新能源汽車電池板塊培訓(xùn)課件

1、新能源汽車電池板塊培訓(xùn)課件POWERPOINT指采用非常規(guī)車用燃料作為動(dòng)力來源（或使用常規(guī)車用燃料、采用新型車載動(dòng)力裝置），綜合車輛的動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)方面的先進(jìn)技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。新能源汽車概念純電動(dòng)汽車（BEV）、混合動(dòng)力汽車（油氣混合、油電混合）、燃料電池電動(dòng)汽車（FCEV）、燃?xì)馄嚕ㄒ夯烊粴?、壓縮天然氣）、液化石油氣汽車、氫能源動(dòng)力汽車、太陽能汽車和其他新能源（如高效儲(chǔ)能器）汽車等。新能源汽車類型電池技術(shù)、電機(jī)技術(shù)、電控技術(shù)。新能源汽車的關(guān)鍵技術(shù)鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰離子電池、燃料電池、太陽能電池、其他動(dòng)力電池。新能源汽車的電池種類新能源汽車簡單介紹前

2、言前言Introduction 內(nèi)燃機(jī)汽車的心臟是動(dòng)力系統(tǒng)，但是新能源車的心臟則是電池系統(tǒng)，因?yàn)殡姵叵到y(tǒng)的優(yōu)劣直接關(guān)系到車的行駛里程、使用便利性等等情況，而目前新能源動(dòng)力車型最大的技術(shù)瓶頸也恰恰限制在了電池系統(tǒng)上，比如充電時(shí)間、充電效率、能量密度以及體積、材質(zhì)、安全或者質(zhì)量等等。 目錄PAGE DIRECTORY電池的分類01主流動(dòng)力電池介紹02成功項(xiàng)目展示03TRANSITION過渡頁 TRANSITION PAGE 動(dòng)力電池的定義 動(dòng)力電池的工作原理及性能參數(shù) 動(dòng)力電池的分類Power battery了解動(dòng)力電池了解動(dòng)力電池動(dòng)力電池的定義動(dòng)力電池即為工具提供動(dòng)力來源的電源，多指為電動(dòng)汽車、

3、電動(dòng)列車、電動(dòng)自行車、高爾夫球車提供動(dòng)力的蓄電池。電動(dòng)汽車用電池的主要性能指標(biāo)是比能量(E)、能量密度(Ed)、比功率(P)、循環(huán)壽命(L)和成本(C)等。要使電動(dòng)汽車能與燃油汽車相競爭，關(guān)鍵就是要開發(fā)出比能量高、比功率大、使用壽命長的高效電池。1、動(dòng)力電池的定義LOGOTEXT HERE2、電池的工作原理及性能參數(shù)8電壓容量能量標(biāo)稱電壓標(biāo)稱電壓：電池剛出廠時(shí)，正負(fù)極之間的電勢(shì)差。取決于極板材料的電極電位和內(nèi)部電解液的溶度。充電限制電壓充電限制電壓：充電過程中由恒流變?yōu)楹銐撼潆姷碾妷骸７烹娊刂闺妷悍烹娊刂闺妷海弘姵爻錆M電后進(jìn)行放電，放完電時(shí)達(dá)到的電壓，也是蓄電池放電時(shí)允許的最低電壓。電池容量（

4、電池容量（AhAh）：電池容量是指電池所能夠儲(chǔ)存的電量的多少。電池容量（Ah）=電流（A）放電時(shí)間（h）電池能量（電池能量（WhWh）：電池儲(chǔ)存的能量的多少。電池能量（Wh）=額定電壓（V）工作電流（A）工作時(shí)間（h）能量密度（能量密度（Wh/KgWh/Kg）：單位體積或者單位質(zhì)量所釋放的能量9放電倍率循環(huán)壽命成本 放電倍率（放電倍率（C C）：放電倍率是指規(guī)定時(shí)間內(nèi)放出其額定容量（Ah）時(shí)所需的電流值，表示放電快慢的量度，C值比較高的電池，內(nèi)阻一般較低。 充放電倍率（C）=充放電電流（I）/額定容量（Ah）循環(huán)壽命（次）循環(huán)壽命（次）：二次電池經(jīng)歷一次充放電稱為一個(gè)周期或者一個(gè)循環(huán)，電池反復(fù)

