锂电池应用

280~320
250~500 3.2~3.7 -20~60
自放电率(%)
循环寿命 优点
4~5
300~500次 原材料丰富，价 廉，技术成熟 比能量低，寿命 短，耐过充放差， 污染环境，价格 低
30~35
500~700次 高倍率放电好， 耐过充，寿命长， 安全性好 工作电压低，自 放电率高，价格 高
<3
（4）性价比高：2-3元/Wh，镍氢为8-9元/Wh （5）倍率放电好 （6）适用温度范围宽
磷酸铁锂电池 磷酸铁锂电池安全性能好，明显优于鈷酸锂、锰酸铁锂和三 元材料锂电池，同时，磷酸铁锂电池的所需元素都是地球含 量丰富的，因此作为动力电池很快被应用。 然而，磷酸铁锂电池电压平台很平，因此在控制管理时较困 难；同时电池的制备工艺较复杂，致使磷酸铁锂价格较高。
动力电池简介
1、材料、结构和制作工艺方面：
2、电池管理系统方面 只要使每个单体电池都能做到温度、内阻、电 流、电压、自放电和SOC的一致，成组电池的一致 性是完全可以控制的。
三、锂电池和镍氢电池在安凯客车上的应用
安耐信电池 安耐信电池主要是由瑞华配给，安耐信电池是以磷酸铁锂为正极材料，电池的标称电 压是3.2V，主要用到的是26650型3AH电芯。在12米公交车上和K40EV上用的电池的容 量和电压是500AH/537V，其模块是500AH/3.2V，每车共有168个模块，每个模块由156 个电芯并联而成；在宝斯通中巴上用的电池是250AH/500V，每车共有78个模块，其模 块是250AH/6.4V，每个模块由72个电芯并联后再两个串。电池管理系统也是有瑞华负 责配给。安耐信电池模块、电池箱和管理系统如下图：
第一期项目：电池箱内装风扇
第一期项目：行李舱内装风扇
第二期项目：电池箱做成敞开式
第二期项目：行李舱风扇
第三期项目：电池散热系统
展望： 电池一直是电动汽车发展的瓶颈，其中电池的 安全性、一致性和能量密度尤为重要。在没有高 能量密度电池产生之前，锂电池是发展电动汽车 不可替代的能源。未来锂电池可能从以下两方面 来提高：
不能过充或者过放：过充或者过放都会对 电池产生不可逆转的影响，同时还可能对电 池的安全性产生影响。
锂电池原理
电池在过充状态下的情形
锂电池原理 避免在高温和低温下使用（-20-55℃）： 高温下使用锂电池很不安全，低温会对电池的 SOC产生影响，如-20℃时磷酸铁锂电池的SOC只 有60%。电池的热管理系统：
-
O Fe Li O O P
O Fe Li O O P
O Fe Li O Li+
O Fe
摇椅式电池，充、放电容量（Ah/mAh）
磷酸铁锂电池反应原理
放电 正极 Li FePO4 ———— FePO4+Li++e充电 放电 负极 6C+Li++e- ———— LiC6 充电 放电 总反应 6C+ Li FePO4 ———— FePO4+ LiC6 充电
正极材料来说是安全、无毒、稳定，但电池中还有其它物质，如电解液 主要是六氟磷锂，电池的隔膜也是一种聚合物。这些物质在温度过高时 能发生分解或燃烧。
标称电压（平台电压）
磷酸铁锂电池标称电压为3.2-3.3V（在这一阶 段电池的放电时间最长），充电的最高电压一 般限制在3.65-3.7V，放电的最低电压限制在2.5V。
磷酸铁锂电池：磷酸铁锂电池材料很稳定， 无毒、无害，所含的元素均是地球含量丰富的。 电池的标称电压为3.2-3.3V，在实际操作时最高 一般限制在3.65-3.7V，最低限制在2.5V。生产 该种电池的公司很多，国内厂家大多生产此类电 池：如深圳沃特玛、合肥国轩高科等。磷酸铁锂 电池在充放电时，一般放出的热量较少，但在低 温下电池的性能较差。 认识误区：一直以来，人们都认为磷酸铁锂电池是 一种绝对安全的电池？这只是人们的一厢情愿，就
镍氢电池 山东淄博和天津国泰之光HFF6126G03EV用镍氢电池。厂 家有国利电气、齐盛科技。电池有150AH、200AH、300AH三 种型号。
电池箱做成带轴承推拉式，固定方式采用螺栓锁扣形式
快换电池电车 国轩HFF6101G03EV 用快换电池箱，许继电池箱体
电池箱托盘和工装
