电池PACK设计概论.ppt

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1、电池PACK设计概论2021/9/17加燃料油罐或储气罐燃料使用内燃机系统机械传动系统车轮动力驱动力充电动力电池系统放电/回馈电驱动系统机械传动系统车轮动力驱动力图1传统汽车的能源转换为驱动力示意图图2电动汽车的电能转换为驱动力示意图电动汽车与传统汽车的区别：电动汽车PACK设计概论2021/9/17单体动力电池：构成动力电池模块的最小单元。一般由正极、负极、电解质、隔膜、外壳及端子（极端）等组合而成，可实现电能与化学能之间的直接转换。电池模组/电池模块：单体电池通过串联和并联在物理结构和电路上连接起来构成动力电池包或最小分组，可

2、作为一个单元替换。电池包（PACK）：能量存储装置，包括单体或模块，通常还包括电池电子部件、高压电路、过流保护装置、电池箱以及其他外部系统（如冷却、高压、辅助低压和通讯等）的接口。电池管理系统（BMS）：为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。其主要功能包括：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。动力电池的组成：电动汽车PACK设计概论2021/9/17从单体到系统——单体电池：圆柱形锂电池生产工艺成熟，PACK成本较低，电池产

3、品良率以及电池组的一致性较高;由于电池组散热面积大，其散热性能优于方型电池铝壳包装而成的电池，采用激光封口工艺，全密封，铝壳技术已非常成熟，且对材料技术，如气胀率、膨胀率等指标，要求不高。软包即软包锂电池，是在液态锂离子电池套上一层聚合物外壳的电池，采用铝塑复合膜包装，软包锂电池的机械强度不高，在出现安全事故如内短路等情况下，电池容易鼓起排气，降低了爆炸风险。电动汽车PACK设计概论2021/9/17从单体到系统——电池模组：方形电池模组软包电池模组圆柱电池模组电动汽车PACK设计概论2021/9/17从单体到系统——动力电池包：

4、电动汽车PACK设计概论2021/9/171.如果我们手头只有容量50Ah的电芯，想要设计成容量为100Ah的电池模组，怎么办？2.一个由容量50Ah电芯组成2P12S的电池模组，如何计算它的电量有多少？容量：电池性能的重要性能指标之一是电池容量，它表示在一定条件下(放电率、温度、终止电压等)电池放出的电量(可用JS-150D做放电测试)，即电池的容量，通常以安培·小时为单位（简称安时，以Ah表示）电量：表示物体所带电荷的多少。一般来说，电荷的数量叫电量。通常以瓦特·小时为单位（简称瓦时，以Wh表示）电量计算公式：电量=容量x电压

5、电动汽车PACK设计概论2021/9/17电池的串联1、电池串联的方法将一个电池的负极与一个另一个电池的正极相接，这个电池的负极再与一个电池的正极相接；第一个电池的正极就是这个电池组的正极，最后一个电池的负极就是这个电池组的负极。2、串联电池组的图形符号3、串联电池组的总电动势（E1、E2、E3、En为各个电池的电动势）E=nE1（各个电池电势差相同）4、串联电池组的内阻●如果每个电池的内阻相同则5、串联电池组所供给的电流串联电池组与负载电阻R构成闭合回路时电动汽车PACK设计概论2021/9/17电池的并联1、电池并联的方法把所

6、有电池的正极连接在一起，成为电池组的正极；把所有电池的负极连接在一起，成为电池组的负极。2、图形符号3、并联电池组的总电动势4、并联电池组的电流I1、I2、I3、In分别为各个电池的额定电流5、并联电池组的总内阻R01为单个电池的内阻，n为并联电池的个数电动汽车PACK设计概论2021/9/17图例优点缺点应用范围先并后串并联电芯当做一个电芯，监控构架简单，BMS管理通道少，成本低。1.若电芯较大，直接并联工艺可能导致电芯间不均流；2.若电芯较大，并联点很多，并联电流大，过流能力不易提高。适用于功率要求低的慢充系统先串后并只在两端

7、并联，系统过流能力强，两支路间电池均流好。每个支路电芯需独立监控，BMS管理通道多，成本高适用于有快充需求或功率要求高的系统混联电芯容量较小而系统容量需求较大的系统电动汽车PACK设计概论2021/9/17电池模组典型设计案例-方形模组铝侧板1.5mm或1.2mm铝端板131*20*186.5端板绝缘片侧板绝缘片模组盖板铝片1.5mm厚分解图线束隔离板此处焊接（4处）此处焊接（N处）电动汽车PACK设计概论2021/9/17电池模组典型设计案例-软包模组电动汽车PACK设计概论2021/9/17电池模组典型设计案例-圆柱模组镍片电

8、池支架塑料柱电池支架镍片PC片电动汽车PACK设计概论2021/9/17电池包典型设计案例电动汽车PACK设计概论2021/9/17结构电气系统的设计：（1）一般要求1、具有维护的方便性。2、在车辆发生碰撞或电池发生自燃等意外情况下，宜考虑防止烟火