5、充放電后，容量會(huì)逐漸下降。在一定的放電條件下，電池容量降至80%時(shí)，電池所經(jīng)受的循環(huán)次數(shù)就是循環(huán)壽命。 成本成本：電池的成本是與電池的技術(shù)含量、材料、制作方法和生產(chǎn)規(guī)模有關(guān)，目前新開發(fā)的高比能量的電池成本較高，使得電動(dòng)汽車的造價(jià)也較高，開發(fā)和研制高效、低成本的電池是電動(dòng)汽車發(fā)展的關(guān)鍵。分類方法電池種類按工作性質(zhì)原電池、蓄電池、燃料電池、儲(chǔ)備電池按電解質(zhì)酸性電池、堿性電池、中性電池、有機(jī)電解質(zhì)電池、非水無機(jī)電解質(zhì)電池、固體電解質(zhì)電池按電池特性高容量電池、密封電池、高功率電池、免維護(hù)電池、防爆電池按正負(fù)極材料鋅錳電池系列、鎳鎘鎳氫系列、酸鉛系列、鋰電池系列10物理電池化學(xué)電池生物電池電池的分類利用

6、光、熱、物理吸附等物理能量發(fā)電，如太陽能電池、超級(jí)電容器、飛輪電池等。利用生物化學(xué)反應(yīng)發(fā)電，如微生物電池、酶電池、生物太陽能電池等。3、動(dòng)力電池的分類化學(xué)電池LOGOTEXT HERE化 學(xué) 電 池 的 分 類一次電池/原電池鋅錳干電池 ZnNH4ClZnCl2MnO2(C)鋅汞電池 ZnKOHHgO 銀鋅電池 ZnKOHAg2O二次電池/蓄電池鉛酸電池 PbH2SO4PbO2。鎳鎘電池 CdKOHNiOOH鎳氫電池 H2KOHNiOOH鋰離子電池 LiCoO2有機(jī)溶劑6C。鋅空氣電池 ZnKOHO2(空氣)。儲(chǔ)備電池/激活電池鎂銀電池 MgMgCl2AgCl鈣熱電池 CaLiCl-KClCa

7、CrO4(Ni)。鉛高氯酸電池 PbHclO4PbO2。燃料電池/連續(xù)電池氫燃料電池 H2KOHO2。肼空燃料電池 N2H4KOHO2(空氣)TRANSITION過渡頁 TRANSITION PAGE The mainstream power battery is introduced 鉛酸蓄電池 鎳氫電池 鋰離子電池 燃料電池主流新能源汽車電池一覽LOGOTEXT HERE新能源汽車常用動(dòng)力電池LOGOTEXT HERE01020304構(gòu)造及工作原理構(gòu)造及工作原理PbSO4 + 2H2O + PbSO4 - PbO2 + 2 H2SO4 + Pb ( 充電反應(yīng) )陽極：PbSO4 + 2H2

8、O 2e = PbO2 + 4H+ + SO42陰極：PbSO4 + 2e = Pb + SO42PbO2 + 2H2SO4 + Pb - PbSO4 + 2H2O + PbSO4 ( 放電反應(yīng) )負(fù)極：Pb + SO42 2e = PbSO4正極：PbO2 + 4H+ + SO42 + 2e= PbSO4 + 2H2O1、鉛酸蓄電池輕度混合動(dòng)力車使用1）除鋰離子電池外，在常用蓄電池中，鉛酸蓄電池的電壓最高，為2.0V；2）價(jià)格低廉；3）可制成小至1Ah大至幾千安時(shí)的各種尺寸和結(jié)構(gòu)的蓄電池；4）高倍率放電性能良好，可用于引擎啟動(dòng)；5）高低溫性能良好，可在-4060條件下工作；6）電能效率高達(dá)6

9、0%；7）易于浮充使用，沒有“記憶”效應(yīng)；1）比能量低，在電動(dòng)汽車中所占的質(zhì)量和體積比較大，一次充電行駛里程短； 2）使用壽命短； 3）充電時(shí)間長； 4）鉛是重金屬，存在污染。鉛酸蓄電池的特點(diǎn)鉛酸蓄電池的特點(diǎn)M + Ni(OH)2 MH + NiOOH ( 充電反應(yīng) )陽極：Ni(OH)2 + OH- - e- NiOOH + H2O 陰極：M + H2O + e- MH + OH-MH + NiOOH M + Ni(OH)2 ( 放電反應(yīng) )負(fù)極：MH + OH- - e- M + H2O 正極：NiOOH + H2O + e- Ni(OH)2 + OH-鎳氫電池正極是活性物質(zhì)氫氧化鎳，負(fù)極

