智能化动力电池检测实训台,电动车电池实训装置

发布时间：2024-04-19 18:14浏览次数：times

一、产品要求
真实模拟动力电池系统系统运行，包含动力电池系统上电、下电、数据采集、电池管理、电池数据标定，满足动力电池原理和检测教学需求。
二、技术参数要求
1.综合实训装置采用51V/20AH磷酸铁锂动力电池组，配套通用的电池管理系统，直观展示动力电池连接方式以及充放电过程。
2.综合实训装置电池组由16节3.2V/20AH单体动动电池组成，按每8节一组分为两组，每组电池带一个信号采集器，信号采集器采集到的电池数据通过CAN总线发送到BMS管理器进行分析处理，BMS管理器通过 485接口将电池参数及BMS管理状态上报给上位机展示。
3.综合实训装置设置应急开关、高压互锁开关、主继电器、预充继电器、预充电阻、充电继电器和霍尔电流感应器等主流电动车电池管理系统必备器件，可真实展现出电池管理的全过程。
4.综合实训装置安装国标220V交流充电接口和车载充电模块。车载充电系统可以分快充和慢充，实现快速充电。
5.综合实训装置配置有12V低压蓄电池和低压充电模块，可展示高压电给12V低压电瓶的充电过程。
6.动力电池系统配置DC-DC转换模块，能将动力电池组高压转换为12V电压电，给低压蓄电池和其它低压用电设备供电。
7.电池管理器当检测到温度异常时，温度过高和过低指示灯点亮，进行提醒。
8.绝缘检测功能，动力电池高压系统配备绝缘检测板，能适时监控动力电池绝缘情况，防止漏电发生意外。
9.智能平台配套负载系统，可以分一至四档调节，灵活控制电池包的放电效率，能实现20分钟放电，SOC剩余50%。
10.电池箱内部高压均采用铜排连接，铜排过载能力大，连接可靠性强，整齐美观。同时铜排必须配置绝缘套，防止勿触碰，不能使用导线替代。
11.操作台放电模式有两种，一种是对内放电，通过设备自带的负载放电，另一种是对外放电，即连接纯电动汽车驱动系统装调与检测技术智能平台进行放电。
12.台架装有万向脚轮，脚轮带锁止机构；台架采用钢材制作，面板平铺，≥43寸显示屏采用立杆支撑，可 360°左右旋转，可前后调整倾斜角度。
13.检测面板采用全铜高压大电流.耐高温.高绝缘32A香蕉端子，检测面板采用10mm有机玻璃板，具有足够的强度和硬度，方便学生进行检测。
14.检测面板印刷高清电路，方便学员了解动力电池系统组成和控制原理。
15.为方便了解动力电池内部结构，采用可升降是面板控制，内部结构查看和检修时，直接升起，方便操作。
16.机械装配与钳工装配虚拟仿真软件：本软件基于unity3d开发，可选6级画质，设有减速器、轴系结构的设计与虚拟拆装、常见机械机构设计与仿真，机构资源库，典型机械机构（汽油机发动机的虚拟拆装），软件为一个整体软件，不能为一个个单独的资源。
A.减速器设计与虚拟拆装界面可选涡轮蜗杆圆锥齿轮减速器、二级展开式圆柱齿轮减速器、圆锥圆柱齿轮减速器、同轴式圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器、一级圆柱齿轮减速器。
涡轮蜗杆圆锥齿轮减速器：进入软件后自动播放装配内容，视频中各步骤均有文字说明
二级展开式圆柱齿轮减速器：进入软件后采用视频的形式播放内容，视频内容应包含：零件名称（扫描二维码可看零部件名称）、拆装演示（包含拆卸、装配）、虚拟拆装（包含整体、低速轴、中速轴、高速轴、箱盖、箱座）
圆锥圆柱齿轮减速器、同轴式圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器、一级圆柱齿轮减速器：点击进入后自动跳转到edrawings界面，模型均为三维模型，通过点击零部件显示零部件名称，可360°全方位旋转、放大、缩小、平移，同时可通过移动零部件功能，将整个减速器进行拆卸组装，同时可以选择主页按钮回到减速器*初始的状态。圆锥齿轮减速器、一级圆柱齿轮减速器增加了插入横断面功能，可自由拖动横断面观察减速器内部结构。
B.轴系结构的设计及虚拟拆装界面可选零件认知、拆装演示、实战操作。
1、零件认知：内设斜齿轮、无孔端盖、联轴器、联轴器键、轴、齿轮键、带孔端盖、轴套、深沟球轴承的三维模型与零件名称，任意零件均可进行360°旋转
