动力电池及电池组基础知识(详细版)
- 格式:pdf
- 大小:7.19 MB
- 文档页数:36
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。
动力电池系统简介动力电池系统简介1:概述动力电池系统是电动车辆中的重要组成部分,负责存储和释放能源以供电动车辆行驶。
本文将详细介绍动力电池系统的组成、原理和功能。
2:动力电池组成2.1 电池单体动力电池系统由许多电池单体组成,每个电池单体通常由正极、负极、隔膜和电解液组成。
正极和负极之间的反应通过电解液的离子传输实现,提供了电池的能量。
2.2 电池模块电池模块是由多个电池单体组成的单元,通常包括电池单体的连接、冷却系统和监测传感器等。
2.3 电池组电池组由多个电池模块组成,通常包括电池模块的电气连接、冷却系统、绝缘保护等。
电池组是整个动力电池系统的关键组成部分。
3:动力电池系统原理3.1 充放电原理动力电池系统通过充电将电能转化为化学能储存,在需要时将化学能转化为电能供电给电动车辆。
这是通过正极和负极之间的化学反应实现的,反应产生的电荷在电解液中传输,从而实现电能的储存和释放。
3.2 温度管理温度对电池性能和寿命有重要影响。
动力电池系统通常配备了温度管理系统,包括冷却和加热功能,以确保电池在适宜的温度范围内工作。
3.3 安全保护动力电池系统还具备安全保护功能,包括过充保护、过放保护、过温保护等,以降低使用过程中发生意外的风险。
4:动力电池系统功能4.1 储能动力电池系统的主要功能是储存能量以供电动车辆行驶。
它可以通过充电设备将电能储存到电池中,在需要时释放电能给电动车辆驱动系统。
4.2 能量管理动力电池系统还负责电能的分配和管理,在车辆行驶过程中,根据车辆需求和电池状态,合理分配电池能量,最大化车辆的续航里程。
4.3 诊断监测动力电池系统还具备诊断监测功能,通过传感器和监测系统实时监测电池的状态和性能,包括电池容量、电压、温度等,以及检测故障和异常情况。
5:附件本文档涉及附件,请参阅附件部分获取详细信息。
6:法律名词及注释在本文中涉及的法律名词及其注释如下:1:电动车辆:指使用电能作为动力的车辆。
动力电池的组成及各组成部分的作用下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改,请根据实际需要进行调整和使用,谢谢!本店铺为大家提供各种类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!动力电池的组成及各组成部分的作用动力电池是电动汽车等电力驱动设备的核心组件,它的性能和稳定性直接影响了整个系统的运行效果和使用寿命。
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。
动力电池基础知动力电池基础知识培训识培训中信国安盟固利动力科技有限公司主要内容锂离子电池基础知识电池的基本参数混合动车的电池箱结构混合动力电池工作原理电池的运输保存使用方法 突发事故与应急措施锂离子电池基础知识锂离子电池工作原理正极:L i MnO 2→xL i ++L i 1-x MnO 2 +xe负极:xe +xL i ++6C → L i x C 6在充电时,正极部分的锂离子脱嵌,离开含锂化合物,透过隔膜向负极移动,并嵌入到负极的层状结构中;在放电时,锂离子在负极脱嵌,移向正极并结合于正极的化合物之中。
锂离子电池主要组成正极片:Al箔、活性材料、粘结剂负极片:Cu箔、活性材料、粘结剂隔膜:PP/PE复合膜、PE单层膜、PVDF基聚合物膜电解液:有机溶剂+锂盐外包装:铝塑膜、钢壳电池结构图电池系统构成•金属箱体•电池模块•电池管理系统(主控板BCU,从控板MMU)•电器系统(高压继电器,预充继电器、保险等)•冷却系统箱体正视图箱体侧视图电池系统原理框图MMU*4电池箱门锁控制24V 电源插接件防脱控制HCU 整车控制器24V 电源BCU 预充电阻负载总负接触器预充继电器10M 绝缘监测总正接触器1. BCU 通过CAN1总线接收上位机HCU 命令,直接控制总负、正接触器和预充继电器2. 有4组MMU ,每组管理24串电池,通过CAN2总线上传数据给BCU ,BCU 进行统一的管理,电池组状态和控制数据通过CAN1总线上传给上位机HCU 。
3. 系统有较完善的安全设计,电池箱门锁控制和插接件防脱控制,电池组检修、维护中间断开装置,提高了系统的安全性。
4. 低压系统使用DC24V ,BCU 和风扇独立供电。
CAN1CAN2管理系统主要的故障诊断•电池组过压•电池单元过压•电池组低压•电池单元低压•过流•温度过高•漏电•电池单元控制故障•电池单元电压不平衡故障•CAN 通讯故障•冷却系统故障充放电建议在环境温度10℃~ 35℃下使用。
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。
动⼒电池基本知识篇电动汽车中的动⼒电池通常是由数⼗个甚⾄上百个单体电池采⽤串、并联的⽅式组成动⼒电池组,拆解组装明细如下(以中通6⽶客车为例)电池模组:单体电池横向或纵向排列,并⽤某种⽅式固定夹紧(可以是夹杠和通丝)后,采⽤导电条串联连接或并联连接成电池组;其中单体电池、电池模组结构如下如下:串联:串联连接升⾼电池组的总电压并联:并联连接增加电池组的总容量并串混⽤:当电池采⽤并串混⽤时,应采⽤先并联后串联的⽅式,以提⾼电池使⽤过程中的可靠性电池模组串并联⽰意图:电池模块(PACK):指放在⼀个机械容器(电池箱)内的由电池组、监测和保护电路、电⽓和通讯接⼝及热管理装置等组成的⼀个组合体,电池模块的组成如下:1. 电池箱体2. 电池组3. 监测和保护电路4. 电⽓和通讯接⼝5. 热管理装置以中通6⽶客车为例,动⼒系统的组成部分如下:动⼒电池箱1结构图:1. 图中红⾊线连接单体电池的电流、电压值的传感监测器2. ⿊⾊线连接某个区域内温度传感器,温度传感器监控的某⽚区域的温度数据⾼压箱机结构图如下:判断电池的衰减曲线⼩结:1. 电池块是由单体电池组串、并⽽成,当其中某单体发⽣衰减(电容量减少),会影响整个电池块的充放电2. 充电阶段:发⽣衰减的单体因为容量降低,会优先达到充电截⽌电压(如:锂电池3.7左右),从⽽导制电池块充电终⽌,相同的SOC增量充电时间变短3. 注意:⼀般在SOC在 20%--80% 区间电压的充电曲线⽐较平滑,与环境温度关系很⼤,在10度以上相差不⼤4. 判断依据:采样的数据选取SOC在20--80之间内,环境温度在10以上的充电时长变化趋势,若时长越来越短,说明存在问题5. 进⼀步分析每次充电过程中最先达到截⽌电压的单体编号,通过⼀定的采样⽐例,⼤致可判断是哪个单体存在问题6. 放电过程与个⼈的驾驶习惯、运⾏路况、环境温度等有关,待进⼀步研究7. 对于BMS系统对单体衰减的均衡分为主动均衡与被动均衡,在下⼀节介绍思考:并1. 为什么不并较多的单体,容量越⼤,持续⾥程越长?(重量增加、车⾝的空间、并的越多串的越少,电压越低,电流越⼤、电线越粗、电损越⼤)2. 为什么不串较多的单体?(电机的功率是额定的,电压越⼤的作⽤?)。