3.1电动汽车动力电池系统简介
电动汽车动力电池管理系统设计与控制研究
电动汽车动力电池管理系统设计与控制研究1. 简介电动汽车是近年来快速发展的一种新型交通工具，其将传统汽车中的内燃机替换成了电机。
作为电动汽车的核心部件之一，动力电池的性能与寿命直接决定了电动汽车的使用效果和成本，因此动力电池管理系统的设计和控制显得尤为重要。
2. 动力电池管理系统的概念动力电池管理系统（BMS）是电动汽车中用于维护和管理动力电池的系统，其功能主要包括对电池的状态进行监测、控制电池的充放电过程、对电池进行保护等。
3. BMS的组成3.1 传感器模块传感器模块是BMS的核心部件之一，其通过各种传感器对电池的电压、电流、温度进行测量，从而为BMS提供准确、实时的电池状态数据。
3.2 控制单元和通讯模块控制单元和通讯模块在BMS中扮演着翻译官的角色，其通过对传感器模块采集到的数据进行处理和分析，然后通过通信总线将数据传输给车载控制器，从而实现对电池的控制和保护。
3.3 电池保护模块电池保护模块为BMS提供了对电池状态的及时监测和保护，当电池出现过压、欠压、过流、过温等故障时，电池保护模块会及时切断电池和车辆的连接，从而保护电池和汽车的安全。
4. BMS的设计和控制4.1 BMS设计的基本原则BMS的设计应遵循以下原则：- 安全性原则：保证电池的安全性是BMS设计中最重要的原则，因此BMS需要提供当电池出现故障时的及时报警和保护措施。
- 稳定性原则：要确保电池的充放电过程稳定，从而保证电池寿命的延长和性能的稳定。
- 高效性原则：高效能是BMS设计的重要原则，其需要适应不同电池类型和充放电模式，且能够提供最佳的充电效率和动力输出。
4.2 BMS的控制策略BMS的控制策略主要包括以下三种:- 基于多模型的控制策略：该策略通过对不同电池情况建立不同的控制模型来进行控制，从而实现对电池的更精确控制和有效保护。
- 基于卡尔曼滤波的控制策略：卡尔曼滤波是一种利用已知数据预测未知数据的方法，通过对电池状态进行滤波和估计，从而实现对电池状态的更准确的控制和保护。
电动汽车动力蓄电池系统的组成
电动汽车动力蓄电池系统的组成1. 引言电动汽车，听起来很酷吧？随着科技的发展，越来越多的人开始接受这个环保的交通工具。
不过，要让这些电动车在马路上飞驰，背后可是有个强大的“心脏”在支持它，那就是动力蓄电池系统！今天我们就来聊聊这个系统的组成，让你对电动汽车有个更深的了解。
2. 动力蓄电池的基本概念说到动力蓄电池，首先得明白它的基本作用。
就像人吃饭需要能量一样，电动汽车也需要蓄电池提供能量。
它主要负责存储和释放电能，让汽车在行驶过程中能源源不断地“喝”到电。
这就好比你去爬山，背上一个大大的背包，里面装满了水，能让你在路上不至于口渴。
动力蓄电池的核心是锂离子电池，因为它们在能量密度和充电速度上表现得特别优秀，简直就像赛车里的火箭引擎！2.1 电池的组成部分动力蓄电池并不是一个简单的“黑盒子”，它其实由多个部分构成。
首先是电池单体，这就像是一个个小水杯，单独看都不觉得多，但加在一起就能装下很多水。
然后是电池组，把这些单体连接起来，形成一个完整的电池系统。
接着还有电池管理系统，简称BMS，它负责监控电池的状态，就像你出门前检查背包，确保水不漏，食物没过期一样。
最后，还有冷却系统，电池在充电和放电的时候会发热，冷却系统就像给电池穿上了“冰袍”，保持它的温度在安全范围内。
2.2 电池的充放电过程一提到充电，很多人就开始皱眉头，尤其是当电池快没电的时候。
其实，电池的充放电过程就像是你和朋友之间的互相借东西。
你借给朋友一些书，他用完后再还给你。
电池充电的时候，就是把电能“借给”电池存储；而放电的时候，就是把存储的电能“还”给电动汽车，供其行驶。
这个过程听起来简单，但其中可有不少讲究，比如充电速度、放电效率等，都决定了电池的性能和使用寿命。
3. 动力蓄电池的未来说到未来，电动汽车的动力蓄电池也在不断进步，就像科技总是往前走。
现在的电池不仅在容量上提升了，而且在安全性和环保性方面也有了很大的改进。
想象一下，未来可能会有更轻、更持久的电池，充电速度就像你下楼买咖啡一样快！而且，随着技术的发展，二手电池的回收利用也会变得越来越普及，简直就是“老而弥坚”的典范。
