3.1电动汽车动力电池系统简介
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
序号 1
2
3 4 5Leabharlann Baidu6
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。
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。
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。
• 缺点：PACK成组方式及液冷系统较为复 杂；对BMS要求较高，循环寿命较低。
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
• 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。
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。
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
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
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：
• 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。
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。
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。
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。
序号 1
2
3 4 5Leabharlann Baidu6
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。
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。
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。
• 缺点：PACK成组方式及液冷系统较为复 杂；对BMS要求较高，循环寿命较低。
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
• 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。
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。
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
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
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：
• 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。
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。
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。