动力电池基础知识
动力电池的基础知识
动⼒电池的基础知识动⼒电池的基础知识新能源汽车三⼤(电池、电机、电控)核⼼技术，对主机⼚⼯程师⽽⾔，动⼒电池知识是必须要知道的。
但是⽬前许多⼯程师对动⼒电池知识了解甚少，主要原因是，动⼒电池是电化学领域的，⽽汽车学院的没有这个课程。
下⾯做⼀些简要介绍，供⼤家参考。
⼀、电池是什么？其功能是什么？先说⽔池吧。
⽔杯、⽔桶、⽔缸、⽔池、这⾥的杯、桶、池、塘，有⼀个共同的特点，其基本功能是装⽔的，不同是容积⼤⼩不⼀样。
⽔是液体，有⼀个基本属性，⽔是能⾼处流向低地处的。
基本常识是，⼈们可能没有思考，⽔池原来是空的，⽔池的⽔是⼈倒进去的，在⽔⽔池的低处钻⼀个孔，⼀池⼦⽔最后会放⼲的。
这个过程⾥有什么科学道理？a)空⽔池，空的容积才能盛⽔；b)⽔⾃⼰进不了⽔池⾥，是⼈倒进去的；c)有⽔压的存在，⽔才会从⾼处往地处流动的。
同理，电池是盛“电”的容积，电池⾥⾯原来也是“空”的，是没有电的，电是⼈充进去的，电池能放电，是因为电池⾥⾯有电压差。
⽔池是物理学原理，是装的液体，⽔是分⼦结构的；电池是电化学学原理，是装的带“电”的，是⽐分⼦更⼩的离⼦。
⼆、⼲电池的基本常识⼤家常见在体收⾳机、收录机、照相机、电⼦钟、玩具等电池，归类为⼲电池。
在⼲电池⾥⾯的电解质是⼀种不能流动的糊状物，才叫做⼲电池(见图1)，这是相对于具有可流动电解质的电池说的。
图1 ⼲电池外形及内部结构其外壳是⽤锌做成的圆筒型容器，锌筒中央⽴着⼀根碳棒,碳棒顶端固定着⼀个铜帽。
碳棒和锌筒叫做⼲电池的电极。
聚集正电荷的碳棒叫正极,(符号+，表⽰电池的正极)，聚集负电荷的锌筒叫负极(符号-，表⽰电池的负极)。
放电的基本原理：碳极周围填满了⼆氧化镁，锌电极组成了⼲电池的外壳，碳电极则放在中⼼。
电⼦是有电⼦化了的锌⾦属(氧化作⽤)所给出，流进外部的电路到达炭电极。
靠近碳电极的⼆氧化镁得到电⼦(还原作⽤)⽣成氢氧离⼦，并形成了新的化合物叫做氧化镁。
氧化反应把电池负极的电⼦推出去，⽽还原反应则在正极吸收它们。
动力电池基础知识
System Hardware
Electronics Hardware • Over-Voltage protection • Over-Temperature • Cell balancing circuitry Electrical Hardware • Fusing for over-current • Contactors Mechanical Hardware • Optimum thermal
超级电容器和电解电容器的主要结构
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一、动力电池基础知识
（2）超级电容器特性优点
超级电容器作为一种新型储能器件，兼具电池和传统电容器的优点，具体 如下：
• 可储存巨大的能量，容量达几法拉级甚至数千法拉；其存储的能量E=1/2CU2（
C：器件的电容量；U：器件的端电压）。 • 环境友好，无需采用污染性物质为原料； • 免维护，长时间放置不失效，即使几年不用仍可保留原有的性能指标。 • 超级电容器充放电速度快（根据容量的不同为几秒~几分钟），可以在瞬间释
• 使用寿命长 正常使用条件下，可循环使用1500个充放电周期，容量在80%以上。 • 比能量大 高能量密度，使电池重量轻、体积小，更易用于小型用电设备。 • 使用安全可靠 没有游离的金属锂，电池使用更安全。 • 工作电压高 工作电压高达3.7V，大约是镍镉或镍氢电池的3倍，可减小电池的使用
数量。 • 电化学特性稳定 • 自放电小 • 无记忆效应 • 无污染
• 隔膜 材质：单层PE（聚乙烯）或者三层复合PP（聚丙烯） +PE+PP 厚度：单层一般为0.016～0.020mm 三层一般为0.020～0.025mm
动力电池基本概念、原理(高教知识)
余能量有一定的联系，电量显示就是利用 这个原理。
②工作电压：是指电池在工作状态下即电
路中有电流流过时电池正负极之间的电势 差,又称负载电压。在电池放电工作状态下， 当电流流过电池内部时，必须克服内阻的 阻力，故工作电压总是低于开路电压。
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③放电截止电压：指电池充满电后进行放电， 放完电时达到的电压（若继续放电则为过 度放电，对电池的寿命和性能有损伤）。
“跳进”电解液里，“爬过”隔膜上弯弯
曲曲的小洞，“游泳”到达负极，与早就 跑过来的电子结合在一起。
正极上发生的反应为 LiMn2O4 ==Li1xMn2O4+Xli++Xe(电子) 负极上发生的反应为6C+XLi+Xe==LixC6
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5、放电过程 电池放电，此时负极上的电子e从通过外部 电路跑到正极上，正锂离子Li+从负极“跳
①功率是指在一定的放电制度下，单位时 间内电池输出的能量，单位为W或kW。 ②功率密度又称比功率，是单位质量或单 位体积电池输出的功率，单位为W/kg或W/L。 比功率是评价电池及电池包是否满足电动 汽车加速和爬坡能力的重要指标。更多新 能源汽车行业专业解读和最新资讯，可关 注电动知家微信公众号。
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• ③深度放电 deep discharge：表示蓄电50％ 或更大的容量被释放的程度。