动力电池系统简介
动力电池系统简介
动力电池系统简介
一、概述
动力电池系统是指用于驱动电动汽车的能量储存和释放装置，由电池组、电池管理系统（BMS）和相关附件组成。
本文将详细介绍动力电池系统的功能、结构和工作原理。
二、电池组
1.电池组概述：电池组是由多个电池单体串联组成的能量存储装置，用于提供电动汽车的动力。
本节将介绍电池组的组成、特性和分类。
2.电池单体：电池单体是电池组的基本单元，通常由正负极片、隔膜和电解液组成。
本节将介绍电池单体的结构和特性。
3.电池管理系统（BMS）：BMS是负责管理电池组的硬件和软件系统，用于监测、保护和控制电池组的工作状态。
本节将详细介绍BMS的功能和组成。
三、动力电池系统的工作原理
1.充电过程：本节将介绍动力电池系统的充电原理和充电过程中的关键参数。
2.放电过程：本节将介绍动力电池系统的放电原理和放电过程
中的关键参数。
3.电池寿命：本节将介绍动力电池系统的寿命相关因素和延长
电池寿命的方法。
四、附件
本文档涉及的附件包括：电池组技术规范、BMS功能需求文档、电池测试报告等。
附件可以提供更详细的技术细节和实验数据。
五、法律名词及注释
1.动力电池：根据《电动汽车动力电池管理办法》，动力电池
是指用于驱动电动车辆的二次电池。
2.电池管理系统（BMS）：根据《电动汽车动力电池管理办法》，电池管理系统是指对动力电池进行监测、测量、通信、数据处理、
诊断和控制等功能的系统。
电动汽车核心技术之动力电池及管理系统介绍(一)动力电池的主要种类及性能特点
务领 域新 能源 汽 车 的示 范推 广 ，并在 ６个城 市开
展了私人购买新能源车补贴试点工作。 期间， 示范 推 广各类 节能 与新 能源汽 车 累计 已达 １ ． ６万辆 ， 其
中新 能源 汽 车超过 ８０ ００辆 。但 同时 ， 市场 培育 在 及推广过程 中， 由于一些配套政策没有跟进 ， 实际 推广 的数 量未达 到预期 目标 。
府 支持 和 车企提 升 品牌形 象 、争 取技 术领 先 的热 点 和焦 点 。然 而 ， 管北 京 、 尽 上海 等地 大 型汽 车展 上 各种 新 能源 车型频 频亮 相 ，但 在 目前 中 国实 际 的销 售 市场 上却 难觅 新能 源 汽车 的踪影 。来 自中 国汽车 工业 协会 的统 计数 据显 示 ，今 年一 季 度 中 国 国内 的纯 电动 汽 车销量 仅 有 １３ ８０辆 ， 合 动力 混
入 ，加 强税 收政 策对 产业 发展 的杠 杆 调节 与 引导
和插 电式 混合 动力 汽 车累计 产 销量 将达 ５ ０万辆 ， 到 ２２ ００年则 要超 ５０万辆 。 完成上 述 目标 的主 ０ 而 要 措施 包 括 ：实施 技术 创新 ，突破核 心零 部 件研
作用 ，从而建立起长期稳定的鼓励和约束政策体
１至 ２家新 能 源汽 车 产 销规 模 超 过 １０万 辆 的汽 ０
在 国外这三大核心技术也依然处在研究探索和发 展 中。 文所 阐述 的新 能源 电动 汽车 ， 本 如果没有 特
３ 技 术 纵横 ６
轻 型汽车技 术
２ １ （ ） ２７ ０ ２ ９ 总 ７
殊 说 明 ， 主 要 指混 合 动 力 汽车 Ｈ Ｖ（ 插 电式 则 Ｅ 含
划》 近期将 由国务院发布实施。该规划将带着一
电动汽车的动力系统研究
电动汽车的动力系统研究一、引言近年来，电动汽车作为一种新型的交通工具，受到了越来越多的关注和追捧。
作为一种新兴的技术，电动汽车在性能、使用寿命等方面还存在着很多的问题，其中最为关键的便是动力系统。
本文将对电动汽车的动力系统进行详细的介绍和探究，希望能对读者了解电动汽车的动力系统有所帮助。
二、电动汽车动力系统的组成电动汽车的动力系统由电池组、电机、变速器、控制系统和充电系统等几个重要组成部分构成。
1. 电池组电池组作为电动汽车的能量来源，电池的性能和使用寿命是影响电动汽车使用寿命和性能的关键因素。
目前市面上常见的电动汽车电池包括铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等几种类型。
