增大，导致低温下欧姆极化，浓差极化和电化学极化均增大，在电池的放电曲线上就表现为放电均压和放电容量随温度的降低而降低。
另外，低温环境下的循环过程中可导致负极析锂，使电池循环性能恶化。
6.4.4过电流对电池的影响：
过电流是指在充放电过程中，充电或放电电流超出整个电池系统的设计电流；过电流充放电易造成继电器、动力线材等元件超负荷运行，严重时，易造成短路现象。
6.5动力电池存储、使用、维护、保养与注意事项
6.5.1电池储存基本要求
根据锂离子动力电池特性，锂离子电池组在存储过程应满足如下要求，以最大限度保护电池：
6.5.1.1电池组必须储存在温度0-45℃，相对湿度25-60%，干燥、清洁及通风良好的仓库内，确保不会短路,避免水、油等液体进入箱体致使电池腐蚀生锈。
6.5.1.2锂离子电池组存储期间，带电量应为：
40%≤带电量≤60%。
即带电量低于40%就要补充电。
贮存期间，应至少3个月进行一次补充电活化。
活化步骤如下：
a、恒流充电，恒流0.5C（或充电桩实际电流大小），上限电压n*3.65V（n表示串联数目，单串保护电压为3.85V或根据BMS系统保护上限电压）。
b、搁置30min。
c、恒流放电，恒流0.5C（或充电桩实际电流大小），下限电压n*2.5V（n表示串联数目或根据BMS系统保护下限电压）。
d、搁置30min。
e、恒流充电，恒流0.5C，上限电压n*3.65V（n表示串联数目，单串保护电压
为3.85V或根据BMS系统保护上限电压）。
f、搁置30min。
g、恒流放电，恒流0.5C，下限电压为60%带电量对应的电压（根据第③步SOC-OCV关系确定）。
6.5.1.3每月1次检查电池总压，单串电压，单串与总压的定量关系，压差水平。
发现问题即时维护处理。
6.5.1.4电池在装卸过程中，应轻搬轻放，摆放整齐，严防翻滚、重压。
库存电池不得倒置存放，并避免机械冲击或重压，严禁将电池暴晒和淋雨。
6.5.2电池组在使用前的处理
6.5.2.1电池的使用条件
a、充放电条件：
充电温度0-45℃，放电温度-20℃-65℃。
b、散热条件：
电池间距保持10mm以上。
c、换气通风条件：
保证电池放置环境氢气浓度小于0.85%。
d、扩容或电池更换：
不允许与其他厂家电池混用。
e、充电条件：
恒流充电方式，限流≤1C（25±5℃）。
f、应避开热源、阳光直射、潮湿、可能浸水以及多粉尘场所。
g、放置电池的地方不能完全密闭，应通风良好，最好有通风排气装置。
6.5.2.2若条件允许，应先对电池进行补充电。
a、充电：
采用恒流充电方式（25±5℃）
充电方式
标准充电
CC
0.2C
3.85V（或BMS设置的保护截止电压）
快速充电
CC
1C
b、放电：
最大允许放电电流应控制在以下范围之内
放电电流（A）
放电时间
I=1C
T≤1h
I=3C
T≤10s
允许的放电终止保护电压如下：
放电电流（A）
放电终止电压（V/单串）
＜0.2C
2.5
1C
2.5
6.5.3车辆维护与保养
日常保养、月度保养非常重要的，保养人需对负责的车辆电压、温度、SOC等重要信息详细的记录于《新能源公交车月度保养记录表》中，数据表妥善保管，上交公司，并对异常问题进行及时解决，不能解决的及时向区域主管反馈。
6.5.3.1日常保养内容（保养周期：
每日）
序号
保养内容
操作方法
注意事项
1
电池组信息排查
在车上显示屏进入电池管理界面查看电池电压、温度、电流、SOC信息是否正常并记录。
发现有电压、温度、电流、SOC等电池故障时必须及时处理。
2
检查有无故障报警
查看车上显示屏故障代码。
有故障代码要及时处理。
3
检查SOC是否准确
查看车辆显示屏数据，判断SOC是否准确。
发现有SOC不准应及时查找是霍尔传感器故障还是其它问题，立即处理。
4
检查总电量是否足够
通过判断SOC、总电压、单串电压，电量不足时要及时充电。
充电时要佩戴绝缘手套、保证在绝缘情况下进行。
5
检查充电是否正常
通过充电过程数据进行判断充电是否正常，有无数据中断、没有充电电流等现象，有充电故障时及时排查问题点，检查多路CAN盒是否正常。
检查充电抢连接是否正常时要确保在绝缘状态，不能带有液体，容易导电。
同时要佩戴绝缘手套操作。
6
检查线束是否完好
目测检查动力线通讯线有无脱落、破损、老化现象。
不可用力拉扯线束以免拉断，检查动力线时要戴上绝缘手套。
7
电池有无漏电情况
用兆欧表的表笔一根接触在电池正极或负极上，另一根接触整车搭铁，查看绝缘电阻，一般应大于40MΩ。
注意兆欧表量程的选择，尽量选大量程，和电池正负极接触时注意身体勿与电池正负极直接接触。
6.5.3.2月度保养内容（保养周期：
每月）
序号
保养内容
操作方法
注意事项
1
对正、负极接线柱螺丝进行检查，确定是否有松动现象.
