电动汽车动力电池2详解
电动汽车核心技术之动力电池及管理系统介绍(二)——电动汽车对动力电池性能的要求
轻 型汽 车技 术 ２０１２（１０）总 ２７８
电动汽车核心技术之动力电池及管理系统介绍 （二）
一
一
电动汽车对动 力电池性能的要求
司 康
１ 电动 汽 车对 动力 电池 性 能 的 共 性 要 求
１．１ 比能 量高 比能 量 是 指 单 位 蓄 电池 重 量 所 能 提 供 的 电 能 ，它是保 证 电动汽 车能够 达到 基本合 理 的行驶 里程 的重要性 能 。 不 同类 型 电动汽 车对 于动力 电池 的 比能量 要 求是 不 同的 。对 于 目前 已经十分 成熟 的油 电双 驱 动混 合动 力车 ，因为有 电和 内燃 机两种 动 力 ，电动 部分 只在 车辆 静止 以及低 速等情 况下 的 时候才 单 独使 用 ，其他 情况下 都 主要依靠 内燃 发动 机来 工 作 ，同 时给 电池 充 电 ，所 以并不需 要携 带太 多 的 电 量 ，１－２度 电 的电量 就可 以 了。 对 于插 电式 的混合 动力 车 ＰＨＥＶ来 说 ，一般 在起 始的一段距离完 全依靠 电动驱动 ，内燃 机不起 任何作 用 ，等到 电池 电量降低 到一定程度 以后 ，内 燃机 才进行辅助或者 仅进行充 电 。这样 ，这种车需 要携 带的 电量就要 多一些 。根据所需 要全 电驾驶 的 行 程距 离不 同 ，这类插 电式 混合 动力车命 名 的时 候 ，也 可 以直接 把 这个距 离 写 上去 ，比如 ＰＨＥＶ１０ 说 的是 可以全 电模 式下行驶 ｌ０英里 的车 ，ＰＨＥＶ４０ 就是全 电模式 下可以行驶 ４０英里 的车 。根据这个 全电模式下行 驶的距离不 同 ，所需要 携带 的电量 也 就不 同 ，差不 多是在 ６到 ３０度的范 围。 对于 纯 电动 汽车 ＢＥＶ来 说 ，因为 任何 状态 下 都是需 要 全 电模 式操 作 的 ，为 了保 证一 定 的行程 ， 自然 就需 要携带 更 多的 电量 。有 很 多文献 都认 为 ＢＥＶ的行 程应该 在 １００—２００英 里 的范围 ，那 么差 不多 就需要 携带 ３Ｏ一５０度 电。假若 全 电模 式 行驶 的距 离再 加长 ，那 么电池 的重量 就要 再增加 ，如此 能量效 率 、车辆本 身的经 济性 ，都 会是 问题 。
(完整版)新能源汽车各种电池详细解释
随着国家对新能源汽车行业扶植力度的加大，越来越多的新能源汽车走进大众的视野。
很多汽车品牌强势进军新能源汽车领域，使得新能源汽车技术不断成熟、供消费者选择的车型也越来越多，加上新能源汽车经济实用、绿色环保的特点，越来越多的家庭和企业将新能源汽车作为买车、换车的第一选择.新能源汽车江湖有句话:“新能源汽车，得电池者得天下”。
动力电池技术成了关乎一台新能源汽车性能的关键，因此本期文章，知科君为大家普及一下新能源电动汽车最重要的核心部件—-—汽车动力电池首先我们了解下电池，总称为化学电池,现阶段我们将总类的化学电池可以分为；一次电池,也称干电池，即不能够再充电的电池,如生活中常用的5号碱性电池;二次电池，即可充电的电池,这也是汽车动力电池最基本的要求;燃料电池,指正负极本身不含活性物质，活性材料连续不断从外部加入，如氢燃料电池；对于新能源汽车动力电池,我们主要关注化学电池中的二次电池和燃料电池，也就是有两条技术路线。
一条是以锂电池为主要研究方向的二次电池，目前发展迅速可谓“炙手可热”；另一条是一直被寄予厚望的以氢燃料为主要研究方向的燃料电池，氢燃料电池，目前与二次电池比起来,有一个很大的优势,就是可以在很快时间(五分钟左右）给电池加满燃料，而不是等上几个小时来充满电。
氢燃料电池充入的是氢气，而最终产生水分，也没有废旧电池回收的问题，可以说是真正的新能源汽车，但由于氢的来源问题还未实现大规模量产和工业化应用、以及最重要的安全、储存等方面因素，目前发展还是很大的瓶颈，不如二次电池发展的成熟。
在二次电池中，就目前锂电池无论在能量密度，循环寿命和环保性能上都具有很大的优势，是目前动力电池的首选,动力电池技术成了关乎一台新能源车型性能的关键,因此很多车企纷纷押宝在新能源电池领域。
目前市面上主流的新能源电动汽车电池种类大致归为铅酸电池、镍氢电池、钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂以及三元锂(镍钴锰酸锂）等几大门类。
今天知科君就带大家从目前市场上动力电池的主流技术路线。
新能源汽车动力电池工作原理
