动力电池及管理ppt课件
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第4章-动力电池系统PPT优秀课件
负极活性物质
电解质
电池的组成部分
隔膜 外壳及导电栅
汇流柱
极柱
安全阀
2
铅蓄电池的结构
图6-6 单体铅蓄电池的结构 1—单格电池 2—盖 3—负极接线柱 4—电解液加入口 5—外壳 6—电极连接板 7—负极板 8—隔板 9—正极板 10—沉淀物存储槽 11—外隔板 12—极板连接板
13—单格电池正极接线柱 14—单格电池负极接线柱 15—活性物质 3
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Manley Stanley Whittingham
1941年出生，于牛津大学BA (1964), MA (1967), 和 DrPhil(1968)学位，目前就职于宾汉姆顿大学。Dr. Whittingham是发明嵌入式锂离子电池重要人物，在与 Exxon公司合作制成首个锂电池之后，他又发现水热合成 法能够用于电极材料的制备，这种方法目前被拥有磷酸铁
（1）一般以电池单位容量或能量的成本表示。 （2）单位为：元/(A.h)或元/(kW.h)。
15
13、放电制度：电池放电时所规定各项条件。
（1）放电电流：放电时电流的大小，通常用放电率表 示，即放电时的速率，有时率和倍率两种。 时率：以放电时间（h）表示的放电速率，即以一定 的放电电流放完额定容量所需的时间（h），常用C/n表 示。 倍率：在规定时间内放出其额定容量所输出的电流值。 数值上等于额定容量的倍数。如：3C放电。 （2）放电终止电压：放电时，电压下降到不宜再继续 放电的最低工作电压。
4
5
几种蓄电池的种类及外形。
图2-11 蓄电池的类型
6
4.1.2 动力电池的基本参数
1、端电压和电动势
（1）端电压：动力电池正极和负极之间的电位差。 （2）开路电压：没有负载情况下的端电压。 （3）负载电压：接上负载后处于放电状态下的电压。 又称工作电压。 （4）终止电压：电池充放电结束时的电压，分为充电 终止电压和放电终止电压。 （5）电动势（E）：组成电池的两个电极的平衡电极 电位之差。
新能源汽车动力电池及电源管理
• 每次停车都必须关闭电源开关，拔下钥匙，将档位开关扳 至空挡位置，并将手刹拉起。
• 儿童在车内玩耍时要拔掉钥匙开关，以免造成危险。 • 充电应在儿童无法接触到的地方进行 • 因事故或其他原因造成起火时应立即关闭总电源开关
电源系统的常规维护
• 个人防护准备
• 电动汽车使用高压电路，在检修前必须做好个人防护措施： 佩带绝缘手套，穿防护鞋、工作服等；手腕、身上不能佩 带金属物件（如金属手链、戒指、手表、项链等）
检修注意事项
• 电动汽车使用高压电路，不正确的操作可能导致电击或漏电。所以，在检修 过程中（如安装拆卸零件、检查、更换零件等），必须注意一下事项。
• 所使用的工具必须具 有绝缘功能，如绝缘 扳手、绝缘旋具等。
• 维护和拆检前必定要 熟悉电路图
凯美瑞混合动力汽车蓄电池系统
凯美瑞混合动力汽车蓄电池系统
• 必须要熟悉混合动力蓄电池系统ECU各端子的功能
凯美瑞混合动力汽车蓄电池系统
凯美瑞混合动力汽车蓄电池系统
• 根据端子配线颜 色、端子描述、 测试条件和标准 值对端子进行测 试
丰田混合动力汽车镍氢动力电池系统
温度传感器
电池智能 控制单元
28个模块， 每块7.2V， 总压201.6V
接线盒总成 电池模组
丰田混合动力汽车镍氢动力电池系统
冷却风机
电池系统保护壳体
丰田混合动力汽车镍氢动力电池系统
凯美瑞混合动力汽车蓄电池系统
• 严格按照维修手册要 求进行维护和维修操 作。
• 拆检动力电池系统时 必须佩带绝缘手套。
