新能源汽车动力电池结构与检修 3-1动力电池成组的串并联选用
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《新能源汽车动力电池系统检测与维修》
1
《新能源汽车动力电池系统检测与维修》
教学目标 主要内容 学习小结 学习检测
教 学 目 标
知识目标：
1、了解动力电池成组概念； 2、了解动力电池成组电芯串并联选用原则。
能力目标：
能进行电池组并联与串联的选用计算。
素质目标：
1、培养学生自主学习、查找资料、制定计划的能力； 2、培养学生具备从事汽车行业工作的职业素养。
圆柱形电池组
方形电池组
金属或塑料壳体，改变较 可制成各种大小电池 难 一般 差 一般 工艺简单，机械强度 低 动力电池
成熟，易于自动化生产 一般 体积大，散热表面大 体积小，工艺简单
应用领域
10
广泛，动力类及消费类 动力电池
软包电池组
《新能源汽车动力电池系统检测与维修》
二、动力电百度文库成组电芯的串并联选用
9
《新能源汽车动力电池系统检测与维修》
二、动力电池成组电芯的串并联选用
1、不同形状电池组的特点
形状 安全性 耐压性 功率性能 组合体积 组合成本 形状 散热性能 工艺性 组合特点 圆柱形 安全阀双重保护，PTC 高 好 大 高 标准壳体 良好 方形 泄气阀 中 较好 小 低 软包 外壳保护 差 一般 小 低
2、串并联电池组拓扑结构
电池组典型的连接方式有先并联后串联、先串联后并联及混联。从电池组连接 的可靠性,以及电池电压不一致性发展趋势和电池组性能影响的角度分析，先并联 后串联连接方式优于先串联后并联连接方式，而先串后并的电池拓扑结构有利于 对系统各个单体电池进行检测和管理。
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《新能源汽车动力电池系统检测与维修》
4.电池箱结构设计
4
《新能源汽车动力电池系统检测与维修》
一、动力电池成组必须要解决的问题
1、几个概念：单体电池、电池模块、电池模组
单体电芯 模组 电 池组电池 包
183 Wh/kg 147 Wh/kg
105 Wh/kg
5
《新能源汽车动力电池系统检测与维修》
6
3个软包三元锂离子电芯并联，3个正极极耳激光焊接在一起，3 个负极极耳激光焊接在一起，外部加上封框、保护板、电极螺栓，组 成一个电池单体。
二、动力电池成组电芯的串并联选用
3、N个电池串并联特性（以32650 AH电池为例，型号32650， 电压3.2V，容量5Ah，能量16Wh，内阻8mΩ） （1）N个电池串联特性 总电压为N个电池电压之和，V总=N×3.2 V；总容量保持不变，为 单个电池容量， Q总=5Ah；总能量为N个电池能量之和， W总= N×16Wh；总内阻为N个电池内阻之和， R总= N×8mΩ （2）N个电池并联特性 总电压为单个电池电压，V总= 3.2 V；总容量为N个单体电池容量之 和，Q总= N×5Ah；总能量为N个电池能量之和，W总= N×16Wh； 总内阻的倒数为各单体内阻倒数之和，单体内阻一致时，
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结论：N个电池串联或并联构成的电池模组，其总电压为N个串联单体电池电压之 和；总容量为N个并联电池容量之和；总能量为串并联中所有电池能量之和；
《新能源汽车动力电池系统检测与维修》
三、动力电池成组的硬件组成与电连接设计
1、动力电池模组规格尺寸（国家标准）
表3-2 蓄电池模块尺寸系列
序号 1 2 3 4 外形尺寸(mm) N1 211～515 252～590 157 285～793 N2 141 151 159 178 N3 211/235 108/119/130/141 269 130/163/177/200/216/240/2 55/265 47/90/110/140/197/225/250 108/294 144 85/297 207 114/275/429 167 363
13
5 270～793 6 191/590 7 547 8 269～319 9 280 10 18～27,330～672 11 242～246 12 162～861 注：所列尺寸范围参照蓄电池尺寸范围
190 220 226 234 325 367 402 439
《新能源汽车动力电池系统检测与维修》
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《新能源汽车动力电池系统检测与维修》
一、动力电池成组必须要解决的问题