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• ④举例：充、放电深度以百分比率来表示， 如：容量为10Ah的电池放电后容量变为2Ah， 可以称为80%DOD；容量为10Ah的电池，充 电后容量为8Ah，80%SOC。形容满充满放， 通常称为100%DOD。
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动力电池基础知识
动力电池基础知识(总10页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除动力电池的主要性能参数1、电压：开路电压=电动势+电极过电位，工作电压=开路电压+电流在电池内部阻抗上产生的电压降。
电动势由电极和电解质材料特性决定，电极的过电位与材料活性、荷电状态和工况有关。
2、内阻：电池在短时间内的稳态模型可以看作为一个电压源，其内部阻抗等效为电压源内阻，内阻大小决定了电池的使用效率。
电池内阻包括欧姆电阻和极化电阻两部分，欧姆电阻不随激励信号频率变化，又称交流电阻，在同一充放电周期内，欧姆电阻除温升影响外变化很小。
极化电阻由电池电化学特性对外部充放电表现出的抵抗反应产生，与电池荷电、充放强度、材料活性都有关。
同批电池，内阻过大或过小者都不正常，内阻过小可能意味材料枝晶生长和微短路，内阻太大又可能是极板老化、活性物质丧失、容量衰减，内阻变化可以作为电池裂化的充分性参考依据之一。
3、温升：电池温升定义为电池内部温度与环境温度的差值。
多数锂电池充电时属吸热反应，放电时为放热反应，两者都包含内阻热耗。
充电初期，极化电阻最小，吸热反应处于主导地位，电池温升可能出现负值，充电后期，阻抗增大，释热多于吸热，温升增加，过充时，随不可逆反应的出现，逸出气体，内压升高、温度升高，直到变形、爆裂。
4、内压：电池内部压力，由于电池内部反应逸出气体导致气压增大，气压过大将撑破壳体和发生爆裂，基于安全考虑，一方面锂电池都设计了单向的防爆阀门，一方面用塑壳制造。
析气反应常伴随着不可逆反应，也就意味着活性物质的损失、电池容量的下降，无析气、小温升充放电是最理想的工况。
5、电量：电学里，电量用Wh(瓦时)表示，是能量单位，一度电等于1kWh;电池常用Ah(安时)计算电量，对于动力电池侧重于功率和能量大小，用Wh更直接一些，因为电池的电压是变化的，其全程变化量可达到极大值的一半左右，用Ah计算电量不能正确描述电池的动力驱动能力，但Ah作为电池的电量单位自有其历史和道理，在不引起歧义的地方两种电量单位都可以使用。
动力电池基础知识解读
从简化的逻辑图可见：电池过充电、 过放电，放电时电流过大（过电 流），外围电路短路，该ic都会检 测出来，并驱动相应的电子器件动 作。
五、保护板结构
5.1.4、 单节保护IC主要技术标标准。
1）过充电检测电压： VCU 2）过充电恢复电压： VCL 3) 过放电检测电压： VDL 4) 过放电恢复电压： VDU 5) 过电流检测电压： VIOV1 VIOV2 6) 短路检测电压： VSHORT 7) 过充电检测延时： tcu 8) 过放电检测延时 ：tdl 9) 过流延时： TioV1 TioV2 10）短路延时： Tshort 11）正常功耗： 10PE 12）静电功耗： 1PDN 4.275±25mv 4.175±30mv 2.3±80mv 2.4±0.1mv 0.1±30mv 0.5±0.1mv -1.3V 1s 125ms 8ms 2ms 10us 3uA 0.1 uA （4.25 4.275 4.30） （4.145 4.175 4.205） (2.22 2.3 2.38 ） (2.3 2.4 2.5 ) (0.07V 0.1 0.13V) (0.4 0.5 0.6 ) (-1.7 -1.3 -0.6 ) （0.5 1 2 ） （62.5 125 250 ） （4 8 16 ） （1 2 4 ） （10 50us） （1 3 6uA）
四、保护板工作原理
4.1、单节保护板方框图
Ω
IC
DO
CO
四、保护板工作原理
4.2、单节保护板IC工作时序图
四、保护板工作原理
上图中B是电池，P+、P-是电池块接充电器电源或与手机相接的正负极。 充电状态：
4.3、单节保护板工作原理
充电时，充电电流由P+进入→B+→ MOS1→MOS2→P-。 在充电的同时，Ic通过Vcc和R1对电池连续进行测量。当检测到电池电压充电到 4.2V时（这个电压随不同Ic而异），Ic内的过充电检测电路将检测到的这个信号 并将它转换成一系列的电平信号，其中的一个低电平信号传送到Ic的输出端CO， 促使MOS2关断，从而终止充电。 放电状态： 放电时，放电电流从电池正极B+→P+→负载（手机）→P-→MOS2→MOS1→B在放电的同时，Ic内的过放检测电路连续测量电池两端的电压，当电池电压随着用 电时间的加长而下降到2.3V时（这个电压值随不同的ic而异），该检测电路输出信 号，使输出端DO为低电平，从而使MOS1关断，终止电池放电。 在某种特殊情况下，如果电池放电时，电流大于某一额定值，Ic内的过电流检测器会输 出一个低电平信号到DO端，使MOS1在5~15ms的时间内关断（这个值随不同的 电流和不同的MOS管内阻而异）。 在极端情况下，P+、P-端发生短路，则Ic内部的短路检测电路，将会检测到这个信号， 并将这个信号转换成低电平，输出到DO端，从而使MOS1在10~50us的时间内关 闭，从而切断电路。
动力电池知识
