动力电池技术路线图详解
新能源汽车电气电子技术路线图解析
图左：雪佛兰2017新能源车
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图右：未来的电动车底盘
目录
1 未来趋势及挑战 2 系统目标及状态 3 电机目标及状态 4 电控技术目标和状态 5 关键技术和策略
二、系统目标及状态
2.1 系统目标描述
美国驱动系统成本和功率密度规划，2025年驱动系统成本要降低到6美元/kW，相比2020年的8美元/KW降低25%。 功率密度要从2020年的4KW/L提高到33KW/L。
驱动系统和能量存储装置的尺寸大小。
预测2025年插电式电动汽车占销售总量的10% 预测2040年插电式电动汽车占销售总量的35%
图：2015-2040传统燃油车及新能源车销量预测图
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1.5有线充电
无线充电
自动驾驶 降低运营成本 提高可靠性 保证5~8万英里/年 30万英里寿命
图：技术路线图系统构成
蓝色和绿色框是技术路线图解析组件
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一、路线图概要
1.2 技术路线图涵盖范围
混合动力电动汽车（HEV） 插电式混合动力电动汽车（PHEV） 可扩展电动汽车（EEV） 纯电动/燃料电池电动汽车（BEV和FCEV）
路线图的重点是前瞻研究和开发，以提高车辆电气化。 过去研发专注于混合动力汽车，但目前重点转向全部电动
@2025年
模块化滑板式底盘 驱动系统与能量存
储系统集成于模块 化的底盘中。 底盘可拉伸 50万/年模块化底 盘@2025年
更多能量要求不同 的充电方案
长距离要求 100~200KW快充功率
已经着手开发350KW 快充方案
无线充电将受到市 场认可
运动车辆无线充电 需要更多的道路基 础设施升级
中国驱动系统，2020、2025、2030年比功率目标为4.0kW/kg、4.5kW/kg、5.0kW/kg，减、变速器转速达到 14000r/min、15000r/min、16000r/min。
动力电池制造流程图简介
Process of Power Cell Production
Electrode Preparing
(Mixing、Coating、Calendaring、Drying、Slitting、Cutting)
Cell Assembling
(Stacking、Welding、Sealing、EL injection、Degassing)
Mixing Coating Pressing Cutting
injection
Sealing Stacking Drying
Formation
Formation Aging
Grading
Stock
Confidential - Do not copy
2
Mobile Energy Provider
Mixing(anode & cathode)
FQC
1.Appearance 2.Voltage 3.Resistance 4.Capacity 5.Sealing 6….
Forming Formation Welding
Stock
Auto-Winding & Manual-Winding
Sealing
injection
Aging
Confidential - Do not copy
Welding (Al
Ni)(KS PACK)
Ni
AL
Control point: Process: 1.Mold position 2.Welding parameters
Product: 1.Position of the tabs 2.Dimensions of the tabs 3.Peeling streng
“锂电池”生产过程图解，超详细！
“锂电池”生产过程图解，超详细！
编者按
“锂电池”，是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。
由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。
锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。
锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。
我们所熟知的特斯拉电动汽车便是用的18650锂离子电池通过串并联组成的电池板。
下面将图文解读锂电池21道生产工序，了解锂电池的制造过程。
第一步：负极匀浆。
第二步：正极匀浆。
第三步：涂布。
第四步：碾压。
第五步：分切。
第六步：烘烤。
第七步：卷绕。
第八步：入壳。
第九步：点焊。
第十步：烘烤。
第十一步：注液。
第十二步：焊盖帽。
第十三步：清洗。
第十四步：干燥储存。
第十五步：检测对齐度。
第十六步：壳体喷码。
第十七步：化成。
组装后的电池，被给予一定的电流，使电池正负极活性物质被激发，最后使电池具有放电能力的电化学过程称为化成，电池只有经过化成后才能作为电源使用。
第十八步：OCV测量。
第十九步：常温度储存。
第二十步：分容。
电池在制造过程中，因工艺原因使电池的实际容量不可能完全一致，通过一定的充放电检测，将电池按容量分类的过程称为分容。
第二十一步：最后工序。
怎么样？这工艺复杂吗？来源：机械学霸。
锂电池工作原理和结构图解，看完你就是专家！
锂电池工作原理和结构图解，看完你就是专家！从上世纪90年代开始，锂电池开始进入市场，逐渐成为电器和IT 终端设备的动力选择。
更小的体积、更稳定的性能、更好的循环性，使锂电池逐渐遍布人们日常生活的各个方面，助力人类向清洁世界迈出重要一步。
相较于以化石燃料为基础的传统能源供给方式，锂电池的出现打破了以往的碳基供能方式，减少了碳排放量，为可持续发展提供了新路径。
我们俗称的锂电池其实分为锂金属电池和锂离子电池两种。
1、锂金属电池锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。
放电反应原理为：Li MnO2=LiMnO2。
2、锂离子电池锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。
充电正极上发生的反应为：LiCoO2==Li(1-x)CoO2 XLi Xe-(电子)；充电负极上发生的反应为：6C XLi Xe- = LixC6；充电电池总反应：LiCoO2 6C = Li(1-x)CoO2 LixC6。
今天来详解一下锂电池工作原理和结构，让大家全方位的了解锂电池。
锂电池结构示意图了解锂电池工作原理之前，我们先大概了解下锂电池的组成部分，如下示意图：（1）正极——活性物质一般是钴酸锂或者锰酸锂，镍钴锰酸锂等材料，电动车则普遍是用镍钴锰酸锂（俗称三元）或者三元少量锰酸锂，纯的锰酸锂和磷酸铁锂则由于体积大、性能不好或成本过高而逐渐淡出视野，导电极流体使用厚度10--20微米的电解铝箔。
（2）隔膜——一种经特殊成型的高分子薄膜，薄膜有微孔结构，可以让锂离子自由通过，而电子不能通过。
（3）负极——活性物质为石墨，或近似石墨结构的碳，导电集流体使用厚度7-15微米的电解铜箔。
（4）有机电解液——溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂，聚合物的则使用凝胶状电解液。
（5）电池外壳——分为钢壳（方型很少使用）、铝壳、镀镍铁壳（圆柱电池使用）、铝塑膜（软包装）等，还有电池的盖帽，也是电池的正负极引出端。
新能源汽车动力电池技术PPT课件
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锂离子电池性能
• 与传统的化学电源体系相比，它具有以下优点. • 1、比能量高。锂离子电池的比能量可达到200Wh/Kg和300Wh/L，约为传统
锌锰、铅酸和镍镉电池的6倍; • 2、工作温度范围宽。可在-200 C-+750 C环境温度下工作; • 3,贮存性能好。锂一次电池通常可贮存5-10年，锂二次电池的自放电一般小于
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超高速飞轮
• 超高速飞轮是实现电动汽车储能要求的一种有效方式，它具有高比能量、 高比功率、 长循环寿命、 高能 量效率、 能快速充电、 免维护和良好的性能价格比等优点。在混合储能系统中，若飞轮用作辅助能量源， 则飞轮在车辆匀速行驶和再生制动时以机械形式实施充电储能而在车辆启动、加速或爬坡时进行发电并输 出峰值功率。除了可以做主能源的负载均衡装置之外，超高速飞轮也可单独用作电动汽车的能量源。