2、拆装演示：内置2个案例，将鼠标移动到某一零件位置时（底座与轴承座除外），该零件自动放大，并显示零件名称，设有拆卸与装配按钮，功能由软件自动完成轴系结构拆卸与装配。三维场景均可进行360°全方位旋转、放大、缩小、平移。
3、实战操作：三维零件整齐摆放于桌面，由学生手动选择对应的零件并移动至轴系结构上，摆放顺序正确且位置正确时零件才能安装上去，设有重新开始按钮，方便学生重新进行虚拟实验。将鼠标移动到某一零件位置时（底座与轴承座除外），该零件自动放大，并显示零件名称。
C、常见机械机构设计与仿真可选铰链四杆机构设计与分析、III型曲柄摇杆机构设计与分析、偏置曲柄滑块机构设计与分析、曲柄摆动导杆机构设计与分析、铰链四杆机构轨迹综合、偏心直动滚子推杆凸轮、对心直动平底推杆凸轮。
1、各个机构应当能输入相对应的参数，由软件自动计算参数，并可进行运动仿真和自动绘制曲线图。
D、机构资源库可选平面连杆机构11种、凸轮机构5种、齿轮机构6种、传动机构8种、加紧机构11种、轮系机构6种、其他机构（机械设备模拟）8种
E、汽油机发动机的虚拟拆装可选曲轴箱装拆演示、曲轴箱虚拟装配、配气系装拆演示、配气系虚拟装配
1、曲轴箱装拆演示与配气系装拆演示均设有拆卸按钮、装配按钮、重新开始、分解观察按钮，将鼠标移动到某一零件位置时，该零件自动放大，并显示零件名称，功能由软件自动完成轴系结构拆卸与装配。使用分解观察按钮时，曲轴箱或配气系三维模型自动展示爆炸图，可进行360°全方位旋转、放大、缩小、平移
2、曲轴箱虚拟装配与配气系虚拟装配的三维零件均整齐摆放于桌面，均由学生手动选择对应的零件并移动至机构上，当摆放顺序正确且位置正确时零件才能安装上去，设有重新开始按钮，方便学生重新进行虚拟实验。将鼠标移动到某些零件位置时，自动显示零件名称。
三、辅助配件要求
1.单体电池3个
额定容量: 20ah
标称电压:3.2V
尺寸: 70*27*134mm
重量: 500g (±10g)
连续充电电流:20A 1. 0C充电
连续放电电流: 60A
放电终止电压: 2. 5V保护下限不低于2.0V
工作温度:充电-10^ 45 放电-20~60
2.直流接触器1个
线圈工作电压：12V
电压Voltage (Max.):16V
吸合电压:9V
*小释放电压:1.2V
线圈电流Coil Current:267mA
线圈功耗Coi1 Power (20C):3.5w
线圈电阻:45Ω
主触点工作访问12-1200V
主触点过电流：90A 30S
500V绝缘电阻：≥100MΩ
吸合时间(包括触点弹跳)：≤20ms
3.霍尔传感器1个
电源电压： ±12V
精度：±1%
绝缘电压：在原边与副边电路之间: 5KV有效值/50Hz/1分钟
失调电压：当原边电流IN=0时,值: +25mV或0.02mA
温漂( -25.C..+75*C)：值:≤+0.08%/°C
频率范围：0- 50KHz
工作温度：-25C... + 70°C
功率：0.5W
过载能力：5倍标称输入
四、配置要求：
1.智能化动力电池PACK实训检测台；
2.7kw充电枪；
3.故障设置系统1套
4.可设置故障＞10个
5.工作温-40℃ - +50℃
五、支持实训：
1.动力电池包电芯性能检测
2.动力电池串并联性能试验
3.新能源汽车动力电池系统组成认知
4.新能源汽车分布式电池管理控制原理认知
5.新能源汽车动力电池各运行状态控制逻辑关系，掌握动力电池上电、下电、充电控制
6.新能源动力电池均衡管理控制实训
7.动力电池包过充和过放电控制试验
8.交流充系统认知
9.动力电池接触器性能测试试验
10.新能源汽车高压互锁完整性性能检测试验
11.动力电池告警各主要性能参数设置实训
12.动力电池高压安全操作和检查实训
13.电池管理系统（BMS）故障诊断与分析实训
14.动力电池数据采集器故障诊断与分析实训
15.车辆慢充故障诊断与分析实训
16.DC-DC转换系统认知
17.DC-DC故障诊断与分析
18.低压蓄电池的检查与更换
六、动力电池智慧教学测试和考核系统：
1.系统要求
(1)智能仿真系统对动力电池组动态监测，并通过人机交互界面对动力电池管理系统智能综合实训装置图形化控制。图形化包含动力电池组电压、电流、温度、内阻、SOH、SOC、高压互锁状态等。
(2)智能仿真系统安装在43寸高清多媒体终端动态显示，智能教学系统通过通信协议与动力电池管理系统智能综合实训装置实现信息交互。