10、是儲(chǔ)氫合金，用氫氧化鉀作為電解質(zhì)，在正負(fù)極之間有隔膜，共同組成鎳氫單體電池。在金屬鉑的催化作用下，完成充電和放電的可逆反應(yīng)。2、鎳氫電池運(yùn)用電動(dòng)汽車鎳氫電池的特點(diǎn)鎳氫電池的特點(diǎn)能耐過充過放。4無污染。鎳氫電池不含鉛、鎘等對(duì)人體有害的金屬。3比功率高。目前商業(yè)化的鎳氫功率型電池能做到1350W/kg。1循環(huán)次數(shù)多。目前電動(dòng)車鎳氫動(dòng)力電池，80%放電深度可循環(huán)1000次以上，是鉛酸蓄電池的3倍以上。2使用溫度范圍寬。正常使用溫度范圍寬-3055；儲(chǔ)存溫度范圍-4070。6無記憶效應(yīng)。5安全可靠。短路、擠壓、針刺、安全閥工作能力、跌落、加熱、耐振動(dòng)等安全性、可靠性試驗(yàn)無爆炸、燃燒現(xiàn)象。7鎳氫電池具有

11、無污染、高比能、大功率、 快速充放電、耐用性等許多優(yōu)異特性。與鉛蓄電池相比，鎳氫電池除具有比能量高、質(zhì)量輕、體積小、循環(huán)壽命長的特點(diǎn)外，還具有以下特點(diǎn)。工作原理工作原理電池在充電時(shí)，鋰離子從正極材料晶格中脫出，通過電解質(zhì)溶液和隔膜，嵌入到負(fù)極中；放電時(shí)，鋰離子從負(fù)極脫出，通過電解質(zhì)溶液和隔膜，嵌入到正極材料晶格中。在整個(gè)充放電過程中，鋰離子往返于正負(fù)極之間。3、鋰離子電池大規(guī)模普及20優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)1)1)工作電壓高。工作電壓高。鋰離子電池工作電壓為3.6V，是鎳氫和鎳鎘電池工作電壓的3倍。2)2)比能量高。比能量高。鋰離子電池比能量已達(dá)到150Wh/kg，是鎳鎘電池的3倍，鎳氫電池的1.5倍。3)

12、3)循環(huán)壽命循環(huán)壽命長。長。目前鋰離子電池循環(huán)壽命已達(dá)到1000次以上，在低放電深度下可達(dá) 幾萬次，超過了其他幾種二次電池。4)4)自放電率低。自放電率低。鋰離子電池月自放電率僅為6%8%，遠(yuǎn)低于鎳鎘電池25%30%和 鎳氫電池15%20%。5)5)無記憶性。無記憶性?？呻S時(shí)充電，而不會(huì)降低電池性能。6)6)對(duì)環(huán)境無污染。對(duì)環(huán)境無污染。鋰離子電池中不存在有害物質(zhì)，是名副其實(shí)的“綠色電池”。7)7)能夠制造成任意形狀。能夠制造成任意形狀。1)1)成本高。成本高。主要是正極材料LiCoO2的價(jià)格高，但按單位瓦時(shí)的價(jià)格計(jì)算，已經(jīng)低于鎳氫電池，與鎳鎘電池持平，但高于鉛酸蓄電池。2)2)必須有特殊的保護(hù)

13、電路必須有特殊的保護(hù)電路，以防止過充。2102.02.燃料種類0303. .使用類型04.04.燃料狀態(tài)05.05.運(yùn)行機(jī)理氫燃料電池、甲醇燃料電池、乙醇燃料電池直接型燃料電池、間接型燃料電池、再生型燃料電池 液體型燃料電池、氣體型燃料電池酸性燃料電池、堿性燃料電池. 燃料電池01.01.電解質(zhì)Click質(zhì)子交換膜燃料電池質(zhì)子交換膜燃料電池、堿性燃料電池、磷酸燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、固體氧化物燃料電池、直接甲醇燃料電池、再生型燃料電池、鋅空燃料電池、質(zhì)子陶瓷燃料電池. 燃料電池是一種化學(xué)電池，基于燃料、氧化劑基礎(chǔ)上，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)直接將釋放出的能量變換為電能。分類方法分類方法燃料電池種類