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充电特性
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锂离子电池的荷电状态值
• 锂离子动力电池的两个基本特性: • 1、电池的容量与放电电流有关，放电电流越大，则在该电流下所能放出的有效容量就越少，这种特性简
称容量特性 • 2、电池的工作电压与放电的深度有关，放电电流及放电深度越大，电池的工作电压下降得越多，这种特性
正负电极间的往返嵌入和脱嵌形成电池的充电 和放电过程。在充电时， Li十正极脱嵌经过电 解质嵌入负极，负极处于富锂状态，正极处于 贫锂状态，放电时刚好相反。
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锂电池工艺流程图(PPT44页)
卷状极片 刷粉
裁大片 刮粉
相 应 图 片（2）
对辊 极耳铆接
裁小片 整理极片
相 应 图 片（3）
已铆接好的极片与未铆接 的极片
贴胶纸
计数
外观检查
钢壳电池装配工艺流程图1
裁隔膜纸
正
负
极
片 烘 烤
卷 绕
卷 绕 检
捍
压
贴
扁
扁
上
胶
正负极刷粉
查
纸
符号说明： 1 表示对生产对象进行加工、装配等； 2 表示品质部负责的专检点； 3 表示生产对象在工作地有计划地存放； 4 表示生产对象在工作地附近的临时存放。
查
符号说明：
1
表示对生产对象进行加工、装配等；
2
表示品质部负责的专检点；
3
表示生产对象在工作地有计划地存放；
相应图片
配料 收卷
搅拌 拉浆
正极片工艺流程图1
收
卷
正
极 片
裁
刮
刷大Βιβλιοθήκη 粉粉对裁
辊
小
片
片
符号说明： 1 表示对生产对象进行加工、装配等； 2 表示品质部负责的专检点； 3 表示生产对象在工作地有计划地存放； 4 表示生产对象在工作地附近的临时存放。
相 应 图 片（1）
卷状极片 已刮好的极粉
裁大片 刮粉
相 应 图 片（2）
•
翻面刮粉
刷粉
裁小片
对辊
正极片工艺流程图2
极耳
裁
重
极
正
小
量
耳
极
片
分
连
片
档
接
贴
胶
动力电池技术路线图介绍共39页文档共41页文档
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生
动力电池结构简介
动力电池系统简介术语解释缩略语描述BMS电池管理系统Battery Management SystemCSC电池监控单元Cell Supervision CircuitBMU电池管理单元Battery Management UnitTCB温度控制板Temperature Control BoardPDM功率分配模块Power Distribution ModuleBPM后备电源模块Backup Power ModuleCAN控制器局域网Controller Area NetworkSOC荷电状态State of ChargeSOH健康状态State of HealthNTC负温度系数Negative Temperature CoefficientA-CAN BMU与整车HCU通信所使用的CANC-CAN BUM与CSC通讯所使用的CANCH-CAN BMU与充电机通讯所使用的CANMSD维护开关Manual Service Disconnect动力电池系统构成01 0302 04电池箱高压盒热管理附件高低压线束电池箱在整车中的位置（大巴示例）1.底盘上表面（最常见）2.尾部正后方（最常见）3.尾部侧面（常见）4.顶部（不常见）电池箱1.高压连接器正2.高压连接器负3.加热输出4.加热输入5.低压输入6.低压输出7.维护开关（MSD）插座8.气压平衡阀（上盖）9.工装挂钩10.警示标识（踩踏、触摸高压）气压平衡阀平衡阀外侧平衡阀内侧MSD组件（带Fuse）MSD组件（不带Fuse）1.箱盖2.箱体密封垫3.电池监控单元（CSC）4.铜巴5.模组6.箱体7.气压平衡阀依据GB4208《外壳防护等级（IP代码）》，公司产品达到IP67.IP676-防止金属件接近危险部件/尘封（最高为6级）●直径1.0mm的金属件不能进入壳内●尘密效果：无灰尘进入7-防短时间浸水影响（最高为8级）●静止水深：<1m●浸入时间：≤30min1.铝巴2.温度采样线3.电压采样线4.模组总正5.模组总负123模组（Module）模组爆炸图1.顶盖绝缘片板2.线束板3.电芯4.侧板5.端板6.底板电芯直接封装在壳体内，温度采样点和电压采样点如图所示。
