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新能源汽车结构与原理武汉理工大学汽车工程学院QIN LingUnit 4 Structure & Theory for EV 4.1 What’s New EV?→Definition & Type4.2 Why to develop New Energy Vehicles?→Reason & Need4.3 What’s the future for New EV?→Current & Development4.1 Induction4.1 Induction 4.2 EV 传动系参数设计4.2 EV 传动系参数设计4.4 BMS for EV4.4 BMS for EV 4.3 EV 行驶里程4.3 EV 行驶里程4.5 EV 经济性评价指标及行驶能耗4.5 EV 经济性评价指标及行驶能耗4.6 EV 数据采集系统4.6 EV 数据采集系统Unit 4 Structure & Theory for EV4.7 EV 实例4.7 EV 实例4.1.1 EV 分类4.1.1 EV 分类4.1.2 EV 组成及原理4.1.2 EV 组成及原理4.1.4 EV 特点4.1.4 EV 特点4.1.3 EV 驱动系统布置形式4.1.3 EV 驱动系统布置形式4.1 Introduction4.1.5 EV 关键技术4.1.5 EV 关键技术4.1.1 电动汽车驱动原理的分类电动汽车（EV ）：主要以动力电池为能量源、全部或部分由电机驱动的汽车。
4.1 Instruction电动汽车纯电动汽车（EV ）燃料电池电动汽车（FCEV ）混合动力电动汽（HEV ）插电式（PHEV ）非插电式4.1 Instruction 4.1.1 电动汽车驱动原理的分类电动汽车与燃油汽车性能比较：4.1.1 EV 分类4.1.1 EV 分类4.1.2 EV 组成及原理4.1.2 EV 组成及原理4.1.4 EV 特点4.1.4 EV 特点4.1.3 EV 驱动系统布置形式4.1.3 EV 驱动系统布置形式4.1 Introduction4.1.5 EV 关键技术4.1.5 EV 关键技术4.1 Instruction 4.1.2 组成及原理典型EV组成款图4.1 Instruction 4.1.2 组成及原理三个子系统：1、电驱动子系统：电子控制器、功率转换器、电机、机械传动装置和驱动车轮。
电动汽车动力传动系的结构与工作原理
电动汽车的动力传动系统由电动机、电池组和电控系统组成。
其工作原理如下：
1. 电动机：电动汽车采用交流电动机或者直流电动机作为动力源。
电动机通过
电能转化为机械能，驱动车辆前进。
电动机有多种类型，包括永磁同步电动机、异步电动机等。
2. 电池组：电池组是电动汽车的能量存储装置，通常采用锂离子电池或者镍氢
电池。
电池组将电能储存起来，供电给电动机使用。
电池组的电能储存能力决定了电动汽车的续航里程。
3. 电控系统：电控系统负责控制电动汽车的动力传递和能量管理。
它包括机电
控制器、电池管理系统、驱动控制系统等。
电控系统根据车辆的需求，控制电动机的输出功率和转速，以及管理电池组的充放电过程。
工作过程如下：
1. 驱动控制系统接收驾驶员的指令，包括加速、减速、停车等操作。
2. 驱动控制系统根据指令调节电动机的输出功率和转速。
通过改变电动机的电
流和电压，控制电动机的转矩和转速。
3. 电动机将电能转化为机械能，通过传动系统传递给车轮，驱动车辆前进。
4. 电池组提供电能给电动机。
当电池组的电能不足时，电动汽车需要进行充电，将电能存储到电池组中。
总之，电动汽车的动力传动系统通过电能转化为机械能，驱动车辆前进。