丰田混合动力汽车蓄电池系统检测与维护
• 维护准备
• 每种电动汽车、动力电源系统均有其自身特点，系统的结 构设计、安装位置等不同车辆有很大差别。在车辆检修和 电源系统维护的过程中，需要做好以下准备工作：
• 儿童在车内玩耍时要拔掉钥匙开关，以免造成危险。 • 充电应在儿童无法接触到的地方进行 • 因事故或其他原因造成起火时应立即关闭总电源开关
电源系统的常规维护
• 个人防护准备
• 电动汽车使用高压电路，在检修前必须做好个人防护措施： 佩带绝缘手套，穿防护鞋、工作服等；手腕、身上不能佩 带金属物件（如金属手链、戒指、手表、项链等）
检修注意事项
• 电动汽车使用高压电路，不正确的操作可能导致电击或漏电。所以，在检修 过程中（如安装拆卸零件、检查、更换零件等），必须注意一下事项。
• 所使用的工具必须具 有绝缘功能，如绝缘 扳手、绝缘旋具等。
• 维护和拆检前必定要 熟悉电路图
凯美瑞混合动力汽车蓄电池系统
凯美瑞混合动力汽车蓄电池系统
• 必须要熟悉混合动力蓄电池系统ECU各端子的功能
凯美瑞混合动力汽车蓄电池系统
凯美瑞混合动力汽车蓄电池系统
• 根据端子配线颜 色、端子描述、 测试条件和标准 值对端子进行测 试
丰田混合动力汽车镍氢动力电池系统
温度传感器
电池智能 控制单元
28个模块， 每块7.2V， 总压201.6V
接线盒总成 电池模组
丰田混合动力汽车镍氢动力电池系统
冷却风机
电池系统保护壳体
丰田混合动力汽车镍氢动力电池系统
凯美瑞混合动力汽车蓄电池系统
• 严格按照维修手册要 求进行维护和维修操 作。
• 拆检动力电池系统时 必须佩带绝缘手套。
丰田混合动力汽车蓄电池系统检测与维护
• 维护准备
• 每种电动汽车、动力电源系统均有其自身特点，系统的结 构设计、安装位置等不同车辆有很大差别。在车辆检修和 电源系统维护的过程中，需要做好以下准备工作：
第 5 章动力电池管理系统
差电池单体决定的。 在电池组各个电池之间设置均衡电路, 实施均衡 控制是为了使各单体电池充放电的工作情况尽量一致, 提高整体电池 组的工作性能。 • (７) 通信功能。 通过电池管理系统实现电池参数和信息与车载设备 或非车载设备的通信,为充放电控制、整车控制提供数据依据是电池 管理系统的重要功能之一, 根据应用需要, 数据交换可采用不同的通信 接口, 如模拟信号、ＰＷＭ 信号、ＣＡＮ 总线或１２Ｃ 串行接口。 • (８) 人机接口。 根据设计的需要设置显示信息以及控制按键等。
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５.３ 数据采集方法
• ３. 隔离运放采集法 • 隔离运算放大器是一种能够对模拟信号进行电气隔离的电子元件, 广
泛用作工业过程控制中的隔离器和各种电源设备中的隔离介质。 一 般由输入和输出两部分组成, 二者单独供电, 并以隔离层划分, 信号经 输入部分调制处理后经过隔离层, 再由输出部分解调复现。 隔离运算 放大器非常适合应用于电池单体电压采集电路中, 它能将输入的电池 端电压信号与电路隔离, 从而避免外界干扰而使系统采集精度提高, 可 靠性增强。 下面以一个典型应用实例来说明。
• 功能上, 电池管理系统主要包括数据采集、电池状态估计、能量管理 、安全管理、热管理、均衡控制、通信功能和人机接口。
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５.２ 电池管理系统的基本结构及功能
• 图５ －３ 所示为电池管理系统的功能。 • (１) 数据采集。 电池管理系统的所有算法都是以采集的动力电池数