14、燃料電池種類06.06.工作溫工作溫度度低溫型（1000）0422優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn) 燃料電池的特點(diǎn)1)節(jié)能、轉(zhuǎn)換效率高。燃料電池的運(yùn)轉(zhuǎn)效率約為50%70%，低功率下的運(yùn)轉(zhuǎn)效率高，其短時(shí)間的過載能力可以達(dá)到額定功率的200%，適合于汽車的加速和爬坡。2)排放基本達(dá)到零污染。碳?xì)浠衔锶剂想姵刂饕晌镔|(zhì)為水、C02、CO等，屬于“超低污染”；氫氧燃料電池的反應(yīng)物只有清潔的水。3)無振動(dòng)和噪聲，壽命長。發(fā)生的是電化學(xué)反應(yīng)，過程中沒有噪聲和機(jī)械振動(dòng)的產(chǎn)生，從而減少機(jī)械器件的磨損，延長了使用壽命。4)結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行平穩(wěn)。能量轉(zhuǎn)化在靜態(tài)下完成，結(jié)構(gòu)比較簡單，構(gòu)件的加工精度要求低。1)燃料種類單一。主要是液態(tài)氫、

15、氣態(tài)氫以及碳水化合物經(jīng)過重整后轉(zhuǎn)換的氫，氫氣的產(chǎn)生、存儲(chǔ)、保管、運(yùn)輸和灌裝或重整，都比較復(fù)雜，對(duì)安全性要求高。2)要求高質(zhì)量的密封。燃料電池組中的單體電池間的電極連接時(shí)，必須要有嚴(yán)格的密封，否則氫氣泄漏會(huì)降低氫的利用率并嚴(yán)重影響燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，還會(huì)引起氫氣燃燒事故。3)價(jià)格高。制造成本高，電池價(jià)格昂貴。4)需要配備輔助電池系統(tǒng)。通常在燃料電池汽車上還要增加輔助電池，來儲(chǔ)存燃料電池富裕的電能和汽車在減速時(shí)接受再生制動(dòng)的能量。質(zhì)子交換膜燃料電池質(zhì)子交換膜燃料電池基本結(jié)構(gòu)：基本結(jié)構(gòu)：質(zhì)子交換膜、催化劑層、擴(kuò)散層、集流板質(zhì)子交換膜、催化劑層、擴(kuò)散層、集流板質(zhì)子交換膜：質(zhì)子交換膜：不僅是一種將陽極

16、的燃料和不僅是一種將陽極的燃料和陰極的氧化劑隔開的隔膜材料，還是電解陰極的氧化劑隔開的隔膜材料，還是電解質(zhì)和電極活性物質(zhì)（電催化劑）的基底。質(zhì)和電極活性物質(zhì)（電催化劑）的基底。電催化劑：電催化劑：為了加快電化學(xué)反應(yīng)速度，氣為了加快電化學(xué)反應(yīng)速度，氣體擴(kuò)散電極上都含有一定量的催化劑。目體擴(kuò)散電極上都含有一定量的催化劑。目前多采用鉑催化劑。前多采用鉑催化劑。雙極板和流場：雙極板和流場：作用是分隔反應(yīng)氣體，收作用是分隔反應(yīng)氣體，收集電流，將各個(gè)單電池串聯(lián)起來和通過流集電流，將各個(gè)單電池串聯(lián)起來和通過流場為反應(yīng)氣體進(jìn)入電極及水的排出提供通場為反應(yīng)氣體進(jìn)入電極及水的排出提供通道。道。工作原理工作原理2H

17、24H+4e- （陽極）（陽極）4H+4e-+O22H2O（陰極）（陰極）2H2+O22H2O （總反應(yīng)）（總反應(yīng)）導(dǎo)入的氫氣通過陽極集流板（雙極板）經(jīng)由陽極氣體擴(kuò)散層到達(dá)陽極催化劑層，在陽極催化劑作用下，氫分子分解為帶正電的氫離子并釋放出帶負(fù)電的電子，完成陽極反應(yīng)；氫離子穿過膜到達(dá)陰極，電子在外電路形成電流，通過適當(dāng)連接可向負(fù)載輸出電能；在電池另一端，氧氣通過陰極集流板經(jīng)由陰極氣體擴(kuò)散層到催化劑層。在陰極催化劑的作用下，氧與透過膜的氫離子及來自外電路的電子發(fā)生反應(yīng)生成水，完成陰極反應(yīng)；電極反應(yīng)生成的水大部分由尾氣排出，小部分在壓力差作用下通過膜向陽極擴(kuò)散。質(zhì)子交換膜燃料電池的特點(diǎn)LOGOTE