其中，锂离子电池具有能量密度高、电量损失少等优点，目前已经成为大多数电动汽车的标配。
2. 电机电机是电动汽车的动力源，一般情况下电动汽车使用的都是交流电机。
电机目前主要分为异步电机、感应电机、永磁同步电机等几种类型。
其中，永磁同步电机由于其高效率和低能耗等特点，已经成为目前电动汽车中最常用的电机类型之一。
3. 变速器变速器是将电动汽车电机输出的动力通过齿轮传动转化为车轮转动的装置。
一般情况下，电动汽车的变速器只有一个档位，其作用主要是控制车速和提高车辆运行效率。
4. 控制系统控制系统主要由电控器和控制算法两部分构成。
电控器可以通过实时监控电池电量、电机功率和电机转速等参数，对电动汽车进行控制和调节。
目前市面上电动汽车的控制算法主要分为两种：感应电机控制和永磁同步电机控制。
5. 充电系统充电系统主要由电池充电装置、电源和充电接口等组成。
充电系统的主要作用是为电池组提供充电电源，确保电动汽车在行驶期间能够不间断地供应电能。
三、电动汽车动力系统的发展趋势1. 动力系统智能化未来电动汽车的动力系统将会越来越智能化。
智能化的动力系统能实现自动驾驶、人工智能车辆预测和交通管理等功能，提高电动汽车的安全性和整车性能。
2. 动力系统轻量化电动汽车的动力系统相比于传统汽车动力系统，需要更大的电池、更大的电机等设备，从而导致车辆整体重量增加。
电动汽车动力蓄电池组热管理系统功能及原理
电动汽车动力蓄电池组热管理系统功能及原
理
电动汽车动力蓄电池组热管理系统是一种能有效控制蓄电池组温度的系统，其主要功能包括：
1. 温度控制：根据环境温度、驾驶工况、电池状态等因素，对电池组进行合理的温度控制，保证电池组处于最佳工作温度范围内。
2. 冷却：在高温环境下，通过对电池组进行强制风扇冷却或水冷却，降低电池组温度，防止电池组过度热化，延长电池使用寿命。
3. 加热：在低温环境下，通过外部加热装置对电池组进行加热，提高电池组温度，保证电池组性能和输出能力。
4. 保护：当电池组出现过热或过温情况时，系统能及时报警并采取措施进行保护，以避免电池组损坏或安全事故发生。
电动汽车动力蓄电池组热管理系统的工作原理是基于温度传感器、控制器和执行器的配合控制。
温度传感器通过对电池组表面温度的检测，采集电池组温度信息，并将信息传输给控制器。
控制器根据实时采集的温度信息，通过算法计算出最佳的温度控制策略，并控制执行器进行相应的操作，实现对电池组温度的控制和管理。
学习单元3.1 电池管理系统认知
学习单元3.1 电池管理系统认知
3.1.1 电池管理系统的作用
2. 电池均衡管控 电池均衡管控是 BMS 关键技术的组成部分。由多个不同的电池构成电池组不仅降低电池 的寿命，而且会导致整个电池组的放电效率大大降低，而为了消除这些弊端就必须消除或 避免电池的不一致性，因此电池均衡管控是电池管理系统中不可或缺的一部分。 3. 电池剩余电量估计 电池剩余电量估计也是 B BMS 关键技术的组成部分，电池剩余电量就类似于燃油汽车的 油表盘，通过剩余电量估计，可以实时了解电动汽车电量的使用情况，并估计剩余可行使 里程。电池剩余电量通常可用SOC（State of Charge）表示，数值一般以百分数形式显示 。
学习单元3.1 电池管理系统认知
3.1.4 某集中式BMS功能
总结当前国内外对SOC测定的主流方案研究，像安时积分法，通过电流对时间的积分完成 对剩余电量估计，由于是开环估计且没有修正，因此容易导致误差累积；开路电压法，电 池OCV和电动势基本保持一致，电压、容量及溶液密度关系近线性；Kalman滤波算法，基 于等效电路建立状态空间方程，保持最优估计的最小均方误差进行迭代推算，这种方法误 差较少但硬件要求较高。
主预充接触器拉低控制信号 直流霍尔信号 电流霍尔+15V
直流霍尔屏蔽地 电流霍尔-15V 整车低压地
仪表充电指示灯信号
直流充电正、负极接触器拉低控制信号
交流充电接触器控制信号 12VDC 电源正
直流充电感应信号 整车低压低
高压互锁输入信号 直流温度传感器高 直流温度传感器低 直流充电口 CAN2H
整车 CAN1H 整车 CAN 屏蔽地 VTOG/车载感应信号 直流充电口 CAN2L 直流充电口 CAN 屏蔽地