3、电池模组的设计与选用过程 首先我们要分析车辆设计的技术要求，根据车速、最高 车速、最高车速持续时间、0—100km/h加速时间、整车质量 kg、满载质量、最大爬坡度、迎风面积、用户需求的续驶里 程、模拟风洞计算出的车辆风阻、轮胎变形阻力、坡道阻力、 加速时驱动力等等设计数据及动力影响参数；从而计算出电 机驱动力矩和额定功率与最大功率，然后在从电机功率需求 推算出动力电池的最大功率以及容量，进而选择电芯材料、 规格，并联电芯数和串联的电池组数。在根据车辆的结构尺 寸，确定电池包的安装位置、定位及固定方案。
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《新能源汽车动力电池系统检测与维修》
教学目标 主要内容 学习小结 学习检测
教 学 目 标
教学重点：动力电池成组串并联选用原则
教学难点：动力电池成组串并联的计算
3
《新能源汽车动力电池系统检测与维修》
教学目标 主要内容 学习小结 学习检测
主 要 内 容
学习任务
1.动力电池成组必须要解决 的问题 2.动力电池成组电芯的串并 联选用 3.动力电池成组的硬件组成 与电连接设计
《新能源汽车动力电池系统检测与维修》
两个电池单体串联
激光焊接在一起成 为模组
三个电池单体串联
激光焊接在一起成
为模组
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《新能源汽车动力电池系统检测与维修》
一、动力电池成组必须要解决的问题
2、电池成组要注意的问题
单体电池并联、串联成组作为一个整体对外工作时要注意如下问题： (1)高压母线回路绝缘安全检测（全车高圧回路）； (2)最高电压电芯、最低电压电芯，电芯电压一致性评价、ＳＯＣ计算； (3)母线电流、电压检测（充、放电过流检测控制）； (4)正负母线充放电电路开闭控制（高压直流输出、充入）； (5)正负母线继电器开闭状态检测 （主触点正确开闭检查）； (6)电池充放电功率控制 （充电请求）； (7)电池充电次数累计（计算电池寿命，健康情况）； (8)预充电控制 （控制上电浪涌电流，防止烧坏主继电器触点、控制器 电容）； (9)电池容量SOC的检测计算；
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《新能源汽车动力电池系统检测与维修》
教学目标 主要内容 学习小结 学习检测
教 学 目 标
知识目标：
1、了解动力电池成组概念； 2、了解动力电池成组电芯串并联选用原则。
能力目标：
能进行电池组并联与串联的选用计算。
素质目标：
1、培养学生自主学习、查找资料、制定计划的能力； 2、培养学生具备从事汽车行业工作的职业素养。
圆柱形电池组
方形电池组
金属或塑料壳体，改变较 可制成各种大小电池 难 一般 差 一般 工艺简单，机械强度 低 动力电池
成熟，易于自动化生产 一般 体积大，散热表面大 体积小，工艺简单
应用领域
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广泛，动力类及消费类 动力电池
软包电池组
《新能源汽车动力电池系统检测与维修》
二、动力电百度文库成组电芯的串并联选用
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《新能源汽车动力电池系统检测与维修》
二、动力电池成组电芯的串并联选用
1、不同形状电池组的特点
形状 安全性 耐压性 功率性能 组合体积 组合成本 形状 散热性能 工艺性 组合特点 圆柱形 安全阀双重保护，PTC 高 好 大 高 标准壳体 良好 方形 泄气阀 中 较好 小 低 软包 外壳保护 差 一般 小 低
2、串并联电池组拓扑结构
电池组典型的连接方式有先并联后串联、先串联后并联及混联。从电池组连接 的可靠性,以及电池电压不一致性发展趋势和电池组性能影响的角度分析，先并联 后串联连接方式优于先串联后并联连接方式，而先串后并的电池拓扑结构有利于 对系统各个单体电池进行检测和管理。
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《新能源汽车动力电池系统检测与维修》
4.电池箱结构设计
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《新能源汽车动力电池系统检测与维修》
一、动力电池成组必须要解决的问题
1、几个概念：单体电池、电池模块、电池模组
单体电芯 模组 电 池组电池 包
183 Wh/kg 147 Wh/kg
105 Wh/kg
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《新能源汽车动力电池系统检测与维修》
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3个软包三元锂离子电芯并联，3个正极极耳激光焊接在一起，3 个负极极耳激光焊接在一起，外部加上封框、保护板、电极螺栓，组 成一个电池单体。
