纯电动汽车动力电池及电池管理（BMS）理实虚一体运行台架、纯电动汽车电池管理系统、新能源汽车动力电池管理理实虚一体实训台

1.用途及功能

1.1 实训台用于培养学生掌握纯电动车动力电池与管理系统工作原理和构造、常见故障诊断与排除的操作技能培训等。实训台由动力电池包、BMS管理系统、故障设置系统、测量面板、移动支架、数据采集与通讯模块等组成；

1.2 将动力电池组上盖去掉后安装透明有机玻璃罩，可以观察到动力电池的内部构造。动力电池及管理系统在实训台上按照运行模式工作，为驱动电机控制器、DC/DC、电动空调、PTC等高压元件提供高压直流电，接收和储存由车载充电机、制动能量回收装置和外置充电装置提供的高压直流电。

2.动力电池组

2.1 动力电池主要组成：动力电池模组、电池管理系统、辅助元器件、动力电池箱动力,电池组由21700电池单体组成，每31节电池构成一个电池砖。电池砖分为4个模块，其中2组包含23个电池砖的模块，2组包含25个电池砖的模块。

2.2 电池类型：三元锂电池

2.3 单体电池电压：≥3.7伏

2.4 总容量：≥52KWH

3.电池管理系统BMS

3.1 类型：集成式电池管理系统；

3.2 电池管理系统主模块功能：充放电管理、接触器控制、功率控制、电池异常状态报警和保护、SOC/SOH计算、自检以及通讯。单体电池的均衡；

3.3 电池信息采集模块功能：电池电压采样、电流采集、温度采样、单体电池均衡、采样线及高压线绝缘异常检测；

3.4 辅助元器件主要组成：包括接触器、熔断器、电流传感器、高压电缆、预充电阻、接插件，紧急开关，烟雾传感器和维修开关等。

4测量面板

4.1 测量面板尺寸：≥1595×550mm（参考）

4.2 测量面板材质：铝塑板

4.3 电路图：面板上分布纯电动车动力电池管理系统BMS电路图、电路颜色与线束一致，彩色喷绘。面板上分布了单体电池测量端子，和传感器、执行器测量端子；

4.4纯电动汽车动力电池及电池管理（BMS）理实虚一体运行台架采用漏电保护：半导体元件漏电流、电源漏电流、电容漏电流和滤波器漏电流；

1）半导体原件漏电流

PN结在截止时流过的很微小的电流。D-S正向偏置，G-S反向偏置，导电沟道打开后，D到S才会有电流流过。但实际上由于自由电子的存在，自由电子的附着在SIO2和N+、导致D-S有漏电流。带IGBT开关逆变中的漏电流。

2）电源漏电流

开关电源中为了减少干扰，按照国标，必须设有EMI滤波器电路。。

3）电容漏电流

对电容器施加额定直流工作电压将观察到充电电流的变化开始很大，随着时间而下降，到某一终值时达到较稳定状态这一终值电流称为漏电流。i=kcu（μa）;其中k值为漏电流常数，单位为μa（v•μf），电源Y电容、EMI及漏电流之间的三角关系。

4）滤波器漏电流

电源滤波器漏电流定义为：在额定交流电压下滤波器外壳到交流进线任意端的电流。如果滤波器的所有端口与外壳之间是完全绝缘的，则漏电流的值主要取决于共模电容CY的漏电流，即主要取决于CY的容量。

一般要求噪声滤波器的漏电流小于1mA。

4.5纯电动汽车动力电池及电池管理（BMS）理实虚一体运行台架中的LT8708/-1 采用单个电感器在 2.8V 至 80V 的输入电压范围内工作，并能产生 1.3V 至 80V 的输出电压，提供高达几 kW 的功率，具体取决于外部组件的选择和相数。它简化了需要在正向或反向调节 VOUT、VIN 和/或 IOUT、IIN 的电池 / 电容器备份系统中的双向电源转换。此器件的 6 种独立调节形式使其可在众多应用中使用。