学习单元3.1 电池管理系统认知
电动汽车的动力系统和电池技术
电动汽车的动力系统和电池技术随着全球环境变化和政府节能减排政策的逐渐加强，电动汽车逐渐成为了当今社会推动绿色交通的重要手段。
电动汽车相比传统汽车，具有清洁、零排放、安全、安静、较低的运行成本等优势，因此备受消费者的青睐。
本文将从动力系统和电池技术两个方面对电动汽车进行介绍。
一、电动汽车的动力系统电动汽车的动力系统主要包括三种：纯电动、插电式混合动力和燃料电池混合动力。
纯电动汽车只依靠电池驱动电机，不依赖于其他能源；插电式混合动力辅以发动机发电，延长了行驶距离；燃料电池混合动力则利用氢气来驱动电动机。
动力系统中最关键的部分是电机和电控系统。
电机控制系统需要负责电机的启动、停止、转速控制和扭矩控制等。
常见的电机种类包括永磁同步电机、异步电机等。
其中永磁同步电机具有高效、高速、高扭矩、轻量化等特点，被广泛应用于电动车辆中。
另外，电池是电动汽车动力系统不可或缺的部分。
电动汽车需要用电池来储存能量，供电机在车辆行驶中提供动力。
在电动汽车中，常见的电池种类包括传统铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等。
锂离子电池是当今最常用的电动车电池，具有能量密度大、重量轻、寿命长、自放电小等优点。
二、电动汽车的电池技术电池技术是电动汽车发展的关键技术之一。
以下介绍几种常见的电池技术。
1.镍氢电池技术镍氢电池由镍氢负极和氢化物正极组成，具有能量密度高、长寿命等优点，是电动汽车的常用电池。
然而，镍氢电池的较大缺点是重量大、体积大，充电速度慢，因此限制了其在电动汽车中的应用。
2.锂离子电池技术锂离子电池具有体积小、重量轻、能量密度高、自放电率低等特点，当前是电动汽车的主流电池技术。
锂离子电池分为单体电池和组合电池，通常采用多个单体电池串联或并联来组成电动汽车的电池组。
3.超级电容器技术超级电容器是介于电池和电容器之间的产品，具有超长的寿命、超快的充电速度和良好的低温性能。
在电动汽车领域，超级电容器常用于辅助动力系统，可在起步加速时提供可靠的短时高功率输出。
动力电池系统结构
动力电池系统结构动力电池系统是现代电动汽车和混合动力汽车的核心组成部分，其结构复杂且精密，以确保电池的安全、高效和长寿命运行。
本文将详细介绍动力电池系统的基本结构。
一、电池模组电池模组是动力电池系统的基本单元，由多个单体电池组成。
这些单体电池通常由锂电池、镍氢电池或铅酸电池等组成，它们被整齐地排列在一起，并通过串联和并联的方式连接在一起，以提供所需的电压和电流。
电池模组的主要功能是储存和释放电能，为车辆的启动、行驶和加速提供动力。
二、电池管理系统电池管理系统（BMS）是动力电池系统的核心组成部分，负责监控和管理电池的运行状态。
BMS可以确保电池的安全运行，防止过充电、过放电和电池温度过高。
BMS还可以对电池的电量进行估算，以帮助驾驶员了解电池的剩余电量，并为其充电提供指导。
三、冷却系统由于电池在充电和放电过程中会产生大量的热量，因此需要冷却系统来保持电池的温度在安全范围内。
冷却系统通常包括散热器、风扇、水泵等部件，以确保电池在最佳的温度下运行。
四、外壳和结构件动力电池系统的外壳和结构件是整个系统的支撑和保护层。
它们需要承受来自车辆的冲击和振动，同时还需要防止电池在意外情况下的损坏。
因此，外壳和结构件需要具有高强度和耐久性。
五、连接线路和插件连接线路和插件是将各个电池模组连接在一起的关键部件。
它们必须能够承受高电流和高温，同时还需要具备防水、防火等特性，以确保电池系统的安全运行。
动力电池系统结构复杂且精密，包括电池模组、电池管理系统、冷却系统、外壳和结构件以及连接线路和插件等组成部分。
这些部件协同工作，以确保电池的安全、高效和长寿命运行，为电动汽车和混合动力汽车的行驶提供动力。
动力电池系统是现代电动汽车和混合动力汽车的核心组成部分，其结构复杂且精密，以确保电池的安全、高效和长寿命运行。
下面，我们将深入探讨动力电池系统的结构。
电芯：这是动力电池系统的基本单元，通常由正极材料、负极材料、电解质和隔膜组成。
电动汽车的动力系统