据作为输入, 采样速率、精度和前置滤波特性是影响电池系统性能的 重要指标。 电动汽车电池管理系统的采样速率一般要求大于２００ Ｈｚ (５０ ｍｓ)。 • (２) 电池状态计算。 电池状态计算包括电池组荷电状态(Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ, ＳＯＣ) 和电池组健康状态(Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｈ ｅａｔｈ, ＳＯＨ) 两方面。 ＳＯＣ 用来提示动力电池组剩余电量, 是计算和估计电动汽车续驶里程的基础。 ＳＯＨ 用来提示电池技术 状态, 是预计可用寿命等健康状态的参数。
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５.３ 数据采集方法
• ３. 隔离运放采集法 • 隔离运算放大器是一种能够对模拟信号进行电气隔离的电子元件, 广
泛用作工业过程控制中的隔离器和各种电源设备中的隔离介质。 一 般由输入和输出两部分组成, 二者单独供电, 并以隔离层划分, 信号经 输入部分调制处理后经过隔离层, 再由输出部分解调复现。 隔离运算 放大器非常适合应用于电池单体电压采集电路中, 它能将输入的电池 端电压信号与电路隔离, 从而避免外界干扰而使系统采集精度提高, 可 靠性增强。 下面以一个典型应用实例来说明。
• 功能上, 电池管理系统主要包括数据采集、电池状态估计、能量管理 、安全管理、热管理、均衡控制、通信功能和人机接口。
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５.２ 电池管理系统的基本结构及功能
• 图５ －３ 所示为电池管理系统的功能。 • (１) 数据采集。 电池管理系统的所有算法都是以采集的动力电池数
据作为输入, 采样速率、精度和前置滤波特性是影响电池系统性能的 重要指标。 电动汽车电池管理系统的采样速率一般要求大于２００ Ｈｚ (５０ ｍｓ)。 • (２) 电池状态计算。 电池状态计算包括电池组荷电状态(Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ, ＳＯＣ) 和电池组健康状态(Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｈ ｅａｔｈ, ＳＯＨ) 两方面。 ＳＯＣ 用来提示动力电池组剩余电量, 是计算和估计电动汽车续驶里程的基础。 ＳＯＨ 用来提示电池技术 状态, 是预计可用寿命等健康状态的参数。
电动汽车动力电池及电源管理PPT(共 67张)
数采集方法 3.掌握动力电池电量管理、电安全管理、均衡管
理、热管理等的实现方法
第7章 电动汽车电源管理系统 7.1动力电池管理系统功能及参数采集方法 7.2 动力电池电量管理系统 7.3 动力电池的均衡管理 7.4 动力电池的热管理 7.5 动力电池的电安全管理及数据通讯
7.1 动力电池管理系统功能及参数采集方法
组成：端电压传感器、继电器阵列、A/D转换芯片、光 耦、多路模拟开关
应用特点：所需要测量的电池单体电压较高而且对精 度要求也高的场合使用
单体电压采集方法
（2）恒流源法
组成：运放和场效应管组合构成减法运算恒流源电路 应用特点：结构较简单，共模抑制能力强，采集精度
高，具有很好的实用性。
使用场合 价格
普及程度
分流器
有
需插入主电路
直流、交流、 脉冲 无隔离
小信号放大、 需控制处理 小电流、控制
测量 较低
普及
互感器
无 开孔、导线传
入 交流
隔离
使用较简单 交流测量、电
网监控 低 普及
霍尔元件电流 传感器 无
开孔、导线传 入
直流、交流、 脉冲 隔离
使用简单
控制测量
较高 较普及
光纤传感器 无 -
单体电压采集方法
(5)线性光耦合放大电路采集法