快换安装要求：
锂电池电芯
保护电路
锂电池原理
几种电池模块 若干个电芯并联或串联以达到一定容量或 电压的电芯组合。
锂电池原理
电池箱（包） 电池箱由若干个电池模块串联、电池管理系统 （保护电路）、电气元件（熔断器）、高低压线和 通讯线组成的，是实现电池功能的组织。
锂电池原理
电池的SOC和DOD SOC：State of Charge(荷电状态)的缩写，是电池的 现有电量与总容量的比。 DOD：Depth of Discharge(放电深度)的缩写，是电 池放出的电量与总容量的比。
二、镍氢电池
• 镍氢电池： • 镍氢电池正极活性物质为氢氧化镍(称氧化镍电极)，负极活性物 质为金属氧化物，也称贮氢合金(电极称贮氢电极)，电解液为氢 氧化钾，在电池充放电过程中的电池反应为： •
• • • • • • • • •
电池的标称电压为： 1.2V～1.3V ，最高：1.55，最低：1.15 镍氢的电池特点： 1、自放电大，30~35%/月， 2、能量密度低，41.7WH/KG， 3、可大电流充放电，耐过充，充电时放热很大，电池使用易变形， 电池在充放电时不均衡，要加均衡管理模块， 4、循环寿命比锂电短，500-1000次， 5、工作温度，-20~60℃ 6、安全性好 安凯HFF6126G03EV淄博市科技局10台车上用到淄博洁力电气的 镍氢超级电容电池，200AH/518V，总共有414串模块，每个模块 200AH，共分成13箱：
国轩电池： 国轩电池是以磷酸铁锂作为正极材料，标称电压为3.2V，主要用到的是1865140型 10AH电芯。国轩电池由我公司负责与国轩高科进行技术对接，在12米纯电动公交车 上和K40EV上用的电池容量和电压是500AH/537V，其模块是500AH/3.2V，每车有168 个电池模块串联，每个模块由48个电芯并联而成；在宝斯通中巴上用的电池是 250AH/500V，其模块是250AH/6.4V，每车共有78个模块，每个模块由24个电芯并联 后再两组串联；在增程车（老式，且已卖给合肥公交）上用的电池是360AH/537V， 其模块是360AH/6.4V，每车由84个电池模块，每个模块由36个电芯并联后再两组串联。 都采用瑞华电池管理系统。国轩电池模块、电池箱和管理系统如下图：
动力电池及其在安凯 EV上的应用
新能源汽车研究所 2012年4月
几种电池性能比较
铅酸电池 比能量(wh/kg) 35~40 镍氢电池 40~60 锂离子电池 100~190
比功率(w/kg)
体积比能量(wh/L) 电压(V) 工作温度(℃)
50
80 2 0~60
160~230
100~200 1.2 -20~60
三元材料电池 正极材料有镍、钴、锰，有的是富锰材料的
锂电池简介 锂电池用途 锂离子电池以其它电池所不可比拟的优势迅速占领了 许多领域，象大家熟知的移动电话、笔记本电脑、小型 摄像机、电动自行车、摩托车、电动汽车等等，且越来 越多的国家将该电池应用于军事用途。应用表明，锂离 子电池是一种理想的小型绿色电源。
安赛锂能电池： 我公司的增程车（自主研发的样车）用到该公司电池，电芯是18650型，1.25AH/3.2V， 该车的电池电压和容量为544V/300AH，由85个电池模块组成；每个模块由220个电芯 并联后再两组串联。
深圳市沃特玛电池： 沃特玛电池是以磷酸铁锂为正极材料，标称电压为3.2V。我公司在自主研发车上用该 公司的32650型电池，电芯容量为5AH。该车电池的容量和电压是500AH/537V，每车 有168个电池模块，每个电池模块由100个电芯并联而成；采用亿能电子有限公司的电 池管理系统（EV02）。沃特玛电池箱和管理系统如下图
锂电池简介
锰酸锂电池
锰酸锂电池：锰酸锂材料较稳定，基本无毒，标称电压 3.7V，最高电压4.2V。现在生产锰酸锂电池的企业较少。 北京的中信国安盟固利动力科技有限公司生产的8Ah、 30Ah和60Ah的锰酸锂电池，其中8Ah高功率电池，我们在 北京公交串联式混合动力上用Fra Baidu bibliotek；该公司是给北京奥运会 电动大巴配电池的企业。