电动汽车的动力系统随着环境保护和可持续发展意识的增强，电动汽车作为一种清洁能源交通工具正逐渐受到人们的青睐。
电动汽车的动力系统是电动汽车的核心部件，它决定了电动汽车的性能和使用体验。
本文将通过对电动汽车的动力系统进行分析，探讨其组成结构以及其中的关键技术。
一、电动汽车的动力系统组成1. 电机系统电动汽车的动力系统主要由电机系统、电池系统和电控系统组成。
其中，电机系统是电动汽车的动力来源，是其最重要的组成部分。
电机系统包括电动机、减速器和传动装置。
电动汽车通常采用交流电机或直流电机，其中交流电机又分为异步电机和同步电机。
减速器主要是为了降低电机转速并提供合适的扭矩输出，传动装置则将电机的动力传输到车轮上。
2. 电池系统电池系统是电动汽车的能量存储和释放装置，也是电动汽车的能源来源。
电池系统包括电池组、电池管理系统和充电系统。
电动汽车常用的电池种类有铅酸电池、锂离子电池、镍氢电池等。
电池管理系统主要负责电池的监控和保护，确保电池的安全性和寿命。
充电系统则提供电池组的充电功能。
3. 电控系统电控系统是电动汽车的智能控制中枢，负责监测和控制整个动力系统的运行。
电控系统包括控制器、传感器、电子控制单元等。
控制器是电动汽车动力系统的调度中心，负责调节电机的工作状态和输出功率。
传感器用于采集各种关键参数，如车速、电机转速、电池状态等。
电子控制单元则负责数据处理和系统控制。
二、电动汽车动力系统的关键技术1. 电机技术电机技术是电动汽车动力系统的核心技术。
随着电机技术的不断进步，电动汽车的动力性能和续航里程得到了大幅提升。
目前，电动汽车主要采用永磁同步电机或感应电机，这些电机具有高效率、高转速和高扭矩输出的特点。
另外，电机的轻量化设计也是当前的研究热点之一。
2. 电池技术电池技术是限制电动汽车发展的关键因素之一。
目前，锂离子电池是电动汽车常用的电池技术，它具有高能量密度、长寿命和快速充电的特点。
然而，锂离子电池的成本和安全性仍然是亟待解决的问题。
学习任务3-1 动力电池认识
LOGO
学习任务3-1 动力电池认识
学习目标： 1.能够正确描述纯电动汽车储能装置种类。 2.能够正确描述纯电动汽车动力电池种类。 3.能够正确解释蓄电池的各项性能指标。 4.能够简单说明我国动力电池应用状况。 5.能够正确描述纯电动汽车用各类动力电池的结构原 理、特点及应用。 6.能够正确描述纯电动汽车辅助储能装置的种类及各 类型储能装置的特点。
四、镍-氢(Ni-MH)电池
LOGO
1.构造 镍-氢电池的正极，是球状氢氧化镍粉末与添加 剂钴等金属、塑料和黏合剂等制成的涂膏，用自动 涂膏机涂在正极板上，然后经过干燥处理成发泡的 氢氧化镍正极板。 镍-氢电池的负极是储氢合金。 电解质是水溶性氢氧化钾和氢氧化锂的混合物。
四、镍-氢(Ni-MH)电池
1.纯电动汽车储能装置种类 LOGO
动力蓄电池（以下简称动力电池）、超级电容、 飞轮电池等，目前应用较多的是动力电池和超级电 容两种。
2.纯电动汽车动力电池种类 LOGO
纯电动汽车所需要的理想能源应该满足以下要求。 ① 持续稳定的大电流放电，能够保证汽车保持一定 的行驶速度。 ② 有短暂大电流放电的能力，保证汽车在加速、上 坡时有足够的动力。 ③ 能一次性提供足够的能源，保证汽车有一定的续 驶里程。
二、动力电池的性能指标 LOGO
1）电压（V） （1）电动势。电池正极和负极之间的电位差，通常 用符号E表示。 （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。 （3）额定电压。电池在标准规定条件下工作时应达 到的电压。 （4）工作电压(负载电压、放电电压） 。在电池两 端接上负载R后，在放电过程中显示出的电压。
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
纯电动汽车动力蓄电池系统的认知与故障诊断
4 课时 8Leabharlann 实训目录1 动力蓄电池的作用与要求
2 动力蓄电池主要性能指标
3
动力蓄电池结构 类型与组合方式
4 锂离子蓄电池
5 蓄电池管理系统
6 动力蓄电池系统的故障诊断
1.动力蓄电池的作用与要求