18、XT HERE質(zhì)子交換膜燃料電池特點(diǎn)NO.6NO.1NO.2NO.3NO.4NO.5氫氣來源廣泛，氫是世界上最多的元素，是一種可再生的能源資源，取之不盡，用之不絕。能量轉(zhuǎn)化效率高。通過氫氧化合作用，直接將化學(xué)能轉(zhuǎn) 化為電能，不通過熱機(jī)過程，不受卡諾循環(huán)的限制?？蓪?shí)現(xiàn)零排放。其唯一的排放物是純凈水（及水蒸氣），沒有污染物排放，是環(huán)保型能源。維護(hù)方便。PEMFC內(nèi)部構(gòu)造簡單，電池模塊呈現(xiàn)自然的“積木化”結(jié)構(gòu)，使得電池組的組裝和維護(hù)都非常方便；也很容易實(shí)現(xiàn)“免維護(hù)”設(shè)計(jì)。運(yùn)行噪聲低，可靠性高。PEMFC電池組無機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，工作時(shí)僅有氣體和水的流動(dòng)。發(fā)電效率受負(fù)荷變化影響很小，非常適合于用作分散型發(fā)

19、電裝置（作為主機(jī)組），也適于用作電網(wǎng)的“調(diào)峰”發(fā)電機(jī)組（作為輔機(jī)組）。性能指標(biāo)鉛酸電池鎳氫電池磷酸鐵鋰錳酸鋰工作電壓（V）2.01.23.63.6比能（wh/kg）3070140110循環(huán)壽命（次）300-5005002000500成本最低高較高低自放率4-5%30-35%5%5%記憶效應(yīng)無有無無使用溫度（）-40-60-30-50-20-60-20-60有害物質(zhì)鉛/TRANSITION過渡頁 TRANSITION PAGE BATTERY MANAGEMENT SYSTEM 動(dòng)力電池管理系統(tǒng)定義及結(jié)構(gòu) 動(dòng)力電池管理系統(tǒng)功能電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)(BMS)是連接車載動(dòng)力電池和電動(dòng)汽車的重要紐帶，

20、主要功能包括:電池物理參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測;電池狀態(tài)估計(jì);在線診斷與預(yù)警;充、放電與預(yù)充控制;均衡管理和熱管理等。二次電池存在下面的一些缺點(diǎn)，如存儲(chǔ)能量少、壽命短、串并聯(lián)使用問題、使用安全性、電池電量估算困難等。電池的性能是很復(fù)雜的，不同類型的電池特性亦相差很大。電池管理系統(tǒng)(BMS)主要就是為了能夠提高電池的利用率，防止電池出現(xiàn)過充電和過放電，延長電池的使用壽命，監(jiān)控電池的狀態(tài)。定義簡介結(jié)構(gòu)組成：數(shù)組成：數(shù)據(jù)采集模據(jù)采集模塊、主控塊、主控模塊、通模塊、通訊模塊、訊模塊、均衡模塊、均衡模塊、人機(jī)接口人機(jī)接口模塊、故模塊、故障診斷模障診斷模塊等組成。塊等組成。動(dòng)力電池管理系統(tǒng)功能LOGOTEXT HER

21、E165432BMS動(dòng)力電池的維護(hù)技動(dòng)力電池的維護(hù)技術(shù)術(shù)動(dòng)力電池的熱管動(dòng)力電池的熱管理理動(dòng)力電池的電量動(dòng)力電池的電量管理管理動(dòng)力電池管理動(dòng)力電池管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集原理系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集原理動(dòng)力電池充放電動(dòng)力電池充放電管理管理動(dòng)力電池均衡動(dòng)力電池均衡控制與管理控制與管理1、數(shù)據(jù)采集模塊LOGOTEXT HERE采集動(dòng)力電池的電壓、溫度、電流等參數(shù)，為電量管理、均衡管理、熱管理、故障診斷等模塊提供一次參數(shù)。數(shù)據(jù)采集模塊123單體電壓采集：繼電器陣列法、恒流源法、隔離運(yùn)放采集法、壓頻轉(zhuǎn)換電路采集法、線性光耦合放大電路采集法溫度采集：熱敏電阻、熱電偶、集成溫度傳感器電流采集方法：分流器、霍爾式電流傳感器用于所

