动力电池系统认知

动力电池系统认知主讲教师：谢达城12任务目标：掌握动力电池的作用掌握动力电池的分类定义动力电池系统认知分类电池模组电池系统结构原理特性参数3定义电池是指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间，能将化学能转化成电能的装置。动力电池的名称来源于动力机械应用领域，目前，用于电动汽车的电池称为“动力电池”。4动力电池是纯电动汽车的核心部件，也是新能源汽车上价格最高的部件之一。动力电池的性能好坏直接决定了一辆车的实际价值。5动力电池种类繁多，目前市场上主流技术仍以铅酸电池技术、锂电池技术、镍氢电池技术、燃料电池技术为主。6分类7铅酸蓄电池AGM蓄电池镍氢电池锂电池燃料电池常见类型8类型正极材料负极材料电解液铅酸蓄电池二氧化铅铅硫酸溶液AGM蓄电池二氧化铅铅硫酸溶液镍氢电池氢氧化镍金属氧化物氢氧化钾溶液燃料电池氧气氢气酸性或碱性溶液锂电池钴酸锂电池钴酸锂碳棒机溶剂和无机盐组成磷酸铁锂电池磷酸铁锂碳棒机溶剂和无机盐组成三元素锂电池镍钴锰锂碳棒机溶剂和无机盐组成

1、锂离子电池的类型根据锂离子电池所用电解质材料不同，锂离子电池可以分为液态锂离子电池(LithiumIonBattery，LIB)和聚合物锂离子电池(PolymerLithiumIonBattery，LIP)两大类。液态锂离子电池使用的是液体电解质，而聚合物锂离子电池则以聚合物电解质来代替。液态锂离子电池和聚合物锂离子电池所用的正负极材料都是相同的，工作原理也基本一致。2、锂离子电池的结构锂电池的结构形式常见的有圆柱碳包式、方型叠片式、圆柱叠片式、圆柱卷绕式、方型卷绕式等。电池容量从几十毫安时到几百安时不等。9锂离子电池的结构与原理正极：采用锂化合物钴酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、钛酸锂、以及三元材料镍钴锰酸锂等，这些锂化合物材料是晶状体结构材料。负极：采用锂-碳层间化合物。电解质：为溶解有锂盐有机溶液。隔膜：只允许锂离子Li+往返通过，阻止电子e-通过，在正负极之间起绝缘作用。1011

3、锂离子电池的原理正、负电极由两种不同的锂离子嵌入化合物组成。充电时，Li+从正极脱嵌经过电解质嵌入负极，负极处于富锂态，正极处于贫锂态，同时电子的补偿电荷从外电路供给到碳负极，保持负极的电平衡。放电时则相反，Li+从负极脱嵌，经过电解质嵌入到正极，正极处于富锂态，负极处于贫锂态。

1、镍氢电池结构镍氢(MH-Ni)电池是在Ni-Cd电池的基础上发展起来的，相对于镍镉电池，其最大的优点是环境友好．不存在重金属污染。镍氢电池正极活性物质为Ni（OH）2（称NiO电极），负极活性物质为金属氢化物，也称储氢合金（电极称储氢电极），电解液为6mol/L氢氧化钾溶液。镍氢电池作为氢能源应用的一个重要方向越来越被人们注意。2、镍氢电池原理

在镍氢蓄电池中，充电时氢从正极向负极移动，放电时向反方向移动，其间并不伴随着电解液总量和浓度的增减。电解液中的OH－虽然参与正极和负极的反应，但在电池反应中OH－并没有增减。12镍氢电池的结构与原理13结构原理共性电池要实现化学能转变成电能的过程，必须满足：（1）必须把化学反应中的氧化过程（负极）和还原过程（正极）分在两个区域进行。（2）两电极必须具有离子导电性的物质。（3）化学变化过程中电子传递必须经过外线路。正极负极电解液隔板或隔膜外壳14电池还需包含以下基本组成部分：（1）正极活性物质。它具有较高的电极电位，电池放电时进行还原反应或阴极过程。（2）负极活性物质。它具有较低的电极电位，电池工作时进行氧化反应或阳极过程。（3）电解质。它拥有很高的、选择性的离子电导率，提供电池内部的离子导电的介质。大多数电解质为无机电解质水溶液，也有固体电解质、熔融盐电解质、非水溶液电解质和有机电解质。有的电解质也参加电极反应而被消耗。15特性参数1、电压参数2、容量参数3、内阻参数4、能量与能量密度5、功率与功率密度6、荷电状态7、放电深度8、使用寿命16电池模组高压动力电池组=多个单节电池并、串联17电池组的连接方式电池的串联串连的主要目的是增加电池的电压电池的并联并联的主要目的是增加电池的容量电池的复联可同时增加电池的电压和容量18BYD秦DM电池组的连接方式15款秦DM的电池包标称电压528V、标称容量26Ah，总共由160个单体串联而成，每个单体3.3V。下层：每个模组都是18节单体上层：每个模组都是14节单体19电池系统动力电池系统包含主要部件：电池箱体：为电池系统提供防水，防尘，抗振动等保护，为电池系统安装提供机械接口；动力电池模组：由几颗到数百颗电池芯经由并联及串联所组成的组合体；电池管理系统：对电池系统进行充放电管理，对电池系统进行过冲/放和温度等保护、与外部进行通信；正负高压继电器：控制主回路的闭合与断开；高压熔断器：主回路短路保护；加热系统：保证电池系统在低温时能充电；高低压输出接插件：电池系统对外输出能源的电气接口。20BYD秦EV电池管理系统比亚迪秦EV采用的是分布式电池管理系统1个电池管理控制器（BMC）和13个电池信息采集器（BIC）及1套劢力电池采样线组成。电池管理控制器的主要功能是实现充/放电管理、接触器控制、功率控制、电池异常状态