电池
组提供电能，机电控制器控制电动机的输出功率和转速。
电控系统实现对电动汽车的动力传递和能量管理的控制。
目录1. 电动汽车工程手册第4卷动力蓄电池概述2. 电池技术的发展和应用3. 动力蓄电池的分类与特点4. 动力蓄电池的管理系统5. 动力蓄电池的安全性能和环境适应性6. 动力蓄电池的充电技术与电池寿命7. 动力蓄电池的未来发展趋势1. 电动汽车工程手册第4卷动力蓄电池概述随着环境保护意识不断增强，电动汽车作为一种清洁能源交通工具受到越来越多的关注和认可。
而动力蓄电池作为电动汽车的重要组成部分，直接关系到电动汽车的性能、续航能力以及安全性等方面。
本卷主要针对动力蓄电池的基本原理、技术发展、应用特点以及未来发展进行深入探讨和阐述，旨在为相关领域的研究人员和工程师提供一本全面、权威的参考资料。
2. 电池技术的发展和应用电池技术一直是汽车工程领域中备受关注的研究方向。
自从发明以来，电池经历了铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等技术的不断演进和应用。
随着材料科学、储能技术的不断进步，电池体积逐渐减小，能量密度和循环寿命得到显著提高，电池技术的应用范围也日益扩大，从传统的汽车启动电池到电动汽车的动力电池，以及储能系统领域都有所应用。
3. 动力蓄电池的分类与特点动力蓄电池根据电化学系统的不同，可以分为铅酸蓄电池、镍氢蓄电池、锂离子蓄电池等。
不同类型的电池具有各自特点，例如铅酸蓄电池成本低廉但能量密度低，镍氢蓄电池能量密度较高但成本也较高，而锂离子蓄电池成本适中并且能量密度高。
动力蓄电池的充放电特性、循环寿命、安全性能等也有所区别，因此在实际应用中需要根据不同的需求做出合理选择。
4. 动力蓄电池的管理系统由于动力蓄电池的复杂性以及其对电子系统、传感器系统的高要求，因此需要一个完善的管理系统来确保其正常运行。
动力蓄电池的管理系统主要包括充放电控制、温度控制、电压平衡、状态估计等方面。
其中，充放电控制主要保证电池在充放电过程中的稳定性和安全性，温度控制则是确保电池在不同环境温度下都能正常工作。
电压平衡和状态估计则有助于提高电池的循环寿命和安全性能。
动力电池结构与原理
动力电池是指用于驱动电动汽车、混合动力车等的储能装置，其结构和原理如下：
一、结构
动力电池一般由多个单体电池串联组成电池组，同时需要配备电池管理系统（BMS）等外部辅助设备。
单体电池通常采用
锂离子电池、锂聚合物电池或钴酸锂电池等化学体系，电池组由多个单体电池组成串联或并联，供电时通过车载充电装置或能量回收系统进行充电，输出时通过电驱系统驱动电动汽车等设备运行。
二、原理
动力电池的工作原理是将化学反应过程转化为电能输出。
当电池组内的正负极连接之后，一定数量的电子从负极通过电解液和隔膜流到正极，与正极内的离子发生反应，形成新的化合物，并释放出电子并回到负极。
在此过程中，电子流的方向始终从负极到正极，形成了电流输出并驱动电动汽车等设备运行。
动力电池的性能受到多个因素的影响，包括单体电池的材料品质、设计和制造工艺、电池组的结构和管理系统的质量等。
为了提高动力电池的性能，需要不断改进上述因素，并进行系统优化和安全性控制。
电动汽车动力部分结构的原理及维修注意事项(一)作者：暂无来源：《汽车维修与保养》 2017年第11期周晓飞汽车维修工，市青年岗位能手；1998年从事汽车维修行业至今，出版汽车相关图书多部。
一、动力电池1. 三元电池三元电池是以钴酸锂、锰酸锂或镍酸锂等化合物为正极，以可嵌入锂离子的碳材料为负极，使用有机电解质的电池。
动力电池总成安装在车体下部，动力电池的组成部件包括：各模组总成、CSC采集系统、电池控制单元(BMU)、电池高压分配单元(B-BOX)、维修开关等部件。