1.1 动力蓄电池的作用
蓄电池是一种将所获得的电能以化学能的形式贮存并可以将化学能转变为电 能的电化学装置，可以重复充电和放电。虽然蓄电池有很多种，如铅酸蓄电 池、金属氢化物镍蓄电池、锂离子蓄电池、镍镉蓄电池、钠硫蓄电池、镍锌 蓄电池、锌空气蓄电池等，但目前适合作纯电动汽车动力蓄电池的主要是锂 离子蓄电池。铅酸蓄电池在低速纯电动汽车和特种电动车上有应用；金属氢 化物镍蓄电池在混合动力汽车上有应用。 纯电动汽车上的蓄电池分为辅助蓄电池和动力蓄电池。辅助蓄电池是为低压 辅助系统（低压电器）供电的蓄电池，采用铅酸蓄电池；动力蓄电池是指为 纯电动汽车系统（高压电器）提供能量的蓄电池，采用锂离子蓄电池。 动力蓄电池的作用是通过高压配电箱向高压电器提供电能；通过DC/DC变换 器向辅助蓄电池充电，并向低压电器提供电能；当动力蓄电池电能不足时， 通过外部直流充电或交流充电向动力蓄电池补充电能，如图2-2所示。另外， 当车辆减速、制动或下坡时，驱动电机变为发电机，动力蓄电池能够回收能 量。纯电动汽车高压电器主要包括驱动电机系统、电动空调、高压直流PTC （Positive Temperature Coefficient）加热器等；低压电器包括灯光、仪表、 车身附件等。
1.2 动力蓄电池的要求
（5）高低温性能好，环境适应性强。纯电动汽车作为一种交通工具，要求动力蓄电池既要在北方冬 天极冷的环境下长期稳定地工作，又要在南方夏天炎热的环境中长期稳定地工作。在最恶劣的气候 条件下，动力蓄电池的工作温度可能要从-40℃~60℃，甚至80℃，因此，要求动力蓄电池应当具有 良好的高低温特性。 （6）安全性好。动力蓄电池应能够有效避免因泄漏、短路、撞击、颠簸等引起火灾或爆炸等危险事 故发生，确保纯电动汽车在行驶过程中的安全。动力蓄电池要满足GB/T38031-2020《纯电动汽车 用动力蓄电池安全要求》。 （7）价格合理。动力蓄电池要求材料来源丰富，制造成本低，以降低整车价格，提高纯电动汽车的 市场竞争力。 （8）绿色、环保。动力蓄电池的制作材料要求与环境友好，无二次污染，并可再生利用。
[干货] 电动汽车动力电池系统知识一次看个够
![[干货] 电动汽车动力电池系统知识一次看个够](https://img.taocdn.com/s3/m/62edd11db52acfc789ebc94d.png)
[干货] | 电动汽车动力电池系统知识一次看个够！——《电动汽车动力电池系统安全分析与设计》内容摘选...2017-11-23 xmsun2007来源阅 12 转藏到我的图书馆微信分享：QQ空间QQ好友新浪微博推荐给朋友《电动汽车动力电池系统设计与制造技术》是继《电动汽车动力电池系统安全分析与设计》之后，系列丛书的第二本专著，由王芳、夏军等多位专家耗时一年联袂打造,内容涵盖动力电池系统的技术发展综述、系统设计、结构设计、BMS设计、热管理设计、结构仿真分析、测试验证，以及生产制造技术，全方位多角度为读者提供最佳的工程实践参考！第1篇：动力电池系统在整车的安装位置节选自《电动汽车动力电池系统设计与制造技术》第一章“电动汽车动力电池系统技术发展综述”，作者：夏军电动汽车所增加的动力电池系统，由于体积大，重量重，很难在整车上找到非常完美的安装空间，在电池包的布置上，需要考虑以下几个方面：首先，要尽可能的在有限的空间内，布置更多的电量，这样才能达到更大的续航里程，减少充电的频次，任何可以利用的空间，都有利于整车电量的提升。
其次，要充分考虑电池包的位置对整车安全性能的影响，尤其是在发生碰撞、翻滚、跌落等极端情况下，电池包是否会因为很大的加速度或严重的挤压变形，发生起火和爆炸，或者是否会有电池包的部件进入乘客舱，引起附加伤害。
第三，要充分考虑电池包的重量和形状对整车结构寿命的影响，因为电池包的重量通常达到数百公斤，给整车的底盘和悬挂带来很大的静态载荷和动态载荷，在长时间的振动、冲击条件下，很容易引起整车机械部分的疲劳损伤，降低寿命。
第四，要充分考虑电池包的散热条件，尤其是在高温工作条件和高电气载荷工作条件下，电池包会产生大量的热量，如果散热条件不理想，或者靠近热源，会引起电池包的寿命加速衰减。
第五，电池包在整车的安装位置，还会影响到整车的轴荷分配和重心，进而影响到整车的驾乘体验和舒适性。