新能源汽车动力电池工作原理随着对环境污染和能源危机的关注不断加深，新能源汽车成为了解决这些问题的有效手段之一、其中，动力电池是新能源汽车的重要组成部分，其工作原理对新能源汽车的性能和使用寿命具有重要影响。
本文将详细介绍新能源汽车动力电池的工作原理。
锂离子电池是一种以锂离子在正、负极之间的嵌脱锂反应来储存和释放电能的装置。
锂离子电池的主要组成部分包括正负极材料、电解质和隔膜。
正负极材料是锂离子在充放电过程中嵌脱锂的主要场所，电解质起到连接正负极和传输离子的作用，而隔膜则用于防止正负极直接短路。
在锂离子电池的充电过程中，正极材料（通常是氧化物）会释放出氧离子，而负极材料（通常是石墨）则会吸收并嵌入锂离子。
这样，锂离子便沿着电解质中的离子导电路径，由正极向负极移动，蓄积在负极材料内部。
当锂离子电池需要放电时，锂离子沿着相反的路径从负极材料中解离出来，并通过电解质传输到正极材料，释放出电能给电机驱动车辆。
锂离子电池的工作原理可用如下方程式表示：正极反应：LiCoO2 → Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-负极反应：xLi+ + xe- + 6C → LixC6其中，正极材料的氧化物会逐渐嵌入锂离子，负极材料的石墨会将锂离子嵌入其层状晶格中，从而储存和释放电能。
锂离子电池具有很多优点，包括高能量密度、较长的循环寿命、低自放电率等。
然而，锂离子电池也存在一些问题，如寿命限制、充放电速率限制和高温环境下的安全性问题。
因此，在实际应用过程中需要对动力电池进行管理和控制，以确保电池的安全和性能。
管理和控制动力电池的方法包括电池管理系统（BMS）和热管理系统。
电池管理系统通过采集电池组的电压、电流、温度等参数，对电池进行状态监测和故障诊断，以实现电池的平衡充放电、温度控制和寿命估计等功能。
热管理系统则通过散热器、冷却液等方式，对电池组进行散热，以确保电池工作在适宜的温度范围内，提高电池的寿命和安全性。
总之，新能源汽车动力电池的工作原理是通过锂离子在正负极材料之间的嵌脱锂反应来储存和释放电能，实现对电机的驱动。
新能源汽车高电压组件结构浅析（二）
634 动力电池组4.1 动力电池的性能指标电动汽车的动力电池组相当于内燃机驱动车辆的燃油箱，是电驱动装置的蓄能器。
动力电池是电动汽车的核心部件，动力电池技术是电动汽车发展的关键。
动力电池组主要有以下4个技术参数。
（1）比能量。
比能量又称质量比能量，是指单位质量电池所能输出的电能，单位是Wh/kg 。
比能量反映电池质量水平，影响电动汽车的整车质量和续航里程，是评价电动汽车的动力电池是否满足预定续驶里程的重要指标。
（2）比功率。
比功率又称质量比功率，是指单位质量电池所能输出的功率，单位是W/kg 。
比功率用来判断电动汽车的加速性能和最高车速，直接影响电动汽车的动力性能。
比功率越大，电动汽车加速和爬坡性能越好，最高车速越高。
（3）循环寿命。
电池经历一次充电和放电的过程称为一个循环，电池所能经历的充放电循环次数称为循环寿命。
循环寿命是衡量动力电池寿命的重要指标。
循环次数越多，动力电池的使用时间越长。
（4）成本。
电池的成本与新技术、原材料、制作工艺和生产规模等因素有关。
通常新开发的高比功率电池成本相对较高。
4.2 动力电池的类型新能源汽车电池种类较多，目前市场上主流动力电池为镍氢电池、锂离子电池和燃料电池。
现通常采用以电池正极材料来命名的规则。
（1）镍氢电池。
镍氢（NiMH ）电池的正极材料是氢氧化镍（NiOH ），负极材料是金属氢化物，电解液是30%的氢氧化钾水溶液。
单体镍氢电池的额定电压为1.2 V ，其比能量约为70 Wh/kg ～100 Wh/kg 。
镍氢电池基本上无记忆效新能源汽车高电压组件结构浅析（二）无锡汽车工程高等职业技术学校 吴书龙充分了解社会需求，所授课程内容在学生就业后要满足企业用人需求。
教师技能大赛为学生的专业技能培养提供了一个很好的平台。
因此，我们要抓住教师比赛这个契机，通过技能比赛在教学中实现专业学科的改革，提升专业教学水平。
学校各系部的主任根据比赛的赛项设置组织成立专业教研组，由参赛选手和专业教研组组成一支专业团队。
电动汽车动力电池的分类
电动汽车动力电池的分类
电动汽车动力电池的分类主要基于其化学成分和用途，可以分为以下几类：1.铅酸电池：铅酸电池是最早应用于电动汽车的电池，也是目前仍在使用的电
池之一。
它由铅、二氧化铅、硫酸和水等材料组成，具有成本低、电压稳定、维护简单等优点。
但铅酸电池的能量密度较低，充电速度较慢，且对环境有一定污染。
2.镍镉电池：镍镉电池是一种可充电的二次电池，由镍和镉两种元素组成。
它