戴上绝缘手套，手握动力线绝缘胶套轻轻摇动。
检查电池正负极螺丝等高压部分时请先戴上绝缘手套，防止触电,同时不能用力太大。
2
正、负极动力线是否有大电流致使变形。
打开电池仓盖观察。
请勿用手用力拉扯动力线。
3
检查有无故障报警
查看车上显示屏故障代码。
有故障代码及时处理。
4
温度检测
使用红外线温度测试仪对动力线接头部位温度检测。
检测时不能用手碰动力线接头以免触电。
5
电池组信息排查
在车上显示屏进入电池管理界面查看电池电压、温度、电流、SOC信息是否正常并记录下来。
发现有电压、温度、电流、SOC等电池故障时必须及时处理，不能让车辆带病工作。
6
检查线束是否完好
肉眼检查动力线通讯线有无脱落、破损、老化现象。
不可用力拉扯线束以免拉断，检查动力线时要戴上绝缘手套。
7
电池有无漏电情况
用兆欧表的表笔一根接触在电池正极或负极上，另一根接触整车搭铁，查看绝缘电阻，一般应大于40MΩ。
注意兆欧表量程的选择，尽量选大量程，和电池正负极接触时注意身体勿与电池正负极直接接触。
8
检查箱体固定螺丝
打开电池仓盖，用手对箱体螺丝摇晃检查有无松动现象，有因立即用扳手拧紧。
非专业人员不能进入操作，更不允许私自给电池组辅助充电。
9
检查充电是否正常
通过充电过程数据进行判断充电是否正常，有无数据中断、没有充电电流等现象，有充电故障时及时排查问题点，检查多路CAN盒是否正常工作.
检查充电抢连接是否正常时要确保手是干燥状态，不能带有液体，容易导电。
同时要佩戴绝缘手套操作。
10
检查是否有积尘、杂物
打开电池仓，用手摸表面或吹气看是否有积尘，杂物用眼看
非专业人士不能打开电池检查，防止出现事故
6.5.4已过保修期车辆安全事项
6.5.4.1对已过保修期车辆，我司将发函与客户共同协商续保方案，如需续保双方签订续保合同，我司按合同要求继续提供售后服务。
若无需续保服务或故意拖延不按时回复我司函件，我司将默认客户不需要我司提供续保服务。
6.5.4.2对于已过保修期的车辆，客户选择闲置、废置处理的流程：
a、整车低压电源必须完全断开。
b、动力电池包箱间动力线必须全部移除。
c、动力电池包箱间通讯线必须全部移除。
d、将电池箱从车体移出。
e、放在防雨阴凉处统一管理放置。
f、必须有明确的危险警示标识。
g、存放位置应该选择地势平坦无内涝、积水的专用场所。
h、国家对电动车辆、电池组报废有相关政策、流程的按照相关规定执行。
i、如不按上述要求，出现安全责任事故与本公司无关。
6.5.5整车停放和储能停放要求
6.5.5.1无故障整车30天停放时，要求断开整车低压系统，关闭高压电路，辆车停放距离要求至少2米以上，以便人员打开电池舱门、后机舱门进行巡检、排查,且两车之间要求放置一具5KG容量的手持式干粉灭火器，运营场站要有消防沙箱。
6.5.5.2每5天上低压电检查整车故障情况，有故障的及时排除。
6.5.5.3对于储能停放，无故障车，电量保持值要求应在40-60%，每10天检查电量保持状态，电量不足是应该及时充电，充放电方法可参考4.1.2。
6.5.5.4若发现储能故障，则需要将故障电池拆下单独存放。
6.5.5.5如不按上述要求，出现安全责任事故与本公司无关。
6.5.6车辆动力电池严重故障紧急处理方法
6.5.6.1电池轻微冒烟
电池组在出现冒烟前，均会有前兆，如连续出现故障代码温度过高、电压过高、电压过低，而不会突然出现冒烟。
行驶过程中发现有刺鼻异味，可将车停靠路边，下车进行检查。
确认属实为电池包内发出的异味。
此时，应立即转乘!