动力电池可持续发展技术路线图
动力电池可持续发展技术路线图一、动力电池装机量我国动力电池装机量随着电动汽车的快速增长而增加。
2021年1到9月份共装车0.92亿千瓦时，全年预计1.5亿千瓦时左右。
2025年预计在6亿千瓦时左右，2030年预计在15亿千瓦时到20亿千瓦时之间。
国外机构基于2030年全球5500万辆电动汽车年销量的激进预测给出的动力电池的年装车量结果是50亿千瓦时，而保守预测结果是30亿千瓦时。
基于电动汽车保有量可以预测中国车载电池的总保有量，预计2025年会超过20亿千瓦时，2030年会超过70亿千瓦时，2035年会超过150亿千瓦时。
由于电动汽车市场火爆，刺激上游电池产业快速扩产。
据统计中国动力电池规划产能2023年将达10亿千瓦时，2025年接近25亿千瓦时。
当然，规划产能会大于动力电池年产量，同时年产量中除了车用电池外，还有储能电池等一系列其他用途，估计2025年电池总出货量在10亿千瓦时左右。
电池产量的快速膨胀会刺激上游材料周期性涨价。
同时也会引起公众对材料资源短缺的担心。
从潜力看，全球锂资源经济可采储量为2100万吨，如果按三元811电池材料体系算，可以生产电池2000亿千瓦时。
按平均一辆车100千瓦时算，可以制造20亿辆电动汽车。
当然这不能全部用于汽车，别的地方也要用。
但这是经济可采储量，总勘探储量是8600万吨。
而且因为总勘探储量近年还在不断增加，似乎问题不是很大。
但是，钴的资源就没有那么乐观了，经济可开采储量只有710万吨。
照此计算只能到950亿千瓦时。
至于锰的资源则没有问题，非常富余。
然而资源分布却不均匀，锂矿有3/4分布在澳大利亚、智利、阿根廷。
钴矿有2/3依赖于非洲的刚果金。
镍矿的一半依赖于印尼和俄罗斯。
资源分布是极不均匀。
所以，资源的压力还是有的，不能掉以轻心。
二、电池材料的循环可持续如果循环利用做得好，支撑发展问题不会很大。
材料循环要耗能、要排放，电池生产也会耗能和排放，可持续发展也是重大问题，也就是电池全生命周期的碳排放是问题。
锂电池的原理图
锂电池的原理图
锂电池是一种常用的化学电源，由阴极、阳极和电解质组成。
其工作原理如下：
1. 阴极（正极）：阴极通常由锂化合物（如LiCoO2）构成。
在充电过程中，锂离子离开阴极，从而转化为锂金属。
2. 阳极（负极）：阳极通常由碳材料（如石墨）构成。
在充电过程中，锂金属离子（Li+）从电解液中脱离，进入阳极结构，形成锂盐。
3. 电解质：电解质是锂离子的载体。
它通常是有机溶剂（如聚合物电解质或液体电解质），能够在锂离子运动时提供离子传输的途径。
4. 电子导体：为了形成电流，电子需要在阴极和阳极之间进行传输。
在锂电池中，电子通过外部电路传输，从而供电给设备。
在充电过程中，外部电源通过电解液中的电子将锂离子从阳极移动到阴极，以储存能量。
在放电过程中，储存的能量转化为电流，从阴极流向阳极，通过外部电路供给设备使用。
总结：锂离子在充放电过程中在阴极和阳极之间的往复迁移，通过外部电路传输电子，完成电能储存和释放的过程。
锂电池生产过程图解21步，超详细，超完整的！
锂电池生产过程图解21步，超详细，超完整的！
“锂电池”，是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。
由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。
锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。
锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。
我们所熟知的特斯拉电动汽车便是用的18650锂离子电池通过串并联组成的电池板。
随着新能源汽车日渐火爆，动力电池行业也变得炙手可热！
下面我们将通过图解的形式，学习了解锂电池的制造过程。
下面将图文解读锂电池21道生产工序：
第一步负极匀浆
第二步正极匀浆
第三步涂布
第四步碾压
第五步分切
第六步烘烤
第七步卷绕
第八步入壳
第九步点焊