我们总结了市场上几款常见的电动汽车产品，将电池包在整车上的装配空间和位置加以概述，以供读者参考。
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。
项目三 电动汽车的动力电池及其电池管理系统
（五）燃料电池
氢燃料电池的燃料是氢和氧，生成物是清洁的水，它本身工作不产 生一氧化碳和二氧化碳，也没有硫和微粒排出。因此，氢燃料电池汽 车是真正意义上的零排放、零污染的汽车，是解决当今交通能源和环 境问题的最佳方案之一，代表着汽车未来的发展方向。 燃料电池也不需要像其他电池那样进行长时间的充电，它只需要像 给汽车加油一样补充燃料即可达到与燃油车一样的行驶里程。燃料电 池电动汽车的行驶里程仅与燃料箱中的燃料有关，而与燃料电池的尺 寸无关。
6）超级电容
超级电容是为了满足混合电动汽车能量和功率实时变化要求而提出 的一种能量存储装置。它是一种电化学电容，兼具电池和传统物理电 容的优点。超级电容往往和其他蓄电池联合应用作为电动汽车的动力 电源，可以满足电动汽车对功率的要求而不降低蓄电池的性能。
7）飞轮电池
飞轮电池是20世纪90年代才提出的新概念电池，它突破了化学电池 的局限，用物理方法实现储能。飞轮电池是一种以动能方式存储能量 的机械电池，它由电动／发电机、功率转换、电子控制、飞轮、磁浮 轴承和真空壳体等部分组成，具有高功率比、高能量比、高效率、长 寿命和环境适应性好等优点。
4）高温钠电池
高温钠电池主要包括钠氯化镍电池和钠硫蓄电池两种。钠氯化镍电 池是1978年发明的，其正极是固态NiCl2，负极为液态Na，电解质为 固态 β-Al2O2陶瓷，充放电时钠离子通过陶瓷电解质在正负电极之间 漂移。
5）锌空气电池
锌空气电池是一种机械更换，采用离车充电方式的高能电池，正极 为锌，负极为碳（吸收空气中的氧气用），电解液为KOH。
（二）电动汽车动力电池的应用现状
1．铅酸电池 由于铅酸电池的供电成本大体和柴油机供电相等，同时应用历史最 长、技术最成熟、安全性最好、成本最低、市场化程度高，因此铅酸 电池仍然是低端电动汽车市场的主要动力电池。
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二、锂离子电池电芯种类及优缺点
（2）方形电芯 外形为方形的硬壳电芯，如图3-6所示。早期钢壳居多， 现在铝壳居多（从整包轻量化及能量密度角度考虑）。
图3-5 方形电芯
相对于传统的铅酸电池、镍镉电池甚至镍氢电池废弃可能造成的环境污染问 题，锂离子电池中不包含汞、铅、镉等有害元素。
3. 锂离子电池
锂离子电池因其优异的性能和特点， 成为发展最为迅速的二次电池。在电动汽 车领域，锂离子已全面替代镍氢电池，成 为电动汽车首选的蓄电池类型。但目前锂 离子电池的充电速度、循环寿命、安全性 以及成本等原因还制约着其在电动汽车领 域的发展，未来还需不断优化提升以更适 应电动汽车领域。
1. 铅酸蓄电池
铅酸蓄电池的电极主要是铅及其氧化物制成，电解液为硫酸溶液的一种蓄 电池，如图3-2所示。
图3-2 铅酸蓄电池
• 应用：铅酸蓄电池应用广泛，在交通、通信、电 力、军事、航海、航天、航空等各个经济领域均 有大量的使用，是全世界使用范围最为广泛的化 学电池产品。
• 优点：电压稳定、价格便宜。
知识地图/Knowledge map
电动汽车动力 蓄电池系统简介
一、蓄电池的分类
1.铅酸蓄电池 2.镍氢电池 3.锂离子电池
二、锂离子电池电芯种类及优缺点
电动汽车动力蓄电池系统概述
动力蓄电池系统（电池包，Battery pack），如图3-1所示，是一个电能 存储装置，通常由电池组、机械结构、电子控制单元、热交换组件及高压电气 元器件等构成。动力蓄电池系统可以通过化学反应使电能与化学能之间进行能 量相互转换，来实现电能的存储和释放。
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电动汽车动力 蓄电池系统简介
一、蓄电池的分类
1.铅酸蓄电池 2.镍氢电池 3.锂离子电池
二、锂离子电池电芯种类及优缺点