当发生如上或其他异常情况时，如果发现动力电池受到影响有异常现象（冒烟），此时我们应该按照以下步骤进行处理：
a、司机先因立刻关闭车上的高压开关和24v电源。
b、司机和乘务员共同疏散乘客，并告知别慌张，我们的电池是不会爆炸对人没有生命威胁。
c、同时立刻通知电池售后服务人员要求迅速赶往现场。
d、冷静观察情况，若电池包仅有轻微冒烟或异味，可以断开该箱电池动力箱即可。
若电池包冒烟严重或有火苗冒出，用二氧化碳灭火器（不能用泡沫灭火器）喷射火源或电池包。
e、在电池售后人员到达之前司机和其他业余人员请不要打开电池包盖，动电池动力线等危险动作。
f、在售后人员到达现场后，必须先穿戴上劳保用品，再把故障电池的动力线和固定螺丝拆掉（使用的工具必须做绝缘处理），迅速把整箱电池抬到密封箱内或者故障电池包移离汽车10米以上，注意把电池抬下车之后切记不能把电池包盖打开，以防空气进入引燃高温物质，等电池温度冷却后方可打开箱盖。
g、把整箱电池装入密封铁箱内迅速运走，搬运和存放时应注意电池组正负极勿与导体同时接触，以免短路，应用绝缘隔板隔开。
h、检查车上其他电池是否存在安全隐患。
i、把电池仓内灭火器粉末等杂物清理干净。
j、检查车上动力线、通讯线等线速是否被损坏，如有损坏必须把线束更换。
k、确保线束完好后把备用电池换上。
l、检查电池连接线束连接到位，打开高压和24v开关，售后人员跟车运行。
6.5.6.2电池失效
当车辆电池遭遇外力严重撞击或火烧等恶劣情况是电池发生起火现象的处理方法如下：
a、当司机发现电池发生起火时，请立即关断高压开关和24v电源（火情严重时直接逃离车辆），迅速组织乘客离开车辆，并让大家远离车辆不要围观。
b、疏散乘客后司机第一时间拨打电池售后人员的电话；如果是整车起火同时请拨打消防中心电话前来救火。
c、若只是电池起火车身没有影响的情况下，可以用灭火器或消防沙直接把火扑灭。
d、若车辆整车起火情节十分恶劣的情况下，无法通过灭火器和消防沙直接灭火的，可以直接用高压水枪冲击，人员应与车辆保持一定的距离，以防车辆油箱爆炸（混合动力）。
e、在售后人员到达现场后，必须先穿戴上劳保用品，再把故障电池的动力线和固定螺丝拆掉（使用的工具必须做绝缘处理），迅速把整箱电池抬到密封箱内或者故障电池包移离汽车10米以上，注意把电池抬下车之后切记不能把电池包盖打开，以防空气进入引燃高温物质，等电池温度冷却后方可打开箱盖。
f、把整箱电池装入密封铁箱内迅速运走，搬运和存放时应注意电池组正负极勿与导体同时接触，以免短路，应用绝缘隔板隔开。
6.5.6.3大自然灾害
紧急处理方案：
a、确保电池仓已上锁。
b、尽量避开积水路段，如无法避免积水路段需减速行驶，积水超过25cm避免强行通过，否则将有可能导致停车、电池漏电、电池损坏等。
c、车辆已严重进水时，及时松散乘客，断开所有24v开关及高压开关，立即拨打售后服务人员电话，通知前往现场处理。
d、在售后人员到达现场后，必须先穿戴上劳保用品，断开每箱电池的动力线，通过兆欧表检查电池是否漏电等情况。
6.5.6.4交通事故
紧急处理方案：
a、立即关闭应急高压开关及24V电源。
b、依实际情况，引导、疏散乘客转乘。
c、立即拨打售后服务人员电话，通知前往现场处理。
d、在售后人员到达现场后，必须先穿戴上劳保用品，断开每箱电池的动力线，通过兆欧表检查电池是否漏电等情况。
6.6常见故障排除
6.6.1单体电压低压报警
6.6.1.1单体电池电压低于设定的低压报警值，此报警状态多出现于在电池放电的末期。
当出现低压报警后应该停止汽车的使用并且给电池充电。
6.6.1.2偶尔出现低压报警故障，查看对应串号电池电压采集线是否接触不良、退针。
6.6.1.3多串电池没有电压数据导致低压报警。
*请检查电压采集模块是否正常工作（电源电压是否符合技术要求）。
*电池电压采集线是否连接正常。