动力电池知识动力电池是指能够提供较大功率和能量供应的电池。
它是电动汽车的核心组件之一，其质量和性能直接决定了电动汽车的续航里程、效率和安全性。
随着近年来电动汽车的快速发展，动力电池作为其重要的组成部分受到了广泛的关注。
一、动力电池的基本原理动力电池是一种可充电电池，其内部包含正负两极和电解液。
通过在两极之间通电，电解液中的离子会在正负极之间移动，产生电荷流动，从而形成了电能。
在充电时，电荷流动的方向相反，电池内的离子会重新堆积在正负两极之间，从而实现电能的储存和重复利用。
动力电池与普通的电池最大的区别在于其具有更高的充放电速率和更高的储能密度。
二、动力电池的种类目前市场上主要使用的动力电池包括铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池。
其中，铅酸电池是较早出现的动力电池，其具有较高的价格和较短的使用寿命。
镍氢电池虽然具有较高的能量密度和更长的使用寿命，但是其价格较高。
锂离子电池由于其较高的储能密度、较低的内阻和较长的使用寿命，已经成为了电动汽车的主流动力电池。
三、动力电池的组成动力电池主要由电芯、电池管理系统和外壳三个部分组成。
电芯是动力电池的核心部分，由正负极、隔膜和电解质组成。
电池管理系统则负责监控电池的电荷状态、温度、电芯均衡等参数，以确保电池的安全性和性能稳定。
外壳为电池提供了保护和支撑作用。
四、动力电池的关键技术锂离子电池是当前最先进的动力电池技术，其关键技术包括正负极材料、电解质、隔膜、电池管理系统等。
其中，正负极材料是影响锂电池性能的最重要因素之一，其性能的提升可以使电池的比能量和循环寿命获得显著提升。
电解质和隔膜则对电池的安全性和循环寿命有着重要的影响。
五、动力电池的未来发展趋势随着电动汽车的快速普及和需求的不断增长，动力电池市场也将迎来更大的发展机遇。
未来，动力电池技术将继续向高能高效发展，同时，动力电池的可靠性、安全性和成本控制也将得到进一步提升。
预计在未来几年内，动力电池的能量密度将进一步提高，续航里程也将进一步增加。
动力电池的基本参数及含义
动力电池的基本参数及含义
动力电池是电动汽车、混合动力汽车、储能系统等设备中的关键部件,其基本参数包括:
1. 能量密度(能量 per unit volume):能量密度是指单位体积的动力电池储存的能量。
通常以毫安时/克(mAh/g)作为能量密度的测量单位。
能量密度越高,电池储存的能量就越多。
2. 电压:动力电池的电压是衡量其能量储存能力的重要参数。
通常,动力电池的电压范围在
3.6-6.0V之间。
3. 电流:动力电池的电流是衡量其供电能力的重要参数。
通常,动力电池的电流范围在10A-50A之间。
4. 循环寿命:循环寿命是指动力电池能够充放电的次数。
通常,动力电池的循环寿命可以达到数万次。
5. 安全性:动力电池的安全性是非常重要的,它涉及到电池的充放电过程、储存过程、使用过程中的安全性能等方面。
动力电池必须具有良好的安全性能,才能够被广泛应用于电动汽车、混合动力汽车等交通工具中。
6. 成本:动力电池的成本是一个重要的考虑因素。
由于动力电池的储存能量巨大,因此其制造和生产成本较高,需要企业进行大量的研发和生产工作,才能够保证动力电池的市场竞争力。
除了以上基本参数外,动力电池还有一些其他重要的参数,如重量、体积、尺寸、电池管理系统(BMS)等。
这些参数对于动力电池的设计、制造和使用都具有重要的参考价值。
动力电池是电动汽车、混合动力汽车、储能系统等设备中的关键部件,其基
本参数和含义对于保障交通工具的安全、环保和可持续发展具有重要的意义。
动力电池基本参数
动力电池基本参数动力电池是电动车辆的重要组成部分，它储存和释放电能，为电动车提供驱动力。
下面将详细介绍动力电池的基本参数。
1. 容量(Capacity)容量是指动力电池储存电能的能力，通常以安时(Ah)为单位。
容量越大，电池储存的电能越多，电动车行驶的里程数也越远。
动力电池的容量与电动车车型和使用需求有关。
一般来说，电动车容量在10～100Ah之间。
2. 电压(Voltage)电压是指动力电池正负极之间电势差，通常以伏特(V)为单位。
电压决定了电能的大小，也直接影响到电动车的性能表现。
动力电池常见的电压有12V、48V、72V和96V等。
3. 可充电性(Rechargeability)动力电池可以反复充电和放电，称为可充电性。
好的动力电池应该有较高的可充电性能，能够充放电多次而不影响电池寿命。
可充电性可以通过循环寿命(cycle life)来衡量，即电池能够进行多少次充放电循环。
4. 自放电率(Self-discharge Rate)自放电率是指动力电池在静置状态下，单位时间内自行流失的电能比率。
好的动力电池应具有较低的自放电率，使得电池在长时间不使用时也能保持较高的电能。
5. 能量密度(Energy Density)能量密度是指单位体积或单位重量下所储存的电能。
动力电池的能量密度越高，储存的电能越多，电动车的续航里程也会更远。
目前，锂离子电池在能量密度方面占有较大优势。
6.功率密度(Power Density)功率密度是指单位体积或单位重量下动力电池能够释放的电能速率。
功率密度越高，电池的输出能力越强，电动车的加速性能也越好。
与能量密度不同的是，功率密度更注重电池的瞬态性能。
7.充电时间(Charging Time)充电时间是指将电池的电能充满所需的时间。
通常来说，动力电池的充电时间较长，需要数小时甚至更久。
但随着快充技术和充电设施的发展，动力电池的充电时间正在不断减少。