具有较高的能量密度和放电率，能够提供较大的电流输出，因此常用于混合动力汽车和纯电动汽车。
但镍镉电池含有重金属元素，对环境有一定影响。
3.锂离子电池：锂离子电池是一种高能量密度、高电压、长寿命的二次电池，
由锂离子在正负极之间移动实现充放电。
锂离子电池具有较高的能量密度、较长的寿命、较低的自放电率、环保等优点，是当前电动汽车电池的主流选择。
4.燃料电池：燃料电池是一种将燃料的化学能通过电化学反应转化为电能的装
置。
它由燃料、氧化剂、电极和电解质等组成，具有高效、环保、高能量密度等优点。
燃料电池的燃料可以是氢气、甲烷、乙醇等，氧化剂可以是氧气、空气等。
以上是电动汽车动力电池的主要分类，不同类型的电池各有其优缺点，选择适合的电池类型需要根据实际需求进行权衡。
第2章1电动汽车用动力电池ppt课件
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2.1.3 电动汽车对动力电池的要求
电动汽车对动力电池的要求主要有： ➢ （1）比能量高 ➢ （2）比功率大 ➢ （3）充放电效率高 ➢ （4）相对稳定性好 ➢ （5）使用成本低 ➢ （6）安全性好
；
新能源汽车技术 第 14 页
2.1.2 电动汽车用动力电池的性能指标
➢ （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，即
w
W放 W充
100%
式中， w 为电池的能量效率；W 放 为电池放电时输出 的能量；W 充为电池充电时输入的能量。
新能源汽车技术 第 10 页
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2.2.3 铅酸蓄电池的特点
2．铅酸蓄电池的缺点 （1）比能量低，在电动汽车中所占的质量和体积较
大，一次充电行驶里程短； （2）使用寿命短，使用成本高； （3）充电时间长； （4）铅是重金属，存在污染 。
新能源汽车技术 第 24 页
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2.1.2 电动汽车用动力电池的性能指标
9．使用寿命 ➢ 使用寿命是指电池在规定条件下的有效寿命期限。
电池发生内部短路或损坏而不能使用，以及容量达 不到规范要求时电池使用失效，这时电池的使用寿 命终止。 ➢ 电池的使用寿命包括使用期限和使用周期。使用期 限是指电池可供使用的时间，包括电池的存放时间。 使用周期是指电池可供重复使用的次数。
新能源汽车电池讲解
新能源汽车电池讲解新能源汽车电池是新能源汽车的核心部件之一，它的性能和使用寿命直接影响着新能源汽车的续航里程和使用成本。
本文将从电池的种类、工作原理、性能参数和发展趋势等方面进行讲解。
一、电池的种类新能源汽车广泛使用的电池主要有锂离子电池、镍氢电池和固态电池等。
其中，锂离子电池因其能量密度高、自放电率低、无记忆效应等特点，成为新能源汽车的主流电池技术。
二、电池的工作原理电池是通过化学反应将化学能转化为电能的装置。
锂离子电池的工作原理是利用锂离子在正负极之间的迁移来实现充放电过程。
在充电时，锂离子从正极材料（如钴酸锂）迁移到负极材料（如石墨）上，电池储能；在放电时，锂离子从负极材料迁移到正极材料上，释放出电能。
三、电池的性能参数电池的性能参数包括能量密度、功率密度、循环寿命和安全性等。
能量密度指的是单位体积或单位质量的电池储存的能量，决定了新能源汽车的续航里程；功率密度指的是电池单位体积或单位质量的输出功率能力，影响着新能源汽车的加速性能和动力输出；循环寿命是指电池能够进行多少次充放电循环而保持性能不衰退，影响着电池的使用寿命；安全性是指电池在充放电过程中是否容易发生过热、短路等安全问题。
四、电池的发展趋势随着新能源汽车市场的快速发展，电池技术也在不断进步。
未来，电池的发展趋势主要包括提高能量密度、提高循环寿命、降低成本和提高安全性等方面。
提高能量密度可以进一步增加新能源汽车的续航里程，提高循环寿命可以延长电池的使用寿命，降低成本可以降低新能源汽车的价格，提高安全性可以保障用户的用车安全。
新能源汽车电池是新能源汽车的核心部件之一，其性能和使用寿命对新能源汽车的续航里程和使用成本有着重要影响。
随着电池技术的不断进步，相信新能源汽车电池的性能会越来越优异，未来新能源汽车市场将迎来更广阔的发展前景。
第二章 电动汽车动力电池的种类、外特性介绍
额定容量
在设计规定的条件（如温度、放电率、终止电压等）下，电池应能放 出的最低容量，单位为Ah ，以符号C表示。
n小时率容量
完全充电的蓄电池以n小时率放电电流放电，达到规定终止电压时所释