锂电池简介
锂电池简介
锂电池简介
锂电池简介
锂电池简介
锂电池原理
电池的型号：
圆柱形电池：18650、26650什么意思？
方块形电池：1865140什么意思？
锂电池原理
锂电池电芯结构：卷绕式、叠片式
卷绕式电池
锂电池涂布机
锂电池原理
正 极
叠片状锂电池示意图
负 极
隔 膜
锂电池原理 几个概念： 电芯、模块、电池包（箱）
锂电池原理
避免挤压、针刺、跌落等机械损伤。 防尘、防水和其它化学物质。 其它：如在测量电池模块尺寸 时，在进行电池串并联时，不要形 成短路。
动力锂电池
动力电池条件电动汽车用的电池一般要满足以 下两个条件之一： 1、高能量密度型：能够给电动汽车持续供电，主 要适用于纯电动汽车。 2、高功率密度型：能够大电流充放电的电池，主 要适用于混合动力汽车。 倍率放电：0.5C、1C、5C的意思是什么？
左右排列布置框架用于同时换电时的水平间距为1000±2mm； 上下排列布置框架的垂直间距410±2mm； 左右排列布置框架的底面Ⓐ为同一平面，平面度≤2mm； 上下排列布置框架的底面Ⓐ为相互平行，平行度≤2mm； 左右与上下排列布置框架的正面Ⓑ在同一平面，平面度≤2mm。 车辆骨架与电池箱体上部盖板的最近距离满足垂直方向≥20mm、 水平方向≥10mm，如图所示；
2000~3000次 能量密度高，工作 电压高，输出功率 大，自放电小，寿 命长 成本较高，需防止 过充放电，安全性 能较低，性价比好
缺点
•选择锂离子电池 （1）电压平台高：一般为3.2-3.7伏，而镍氢电池只有1.2伏， 铅酸电池只有2.0伏； （2）能量密度大：理论上能达到250-300Wh/Kg，目前只能达 到120-180Wh/Kg，镍氢电池只有40-60Wh/Kg； （3）循环寿命长：电芯有2000-3000次，成组后800-1500次， 镍氢只有500-700次，铅酸只有300-500次；
一、动力锂电池 1、磷酸铁锂电池简介 2、锰酸锂电池原理简介 3、三元材料动力锂电池简介 二、镍氢电池 三、动力电池在安凯客车应用
锂离子电池的结构
+
Li O O P O Li+ Li+ Li+ O Li+ Li+ O Li+ Li+ Li+ Li+ Li+ O P O Li+ Li+ Li+ Li+ Li+ Li+ Li+ Li+ Li+
中信国安盟固利电池： 盟固利电池是以锰酸锂正极材料，电池的标称电压为3.6V，主要用到SPIM08HP型容量 为8AH的电芯。目前，我公司只在一款车上用到盟固利电池，即G03SHEV+西门子驱动 系统车，该车电池的容量和电压是24AH/640V，；采用亿能电子有限公司的电池管理系 统（EV03）。盟固利电池箱如下图：
SOC＋ DOD=100%
锂电池原理
化成：采用正常的充放电循环3-5次将新电池激活。恒 流充电、恒压充电、搁置、恒流放电、搁置。 分容：通过正常的充放电循环，将型号相同容量不同 的电池分开。 锂电池的串并联：
锂电池原理
使用锂电池注意事项： 锂电池基本无记忆效应，但过充、过放或 者不适当操作都会对电池的寿命和安全性产生 影响，电池在使用时应注意以下：
锂电池的通风散热系统： 因为锂电池在高温时（如60度以上）衰减变快，同时各方面 性能变差，不安全。
电池模块通风
电池箱做散热
电池箱做散热
行李舱上装风扇留孔
密封电池箱
DOW Chemical 采用水冷
电池管理系统 要对电池电压、温度、SOC等参数进行实时监控，防止电池过 充、过放或者温度过高。 单体电池电压检测； 电池组总电压检测； 电池温度检测； 电池组工作电流检测； 电池组绝缘状态检测； BMS自检； 电池故障分级及定位； 电池运行数据记录； 电池SOC估算； 电池组最大运行充放电功率估算；
冷却系统控制； 主接触器控制（间接）； 充电控制； 放电控制； 多路符合CAN2.0B协议的CAN总线（2路对外 使用，1路 BMS内部通讯用）； RS485、CAN 通讯（选配）； RS232通讯； 数据记录； 远程通讯控制。
瑞华的两种BMS
亿能产品 EV01、EV02和EV03等系列产品，由主控模块和从控模块组成