*电压采集线是否接错。
*采集模块电池串数量设置是否正确。
*电池低压报警值设置是否正确。
*电压采集模块损坏。
6.6.1.4单体电池电压采集是否有误差。
6.6.2单体电压高压报警
6.6.2.1单体电池电压超过设定的高压报警值，此报警故障多在于充电状态，当出现此报警后，充电机停止工作，电压慢慢降低，报警自动解除。
6.6.2.2行车过程中出现高压报警，检查是否因为能量反馈导致电池组充电出现高压报警。
6.6.2.3电池高压报警值设置是否正确。
6.6.2.4单体电池电压采集是否有误差。
6.6.2.5电压采集线是否接错。
6.6.3高温报警
6.6.3.1电池组温度超过设定的报警值。
6.6.3.2检查设置的采集温度是否正确。
6.6.3.3检查采集线是否松脱。
6.6.3.4检查散热风扇是否正常工作和电池仓通风情况。
6.6.3.5采集模块出现异常。
6.6.3.6温度探头损坏。
6.6.4电压压差报警
6.6.4.1电池组的单体最高电压和单体最低电压之间的压差超过设定值，此时电池需要做均衡处理。
6.6.4.2电压压差报警设置是否正确。
6.6.4.3电压采集是否有误差。
6.6.5过流报警
6.6.5.1放电（充电）电流超过电流报警设定值，此时应降低放电（充电）电流，如果持续超过报警值放电（充电），会影响电池的寿命，甚至电池会造成损坏。
6.6.5.2过流报警设置是否正确。
6.6.6电池荷电量（SOC）不精确
6.6.6.1当电池充电时SOC慢慢减少，当放电时SOC慢慢增加。
出现此问题的原因是霍尔传感器的方向错误。
6.6.6.2主霍尔电流零偏设置是否正确。
6.6.6.3电池不做均衡，SOC存在误差。
6.6.6.4检查霍尔传感器通讯是否正常。
6.6.6.5检查霍尔传感器是否损坏。
6.6.7采集总电压和实际不符
6.6.7.1检查通讯线是否连接好（是否有采集模块不工作）。
6.6.7.2查看管理系统设置电池串数是否正确。
6.6.8无法上高压
6.6.8.1检查低压电源（铅酸电池）是否符合技术要求。
6.6.8.2检查高压继电器是否正常工作。
6.6.8.3检查车上高压开关是否打开。
6.6.8.4检查车上高压保险丝是否正常。
6.6.8.5检查是否存在电池低压（达到切断电压值）、零压（零压电池是否有开路状态）。
6.6.8.6检查动力线接线柱是否烧坏。
6.6.8.7检查动力线接触是否良好。
6.6.8.8检查是否完成预充电状态。
6.6.8.9检查MSD手动开关是否松动，导致无12V/24V低压供电。
6.6.9电池包内达到45°C以上风扇不工作
6.6.9.1检查风扇插头是否有24V电源。
6.6.9.2检查风扇灰尘是否过多（需要清理）。
6.6.9.3检查风扇插头是否脱离、线是否有断落。
6.6.10不能充电
6.6.10.1检查最低电池电压是否低于2V。
6.6.10.2检查低压电源（铅酸电池）是否符合技术要求。
6.6.10.3检查充电继电器是否正常闭合。
6.6.10.4检查车上高压开关是否开启。
6.6.10.5检查CAN总线终端电阻是否为60欧姆左右。
6.6.10.6检查CAN线是否有脱焊现象。
6.6.10.7检查CAN线高、低电平信号线是否接反。
6.6.10.8检查显示屏上充电机状态是否开启。
6.6.10.9检查充电机状态指示灯。
6.6.10.10检查CAN盒子是否正常工作。
6.6.10.11检查充电机是否正常。
6.6.10.12检查主机模块是否损坏。
6.6.11总电压跳动
6.6.11.1采集模块通讯线接触是否良好。
6.6.11.2电池电压采集线束接触是否良好。
6.6.11.3通讯信号受到电磁干扰。
6.6.12单体低于2
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