将 LT8708-1 和 LT8708 并联使用，以增加功率和相数。LT8708-1 始终作为主器件 LT8708 的从属器件运行，可采用异相时钟，并能够提供与主器件一样多的功率。单个主器件上可以连接一个或多个从属器件，按比例提高系统的功率和电流容量。

另一种应用是用输入电压为负载供电，此时该输入电压还为负责给电池或超级电容器组充电的 LT8708/-1 电路供电。当输入电压消失时，可利用 LT8708 的双向能力从电池或超级电容器继续给负载供电，而不会中断。

可以监控和限制转换器输入侧和输出侧的正向和反向电流。可以使用四个电阻器独立地设置所有四个电流限制 (正向输入、反向输入、正向输出和反向输出)。与 DIR (方向) 引脚相结合，可对器件进行配置，以从 VIN 至 VOUT 或从 VOUT 至 VIN 处理电源，非常适合汽车电池供电型系统。

LT8708 采用 5mm x 8mm QFN-40 封装。可提供三种温度级版本，扩展和工业温度级版本的工作范围为 –40°C 至 125°C，高温汽车级版本的工作范围则为 –40°C 至 150°C。

5.故障设置系统：0-9数字键盘，50×18mm液晶显示器。输入数字代码，完成故障设置；

6.配套移动互联智能触控故障设置考核诊断系统：

软件分为学生系统和教师系统，教师系统主要有故障设置、密码管理、成绩管理、题目管理和资料管理功能；学生系统主要有考核模式、挑战模式、理论考试、理论练习和多媒体数字资源功能。

6.1教师端（上位机）

教师端要使用密码进行登陆，教师登陆后可以根据需要设置不同的设备控制系统的故障和学生排除故障的时间，登陆后还可以修改密码。

1)成绩管理：

教师端的成绩管理功能可以实时查看所有学生端的考核的成绩。

2)题目管理功能

题目管理功能主要是对理论题目进行增加、删除和修改。

3)数字资源管理

数字资源主要是指教学上使用的多媒体资料，包括电子课本、PPT课件和视频等教学资料，教师可以对这些资料进行增加、删除和修改。教学通过对这些资源的管理，可以实现数字化的教学。

6.2学生端（下位机）

学生端输入学生姓名和学号后即可进入学生操作界面。

1) 考核模式

学生在考核模式下对教师设置的各种故障进行排除，如果在规定的时间内学生不能排除完毕，系统将强制交卷。

2) 挑战模式

挑战模式就是能够实现人机对抗功能，系统共有为五个闯关等级，分别为：入门模式、初级模式、中级模式、高级模式和技师模式。学生可以根据自己的兴趣和能力选择其中一个闯关等级，系统自动设置故障，随着等级的增加，系统自动增加题目的难度。学生排除完一个等级的故障后可以进行下一关的对抗，全过程教师不用参与，系统自动打分和设置故障。

3) 多媒体数字资源

学生可以在多媒体数字资料平台上查看各种汽车维修的资料，多媒体数字资料里面还包括了汽车维修专业的课本，视频等资料。

7.实训台支架

7.1 材质：铝合金，标准型材

7.2 移动脚轮：直径：≥125mm, 数量：4个，2个可以锁止

7.3 外形尺寸：约1600×1000×1710mm（参考）

8.一体化远程控制模块：用于实训台与软件之间互动通讯

9.操作手册：用于用户进行设备操作与维修

10.电池系统虚拟仿真软件：

电池系统AR仿真软件以电池实物为基础在3D虚拟现实环境下建立电池系统模型。软件交互设计采用人机工学，系统分为教学仿真、强化练习、理论学习三大功能模块，满足电池系统系统教学和培训需求。