应用特点：线性光耦合放大电路不仅具有很强的隔离 能力和抗干扰能力，还使模拟信号在传输过程中保持 较好线性度，电路相对较复杂，精度影响因素较多
基于线性光耦合元件TIL300的电池单体电压采集电路原理图
电池温度采集方法
(1)热敏电阻采集法
原理：利用热敏电阻的阻值随温度的变化而变化的特 性，用一个定值电阻和热敏电阻串联起来构成一个分 压器，从而把温度的高低转化为电压信号，再通过模 数转换得到温度的数字信息。
理、热管理等的实现方法
第7章 电动汽车电源管理系统 7.1动力电池管理系统功能及参数采集方法 7.2 动力电池电量管理系统 7.3 动力电池的均衡管理 7.4 动力电池的热管理 7.5 动力电池的电安全管理及数据通讯
7.1 动力电池管理系统功能及参数采集方法
组成：端电压传感器、继电器阵列、A/D转换芯片、光 耦、多路模拟开关
应用特点：所需要测量的电池单体电压较高而且对精 度要求也高的场合使用
单体电压采集方法
（2）恒流源法
组成：运放和场效应管组合构成减法运算恒流源电路 应用特点：结构较简单，共模抑制能力强，采集精度
高，具有很好的实用性。
使用场合 价格
普及程度
分流器
有
需插入主电路
直流、交流、 脉冲 无隔离
小信号放大、 需控制处理 小电流、控制
测量 较低
普及
互感器
无 开孔、导线传
入 交流
隔离
使用较简单 交流测量、电
网监控 低 普及
霍尔元件电流 传感器 无
开孔、导线传 入
直流、交流、 脉冲 隔离
使用简单
控制测量
较高 较普及
光纤传感器 无 -
单体电压采集方法
(5)线性光耦合放大电路采集法
应用特点：线性光耦合放大电路不仅具有很强的隔离 能力和抗干扰能力，还使模拟信号在传输过程中保持 较好线性度，电路相对较复杂，精度影响因素较多
基于线性光耦合元件TIL300的电池单体电压采集电路原理图
电池温度采集方法
(1)热敏电阻采集法
原理：利用热敏电阻的阻值随温度的变化而变化的特 性，用一个定值电阻和热敏电阻串联起来构成一个分 压器，从而把温度的高低转化为电压信号，再通过模 数转换得到温度的数字信息。
动力电池课件
• Zn+Cu2+=Cu+Zn2+
（1—1）
• 在（1—1）式的化学反应中， Cu2+和Zn2+在25℃的标准自由能△G 是-212kj/mol。根据热力学的知识，化学反应总是沿着自发的方向 进行，所以如果把锌加入Cu2+溶液中，铜就沉淀出来了。该化学反 应包含的化学能是不可利用的，能量以热能的形式被消耗掉。
第一部分:动力电池
• 8．放电速率（放电率） • 放电速率一般用电池在放电时的时间或放电电流与额定电流的比例来
表示。 • （1）时率（时间率） • 电池以某种电流强度放电，放完额定容量所经过的放电时间。汽车用
电池一般用20h率容量表示。 • （2）倍率（电流率） • 电池以某种电流强度放电的数值为额定容量数值的倍数。 • 9．使用寿命 • 使用寿命是指电池在规定条件下的
• （6）终止电压
• 终止电压是指电池在一定标准所规定的放电条件下放电时，电池的电压将逐 渐降低，当电池再不宜继续放电时，电池的最低工作电压称为终止电压。当 电池的电压下降到终止电压后，再继续使用电池放电，化学“活性物质”会 遭到破坏，减少电池寿命。
• 2．容量
• 电池在一定的放电条件下所能放出的电量称为电池的容量。常用单位为安培 小时（Ah），它等于放电电流与放电时间的乘积。电池的容量可以分为理论 容量、实际容量、标称容量和额定容量等。
电时把电能释放出来。在这个可逆的电化学转换过程中，有一定的能 量损耗。通常用电池的容量效率和能量效率来表示。 • （1）容量效率 • 容量效率是指电池放电时输出的容量与充电时输入的容量之比。 • （2）能量效率 • 能量效率也称电能效率，是指电池放电时输出的能量与充电时输入的 能量之比。 • 7．自放电率 • 自放电率是指电池在存放期间容量的下降率，即电池无负荷时自身放 电使容量损失的速度。自放电率用单位时间容量降低的百分数表示。