8.使用环境温度(Temperature Range)动力电池的性能和寿命与温度有关，一般来说，较高的温度会加速电池的老化和容量衰减，较低的温度则会影响电池的输出能力。
动力电池的原理
动力电池的原理动力电池是指用于驱动电动汽车的主要能源储存系统，是电动汽车的核心组件。
本文将介绍动力电池的原理，以及其在电动汽车中的应用。
一、动力电池是一种高能量密度、可充放电的电池。
它通常由多个电池单元组成，每个电池单元由正、负极以及电解液构成。
常见的动力电池类型包括锂离子电池、镍氢电池等。
1. 锂离子电池原理锂离子电池是目前最常用的动力电池，其原理如下：锂离子电池的正极为富锂的化合物，负极为石墨材料。
充电时，正极的锂离子从正极材料中脱嵌，通过电解质溶液移动到负极，并在负极材料中嵌入。
放电时，锂离子则从负极材料中脱嵌，通过电解质溶液移动到正极，并在正极材料中嵌入。
2. 镍氢电池原理镍氢电池是另一种常用的动力电池，其原理如下：镍氢电池的正极为氧化镍水合物，负极为金属氢化物。
充电时，正极氧化镍水合物中的氢离子被电流还原成金属氢化物，同时负极的金属氢化物中的氢离子被氧离子氧化。
放电时，反应反向进行，金属氢化物中的氢离子被电流还原成氧化镍水合物，同时正极的氧化镍水合物中的氢离子被氧离子氧化。
二、动力电池在电动汽车中的应用动力电池作为电动汽车的能源储存系统，在车辆中发挥着重要的作用。
1. 电池包组装动力电池由多个电池单元组成，这些电池单元会被组装成电池包，并安装在电动汽车的底盘上。
电池包的组装需要注意各个电池单元之间的配对和电池管理系统的安装。
合理的电池包组装可以提高整车的安全性和电池系统的效能。
2. 电池管理系统动力电池的管理非常重要，电池管理系统可以确保电池的安全性和性能。
它通过监测电池的温度、电流、电压等参数，来保证电池充放电过程的稳定和均衡。
在电动汽车行驶过程中，电池管理系统还可以预测电池的寿命和故障，并采取相应的措施进行保护。
3. 充电与续航动力电池决定了电动汽车的续航里程。
充电是电动汽车的重要环节，可以通过外部电源进行慢充或快充。
电动汽车的续航里程和充电速度直接影响了用户的使用体验。
4. 二次利用动力电池在达到一定的使用寿命后，虽然不再适合作为驱动电动汽车的主要能源储存系统，但仍可以继续作为储能系统，用于存储风能、太阳能等电力资源，实现电网储能和调峰填谷。
动力电池基础知识
动力电池基础知识
嘿，你知道不？动力电池这玩意儿可有不少学问呢。
我给你讲讲我有一回看到电动车的事儿吧。
有一天，我在街上看到一辆特别酷的电动车。
那车跑得可快了，嗖的一下就过去了。
我就想啊，这电动车咋这么厉害呢？后来我才知道，这都是动力电池的功劳。
动力电池啊，就像是电动车的心脏。
没有它，电动车可跑不起来。
我听说啊，动力电池有好几种呢，什么锂电池啦，铅酸电池啦。
每种电池都有自己的特点。
锂电池呢，比较轻巧，容量也大。
就像一个小巧玲珑的大力士，能给电动车提供很多能量。
有一次，我看到一个人骑着一辆锂电池电动车，那车跑得可远了。
我就问他：“你这电动车能跑多远啊？”他得意地说：“我这电动车能跑好几十公里呢！”哇，这么厉害。
铅酸电池呢，就比较便宜，但是也比较重。
就像一个憨厚老实的大力士，虽然力气大，但是也有点笨笨的。
我记得有一回，我看到一个送快递的小哥骑着一辆铅酸电池电动车，车上装了好多快递。
我就想，这铅酸电池还挺能扛的呢。
除了这两种电池，还有一些其他的动力电池。
它们都在为电动车的发展做出贡献。
嘿，现在我对动力电池可有点了解了。
你有没有骑过电动车呢？快来跟我讲讲你的体验吧。
嘿嘿。
动力电池 知识
动力电池知识一、电池种类动力电池主要分为以下几类：1.锂离子电池：锂离子电池是目前最常用的动力电池，具有高能量密度、长寿命、环保等优点。
2.铅酸电池：铅酸电池是一种较为传统的动力电池，由于其成本较低，广泛用于低端电动车领域。
3.镍氢电池：镍氢电池是一种可充电的碱性电池，具有高能量密度、长寿命等优点，但价格较高。
4.超级电容器：超级电容器是一种具有快速充放电能力的储能器件，可以作为动力电池的辅助能源。
二、电池参数动力电池的主要参数包括以下几方面：1.电压：动力电池的电压取决于其化学成分和电池结构，通常在10-100V之间。
2.容量：动力电池的容量表示其能够存储的电能，通常以安时（Ah）为单位。
3.内阻：动力电池的内阻表示其内部电阻的大小，对电池的充放电性能和能量利用率有重要影响。
4.循环寿命：动力电池的循环寿命表示其在充放电过程中能够使用的次数，通常在数百至数千次之间。
5.自放电率：动力电池的自放电率表示其在不使用时的电量损失率，通常以每月损失的百分比表示。
三、电池管理动力电池管理主要包括以下几方面：1.充电管理：充电管理是指对动力电池的充电过程进行控制，以确保充电的安全和效率。
2.放电管理：放电管理是指对动力电池的放电过程进行控制，以确保放电的安全和效率。
3.温度管理：温度管理是指对动力电池的温度进行监控和调节，以确保其在正常范围内工作。
4.故障诊断：故障诊断是指对动力电池的故障进行检测和诊断，以确保其正常运行。
四、电池维护动力电池维护主要包括以下几方面：1.定期检查：定期检查动力电池的外观、电压、电量等参数，以确保其正常工作。
2.清洁保养：定期清洁保养动力电池的表面和连接线等部件，以确保其良好的电气性能。
3.更换电解液：对于可维护的动力电池，定期更换电解液以提高其性能和使用寿命。
4.避免过充过放：避免将动力电池过度充电或过度放电，以免损坏电池和降低其使用寿命。