22、需測量的電池單體電壓較高而且對(duì)精度要求也高的場合30121()RUUUR電壓電壓電流、共模抑制強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡電流、共模抑制強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單、采集精度高、單、采集精度高、實(shí)用性好實(shí)用性好繼電器陣列法與恒流源采集法隔離運(yùn)放采集法壓頻轉(zhuǎn)換電路法精度高、成本高電壓頻率，無需A/D轉(zhuǎn)換有良好的精度、線性度和積分輸入壓控振蕩器中存在電容器影響精度數(shù)據(jù)采集模塊LOGOTEXT HERETIL300是一個(gè)由紅外光LED照射分叉配置的隔離反饋光二極管和一個(gè)輸出光二極管組成。該器件采用特殊制造技術(shù)來補(bǔ)償LED時(shí)間和溫度特性的非線性，使輸出信號(hào)與LED發(fā)出的伺服光通量成線性比例。很強(qiáng)的隔離能力和抗干擾能力模擬信號(hào)保持良好的

23、線性34溫度采集方法熱敏電阻采集法：成本低，線性度不好，制造誤差一般也較大熱電偶采集法：準(zhǔn)確度高，外部電路復(fù)雜，一般用于高溫測量集成溫度傳感器采集法：基于熱敏電阻，精度媲美熱電偶，直接輸出數(shù)字量，很適合在數(shù)字系統(tǒng)中使用。35電流的采集方法分流式：成本低，頻響好，須接入電流回路，使用麻煩互感器：僅用于交流測量霍爾元件電流傳感器：性能好，使用方便光纖傳感器：價(jià)格昂貴36煙霧采集方法利用物理化學(xué)性質(zhì)的：半導(dǎo)體、接觸燃燒式利用物理性質(zhì)的：熱導(dǎo)、光干涉、紅外利用電化學(xué)性質(zhì)的：電流型、電勢(shì)型2、動(dòng)力電池充放電管理LOGOTEXT HERE動(dòng)力電池充電過程中與非車載充電機(jī)之間連接和通訊對(duì)充電電流、電池電壓等

24、參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，防止動(dòng)力電池出現(xiàn)過充現(xiàn)象對(duì)電池放電電流進(jìn)行監(jiān)控，防止過電流對(duì)電池造成損壞對(duì)電池放電深度進(jìn)行控制，防止電池過放電影響電池使用壽命3、動(dòng)力電池的均衡控制與管理LOGOTEXT HERE動(dòng)力電池均衡控制與管理根據(jù)均衡過程根據(jù)均衡過程中電路對(duì)能量中電路對(duì)能量的消耗情況，的消耗情況，能量耗散型能量耗散型能量非耗散型能量非耗散型將多余的能量全將多余的能量全部以部以熱量熱量的方式的方式消耗消耗非耗散型是將多余能非耗散型是將多余能量量轉(zhuǎn)移或者轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)移或者轉(zhuǎn)換到其到其他電池中他電池中能量轉(zhuǎn)換式均衡能量轉(zhuǎn)換式均衡能量轉(zhuǎn)移式均衡能量轉(zhuǎn)移式均衡單體向整體單體向整體整體向單體整體向單體（補(bǔ)充式均衡）（補(bǔ)充

25、式均衡）恒定分流電阻恒定分流電阻開關(guān)控制分流電阻開關(guān)控制分流電阻動(dòng)力電池均衡控制與管理LOGOTEXT HERE能量消耗型單體電池并聯(lián)電阻進(jìn)行充單體電池并聯(lián)電阻進(jìn)行充電分流以實(shí)現(xiàn)均衡電分流以實(shí)現(xiàn)均衡存在能量浪費(fèi)和增加熱管存在能量浪費(fèi)和增加熱管理系統(tǒng)負(fù)荷的問題理系統(tǒng)負(fù)荷的問題單體向整體單體向整體：充電過程中單體向整體：充電過程中完成，單體電壓達(dá)到一定完成，單體電壓達(dá)到一定值，把單體電池的充電電值，把單體電池的充電電流進(jìn)行分流，分出的電流流進(jìn)行分流，分出的電流經(jīng)模塊轉(zhuǎn)換把能量反饋回經(jīng)模塊轉(zhuǎn)換把能量反饋回充電母線充電母線整體向單體整體向單體：也稱補(bǔ)充式整體向單體：也稱補(bǔ)充式均衡，主充電模塊均衡，主充