电动汽车动力电池及电源管理课程教学课件 第一章 电动汽车与动力电池发展历程
1976年，美国国会通过了《纯电动汽车和混合 动力电动汽车的研究开发和样车试用法令》
1911年，查尔斯·科特林(Charles Kettering)发明了内燃机自动启动技术； 1908年，福特汽车公司推出了T型车，并开始大 批量生产，内燃机汽车的成本大幅度下降， 1912年电动车售价1750美元，而汽油车只要 650美元。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1913年，福特(Ford)建立了内燃机汽车装配流 水线，几乎使装配速度提高了8倍，最终使每工 作日每隔10秒钟就有一台T型车驶下生产线。内 燃机汽车进入了标准化、大批量生产阶段。亨利福特以大批量流水线生产方式生产汽油车使得汽 油车价格更加低廉，使其价格从1909年的850 美元降到了1925年的260美元。内燃机汽车应 用方便、价格低廉的优点逐步显现。
新能源汽车专业规划教材
“十二五”职业教育国家规划教材
目录
第1章 电动汽车与动力电池发展历程 第2章 电动汽车动力电池基本知识 第3章 铅酸动力电池及其应用 第4章 碱性动力电池及其应用 第5章 锂离子动力电池及其应用 第6章 用于电动汽车的其他动力源 第7章 电动汽车电源管理系统
本章学习目标
1.能够描述动力电池及电动车辆发展简史 2.能够分析制约动力电池和电动汽车发展的因素 3.能够分析推动动力电池与电动汽车发展需解决
蓄电池的发明
1800年代，亚历山大·伏特制成了人类历史上最 早的电池，后人称之为伏特电池。
1830年，威廉姆·斯特金解决了伏特电池的弱电 流和极化问题，使电池的使用寿命大大延长。
1836年，约翰·丹尼尔进一步改进了伏特电池， 提高了伏特电池的稳定性，后人称之为丹尼尔电 池。它是第一个可长时间持续供电的蓄电池。
第7章 动力电池及管理系统
2.基于电感式均衡电路
基于电感式均衡策略是以电感作为能量转移的载体， 实现各单体蓄电池之间能量的均衡。按照电感的耦 合形式，又可分为单/多电感均衡策略.
(1)基于单电感均衡拓扑结构。单电感式主动均衡中 每个单体电池两端通过开关连通两条单向路径，分 别连向中间储能元件电感L的两端，通过控制开关阵 列使能量能在任意两节单体之间进行转移,实现能量 的削峰填谷。
具体功能如下：
（1）电池组参数检测。 （2）电池状态估算。 （3）故障诊断。 （4）电池安全与报警。 （5）充电控制。 （6）充放电继电器控制。 （7）热管理。 （8）CAN 通讯。 （9）信息存储。
7.1数据采集方法
7.1.1单体电压检测方法 1.继电器阵列法 基于继电器阵列法的电池电压采集电路原理框图， 其由端电压传感器、继电器阵列、AD转换芯片、光 耦合器、多路模拟开关等组成。如果需要测量n块串 联成组电池的端电压，就要将n+1根导线引入电池组 中各节点。
(2)基于多电感均衡拓扑结构。多电感式主动均衡在 每相邻两单体电池之间放置一个电感.
7.3.3基于单绕组和多绕组变压器的均 衡电路
1.基于单绕组变压器的均衡结构 绕组变压器均衡策略电路拓扑结构，为每个单体蓄
电池配备一个变压器和一个整流二极管。
2.基于多绕组变压器的均衡结构
多绕组变压器均衡电路一般指反激式多绕组变压器 均衡拓扑电路
7.3.1均衡变量的选择
1.以开路电压作为均衡变量 2.以工作电压作为均衡变量 3.以SOC作为均衡变量 4.以剩余可用容量作为均衡指标
7.3.2主动均衡方案
电池均衡结构
1.基于电容式均衡拓扑结构 在基于电容式均衡策略的电路拓扑中，最基本的电路拓扑结构 有两种.