五、安全使用动力电池安全使用应遵循以下原则：1.使用正规渠道购买的动力电池和配套设备，以确保其质量和安全性。
动力电池电芯、模组、PACK基础知识介绍
三、电池PACK
电池PACK爆炸图
谢谢观看
左-圆柱电芯 中-方壳电芯 右-软包电芯
三、电池模组
通过组装单体电芯，通过汇流排将电芯组成不同的串并联，可用电阻焊、超声焊接、超声 铝丝焊及激光焊接。
左-圆柱模组 中-方壳模组 右-软包模组
三、电池PACK
主要包括电池模块、机构系统、电气系统、热管理系统和BMS几个部分。
电池模块：如果把电池PACK比作一个人体，那么模块就是“心脏”，负责储存和释放能量， 为汽车提供动力。 机构系统：主要由电池PACK上盖、托盘、各种金属支架、端板和螺栓组成，可以看作是电 池PACK的“骨骼”，起到支撑、抗机械冲击、机械振动和环境保护（防水防尘）的作用。 电气系统：主要由高压跨接片或高压线束、低压线束和继电器组成。高压线束可以看作是 电池PACK的“大动脉血管”，将动力电池系统心脏的动力不断输送到各个需要的部件中，低 压线束则可以看作电池PACK的“神经网络”，实时传输检测信号和控制信号。 热管理系统：热管理系统主要有4类：风冷、水冷、液冷、相变材料。以水冷系统为例，热 管理系统主要由冷却板，冷却水管、隔热垫和导热垫组成。热管理系统相当于是给电池 PACK装了一个空调。 BMS：Battery management system 电池管理系统，可以看作是电池的“大脑”。BMS的主要 功能包括：电池物理参数实时监测；电池状态估计；在线诊断与预警；充、放电与预充控制 ；均衡管理和热管理等。
动力电池电芯、模组、 PACK基础知识介绍
一、动力电池简介
什么叫PACK电池包？
首先要了解锂电池单体、锂电池模组和锂电 池包的大致区分：
电池单体(cell)：组成电池组和电池包的最基 本的元素，一般能提供的电压是3v-4v之间；
动力电池及电池组基础知识(详细版)
序号 一 二 三 四
内容 锂离子电池术语 锂离子电池介绍 动力电池的基本知识 动力电池总成
备注
2
一、锂离子电池术语
1.电压（V）：
1）开路电压（OCV）：指电池在没有连接外电路或者外负载时的电压。开路电压不电池的剩余能 量有一定的联系，电量显示就是利用这个原理。 2）工作电压（WV）：是指电池在工作状态下即电路中有电流流过时电池正负极之间的电势差。在 电池放电工作状态下，当电流流过电池内部时，必须克服内阻的阻力，故工作电压总是低于开路电 压。 3）放电截止电压（DCV）：指电池充满电后进行放电，放完电时达到的电压（若继续放电则为过 度放电，对电池的寿命和性能有损伤）。 4）充电限制电压(LCV)：充电过程中由恒流变为恒压充电的电压。 电池类型 铅酸电池 开路电压 2.1—2.2V 工作电压 2.0V 放电截止电压 1.7V 充电限制电压 2.3v
12. 放电倍率（A）：
•放电倍率是指在规定时间内放出其额定容量（C）时所需要的电流值，它在数值上等于电池额定容 量的倍数。 •根据放电倍率的大小，可分为低倍率（<0.5C）、中倍率（0.5-3.5C）、高倍率（3.5-7.0C）、超高 倍率（>7.0C） 。 •以10Ah电池举例： 以2A放电,则放电倍率为0.2C 以20A放电,则放电倍率为2C
7
一、锂离子电池术语
11.充电循环寿命（ Cycle life ） ：
•概念：二次电池经历一次充放电称为一个周期或一次循环，电池在反复充放电后，容量会逐渐下降. 在一定的放电条件下，电池容量降至80%时，电池所经受的循环次数就是循环寿命。 •循环寿命与电池充放电条件有关：锂离子电池室温下1C充放电循环寿命可达300-500次（行业标 准Байду номын сангаас，最高可达800-1000次。 •影响因素：不正确使用电池，电池材料，电解质的组成和浓度，充放电倍率，放电深度（DOD%）， 温度，制作工艺等都对电池的循环寿命有影响。
动力电池基础知识..课件
不同的放电方式（如恒流放电、恒压放电等）会影响电池的放电效 率和寿命。
03
动力电池的构成与材料
动力电池的构成
电芯
动力电池的核心部分，负 责存储和释放电能。
电池管理系统
用于监控电池状态、控制 充放电过程，确保电池安 全运行。
冷却系统
用于保持电池在适宜的温 度范围内工作，确保电池 性能和寿命。
无人机需要轻量化的能源供应系统 ，动力电池具有高能量密度和轻量 化的特点，因此也是无人机的能源 供应方案之一。
02
动力电池的工作原理
电池的基本工作原理
电池是一种能量转换装置
01
电池能够将化学能、光能、热能等转换为电能，为各种电子设
备提供动力和隔膜组成，这些部分共同作
动力电池的材料
正极材料
电解液
如钴酸锂、三元材料等，决定了电池 的能量密度和性能。
作为正负极之间的传输介质，对电池 的离子导电性和安全性至关重要。
负极材料
如石墨、钛酸锂等，影响电池的充放 电性能和寿命。
动力电池的性能指标
01
02
03
04
能量密度
单位重量或体积内所存储的电 能，直接影响车辆的续航里程
无线充电技术为电动汽车充电提供了新的解决方案，可实现快速、方便 、自动化的充电，未来有望成为电动汽车充电的主流方式。
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智能电池管理系统
智能电池管理系统能够实现电池的实时监测、控制和优化，提高电池的
安全性、寿命和性能，是未来动力电池发展的重要方向。
动力电池对环境的影响与可持续发展
减少碳排放