(3)系统启动时，进入自检状态，分别对BMS主控板、两个BMS从控板、CAN通信、485通信等进行检测，并对检测结果进行判定，结果异常可重新检测，检测结果正常可启动系统。上电时，BMS主控板先上电，暂缓1秒后两块BMS从控板控制电路上电，然后是BMS从控板的采集电路上电，开始开采集电压、温度、放电（或充电）电流。在放电状态下，当电池状态正常时，先接通预充继电器，2秒后接通主继电器，延迟1秒断开预充继电器。在充电状态时，先断开主继电器，1秒后闭合充电继电器。下电时，放电状态下先断开预充继电器、再断开主继电器。然后关闭BMS从控板采集电路停止电池参数采集，再断开BMS从控板的控制电路，2秒后断开主控板的电源。
(4)系统具有理论、实训、考试、标定等四大主要功能。
理论模块包含动力电池组、动力电池管理系统、动力电池车载充电系统和DC-DC转换系统四个章节，可满足理论教学需求，能够播放教学资源。
①动力电池组主要讲解磷酸铁锂电池、三元锂电池、铅酸电池、镍氢电池、燃料电池、维修开关、熔断器、高压互锁组件。通过课件、动画、微课等形式让学员了解几种常见电池的结构、工作原理和几种常见电池性能比较，以及维修开关功用、熔断器结构和功用、互锁原理等。并且能通过教学系统对高压互锁模式进行调节切换，展现目前主流互锁方式PWM检测和恒定电压检测两种互锁原理和检测方法。
②另外在动力电池组模块加入虚拟游戏环节，学员使用检测设备对单体进行检测，选择合适的动力电池，根据提供的要求组装动力电池，并对串并联动力电池特性进行虚拟实训。
③动力电池管理系统主要讲解电池管理系统组成、工作模式、功能。
④在动力电池工作模式的上电、下电、充电模式中，通过控制电路中电流的流动，如预充接触器、主负接触器、主正接触器等。通过理虚实一体化结合，清晰展现动力电池工作模式下BMS控制逻辑。同时配合实训课程，以任务引领的形式，将课程与实训相连接，实训理虚实一体化教学。能通过交互界面实训元器件测试，判断部件是否工作正常，主要包含主正接触器、预充接触器、充电接触器等。
⑤电池管理器功能中数据采集（温度、电压、内阻）、过充、过温、低温、均衡、故障诊断等，通过对BMS数据参数的调整，操作台能快速反应相应的现象，达到理虚实一体化教学目的。
⑥动力电池车载充电系统
车载充电系统主要讲解交流充电口、充电电流原理、车载充电过程，并且在能化教学系统中显示充电过程。
⑦DC-DC转换系统
DC-DC转换系统讲解动力电池从高压直流转换为低压直流过程和控制原理。
⑧配套课程资源包包含磷酸铁锂电池、三元锂电池、镍氢电池、铅酸电池、燃料电池、DC转换器、电池管理器结构、电池管理器功用等动画
2.标定模块
动力电池 PACK 故障排除与检测智能化教学系统中可以对BMS系统参数进行标定，标定参数分为一级、二级，数据编辑标定后，达到触发阀值，交互界面出现相应故障提醒；可以标定的参数有
单体电压过高
单体电压过低
充电电流过大
放电电流过大
单体电压差过大
电池总压过高
电池总压过低
电池温度过高
电池温差过大
绝缘过低
3.实训模块
通过智能化系统与操作台相配合，在智能化动力电池管理PACK实训检测台能实现实训项目主要有：
操作前的准备工作
实训设备的认知和操作
动力电池充放电特性实验
单体电池内阻特性实验
动力电池均衡特性实验
动力电池过温实验
动力电池低温实验
动力电池过放实验
动力电池过充实验
4.考核模块
⑴考核过程中可以使用系统中的诊断仪读取相关故障代码和数据流,数据流包括单体电池电压、单体电池电压、单体电池温度、单体电池温度、电池电压编号、电池编号、电池温度编号、电池编号、单体电池内阻、电池组当前总电压、电池组当前总电流、SOC、绝缘阻值、高压互锁状态、接触器闭合状态、电池包容量、节数、绝缘电阻值、互锁状态、各接触器状态、充电电流、输出电流、SOC、充电枪CC/CP状态等进行读取，还能对动力电池系统故障码读取、故障码清除等操作，真是模拟故障诊断排除方法和分析步骤。
⑵常见故障点
01 高压互锁故障
02 预充接触器烧结故障
03 主正接触器不工作故障
04 交流无法充电CC故障
05 交流无法充电CP故障
06 单体电池异常故障
07 动力电池均衡异常故障
08 动力电池过充故障

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