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故障报警 无论何种状态，仪表报警，声光报警 高压切断 静止状态，切断高压输出 降功率运行 高速行车 过程，降功率运行，保证驾驶员将车停在安全位置
28
4.能量管理
1.充电管理（主控模块）
根据电池充电特性控制充电电压、充电电流。
2.放电管理（主控模块）
数据采集
动力电池管理系统
状态估算
安全保护
能量管理 热管理
继电器控制 信息显示
电电 池池 温 电电 度 压流 检 检检 测 测测
电电 池池 剩老 余化 电状 量况 评评 估估
过 流 、 过 温 保 护
过 压 与 欠 压 保 护
碰 撞 保 护 、 互 锁
放 电均 控衡 制管 管理 理
加保 冷 热温 却 管管 管 理理 理
3）温度测量（分控模块）
环境温度、电池箱温度（正面居中），e5共48个
4）电流监测（主控模块）
1个（动力电池正、动力电池负）：霍尔传感器
5）绝缘检测（主控模块）
动力电池正与车身 绝缘监测电阻、漏电传 动力电池负与车身 感器500Ω/V、 100Ω/V
6）高压互锁（主控模块）
在高压电缆连接插头处设计互锁开关 保证在高压上电前系统的完整性、运行过程中断开启动安全保护， 防止带电插拔对高压部件的拉弧损坏
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2.电池状态估算(主控模块)
1.SOC（State of Charge）
剩余电量/额定容量的百分比
由于电池不一致性、放电电流、 温度、传感器精度、历史状态 不确定性、算法精度、SOC评
估精度困难
仪表显示SOC和续航里程（基于温度、电压、电流计算）
安培时间积分法、开路电压法、负载电压法、卡尔曼滤波法、模糊推理、神经网络
2.SOH（State of Health）
EV:深充深放，测量容量/额定容量的百分比；电池循环次数n=f(T,I,SOC)
HEV:电池内阻
卡尔曼滤波法、模糊推理、神经网络
26
3.安全保护
1.过流保护（主控模块）
充放电过程，工作电流超过安全值启动保护措施（充电0.5C？e5快充125A，慢充40A，直流快 充15min 80%，慢充1~2h；北汽EV200 30min 50%，慢充6~12min） 1C持续放电，OK 3C放电1min,启动保护；（宝马i3 4.3C）
总电压 (V)
633.6
332
电池包重量 (kg)
490
165
额定总容量 （AH） 75
91.5
电池组连接方式
1P192S 3P91S
综合续航里程 (Km)
300
200
1.单体电池容量为： 2. 单体电池电压为： 3.总电量为： 4.比能量为： 5.百公里能耗： 以1.2元/度折算， 百公里使用成本：
1
1
2
3
认知单体电池和动力电池
动力电池包拆卸 高压安全与防护
动力电池系统内部结构认知 电池管理系统功能
2
4
5
6
电池模组更换
电池管理系统主控单元更换 SOC标定
绝缘检测 接触器检测
3
7
8
9
电池热管理系统拆卸 鼓风机 更换 制冷剂、冷却液更换
电池充电 电池充电系统故障诊断
06
07
成本低
决定能否市场化 3~5元/WH
安全性好
电解质不腐蚀接线柱 自燃、爆炸
碰撞时应不会对乘员伤害
工作温度适应性强
环境温度：-15℃~50℃ 电池电化学反应的热量
可回收性好
容量衰减到80%，寿命终结
10
常用动力电池参数对比
化学电池、物理电池、生物电池 镍氢电池、锂离子电池、燃料电池、锌空气电池、超级电容、超高速飞轮
2.过压和欠压保护（影响电池寿命）
如磷酸铁锂设定充电（3.65V）、放电（2.7V）截止保护电压，分级报警，甚至切断电流回路。 压差报警(30mV)
3.过温保护（电池寿命、燃烧、爆炸）
温度超过一定值，仪表报警甚至启动保护措施。 如众泰E200，65℃/50℃两个报警阈值。温差报警
27
3.安全保护
4.漏电保护（主控模块） 5.碰撞高压防护 6.高压互锁
AH V Kwh Kwh/kg Kwh
元
1. 你所测得三个单体电池平均电压为： V
2.初步判定该锂离子电池正极材料为：
。
3.台架单体电池间的连接关系为：
。
总电量=总安时数*电压 总容量=单体电池容量*并联数 总电压=单体电池电压*串联数
18
电池管理系统（BMS）
19
动力电池包组成
电池模组、维修开关、BMS主控模块、BMS从控模块、信号采集 线束、接触器、预充电阻、温度传感器、电流传感器
20
动力电池包组成
21
电池管理系统功能
BMS功能 电池数据采集 电池状态估算 安全保护 能量管理（充放电控制、均衡） 电池热管理功能 信息管理 继电器控制
提高动力电池使用效率，增加续航里程， 延长使用寿命，降低运行成本、提高电池 组及动力系统可靠性，从而有效提升电动 汽车整车品质。
22
电池管理系统功能
电池管理系统低压电气系 统故障诊断
4
1 新能源汽车对动力电池要求
2 动力电池种类及主要参数
内容 3 电池管理系统功能 5
动力电池及管理系统
电机及控制技术 整车控制技术
6
1.新能源汽车的安全性 2.续航里程
1.11.