动力电池的使用能够减少燃油车的碳排放，从而降低空气污染和 全球温室效应。
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动力电池基本名词
动力电池基本名词1. 电池容量（Battery Capacity）：动力电池所能储存的能量量度，通常以安时（Ah）表示。
2. 电压（Voltage）：动力电池的电势差，也就是电池的输出电压。
3. 充电速率（Charging Rate）：动力电池的充电速度，通常以C值表示，表示充电电流与电池容量的比值。
4. 放电速率（Discharge Rate）：动力电池的放电速度，也以C值表示，表示放电电流与电池容量的比值。
5. 循环寿命（Cycle Life）：指动力电池经过一次完整的充放电循环后仍能保持一定容量的次数。
6. 能量密度（Energy Density）：动力电池单位体积或单位质量所储存的能量。
7. 功率密度（Power Density）：动力电池单位体积或单位质量所能提供的功率。
8. 自放电（Self-discharge）：动力电池在未使用时自行放电的现象。
9. 充电效率（Charging Efficiency）：动力电池接受充电时的能量转化效率。
10. 电池管理系统（Battery Management System，简称BMS）：用于管理和监控动力电池的系统，负责电池状态的监测、平衡充放电、温度控制等功能。
11. 极性（Polarity）：动力电池的正（+）和负（-）极之间的电势差。
12. 电下储能（Regenerative Energy Storage）：动力电池能够通过车辆制动时回收的能量储存的能力。
13. 锂离子电池（Lithium-ion Battery）：一种常用于动力电池的电池技术，具有较高的能量密度和较长的循环寿命。
14. 镍氢电池（Nickel Metal Hydride Battery）：一种常用的次级动力电池技术，具有较高的循环寿命和较低的成本。
15. 铅酸电池（Lead-acid Battery）：一种传统的动力电池技术，通常用于汽车起动电池，成本较低但能量密度较低。
汽车动力电池基础知识
汽车动力电池基础知识一、概述汽车动力电池是电动汽车的动力来源，其性能直接影响着电动汽车的性能指标。
因此，了解汽车动力电池的基本知识对于购买和使用电动汽车至关重要。
二、汽车动力电池的种类目前市场上主要有三种类型的汽车动力电池：铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池。
1. 铅酸电池：铅酸电池是最早的汽车动力电池，具有成本低、可靠性高、安全性好的优点。
但是，它的能量密度较低，充电速度较慢，且在使用寿命结束后不易回收。
2. 镍氢电池：镍氢电池是一种环保型的汽车动力电池，具有较高的能量密度、充电速度和循环寿命。
但是，它的成本较高，自放电率也较高。
3. 锂离子电池：锂离子电池是目前最常用的电动汽车动力电池，具有高能量密度、长循环寿命、低自放电率等优点。
但是，它的成本较高，且对充电条件的要求也较为严格。
三、汽车动力电池的性能指标1. 电压：汽车动力电池的电压通常为12V或24V，根据车型不同而有所差异。
2. 容量：汽车动力电池的容量通常以Ah（安时）为单位，表示电池能够存储的电量。
容量越大，电池的续航里程就越高。
3. 内阻：汽车动力电池的内阻越小，电流的传输效率就越高，电池的效能也就越好。
4. 循环寿命：汽车动力电池的循环寿命指的是电池在充满电和放完电之间的循环次数。
循环寿命越长，表示电池的使用寿命越长。
5. 自放电率：汽车动力电池的自放电率表示电池在不使用情况下的电量损失率。
自放电率越低，表示电池的储存性能越好。
四、汽车动力电池的使用与维护1. 正确使用：在使用汽车动力电池时，要遵循车辆制造商的使用说明，避免过度充电或过度放电。
同时，要保持电池组的完整性，避免任何可能导致短路的情况。
2. 定期维护：建议定期对汽车动力电池进行检查和维护，包括清洁电池表面、检查连接是否牢固、检查电解液的状态等。
此外，还要保持电池组的良好通风和适当的温度，以延长电池的使用寿命。
3. 充电：在充电时，要使用合适的充电设备和合适的充电方式（如慢充或快充）。
动力电池基础知识
五、保护板结构
5.1、保护IC 5.2、MOS 5.3、电阻 5.4、电容 5.5、PCB板
五、保护板结构
5.1、保护板IC 5.1.1、什么是锂离子电池保护IC？
答：在锂离子电池使用过程中，过充电、过放电对锂电 池的电性能都会造成一定的影响，为避免使用中出现这 种现象，专门设计了一套电路，并用微电子技术把它小 型化，成为一个芯片，该芯片俗称锂电池保护IC。
五、保护板结构
另外一种TSSOP-8封装较薄。
五、保护板结构
5.2.2、MOS FET 在电路中起什么作用？它是怎样工作的？
答：MOS FET通常有三只脚，分别称为漏极D、源极S、栅极G。它在电子线路中的功能 可用下图简单说明。
D
简言之，MOS FET 在电子电路中可把它看作是一只特殊的开关。当栅极G得到了一个高电 平，右图的开关就闭合；电流在D.S之间通过。当栅极G得到的不是高电平，而是低电 平，则D.S 之间开关看作开路，电流不能通过
VIOV2 0.5±0.1mv (0.4 0.5 0.6 )
6) 短路检测电压： VSHORT -1.3V
Байду номын сангаас
(-1.7 -1.3 -0.6 )
7) 过充电检测延时： tcu
1s
（0.5 1 2 ）