软件基于C#语言的MVC架构开发，离线流畅运行于各种硬件设备。

手机、平板、pc端数据实时同步，并支持个性化登录账户定制，适用于多种教学设备。

产品UI设计：

软件主页采用iframe布局内联主体内容形式，左侧为软件主菜单功能模块，右侧为软件主体内容。方便用户随时切换功能模块内容，，软件整体以星际太空为主题背景，辅以深蓝荧光色彩搭配，以星空母舰起降平台为软件模型工作背景平台，所有功能触键按钮采用未来科幻设计元素，强烈的视觉冲击力，扑面而来的科幻感。

软件功能：

10.1 教学仿真：（提供该部分功能软件界面截图）

1)配件认知：配件展示工具栏，用户只需通过鼠标点击左右键，即可查看工具栏列表中零件图片，选择需要了解的零件，即可展示电池系统的零件组成结构和名称，每个配件都有对应的文字说明、配件作用和3d仿真模型展示，并支持用户360度旋转、放大缩小配件模型，使学生对电池系统的构造有更清晰的认知。

2)拆解演示：以fbx格式的爆炸图效果自动播放拆解动画，同时以多个模块对电池系统进行特定部位的拆装，通过自动拆解、重新拆解、重置视图多种方式全方面深入了解电池系统的拆解流程。

3)组装演示：展示初始爆炸形态的零件，fbx格式自动播放组装动画，同时以多个模块对电池系统进行特定部位的组装，通过自动组装、重新组装、重置视图多种方式全方面深入了解电池系统的组装流程。

4)运行仿真：在三维虚拟现实环境下，用户能够360度全面了解电池作用时的运行流程，用户拖动渐进式的箭头滑动条可任意调节运行速度，并调整观看视角。透视控制可以清晰直观了解设备内部的工作情况；随时暂停、启动虚拟设备的运行状态；还可以局部显示运行仿真的内容。

10.2 强化练习（提供该部分功能软件界面截图）

1)拆解练习：在储备了基本的理论操作知识后，虚拟拆解练习能够帮助学生操作对设备的拆解更为熟练；在实际操作中减少出错，降低真实场景拆解的耗材。过程信息提示框实时提示操作流程和注意事项，悬浮式工具栏和零件箱的设计，以下拉菜单形式选择工具类型；智能提示用户使用正确的拆装工具，拆卸的部位将会自动旋转到用户的最佳视角，并对拆解部位高亮显示。快速定位拆卸部位。拆解练习中配以维修手册等理论知识链接内容，一键切换到学习资料模块，随时检阅维修资料。

2)组装练习：在储备了基本的理论操作知识后，虚拟组装练习能够帮助学生操作对设备的组装更为熟练；在实际操作中减少出错，降低真实场景的耗材。过程信息提示框实时提示操作流程和注意事项，悬浮式工具栏和零件箱的设计，以下拉菜单形式选择工具类型；智能提示用户使用正确的组装工具，拆卸的部位将会自动旋转到用户的最佳视角，并对拆解部位高亮显示。快速定位组装部位，提高交互操作的友好度。组装练习中配以维修手册等理论知识链接内容，一键切换到学习资料模块，随时检阅维修资料。

3)拆解考核：在反复的虚拟拆解练习中，考核能更有效地检验练习的成果，系统实时详细地记录考核中的错误操作和最后操作得分，清晰划分操作的一般错误和严重错误。

4)组装考核：在反复的虚拟组装练习中，考核能更有效地检验练习的成果，系统实时详细地记录考核中的错误操作和最后操作得分，清晰划分操作的一般错误和严重错误。

10.3 理论学习模块：（提供该部分功能软件界面截图）

内置丰富的资料手册，ppt翻页模式的编排内容，使用户快速定位查阅的知识。

1)动力电池总成拆装：详细介绍电池拆装过程及注意事项。

2)动力电池拆解报告：详细介绍电池拆解后的报告。

3)动力电池拆解分析：拆解过后对电池系统进行分析。

10.4 操作助手（提供该部分功能软件界面截图）

系统配置软件操作助手，配以图文的操作说明内容。