放的电量。
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1. 术语解释
理论容量
S
Xiangyang Auto vocational technical college
1. 术语解释
开路电压
电池在开路状态下的端 电压称为开路电压。电池的 开路电压等于电池在断路时 （即没有电流通过两极时） 电池的正极电极电势与负极 的电极电势之差。电池的开 路电压用V开表示。
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1. 术语解释
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1. 术语解释
充电
从外部电源供给蓄电池直流
电，将电能以化学能的方式贮
存起来的过程。
浮充电
随时对蓄电池用恒压充电，
使其保持一定的荷电状态。
涓流充电
为补充自放电，使蓄电池保
持在近似完全充电状态的连续 小电流充电。 Xiangyang Auto vocational technical college
Xiangyang Auto vocational technical college
1. 术语解释
容量受放电率的影响较大，所以常 在字母C的右下角以阿拉伯数字标明放 电率，如C20=50，表明在20时率下的容 量为50A·h。 电池的理论容量可根据电池反 应式中电极活性物质的用量和按法拉 第定律计算的活性物质的电化学当量 精确求出。由于电池中可能发生的副 反应以及设计时的特殊需要，电池的 实际容量往往低于理论容量。 Xiangyang Auto vocational technical college
新能源汽车动力电池介绍
新能源汽车特点及分类
新能源汽车
IAC Confidential
电动汽车 燃气汽车
生物燃料汽车 煤制醇醚汽车 新型燃油汽车
混合动力汽车
(HEV)
纯电动汽车
(EV)
燃料电池汽车
(FCV)
新能源汽车比较及发展趋势
关键技术性能比较及发展趋势
新能源汽车
混合动力 (HEV)
纯电动 (EV)
燃料电池 (FCV)
IAC Confidential
动力电池系统测试标准介绍
适用高能量电池测试标准(GB/T 31467.2-2015)
IAC Confidential
动力电池系统测试标准介绍
安全性要求与测试(GB/T 31467.3-2015)
IAC Confidential
动力电池系统测试内容举例
电池一致性测试
电压（V）
循环性能（次） 过渡金属 环保性 安全性能
适用温度范围
成本 应用
磷酸铁锂 LiFePO4
170 130~140
3.2~3.7
＞2000 非常丰富
锰酸锂
LiMn2O4 148
LiMnO2 286
100~12 200 0
3.8~3. 3.4~4.3 9
＞500
差
丰富
丰富
钴酸锂 LiCoO2
274 135~140
優點
缺點
定位
鈷酸鋰 三元材料 錳酸鋰 磷酸鐵鋰
Tesla Rodster 容量密度大
穩定性、安全性不足
在3C市場中佔據90% 以 上份額,不適合做動力電池
能量密度高，電化學穩定 Tesla Model S 性好
日產 聆風 BYD E6
纯电动汽车学习入门(三)——动力电池系统(上)
◆文/北京 李玉茂纯电动汽车学习入门(三)——动力电池系统(上)李玉茂 (本刊编委会委员、特约编辑)中国汽车工程学会认证资深工程师、中国汽车工程学会汽车应用与服务分会特聘专家，从事汽车维修工作40余年，在大众车系电控系统故障诊断领域经验丰富。
现任北京市工业技师学院汽车技术应用系顾问，清华大学、北京理工大学师资培训基地汽车专业专家。
(接2021年第8期)一、单体锂电池1.组成与分类单体(Cell)也称电芯，是将化学能转化为电能的最小单元，单体锂电池由正极、负极、电解液、隔膜、外壳等组成，如图1所示。
锂电池按正极所用材料分类，有钴酸锂L i x C o O 2、锰酸锂Li x MnO 2、镍酸锂Li x Ni O 2、磷酸铁锂Li x Fe PO 4、三元锂Li(CoMnNi)O 2。
三元锂是钴、锰、镍按一定比例混合，这些锂化合物材料是晶状体结构材料。
负极材料为石墨，充电后成为锂-碳层间化合物Li X C 6。
液态锂离子电池的正极与负极之间是隔膜和电解液，隔膜只允许锂离子Li+往返通过，阻止电子e-通过，在正负极之间起到绝缘作用。
固态锂离子电池的隔膜、电解液由聚合物电解质膜代替, 聚合物可以是干态，也可以是胶态，目前大部分采用聚合物胶体电解质膜。