8) 过放电检测延时 ：tdl
125ms
（62.5 125 250 ）
9) 过流延时：
TioV1 8ms
（4 8 16 ）
22mΩ——45mΩ 19mΩ——30mΩ 16mΩ——20mΩ
五、保护板结构
5.3、电阻 5.3.1、电阻在保护板电路中起到什么作用？
答：电阻（Resistor）是所有电子电路中使用最多的元件。电阻的主要
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动力电池的主要性能参数1、电压：开路电压=电动势+电极过电位，工作电压=开路电压+电流在电池内部阻抗上产生的电压降。
电动势由电极和电解质材料特性决定，电极的过电位与材料活性、荷电状态和工况有关。
2、内阻：电池在短时间内的稳态模型可以看作为一个电压源，其内部阻抗等效为电压源内阻，内阻大小决定了电池的使用效率。
电池内阻包括欧姆电阻和极化电阻两部分，欧姆电阻不随激励信号频率变化，又称交流电阻，在同一充放电周期内，欧姆电阻除温升影响外变化很小。
极化电阻由电池电化学特性对外部充放电表现出的抵抗反应产生，与电池荷电、充放强度、材料活性都有关。
同批电池，内阻过大或过小者都不正常，内阻过小可能意味材料枝晶生长和微短路，内阻太大又可能是极板老化、活性物质丧失、容量衰减，内阻变化可以作为电池裂化的充分性参考依据之一。
3、温升：电池温升定义为电池内部温度与环境温度的差值。
多数锂电池充电时属吸热反应，放电时为放热反应，两者都包含内阻热耗。
充电初期，极化电阻最小，吸热反应处于主导地位，电池温升可能出现负值，充电后期，阻抗增大，释热多于吸热，温升增加，过充时，随不可逆反应的出现，逸出气体，内压升高、温度升高，直到变形、爆裂。
4、内压：电池内部压力，由于电池内部反应逸出气体导致气压增大，气压过大将撑破壳体和发生爆裂，基于安全考虑，一方面锂电池都设计了单向的防爆阀门，一方面用塑壳制造。
析气反应常伴随着不可逆反应，也就意味着活性物质的损失、电池容量的下降，无析气、小温升充放电是最理想的工况。
5、电量：电学里，电量用Wh(瓦时)表示，是能量单位，一度电等于1kWh;电池常用Ah(安时)计算电量，对于动力电池侧重于功率和能量大小，用Wh更直接一些，因为电池的电压是变化的，其全程变化量可达到极大值的一半左右，用Ah计算电量不能正确描述电池的动力驱动能力，但Ah作为电池的电量单位自有其历史和道理，在不引起歧义的地方两种电量单位都可以使用。
6、荷电(SOC)：电池还有多少电量，又称剩余电量，常取其与额定容量或实际容量的比值，称荷电程度。
是人们在使用中最关心的、也是最不易获得的参数数据，人们试图通过测量内阻、电压电流的变化等推算荷电量，做了许多研究工作，但直到目前，任何公式和算法都不能得到统计数据的有效支持，指示的荷电程度总是非线性变化。
7、容量：电池在充足电以后，开始放电直到放空电为止，能输出的最大电量。
容量与放电电流大小有关，与充放电截止电压也有关系，故容量定义为小时率容量，动力电池常用1小时率(1C)或2小时率(0.5C)容量。
电池在化成之前材料的活性不能正常发挥，容量很小，化成过程开始后，电池进入其生命期，在整个生命期里，电池的活化和劣化过程是一个问题的两个方面，初期活化作用处于主导地位，电池容量逐渐上升;以后，活化和劣化作用都不明显或相当;后期，劣化作用显著，容量衰减，规定容量衰减到一定比例(60%)后，电池寿命终结。
(一般所指电池寿命是指剩余容量为80%的循环次数)8、功率：电学定义直流电源的输出功率等于输出电压与电流的乘积，锂电池单体电压高，在相同的输出电流下，其功率分别是铅酸(2.0V)、镍镉(1.2V)或镍氢(1.2V)的1.6倍和3倍。
电动汽车用动力电池组的负载是电机控制器，电机控制器根据车速变化调整输出功率，短时间来看，电池组驱动的是恒功率负载，这个功率变化的范围极大，制动时有与加速时相近的反向逆变功率。
9、效率：电池的效率指电池的充放电效率或能量输出效率，本文指后者。
对于电动汽车，续驶里程是最重要指标之一，在电池组电量和输出阻抗一定的前提下，根据能量守恒定律，电池组输出的能量转化为两部分，一部分作为热耗散失在电阻上，另一部分提供给电机控制器转化为有效动力，两部分能量的比率取决于电池组输出阻抗和电机控制器的等效输入阻抗之比，电池组的阻抗越小，无用的热耗就越小，输出效率就更大。
10、寿命：单体电池寿命定义和测试程序已被人们普遍接受并形成许多标准，测试寿命时，可保证不过充、过放，也就不会提前失效;与单体不同，电池组的寿命测试目前的做法不科学，在一定程度上限制了动力锂电池的实用化进程。
提供者强调每只电池的电压不可超越规定的限值，电池组的寿命应该是各单体电池寿命的最小者，其值应该与单体平均寿命相差不会太多，测试人员模拟电池组使用情况，用对单体电池相同的方法测试寿命，电压限值取单体电压限值与数量乘积，实际限制的是单体平均电压，组内单体电压有低有高，对于几十只、上百只的电池组，电压、容量、内阻的差异性总是客观存在的，过充过放无法避免，并且一旦发生，相关电池将很快报废，因此就出现专家组测试的电动汽车动力电池组的寿命还没有突破过百次。