26、電模塊+補(bǔ)充補(bǔ)充式均衡充電模塊式均衡充電模塊DC/DC變換器、同軸線圈變換器、同軸線圈每個(gè)單體電池上增加相同每個(gè)單體電池上增加相同的次繞組。的次繞組。問題：一致性、線圈能耗，問題：一致性、線圈能耗，只充電能均衡，放電不能只充電能均衡，放電不能能量轉(zhuǎn)移式均衡利用電感、電容等儲(chǔ)能元利用電感、電容等儲(chǔ)能元件，把電池組中容量高的件，把電池組中容量高的單體電池，通過儲(chǔ)能元件單體電池，通過儲(chǔ)能元件轉(zhuǎn)移到容量比較低的電池轉(zhuǎn)移到容量比較低的電池上。上。通過切換電容開關(guān)傳遞相通過切換電容開關(guān)傳遞相鄰電池間的能量鄰電池間的能量通過電感儲(chǔ)能方式對(duì)相鄰?fù)ㄟ^電感儲(chǔ)能方式對(duì)相鄰電池間進(jìn)行雙向傳遞電池間進(jìn)行雙向傳遞問題：均

27、衡時(shí)間長，能量問題：均衡時(shí)間長，能量判斷和開關(guān)電路實(shí)現(xiàn)困難判斷和開關(guān)電路實(shí)現(xiàn)困難4、動(dòng)力電池的電量管理LOGOTEXT HERE電量管理意義影響因素估算方法保護(hù)蓄電池，把SOC控制在一定范圍內(nèi)提高整車性能，充分利用蓄電池降低對(duì)動(dòng)力電池的要求，充分利用蓄電池提高經(jīng)濟(jì)性，選擇較低容量的蓄電池充放電管理、溫度、電池容量衰減、自放電、一致性。開路電壓法UPS和儲(chǔ)能電池容量積分法簡單易行，但缺點(diǎn)是精度不高和誤差累積模糊邏輯推理與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法精度較高，但需大量數(shù)據(jù)卡爾曼濾波法適用廣泛，精度較高，但工程復(fù)雜準(zhǔn)確估測動(dòng)力電池組的荷電狀態(tài) (State of Charge，即SOC)，即電池剩余電量，保證SOC維

28、持在合理的范圍內(nèi)。41u過高或過低的溫度都將直接影響動(dòng)力電池的使用壽命和性能，并可能導(dǎo)致電池系統(tǒng)的安全問題；u電池箱內(nèi)溫度場的長久不均勻分布將造成各電池模塊、單體間性能的不均衡。功能意義u電池溫度的準(zhǔn)確測量和監(jiān)控；u電池組溫度過高時(shí)的有效散熱和通風(fēng)；u低溫條件下的快速加熱；u有害氣體產(chǎn)生時(shí)的有效通風(fēng)；u保證電池組溫度場的均勻分布。5、動(dòng)力電池的熱管理42010102020303空冷空冷按照散熱風(fēng)道結(jié)構(gòu)空冷按照散熱風(fēng)道結(jié)構(gòu)空冷系統(tǒng)可分為系統(tǒng)可分為串行通風(fēng)串行通風(fēng)方方式和式和并行通風(fēng)并行通風(fēng)方式兩種方式兩種最有效、最直接最有效、最直接液冷液冷按照是否有按照是否有內(nèi)部加熱或內(nèi)部加熱或制冷裝置制冷裝置

29、可分為被動(dòng)式可分為被動(dòng)式和主動(dòng)式兩種。和主動(dòng)式兩種。被動(dòng)系被動(dòng)系統(tǒng)成本較低，采取的設(shè)統(tǒng)成本較低，采取的設(shè)施相對(duì)簡單施相對(duì)簡單; ;主動(dòng)系統(tǒng)主動(dòng)系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，并且需要更相對(duì)復(fù)雜，并且需要更大的附加功率，但效果大的附加功率，但效果較為理想。較為理想。相變材料相變材料寒冷地區(qū)使用的動(dòng)力電寒冷地區(qū)使用的動(dòng)力電池可以使用加熱線、加池可以使用加熱線、加熱膜、加熱板等對(duì)電池?zé)崮?、加熱板等?duì)電池進(jìn)行加熱。進(jìn)行加熱。按照傳熱介質(zhì)，可將電池組熱管理系統(tǒng)分為按照傳熱介質(zhì)，可將電池組熱管理系統(tǒng)分為空冷、液冷和相變材料冷卻空冷、液冷和相變材料冷卻三種三種串行通風(fēng)串行通風(fēng)并行通風(fēng)并行通風(fēng)被動(dòng)外部空氣流通被動(dòng)外部空氣流通被