2.形状与包装单体电池的形状有方形、圆柱形、板状等，如图2所示。
方形又分方形叠片式、方形卷绕式；圆柱形又分圆柱叠片式、圆柱卷绕式。
包装类型有硬包、软包，硬包使用钢壳、铝壳，软包使用铝塑。
电动车大多采用方形硬包电池，特斯拉采用18650电芯， 18表示直径为18mm，65表示长度为65mm，0表示圆柱形电池。
笔记本电脑、手机采用板状软包电池。
锂单体电池标称电压3.7V ，一般正常电压范围3.2～4.2V 。
磷酸铁锂单体电池标称电压3.2V ，一般正常电压范围2.7～3.7V 。
比亚迪公司推出磷酸铁锂刀片电池，如图3所示，电芯长度可大于2m，宽度大于10cm，厚度不到2cm，优点：①电池能量密度比传统电池增加1/3以上；②材料成本降低1/4左右；③电池体积小,可为车辆节省空间；④电池重量轻，降低自身重量的能源消耗，续航里程增加。
动力电池及能量管理技术任务2 电动汽车动力电池基础知识
2. 二次电池
二次电池又称“蓄电池”，是指放电后可以用充电的方法使活性物复原而能再 次放电，且可反复循环使用的一类电池。这类电池实际上是一个化学能量储存装置， 用直流电将电池充足，使电能以化学能的形式储存在电池中。
其缺点是比能量（单位重量所蓄电能）小，而且会对环境造成污染。
任务2 电动汽车动力电池基础知识
4. 锂系列电池
锂系列电池分为动力锂电池和锂离子电池。 锂电池是一种二次电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。 在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌： 充电时，Li+从正极脱 嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。 锂电池具有电压高、工作温度范围宽、比能量大、循环寿命长、自放电小等优 点，其缺点是生产成本高、使用条件有限制且高低温使用危险性较大等。
PART 01
项目一
电动汽车动力电池 基础认知
任务目标
1. 了解动力电池的主要类型。 2. 理解动力电池的基本组成及工作原理。 3. 掌握动力电池的基本参数及应用要求。
任务2 电动汽车动力电池基础知识
一、 动力电池的类型
（一） 按照电池的工作性质及使用特征分类
任务2 电动汽车动力电池基础知识
1. 一次电池
任务2 电动汽车动力电池基础知识
（四） 按电池所用正负极材料分类
1. 锌系列电池
以金属锌为负极材料的化学电源称为锌系列电池。金属锌具有容量高、资源丰富 等优点。目前已广泛应用的锌系列电池有锌锰电池、锌银电池等。
锌系列电池的主要特征为： （1）锌负极活性物质的组成特征： 一次电池、储备电池、锌空气燃料电池直接 采用单质或合金锌这种充电态负极形式；蓄电池多采用氧化锌这种放电态负极形式。 （2）锌负极的电极结构特征： 一次电池采用锌箔和锌粒；储备Байду номын сангаас池采用电沉积 锌粉干压或湿压成箔式，或直接电沉积锌箔；蓄电池多采用粘结式氧化锌负极结构。
新能源汽车电池及管理系统检修 项目二 电动汽车动力电池
一、蓄电池性能指标
2．电池容量(A·h) （1）理论容量 根据蓄电池活性物质的特性，按法拉第定律计算出的最高理论值，一般用电池容量与电池质量的比Ah
／kg来表示，也可以用电池容量与电池体积的比Ah／L来表示。 （2）实际容量 在一定条件下所能输出的电量，等于放电电流与放电时间的乘积。 （3）标称容量 用来鉴别电池适当的近似安时值，由于没有指定放电条件，因此，只标明电池的容量范围而没有确切
二、学习目标
能说出汽车动力电池的性能指标有哪些？ 能说出磷酸铁锂锂离子电池的特点； 能说出全固态锂离子电池的特点； 能说出吉利电池箱内电池的特点； 能画出电池箱的内的结构示意图； 能说出电池箱的制冷和制热原理；
三、技能目标
能更换纯电动汽车电池箱； 能更换纯电动汽车电池箱内的一组电池；
任务一 蓄电池性能指标认知
一、蓄电池性能指标
1．电压(V) （1）电动势：电池正极和负极之间的电位差E（见表2-1）。 【技师指导】电动势即当电池外部负载的电阻为无穷大时，完全可忽略电池内阻的情况下测得的蓄 电池端电压。 （2）开路电压：电池在开路时的端电压，一般开路电压与电池的电动势近似相等。 【技师指导】万用表的内阻为几十个MΩ，可近似看作无穷大，忽略电池内阻的情况下测得的蓄电 池端电压接近电池的电动势。 表2-1不同电池电动势
值，标称容量也称公称容量。 （4）额定容量 按一定标准所规定的放电条件，电池应该放出的最低限度的容量，也称保证容量。 （5）荷电状态 荷电状态State of Charger缩写为SOC，反映的是电池实际存贮电荷与电池当前能存贮的最多电荷之比，