二、锂离子电池电芯种类及优缺点
现阶段，锂离子电池根据电芯的外形及封装方式不同，主要有三种常见 形状：圆柱形、方形及软包。因其封装方式不同，其特点也不尽相同。
电动汽车
电气设备构造与检修
授课教师：XXX 授课日期：xxxx年xx月xx日
目录/CONTENTS
项目一 项目二 项目三 项目四 项目五 项目六 项目七 项目八
新能源电动汽车的认识 电动汽车高压电系统防护 电动汽车动力电池系统 电动汽车驱动电机系统 电动汽车整车控制器 电动汽车充电系统 电动汽车电气系统 电动汽车高压辅助系统
• 应用：锂离子动力蓄电池商 业化应用速度非常快，已经 普及到各种应用化学电源的 场合。
锂离子电池放电过程
图3-4 锂离子电池
• 优点：能量密度高、循环寿 命长、无记忆效应、环保性 高等优势。
3. 锂离子电池
电动汽车中锂离子电池的工作原理
Hale Waihona Puke 3. 锂离子电池相对于其他类型电池，锂离子电池具有以下显著的优点：
序号 1
2
3 4 5 6
性能指标 工作电压高
比能量高
循环寿命长 自放电小 无记忆效应 环保性高
说明 钴酸锂锂离子电池的工作电压为3.6~3.7V，锰酸锂锂离子电池的工作电压为 3.7V，磷酸铁锂锂离子电池的工作电压为3.2V，而镍氢、镍镉电池的工作电 压仅为1.2V。 锂离子电池正极材料的理论比能量可达350Wh/kg以上，实际应用中由于不 可逆容量损失，比能量通常低于这个数值，但目前量产单体电芯已可达到 280~300Wh/kg，是镍氢、镍镉电池比能量的数倍。 目前，锂离子电池在深度放电情况下，循环次数可达1000次以上，其性能远 远优于其他同类电池。 锂离子电池月自放电率仅为总电容量的5%~9%，大大缓解了传统的二次电 池放置时由自放电所引起的电能损失问题。
图3-1 DX3 EV400动力蓄电池系统
一、蓄电池的分类
动力蓄电池系统为电动汽车核心“三电”系统之一，其作用相当于电动
汽车的“心脏”，为电动汽车的驱动提供能源。电动汽车电池主要分成两大
类：蓄电池及燃料电池。
铅酸蓄电池
蓄电池
镍氢电池
电动汽车电池
锂离子电池
燃料电池
一、蓄电池的分类
蓄电池作为动力蓄电池系统的存储 电能的核心，其性能参数影响到了整个 电池系统的能量密度、使用寿命、产品 性能以及成本等关键指标。
锂离子电池电芯种类
圆柱形电芯 方形电芯 软包电芯
二、锂离子电池电芯种类及优缺点
（1）圆柱形电芯 外形为圆柱型的硬壳电芯，如图3-5所示。电动汽车 上常用的为18650及21700两种，一般采用钢壳，部分采用铝壳。
图3-5 圆柱形电芯
• 优点：易于PACK结构布置；单体能量密 度高；生产工艺成熟，成本较低。
• 优点：能量密度较铅酸电池高、高速放电能力强、 循环寿命较铅酸电池长、成本较锂离子电池低；
图3-3 镍氢电池
• 缺点：重量与记忆效应较锂离子电池大、电压平 台低、使用过程忌过充电、耐高温性能差。
3. 锂离子电池
锂离子电池是一种主要依靠锂离子在正极和负极之间往返移动来工作的二 次电池（充电电池），如图3-4所示。
教学任务/Teaching task
任务一 电动汽车动力电池系统简介 任务二 电动汽车电池系统结构及工作原理 任务三 电动汽车动力电池 BMS 系统 任务四 电动汽车动力电池的热管理系统
学习目标/Learning Objectives
1.熟悉蓄电池的功能和作用。 2.能够辨别不同种类的蓄电池的优缺点。 3.了解蓄电池的发展历史及未来前景。
学习任务/Learning task
生活中我们总能见到各种各样的电池，有 纽扣形状的电池，圆柱状的电池，长方体的电 池。这些电池有的用于手表，有的用于手机， 有的用于电动汽车。我们可以将它们交换安装 使用吗？它们的功能是否一样呢？请你利用本 学习任务所学习的内容对上述问题给大家做一 个概括性的回答。
• 缺点：能量密度低、使用寿命短和日常维护频繁。
2. 镍氢电池
镍氢电池室采用镍氧化物作为正极，金属氢化物作为负极以及碱液（主要 成分KOH）作为电解液的蓄电池，如图3-3所示。
• 应用：镍氢电池在20世纪90年代以后迅速发展 起来，在笔记本电脑、便携式摄影机、数码相机 及电动自行车等领域得到广泛应用。