2. 电池管理系统(BMS)电池管理系统(BMS)能够对动力电池组总电压、总电流、每个测点温度和电池单体的电压参数进行实时监控，并进行故障诊断、剩余电量比(SOC)计算、短路保护、漏电监测、报警显示、充放电模式选择等。
BMS可以将动力电池相关参数上报电动汽车整车控制器(VCU)由VCU控制动力电池的充电和放电功率。
3. 动力电池系统结构(1)电池单体电池单体是直接将化学能转化为电能的基本单元装置，包括电极、隔膜、电解质、外壳和端子等，并被设计成可充电。
(2)电池模组电池模组是将一个以上的电池单体按照串联、并联或串并联方式组合，且只有一对正负极输出端子，并作为电源使用的组合体，如图1。
(3)电池单元电池单元由数十个电池单体或电池组串联在一起，构成一个电池单元。
由数个电池单元串联在一起，构成动力电池总成。
(4)CSC采集系统每一个电池单元有多个CSC采集系统，以监测其中每个电池单体或电池组单体电压和温度信息。
CSC采集系统将相关信息上报电池控制单元(BMU)并根据BMU的指令执行单体电压均衡。
(5)电池控制单元(BMU)电池控制单元安装于动力电池总成内部，是电池管理系统核心部件，电池控制单元(BMU)将单体电压、电流、温度及整车高压绝缘等信息上报整车控制器(VCU)并根据VCU 的指令完成对动力电池的控制。
(6)电池高压分配单元电池高压分配单元安装在动力电池总成的正负极输出端，由高压正极继电器、高压负极继电器、预充继电器、电流传感器和预充电阻等组成。
◆文/北京 李玉茂纯电动汽车学习入门(三)——动力电池系统(上)李玉茂 (本刊编委会委员、特约编辑)中国汽车工程学会认证资深工程师、中国汽车工程学会汽车应用与服务分会特聘专家，从事汽车维修工作40余年，在大众车系电控系统故障诊断领域经验丰富。
现任北京市工业技师学院汽车技术应用系顾问，清华大学、北京理工大学师资培训基地汽车专业专家。
(接2021年第8期)一、单体锂电池1.组成与分类单体(Cell)也称电芯，是将化学能转化为电能的最小单元，单体锂电池由正极、负极、电解液、隔膜、外壳等组成，如图1所示。
锂电池按正极所用材料分类，有钴酸锂L i x C o O 2、锰酸锂Li x MnO 2、镍酸锂Li x Ni O 2、磷酸铁锂Li x Fe PO 4、三元锂Li(CoMnNi)O 2。
三元锂是钴、锰、镍按一定比例混合，这些锂化合物材料是晶状体结构材料。
负极材料为石墨，充电后成为锂-碳层间化合物Li X C 6。
液态锂离子电池的正极与负极之间是隔膜和电解液，隔膜只允许锂离子Li+往返通过，阻止电子e-通过，在正负极之间起到绝缘作用。
固态锂离子电池的隔膜、电解液由聚合物电解质膜代替, 聚合物可以是干态，也可以是胶态，目前大部分采用聚合物胶体电解质膜。
2.形状与包装单体电池的形状有方形、圆柱形、板状等，如图2所示。
方形又分方形叠片式、方形卷绕式；圆柱形又分圆柱叠片式、圆柱卷绕式。
包装类型有硬包、软包，硬包使用钢壳、铝壳，软包使用铝塑。
电动车大多采用方形硬包电池，特斯拉采用18650电芯， 18表示直径为18mm，65表示长度为65mm，0表示圆柱形电池。
笔记本电脑、手机采用板状软包电池。
锂单体电池标称电压3.7V ，一般正常电压范围3.2～4.2V 。
磷酸铁锂单体电池标称电压3.2V ，一般正常电压范围2.7～3.7V 。
比亚迪公司推出磷酸铁锂刀片电池，如图3所示，电芯长度可大于2m，宽度大于10cm，厚度不到2cm，优点：①电池能量密度比传统电池增加1/3以上；②材料成本降低1/4左右；③电池体积小,可为车辆节省空间；④电池重量轻，降低自身重量的能源消耗，续航里程增加。