常用百分数表示。
一、蓄电池性能指标
3．能量
电池的存贮的能量决定电动汽车的行驶距离，能量的单位是千瓦时（kWh），简称为度。 （1）标称能量
快速了解新能源电动汽车“三电”的核心技术
快速了解新能源电动汽车“三电”的核心技术新能源电动汽车的核心技术，主要由三大部分组成，一为动力电池，二为电机，三为电控。
下面我们来分析每一块产品的具体功能，相关重要参数。
看点01动力电池功能动力电池是电动车的心脏，相当于我们传统燃油车的燃料，提供电动车行驶的能源。
动力电池的主要参数为能量密度千瓦时（KwH kg）），主要评估在1公斤的电池，能够提供多少的动力能量，相当于我们的传统汽车的1L油能跑多少公里。
当然电压大小，电流大小，电池衰减这些参数也很重要。
不同电池类型的性能对比：铅酸电池性格：脾气挺好，就是笨笨的优点：价格低、电压稳定缺点：续驶能力低、污染严重、能量密度低应用车型：多用于低速电动车磷酸铁锂电池性格：老好人，但笨重且脾气古怪优点：寿命长、充电快、使用安全等缺点：能量密度低、比容量低、低温性能较差等磷酸铁锂电池是锂离子电池中的一种，其特点是不含有钴等贵金属元素，其使用的原料为磷和铁，这些元素不仅资源丰富，而且价格也比较低廉。
因此，说磷酸铁锂电池就像个“老好人”，容易被人接受。
此外，电池安全性高、高温性能好、充放电效率高、环保等也都是它的优势所在。
不过，它也有自己的缺点，由于电池的能量密度较低，使得它的体积也相对较庞大；电池容量较小，使得它的续驶能力也比较低；报废后，可回收的价值很低；而且，由于其低温性能较差，因此它不喜欢待在“寒冷”的地方，你说它是不是脾气怪怪的。
三元锂电池性格：小而精，但情绪化优点：能量密度高、循环性能好缺点：稳定性较差、耐高温性较差、寿命短、大功率放电率较低三元锂电池最大的优点在于其能量密度高，所以电池的体积就会相对较小，而这可以有效地降低车辆的体积，且电池容量较大，从而使其续驶里程有所提高。
但是，这个“小精灵”性格却有点情绪化。
由于三元锂电池在高温情况下，结构不稳定，这就使得电池的安全性较差，且目前的造价也比较高。
不过，由于其“小而精”的优势，加之消费者对续驶里程的要求越来越高，所以近几年越来越受到车企的关注。
动力电池模组的结构认知 (2)
动力电池模组的结构认知引言概述：动力电池模组是电动汽车中的重要组成部分，其结构认知对于电动汽车的性能和安全具有重要意义。
本文将从五个大点出发，详细阐述动力电池模组的结构认知。
正文内容：一、电池单体1.1 正极材料：介绍正极材料的种类和特点，如锂铁磷酸铁锂、锰酸锂等。
1.2 负极材料：介绍负极材料的种类和特点，如石墨、硅等。
1.3 电解液：解释电解液的组成和作用，如锂盐溶液等。
1.4 分隔膜：讲解分隔膜的功能和材料，如聚丙烯膜等。
1.5 电池壳体：介绍电池壳体的材料和结构，如铝合金壳体等。
二、电池模组2.1 电池模组的定义：解释电池模组的概念和作用。
2.2 电池模组的结构：详细描述电池模组的组成部分，如电池单体、连接件等。
2.3 散热系统：介绍电池模组的散热系统，如散热片、散热管等。
2.4 电池管理系统：讲解电池模组中的电池管理系统的功能和作用。
2.5 安全保护系统：阐述电池模组中的安全保护系统，如过充保护、过放保护等。
三、电池包3.1 电池包的定义：解释电池包的概念和作用。
3.2 电池包的结构：详细描述电池包的组成部分，如电池模组、连接器等。
3.3 冷却系统：介绍电池包的冷却系统，如冷却液循环系统等。
3.4 电池包管理系统：讲解电池包中的电池管理系统的功能和作用。
3.5 安全保护系统：阐述电池包中的安全保护系统，如温度保护、电流保护等。
四、电池系统4.1 电池系统的定义：解释电池系统的概念和作用。
4.2 电池系统的结构：详细描述电池系统的组成部分，如电池包、电池管理系统等。
4.3 电池系统的布局：讲解电池系统在电动汽车中的布局方式，如底盘布局、后备箱布局等。
4.4 系统控制策略：介绍电池系统的控制策略，如SOC控制、SOH估计等。
4.5 故障诊断与维护：阐述电池系统的故障诊断和维护方法，如故障检测、容量衰减等。
五、电池系统的发展趋势5.1 新型材料的应用：介绍新型材料在电池系统中的应用，如硅负极材料、固态电解质等。
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高压测量，店 里系统常用
高 未普及
7.2 动力电池电量管理系统
1 掌握电池SOC估算精度的影响因素 2 掌握精确估计SOC的作用 3 掌握电池SOC估计常用的算法