第十步烘烤
第十一步注液
第十二步焊盖帽
第十三步清洗
第十四步干燥储存
第十五步检测对齐度
第十六步壳体喷码
第十七步化成
组装后的电池，被给予一定的电流，使电池正负极活性物质被激发，最后使电池具有放电能力的电化学过程称为化成，电池只有经过化成后才能作为电源使用。
第十八步 OCV测量
第十九步常温度储存
第二十步分容
电池在制造过程中，因工艺原因使电池的实际容量不可能完全一致，通过一定的充放电检测，将电池按容量分类的过程称为分容。
第二十一步最后工序
来源：科技材料制造。
详细版动力电池系统结构.ppt
4、BMS
LOGO
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5、回顾
LOGO
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SK的单体电芯是三元聚合物锂电池，它的正极材料是镍钴锰酸锂 （LiNiCoMn）O2，其单体电芯额定电压为3.7V左右。
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3、辅助插接件
LOGO
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3、辅助插接件
LOGO
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3、辅助插接件
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SK动力电池的电流传感器，采用了霍尔式电流传感器， 通过在载流导体周围产生一正比于该电流的磁场，从而 来监测充、放电电流的大小。
电动汽车动力电池系统结构与功能
动力电池系统由四部分组成： 1、动力电池箱 2、电池模块 3、BMS 4、辅助元器件
..........
LOGO
1、动力电池箱
• SK的动力电池箱体是用螺 栓连接在车身底盘下方，其 防护等级为IP67，螺栓拧紧 力矩为80~100Nm，其制作 材料上SK电池箱体的上盖 板为玻璃钢，玻璃钢是优良 的绝缘材料，而下盖板为了 增加硬度和耐磨性，其材料 为钢
..........
LOGO
2、动力电池模块
LOGO
• 电池模组是由数百只甚至数千只单体电芯通过串联或并联组合，从而形成能输出
高电压、大电流的供电源。北汽EV200所用的SK电池其连接方式为3P91S，具体含 义如下：
表示方式： 例：3P91S
表示3个电芯并联成1个独立 单体电池，再由91个独立电池模 块串联成动力电池总成。
..........
3、辅助插接件
LOGO
手动维修开关和熔断器作用是为了避免由于操作不当，短路 等引起的电器部件的损坏，用来保证电动汽车高压电气安全。.......... 3、辅助插接件LOGO
锂电池构造原理图
锂电池构造原理图
锂电池是一种利用锂离子在正负极之间传递来实现电能转化的电池。
它的构造
原理图可以分为正极、负极、电解质和隔膜四个部分。
首先，我们来看正极部分。
正极是由锂钴酸锂（LiCoO2）等化合物组成的，
它是锂离子电池中最常用的正极材料。
在正极材料的表面，涂覆有导电性的碳黑和粘结剂，以增加电极的导电性和稳定性。
正极材料在电池放电的过程中会释放出锂离子，从而形成正极的电荷。
接下来是负极部分。
负极通常采用石墨材料，因为石墨具有良好的导电性和稳
定性。
在负极材料的表面也会涂覆碳黑和粘结剂，以增加导电性。
在充电时，锂离子会从正极迁移到负极，嵌入到石墨材料的层间结构中，形成负极的电荷。
第三部分是电解质。
电解质是正极和负极之间的介质，通常采用有机溶剂和锂
盐混合物。
电解质具有良好的离子传导性，能够促进锂离子在正负极之间的传输。
同时，电解质还能阻止正负极之间的直接接触，防止短路和安全事故的发生。
最后是隔膜部分。
隔膜是用来隔开正负极的，防止它们直接接触。
隔膜通常采
用聚烯烃或聚酯等材料制成，具有良好的机械强度和热稳定性。
隔膜不仅能够防止正负极的直接接触，还能促进锂离子的传输，保证电池的正常工作。
综上所述，锂电池的构造原理图主要包括正极、负极、电解质和隔膜四个部分。
正极和负极是电池的两个极性，电解质和隔膜则起着传导和隔离的作用。
这些部分共同作用，实现了锂电池的高效能量转化，使其成为现代电子产品中不可或缺的电源。