30、動(dòng)被動(dòng)內(nèi)部內(nèi)部空氣流通空氣流通主動(dòng)加熱和散熱主動(dòng)加熱和散熱電池列前后纏繞硅膠加熱線電池列前后纏繞硅膠加熱線 電池列間添加電熱膜電池列間添加電熱膜電池本體上包覆電熱膜電池本體上包覆電熱膜 電池上、下添加加熱板電池上、下添加加熱板相變材料的應(yīng)用（自身不具散熱能力）LOGOTEXT HERE固液相變材料無機(jī)類相變材料有機(jī)相變材料這兩種相變過程中，儲(chǔ)存或釋放熱量的能力稱為相變潛熱。在車用動(dòng)力電池管理系統(tǒng)中，一般采用體積變化較小的固-液相變材料蓄熱過程比較穩(wěn)定，但是放熱過程中存在較嚴(yán)重的過冷現(xiàn)象和相分離，一般要加入增稠劑和成核劑。主要包括石蠟、醋酸、脂肪酸等。例如：脂肪酸具有較好的融化/凝固特性，化學(xué)性

31、質(zhì)穩(wěn)定，無毒性，而且相變過程中體積變化小、相變潛熱大，比較適合電動(dòng)車動(dòng)力電源使用6、動(dòng)力電池的維護(hù)技術(shù)LOGOTEXT HERE電池組的結(jié)構(gòu)拓?fù)涫鞘紫刃枰鉀Q的問題，這是由于單個(gè)電池的容量往往存在限制，想要做到100Ah以上 ，電動(dòng)汽車電源系統(tǒng)的維護(hù)包括常規(guī)維護(hù)、重點(diǎn)維護(hù)、貯存維護(hù)等維護(hù)人員在進(jìn)行操作時(shí)必須戴好絕緣手套等防護(hù)用品，使用前必須熟悉動(dòng)力電源產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、工作原理和使用說明書。常規(guī)維護(hù)貯存維護(hù)注意事項(xiàng)準(zhǔn)備工作重點(diǎn)維護(hù)46專用工具個(gè)人防護(hù)01010202配置和準(zhǔn)備專用的檢測儀器（如豐田普銳斯配置有智能測試儀）、常用儀表（如電壓表、歐姆表、絕緣測試儀等）、專用工具（帶絕緣措施的起子、扳手等

32、）、常用物料（如絕緣膠帶、扎帶等）、其他（如充電機(jī)等）。電動(dòng)汽車使用高壓電路，在檢修前必須做好個(gè)人防護(hù)措施：佩帶絕緣手套，穿防護(hù)鞋、工作服等；手腕、身上不能佩帶金屬物件（如金屬手鏈、戒指、手表、項(xiàng)鏈等）準(zhǔn)備工作47意事項(xiàng)高壓電路的線束和連接器通常為高壓電路的線束和連接器通常為橙色橙色，高壓零部件通常貼有，高壓零部件通常貼有“高壓高壓”警示，操作這些線束和部件時(shí)需要特別注意。警示，操作這些線束和部件時(shí)需要特別注意。完成對(duì)高壓系統(tǒng)的操作后，應(yīng)再次確認(rèn)在工作平臺(tái)周圍沒有遺留任完成對(duì)高壓系統(tǒng)的操作后，應(yīng)再次確認(rèn)在工作平臺(tái)周圍沒有遺留任何零件或工具以及確認(rèn)高壓端子已擰緊和連接器已連接。何零件或工具以及確認(rèn)高壓端子已擰緊和連接器已連接。注不要攜帶任何類似卡尺或測量卷尺等的金屬物體，避免掉落導(dǎo)致短不要攜帶任何類似卡尺或測量卷尺等的金屬物體，避免掉落導(dǎo)致短路路拆下任何高壓配線后，立刻用絕緣膠帶將其絕緣。拆下任何高壓配線后，立刻用絕緣膠帶將其絕緣。按照規(guī)定扭矩將高壓螺釘端子擰緊。扭矩不足或過量都會(huì)導(dǎo)致故障按照規(guī)定扭矩將高壓螺釘