引入
❖ 电池电量管理是电池管理的核心内容之一，对于 整个电池状态的控制，电动车辆续驶里程的预测 和估计具有重要的意义
❖ （5）卡尔曼滤波法 ❖ 核心思想：对动力系统的状态做出最小方差意义
上的最优估算。 ❖ 适用于各种电池，不仅给出了SOC的估计值，还
给出了SOC的估计误差。 ❖ 缺点：要求电池SOC估计精度越高，电池模型越
复杂，涉及大量矩阵运算，工程上难以实现 ❖ 该方法对于温度、自放电率以及放电倍率对容量
的影响考虑的不够全面。
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QM
SOC估计常用的算法
❖ (3)电池内阻法 ❖ 电池内阻有交流内阻(常称交流阻抗)和直流内阻
之分，它们都与SOC有密切关系。准确测量电池 单体内阻比较困难，这是直流内阻法的缺点。在 某些电池管理系统中，内阻法与Ah计量法组合使 用来提高SOC估算的精度。
SOC估计常用的算法
❖ （4）模糊逻辑推理和神经网络法 ❖ 模糊逻辑接近人的形象思维方式，擅长定性分析
和推理，具有较强的自然语言处理能力；
❖ 神经网络采用分布式存储信息，具有很好的自组 织、自学习能力。
❖ 共同的特点：均采用并行处理结构，可从系统的 输入、输出样本中获得系统输入输出关系。
❖ 神经网络法适用于各种电池，其缺点是需要大量 的参考数据进行训练，估计误差受训练数据和训 练方法的影响很大。
SOC估计常用的算法
电池温度采集方法
❖ (3)集成温度传感器采集法
▪ 原理及特点：集成温度传感器虽然很多都是基于热敏 电阻式的，但都在生产的过程中进行校正，所以精度 可以媲美热电偶，而且直接输出数字量，很适合在数 字系统中使用。
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电池工作电流采集方法
项目 插入损耗 布置形式
测量对象 电气隔离 使用方便性
1 掌握电池管理系统的功能 2 掌握单体电压采集方法 3 掌握电池温度采集方法 4 掌握电池电流采集方法 5 能够正确分析各种参数采集法优缺点
电池管理系统的功能
❖ 数据采集、电池状态计算、能量管理、安全管理 、热管理、均衡控制、通信功能和人机接口
单体电压采集方法
❖ (1)继电器阵列法
▪ 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
能量耗散型均衡管理
❖ 通过单体电池的并联电阻进行充电分流从而实现 均衡
❖ 电路结构简单，均衡过程一般在充电过程中完成 ❖ 由于均衡电阻在分流的过程中，不仅消耗了能量
，而且还会由于电阻的发热引起电路的热管理问 题 ❖ 只适合在静态均衡中使用，其高温升等特点降低 了系统的可靠性，不适用于动态均衡 ❖ 仅适合于小型电池组或者容量较小的电池组。
行能量补充，或者将单体电池能量向整体电池组 进行能量转换。
非能量耗散型均衡管理
❖ （2）能量转移式均衡 ❖ 利用电感或电容等储能元件，把电池组中容量高
的单体电池，通过储能元件转移到容量比较低的 电池上
7.4 动力电池的热管理
1 掌握动力电池热管理系统的功能 2 了解电池内传热的基本方式 3 了解电池组热管理系统设计实现
7.3 动力电池的均衡管理
1
掌握能量耗散型均衡管理
2 掌握非能量耗散型均衡管理
3 电池均衡管理系统应用中存在的问题
引入
❖宝马公司 ActiveE 混合动力汽车即采用了由 Preh GmbH 公司提供的带有能量耗散式均衡 系统的 BMS。
❖ 均衡系统的目的是什么？
▪ 为了平衡电池组中单体电池的容量和能量差异，提高 电池组的能量利用率。
新能源汽车专业规划教材
“十二五”职业教育国家规划教材
引入
❖电池管理系统( Battery Management System， BMS)是用来对蓄电池组进行安全监 控及有效管理，提高蓄电池使用效率的装置。对 于电动车辆而言，通过该系统对电池组充放电的 有效控制，可以达到增加续驶里程，延长使用寿 命，降低运行成本的目的，并保证动力电池组应 用的安全性和可靠性。动力电池管理系统已经成 为电动汽车不可缺少的核心部件之一。本章将重 点介绍动力电池管理系统的构成、功能和工作原 理。
2 了解电池内烟雾报警方式
3
了解电池组绝缘检测方法
4
了解动力电池数据通信系统
引入
❖ 电动车辆动力电池系统电压常用的有288V、 336V、384V以及544V等，已经大大超过了 人体可以承受的安全电压
❖ 电动汽车动力电池系统电气绝缘性能是电安全管 理重要的内容，绝缘性能的好坏不仅关系到电气 设备和系统能否正常工作，更重要的是还关系到 人的生命财产安全。