3.充电时间 4.成本、价格
7
8
电动汽车对动力电池的要求
动力电池的应用要求&常用动力电池参数对比&动力电池成组
主预 接充 触接 器触
器
电
历
池信 史
信息 信
息交 息
显互 存
示
储
23
北汽EV200 BMS系统架构
24
1.数据采集功能
1）检测单体电池电压（e5 13个分控模块）
每个单体电池运行状态、根据电压差判断差异性、累积获取总电压（e5 192个，EV200 91个）
2）电池包总电压（主控模块）
SOC计算参考、监测接触器状态
9
动力电池的应用要求
01
02
03
04
比能量高
输出功率大
寿命长
百公里能耗：10~30度电
驱动电机，动力要求 充放电性能（深充深放）
HEV:1~2度
质量功率（140W/kg） 充电时间（快充、慢充）
PHEV：6~30度
循环寿命（放电深度）
BEV:30~50度
电池保修
质量、体积（100WH/kg）
耐力
05
11
常用锂离子动力电池对比
12
动力电池成组（PACK） 电芯 → 模组→ 电池组→电池包
电芯
模组
电池包
电池组
13
动力电池成组（PACK）EV200
14
动力电池成组（PACK）EV200
15
动力电池成组（PACK）e5
16
动力电池成组（PACK）
17
算一算，测一测
参数 车型
e5
EV200
28
4.能量管理
1.充电管理（主控模块）
根据电池充电特性控制充电电压、充电电流。
2.放电管理（主控模块）
数据采集
动力电池管理系统
状态估算
安全保护
能量管理 热管理
继电器控制 信息显示
电电 池池 温 电电 度 压流 检 检检 测 测测
电电 池池 剩老 余化 电状 量况 评评 估估
过 流 、 过 温 保 护
过 压 与 欠 压 保 护
碰 撞 保 护 、 互 锁
放 电均 控衡 制管 管理 理
加保 冷 热温 却 管管 管 理理 理
3）温度测量（分控模块）
环境温度、电池箱温度（正面居中），e5共48个
4）电流监测（主控模块）
1个（动力电池正、动力电池负）：霍尔传感器
5）绝缘检测（主控模块）
动力电池正与车身 绝缘监测电阻、漏电传 动力电池负与车身 感器500Ω/V、 100Ω/V
6）高压互锁（主控模块）
在高压电缆连接插头处设计互锁开关 保证在高压上电前系统的完整性、运行过程中断开启动安全保护， 防止带电插拔对高压部件的拉弧损坏
25
2.电池状态估算(主控模块)
1.SOC（State of Charge）
剩余电量/额定容量的百分比
由于电池不一致性、放电电流、 温度、传感器精度、历史状态 不确定性、算法精度、SOC评
估精度困难
仪表显示SOC和续航里程（基于温度、电压、电流计算）
安培时间积分法、开路电压法、负载电压法、卡尔曼滤波法、模糊推理、神经网络
2.SOH（State of Health）
EV:深充深放，测量容量/额定容量的百分比；电池循环次数n=f(T,I,SOC)
HEV:电池内阻
卡尔曼滤波法、模糊推理、神经网络
26
3.安全保护
1.过流保护（主控模块）
充放电过程，工作电流超过安全值启动保护措施（充电0.5C？e5快充125A，慢充40A，直流快 充15min 80%，慢充1~2h；北汽EV200 30min 50%，慢充6~12min） 1C持续放电，OK 3C放电1min,启动保护；（宝马i3 4.3C）
总电压 (V)
633.6
332
电池包重量 (kg)
490
165
额定总容量 （AH） 75
91.5
电池组连接方式
1P192S 3P91S
综合续航里程 (Km)
300
200
1.单体电池容量为： 2. 单体电池电压为： 3.总电量为： 4.比能量为： 5.百公里能耗： 以1.2元/度折算， 百公里使用成本：