11、安全：动力电池的工作条件苛刻，主要的安全问题是电池自身爆炸、燃烧和导致的电火，在电动汽车研发进程中，发生过多次起火事件，对电动汽车的发展造成了负面影响，通过多种渠道了解，在这些事故中，有电池自燃的，有车辆被烧毁的，甚至动用消防队灭火，许多单位顾忌影响而施行保密策略，事发第一现场很难到场，总结这些不完全的事故信息，初步有以下推断：—长期在库存的电池未发生过自燃和爆炸，运输过程中也没出现自燃的;—电池爆炸发生于充电后期或已经结束，充电设备和方法难脱干系;—外部电路短路可以造成强电弧或使导线燃烧，也可以导致自燃，一般的电压、电流源都有此特性;—用组电压或电流限制不能避免电池的过充过放;—过充电可能使电池变形、失效、燃烧、甚至爆炸，过放电(反充电)一次足以使电池报废;—一些受试电池通过了苛刻的用冲锋枪射击、挤压破裂短路、水淋、水泡等安规测试。
—总之，电池的正确使用技术是非常重要的。
动力电池组的均衡控制和管理要实现单体电压的均衡控制,均衡器是电池管理系统的核心部件,离开均衡器,管理系统即使得到了电池组测量数据,也无所作为,也就无所谓管理.随着电动汽车技术的不断发展,电池组均衡装置的需求已经迫在眉睫,已有许多研究,国外已有报道,如德国KaiserseLautern大学,日本本田公司等,国内技术尚未成熟.1、断流与分流均衡器按能量回路处理的方式分断流和分流,断流指在监控单体电压变化的基础上,在满足一定条件时把单体电池的充电或负载回路断开,通过机械触点或电力电子部件组成开关矩阵,动态改变电池组内单体之间的连接结构,可能的断流部件有机械、继电器、半导体.电动汽车用电池组功率很大,瞬时电流可达数百安培而且双极性变化,在考虑可行性、性价比、实用性、可靠性等诸多因素,断流的实施难度极大,不适合在电动汽车上使用.分流并不断开电池的工作回路,而是给每只电池各增加一个旁路装置,就象电池伴侣,两者合起来的特性趋于电池组内平均素质的单体电池特性.2、能耗与回馈能耗型指给各单体电池提供并联电流支路,将电压过高的单体电池通过分流转移电能达到均衡目的,实现电流支路的装置可以是可控电阻,或经能量变换器带动空调、风机等耗电设备,其实质是通过能量消耗的办法限制单体电池出现过高或过低的端电压,只适合在静态均衡中使用,其高温升等特点降低了系统可靠性,消耗能源,在动态均衡中不可能使用.与能耗不同,回馈通过能量变换器将单体之间的偏差能量馈送回电池组或组中某些单体.理论上,当忽略转换效率时,回馈不消耗能量,可实现动态均衡.回馈型具有更高的研究价值和使用价值,最有可能达到实用化设计.3、能量变换器电池电压均衡利用能量变换装置实现,依据高频开关电源(SMPS)的原理和技术设计,基本的电源电路包括非隔离式的Buck、Boost、BuckBoost、Cuk、Sepic、Zeta,隔离式的有Forward、Flyback、PushPull、HalfBridge、FullBridge、Iso-Cuk等.充电时小容量电池充入较少能量,分流电路吸收电能,放电时分流电路补充能量,能量变换器应该实现双向变换.原则上各种电源电路经改进设计都可以实现双向,最简单的方案是用两个电源,输入与输出交叉并联,两个电路分别控制.由于受成本、体积与重量、长期工作的可靠性等因素的影响,双向单变换器比单向双变换器更有优势,是发展方向.4、静态与动态按均衡功能特点分充电、放电和动态均衡.充电均衡在充电过程中后期,单体电压达到或超过截止电压时,均衡电路开始工作,减小单体电流,以期限制单体电压不高于充电截止电压.与充电均衡类似,放电均衡在电池组输出功率时,通过补充电能限制单体电压不低于预设的放电终止电压.充电截止电压和放电终止电压的设置与温度有关联.与充电和放电均衡不同,动态均衡不论在充电态、放电态,还是浮置状态,都可以通过能量转换的方法实现组中单体电压的平衡,实时保持相近的荷电程度.充电均衡的唯一功能是防止过充电,而在放电使用中带来的负面影响使得使用这种均衡得不偿失:不加充电均衡时,容量小的电池被一定程度过充,组内任何单体过放以前,电池组输出Ah计电量略高于单体最小容量.使用充电均衡时,小容量电池没有过充,能放出的电量小于不用均衡器时轻度过充所能释放的电能,使得该单体电池放电时间更短,过放的可能性就更大了.另外,当电机控制器以组电压降低到一定程度为依据减小或停止输出功率时,由于大容量电池因充电均衡被充入更多电能而表现出较高的平台电压,淹没和淡化了小容量电池的电压跌落,将出现组电压足够高,而小容量单体已经过放.放电均衡与充电均衡情形相似,大容量浅充足放,小容量过充足放,加速单体性能差异性变化的结果是相同的,都不能形成真正实用的产品,只有动态均衡集中了两种均衡的优点,尽管单体之间初始容量有差异,工作中却能保证相对的充放电强度和深度的一致性,渐进达到共同的寿命终点.5、单向和双向根据均衡器处理能量的可能流向分单向和双向均衡,双向型使用双向变换器,输入输出方向动态调整.比较而言,双向型更具优势,基于均衡效率考虑,对于单向型均衡器,使用自组高压到单体低压的变换器适用于放电均衡,使用自单体低压到组高压的逆变器适合充电均衡。
动力电池组充放电特性单体电池作为动力源如手机电池，电源管理技术已经十分完善，但在电池组中，单体之间的差异总是存在的，以容量为例，其差异性永不会趋于消失，而是逐步恶化的。
组中流过同样电流，相对而言，容量大者总是处于小电流浅充浅放、趋于容量衰减缓慢、寿命延长，而容量小者总是处于大电流过充过放、趋于容量衰减加快、寿命缩短，两者之间性能参数差异越来越大，形成正反馈特性，小容量提前失效，组寿命缩短。
1、充电：目前锂电池充电主要是限压限流法，初期恒流(CC)充电，电池接受能力最强，主要为吸热反应，但温度过低时，材料活性降低，可能提前进入恒流阶段，因此在北方冬天低温时，充电前把电池预热可以改善充电效果。
随着充电过程不断进行，极化作用加强，温升加剧，伴随析气，电极过电位增高，电压上升，当荷电达到约70~80%时，电压达到最高充电限制电压，转入恒压(CV)阶段。