引入
❖ 电动汽车自燃事件频出，究其原因主要与电池管 理系统的热管理有关。
❖ 由于过高或过低的温度都将直接影响动力电池的 使用寿命和性能，并有可能导致电池系统的安全 问题，并且电池箱内温度场的长久不均匀分布将 造成各电池模块、单体间性能的不均衡，因此电 池热管理系统对于电动车辆动力电池系统而言是 必需的。可靠、高效的热管理系统对于电动车辆 的可靠安全应用意义重大。
▪ 工作在充电期间，可以对充电时单体电池电压偏高者 进行分流，分流电阻通过开关控制
▪ 当单体电池电压达到截止电压时，阻止其过充并将多 余的能量转化成热能
▪ 由于均衡时间的限制，导致分流时产生的大量热量需 要及时通过热管理系统耗散，尤其在容量比较大的电 池组中更加明显
非能量耗散型均衡管理
❖ （1）能量转换式均衡 ❖ 通过开关信号，将电池组整体能量对单体电池进
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.掌握动力电池管理系统的功能 ❖ 2.掌握动力电池管理系统电压、电流、温度等参
▪ 特点：热敏电阻成本低，但线性度不好，而且制造误 差一般也比较大。
电池温度采集方法
❖ (2)热电偶采集法
▪ 原理：采集双金属体在不同温度下产生不同的热电动 势，通过查表得到温度的值。
▪ 特点：由于热电动势的值仅和材料有关，所以热电偶 的准确度很高。但是由于热电动势都是毫伏等级的信 号，所以需要放大，外部电路比较复杂。
▪ 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。
单体电压采集方法
❖ (3)隔离运放采 集法
▪ 组成：隔离运算 放大器、多路选 择器等
。可以根据一定的充放电倍率时电池组的开路电 压和SOC的对应曲线，通过测量电池组开路电压 的大小，插值估算出电池SOC的值
SOC估计常用的算法
❖ (2)容量积分法 ❖ 容量积分法是通过对单位时间内，流入流出电池
组的电池进行累积. 从而获得电池组每一轮放电 能够放出的电量，确定电池SOC的变化。
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SOC
动力电池热管理系统的功能
❖ ①电池温度的准确测量和监控； ❖ ②电池组温度过高时的有效散热和通风； ❖ ③低温条件下的快速加热； ❖ ④有害气体产生时的有效通风； ❖ ⑤保证电池组温度场的均匀分布。
电池内传热的基本方式
❖ 热传导
▪ 指物质与物体直接接触而产生的热传递。电池内部的 电极、电解液、集流体等都是热传导介质。
❖ 3)降低对动力电池的要求。
▪ 准确估算SOC，电池性能可充分使用，降低对动力电 池性能的要求
❖ 4)提高经济性。
▪ 选择较低容量的动力蓄电池组可以降低整车制造成本 ▪ 由于提高了系统的可靠性，后期维护成本降低
SOC估计常用的算法
❖ （1）开路电压法 ❖ 随着放电电池容量的增加，电池的开路电压降低
❖ 按照是否有内部加热或制冷装置可分为被动式和 主动式两种
被动加热与散热-外部空气流通
被动加热与散热-内部空气流通
主动加热与散热-外部和内部空气流通
电池组热管理系统设计实现
电池列前后缠绕硅胶加热线 电池列间添加电热膜
电池本体上包覆电热膜
电池上、下添加加热板
7.5 动力电池的电安全管理及数据通讯
1 掌握动力电池电安全管理系统的功能
❖ 均衡系统如何分类？
▪ 能量耗散型均衡和能量非耗散型。
均衡系统的分类
❖ 能量耗散型均衡
▪ 主要通过令电池组中能量较高的电池利用其旁路电阻 进行放电的方式损耗部分能量，以期达到电池组能量 状态的一致。如混合动力汽车。
❖ 能量非耗散型均衡
▪ 能量非耗散式均衡电路拓扑结构目前已出现很多种， 本质上均是利用储能元件和均衡旁路构建能量传递通 道，将其从能量较高电池直接或间接转移至能量较低 的电池
能量耗散型均衡管理
❖ 恒定分流电阻均衡充电电路
▪ 每个电池单体上都始终并联一个分流电阻。 ▪ 可靠性高，分流电阻的值大，通过固定分流来减小由
于自放电导致的单体电池差异 ▪ 无论电池充电还是放电过程，分流电阻始终消耗功率
，能量损失大 ▪ 一般在能够及时补充能量的场合适用
能量耗散型均衡管理
❖ 开关控制分流电阻均衡充电电路
动力电池电安全管理系统的功能
❖ 主要包括烟雾报警、绝缘检测、自动灭火、过电 压和过电流控制、过放电控制、防止温度过高、 在发生碰撞的情况下关闭电池等功能。
▪ 动力电池在电动车辆上安装应用，因此必须满足车辆 部件的耐振动、 耐冲击、耐跌落、耐盐雾等强度要求 ，保证可靠应用。