新能源汽车发展历史论文

电池

一、动力系统组成

1、逆变器模块：将高压直流电转化为三相交流电

2、电池（直流）→逆变器（一般集成在电机上）→电机（交流，体积可更小）/电机控制单

元

3、电动汽车上仍然有12V蓄电池，为传统电气零件供电，由于没有发电机。依靠DC-DC

转换器将动力电池高电压转化为低电压

二、动力电池种类

制约纯电动汽车发展的，电能的储存技术，我们使用电池来储存电脑。

电池分为一次电池和二次电池（可充电电池）

3类最常见的可充电电池：铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池，寿命短

铅酸电池：成本低，适用温度范围宽，但污染大、能量密度低。

锂离子电池：能量密度更大、自放电低，循环寿命长（3000-5000），但安全性差，低温性能差，过充过放对电池损害大，需要配备BMS。

镍氢电池：单体电池电压只有1.2V，高温充电效率低下，自放电严重。但内阻小、低温下性能仍然好，无污染性。

三、电池的基本概念

单体锂电池，满电能能达到4.2V，甚至4.35V，也叫做充电截止电压。

四、电池的性能要求

1、较高的能量密度

2、较高的功率输出

3、较长的循环寿命

4、优良的充放电特性

5、一致性（各个电池的差异足够小，才能优化电池包），内阻的差异会导致在充放电过程中形成容量差异、电压差异。不同的电池、通过串联，能量低的电池会提前进去过放电状态

6、成本。目前新能源汽车，电池成本占整车成本约50%

7、安全，稳定。

五、电池包的连接

1、先并联再串联的方式是目前使用较多的

六、BMS功能

1、数据管理（很多传感器收集数据、与ECU交流）

2、保护电池（过充过放）

3、电池状态估算（SOC、SOH）

4、安全管理

5、能量管理

7、温度管理

8、均衡管理（大电量的电池多放电一点）

9、通信功能（手机上查看电池剩余电量）

充电方式

方式：接触式和非接触（电磁感应、）

接触式可分为车载充电和非车载充电

车载充电：利用固定安装在车辆上的充电机，将公共电网上的交流电转换为能够给动力电池所需要的直流电。车载充电机的作用除了辅助交流电到直流电的转变，还负责与车辆控制单元间的通信。负责对充电电流的监控和计量。

非车载充电机：利用固定安装在车辆外，与交流电网相连接的充电机。充电桩输出的电流已经是直流电。

一般车载充电机输出的交流电流：220V 16A

非车载充电机输出的交流电流：750V 250A

插头、充电枪的标准

车载充电机：把电网供电制式转换为对动力电池充电要求的制式

1.充电功能：在一定的环境下(温度、湿度)下,通过输入一定电压、频率范围的电能

2.限压、限流：当输出的电压、电流达到限定的设定值时,能自动限制其输出电压电流的增加,及时切断

3.保护功能：短路保护:过压、欠压保护:短路保护:反接保护:高温保护电位均衡和接地保护:断电保护。

驱动电机系统主要包括电机控制器和驱动电机；

电机控制器是按照整车控制器的指令、驱动电机的转速和电流反馈信号对驱动电机进行控制；

高压电气系统的组成：

在纯电动汽车上，高压电气系统主要是负责启动、行驶、充放电、空调动力等。主要包括电池系统、动力总成、高压电控系统、充电系统、高压设备，及其线束系统。

电池系统

动力电池PACK总成：电动汽车的“心脏”，为整车所有系统提供能源。当电量消耗后，也需要给他进行充电。动力电池为高压直流电，其工作电压一般为100~400V，输出电流可达到300A。三元锂电池是目前的主流。一般来说，电动汽车动力电池PACK由以下几个部分构成：动力电池模组，结构系统，电气系统、热管理系统，电池管理系统（BMS）。

动力总成

电动汽车的动力总成主要由驱动电机与电机控制器（MCU）共同组成。电机控制器MCU：将高压直流电转为交流电，并与整车控制器及其他模块进行信号交互，实现对驱动电机的有效控制。

驱动电机：按照电机控制器的指令，将电能转化为机械能，输出给车辆的传动系统。同时，也可以将行驶中产生的机械能（如制动效能），转化为电能，通过车载充电器输送给动力电池。当前主流驱动电机是永磁同步电机和三相交流异步电机（特斯拉）

高压电控系统：

高压配电盒（PDU）：整车高压电的一个电源分配的装置，类似于低压电路系统中的电器保险盒。

维修开关：介于动力电池和PDU之间，当维修动力电池时，使用它可以进行整车高压电的切断，确保维修安全。通常也会集成在PDU上

电压转换器（DC/DC）：将动力电池的高压直流电转化为整车用电器需要的低压直流电，供给蓄电池，以能够保持整车用电平衡。

车载充电器（OBC）：将交流电转为直流电的装置。

受整车布置的影响，越来越多车型趋向于将DC/DC与OBC整合为二合一控制器，

甚至将PDU、DC/DC与OBC整合为三合一控制器。

充电系统

快充口：输入高压直流电，可以直接通过PDU给动力电池充电。

慢充口：输入高压交流电，需要经过OBC进行转化后，再通过PDU给动力电池充电。

高压设备

电动汽车上的电动设备主要包括转向助力系统、制动系统、电动空调和电加热设备。

转向助力系统：由变频驱动器和转向助力油泵组成，协助车辆转动方向盘，减轻人驾驶车辆的负担。

制动系统：由变频驱动器和电动空压机组成，给制动系统、悬挂系统提供压缩空气，实现制动功能。

电空调压缩机和PTC加热器：为了调节车辆内部空间温度，电动汽车上设置冷暖空调或者空调配PTC加热。空调和加热器是电动汽车上的用电大户。