1
1
2
3
认知单体电池和动力电池
动力电池包拆卸 高压安全与防护
动力电池系统内部结构认知 电池管理系统功能
2
4
5
6
电池模组更换
电池管理系统主控单元更换 SOC标定
绝缘检测 接触器检测
3
7
8
9
电池热管理系统拆卸 鼓风机 更换 制冷剂、冷却液更换
电池充电 电池充电系统故障诊断
06
07
成本低
决定能否市场化 3~5元/WH
安全性好
电解质不腐蚀接线柱 自燃、爆炸
碰撞时应不会对乘员伤害
工作温度适应性强
环境温度：-15℃~50℃ 电池电化学反应的热量
可回收性好
容量衰减到80%，寿命终结
10
常用动力电池参数对比
化学电池、物理电池、生物电池 镍氢电池、锂离子电池、燃料电池、锌空气电池、超级电容、超高速飞轮
2.过压和欠压保护（影响电池寿命）
如磷酸铁锂设定充电（3.65V）、放电（2.7V）截止保护电压，分级报警，甚至切断电流回路。 压差报警(30mV)
3.过温保护（电池寿命、燃烧、爆炸）
温度超过一定值，仪表报警甚至启动保护措施。 如众泰E200，65℃/50℃两个报警阈值。温差报警
27
3.安全保护
4.漏电保护（主控模块） 5.碰撞高压防护 6.高压互锁
AH V Kwh Kwh/kg Kwh
元
1. 你所测得三个单体电池平均电压为： V
2.初步判定该锂离子电池正极材料为：
。
3.台架单体电池间的连接关系为：
。
总电量=总安时数*电压 总容量=单体电池容量*并联数 总电压=单体电池电压*串联数
18
电池管理系统（BMS）
19
动力电池包组成
电池模组、维修开关、BMS主控模块、BMS从控模块、信号采集 线束、接触器、预充电阻、温度传感器、电流传感器
20
动力电池包组成
21
电池管理系统功能
BMS功能 电池数据采集 电池状态估算 安全保护 能量管理（充放电控制、均衡） 电池热管理功能 信息管理 继电器控制
提高动力电池使用效率，增加续航里程， 延长使用寿命，降低运行成本、提高电池 组及动力系统可靠性，从而有效提升电动 汽车整车品质。
22
电池管理系统功能
电池管理系统低压电气系 统故障诊断
4
1 新能源汽车对动力电池要求
2 动力电池种类及主要参数
内容 3 电池管理系统功能 5
动力电池及管理系统
电机及控制技术 整车控制技术
6
1.新能源汽车的安全性 2.续航里程
1.11.
3.充电时间 4.成本、价格
7
8
电动汽车对动力电池的要求
动力电池的应用要求&常用动力电池参数对比&动力电池成组
主预 接充 触接 器触
器
电
历
池信 史
信息 信
息交 息
显互 存
示
储
23
北汽EV200 BMS系统架构
24
1.数据采集功能
1）检测单体电池电压（e5 13个分控模块）
每个单体电池运行状态、根据电压差判断差异性、累积获取总电压（e5 192个，EV200 91个）
2）电池包总电压（主控模块）
SOC计算参考、监测接触器状态
9
动力电池的应用要求
01
02
03
04
比能量高
输出功率大
寿命长
百公里能耗：10~30度电
驱动电机，动力要求 充放电性能（深充深放）
HEV:1~2度
质量功率（140W/kg） 充电时间（快充、慢充）
PHEV：6~30度
循环寿命（放电深度）
BEV:30~50度
电池保修
质量、体积（100WH/kg）
耐力
05
11
常用锂离子动力电池对比
12
动力电池成组（PACK） 电芯 → 模组→ 电池组→电池包
电芯
模组
电池包
电池组
13
动力电池成组（PACK）EV200
14
动力电池成组（PACK）EV200
15
动力电池成组（PACK）e5
16
动力电池成组（PACK）
17
算一算，测一测
参数 车型
e5
EV200