二、动力电池成组电芯的串并联选用
3、N个电池串并联特性（以32650 AH电池为例，型号32650， 电压3.2V，容量5Ah，能量16Wh，内阻8mΩ） （1）N个电池串联特性 总电压为N个电池电压之和，V总=N×3.2 V；总容量保持不变，为 单个电池容量， Q总=5Ah；总能量为N个电池能量之和， W总= N×16Wh；总内阻为N个电池内阻之和， R总= N×8mΩ （2）N个电池并联特性 总电压为单个电池电压，V总= 3.2 V；总容量为N个单体电池容量之 和，Q总= N×5Ah；总能量为N个电池能量之和，W总= N×16Wh； 总内阻的倒数为各单体内阻倒数之和，单体内阻一致时，
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结论：N个电池串联或并联构成的电池模组，其总电压为N个串联单体电池电压之 和；总容量为N个并联电池容量之和；总能量为串并联中所有电池能量之和；
《新能源汽车动力电池系统检测与维修》
三、动力电池成组的硬件组成与电连接设计
1、动力电池模组规格尺寸（国家标准）
表3-2 蓄电池模块尺寸系列
序号 1 2 3 4 外形尺寸(mm) N1 211～515 252～590 157 285～793 N2 141 151 159 178 N3 211/235 108/119/130/141 269 130/163/177/200/216/240/2 55/265 47/90/110/140/197/225/250 108/294 144 85/297 207 114/275/429 167 363
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5 270～793 6 191/590 7 547 8 269～319 9 280 10 18～27,330～672 11 242～246 12 162～861 注：所列尺寸范围参照蓄电池尺寸范围
190 220 226 234 325 367 402 439
《新能源汽车动力电池系统检测与维修》
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《新能源汽车动力电池系统检测与维修》
一、动力电池成组必须要解决的问题
3、电池模组的设计与选用过程 首先我们要分析车辆设计的技术要求，根据车速、最高 车速、最高车速持续时间、0—100km/h加速时间、整车质量 kg、满载质量、最大爬坡度、迎风面积、用户需求的续驶里 程、模拟风洞计算出的车辆风阻、轮胎变形阻力、坡道阻力、 加速时驱动力等等设计数据及动力影响参数；从而计算出电 机驱动力矩和额定功率与最大功率，然后在从电机功率需求 推算出动力电池的最大功率以及容量，进而选择电芯材料、 规格，并联电芯数和串联的电池组数。在根据车辆的结构尺 寸，确定电池包的安装位置、定位及固定方案。
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《新能源汽车动力电池系统检测与维修》
教学目标 主要内容 学习小结 学习检测
教 学 目 标
教学重点：动力电池成组串并联选用原则
教学难点：动力电池成组串并联的计算
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《新能源汽车动力电池系统检测与维修》
教学目标 主要内容 学习小结 学习检测
主 要 内 容
学习任务
1.动力电池成组必须要解决 的问题 2.动力电池成组电芯的串并 联选用 3.动力电池成组的硬件组成 与电连接设计
《新能源汽车动力电池系统检测与维修》
两个电池单体串联
激光焊接在一起成 为模组
三个电池单体串联
激光焊接在一起成
为模组
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《新能源汽车动力电池系统检测与维修》
一、动力电池成组必须要解决的问题
2、电池成组要注意的问题
单体电池并联、串联成组作为一个整体对外工作时要注意如下问题： (1)高压母线回路绝缘安全检测（全车高圧回路）； (2)最高电压电芯、最低电压电芯，电芯电压一致性评价、ＳＯＣ计算； (3)母线电流、电压检测（充、放电过流检测控制）； (4)正负母线充放电电路开闭控制（高压直流输出、充入）； (5)正负母线继电器开闭状态检测 （主触点正确开闭检查）； (6)电池充放电功率控制 （充电请求）； (7)电池充电次数累计（计算电池寿命，健康情况）； (8)预充电控制 （控制上电浪涌电流，防止烧坏主继电器触点、控制器 电容）； (9)电池容量SOC的检测计算；