Tesla Model S电池组设计全面解析

对Tesla来说最近可谓是祸不单行；连续发生了3起起火事故，市值狂跌40亿，刚刚又有3名工人受伤送医。Elon Musk就一直忙着到处“灭火”，时而还跟公开表不对Tesla“不感冒”的乔治·克鲁尼隔空喊话。在经历了首次盈利、电池更换技术·穿越美国、水陆两栖车等头条新闻后，Elon Musk最近总以各种负面消息重返头条。这位"钢铁侠。CE0在201 3年真是遭遇各种大起大落。

其中最为人关注的莫过于Model S的起火事故，而在起火事故中最核心的问题就是电池技术。可以说，牵动Tesla股价起起落落的核心元素就是其电池技术，这也是投资者最关心的问题。在美国发生的两起火事故有着相似的情节Model S 撞击到金属物体后，导致电池起火，但火势都被很好地控制在车头部分。在墨西哥的事故中，主要的燃烧体也是电池；而且在3起事故中，如何把着火的电池扑灭对消防员来说都是个难题。

这让很多人产生一个疑问：Model S的电池就这么不禁撞吗?在之前的一篇文章中，我跟大家简单讨论了一下这个问题，但只是停留在表面。读者普遍了解的是，Model S的电池位于车辆底部，采用的是松下提供的18650钴酸锂电池，整个电池组包含约8000块电池单元；钴酸锂电池能量密度大，但稳定性较差，为此Tesla研发了3级电源管理体系来确保电池组正常运作。现在，我们找到了Tesla的一份电池技术专利，借此来透彻地了解下Model S电池的结构设计和技术特征。

电池的布局与形体

FIG3

如专利图所示，Model S的电池组位于车辆的底盘，与轮距同宽，长度略短于轴距。电池组的实际物理尺寸是：长2.7m，宽1.5m，厚度为0.1 m至0.1 8m。其中0.1 8m较厚的部分是由于2个电池模块叠加而成。这个物理尺寸指的是电池组整体的大小，包括上下、左右、前后的包裹面板。这个电池组的结构是一个通用设计，除了18650电池外，其他符合条件的电池也可以安装。此外，电池组采用密封设计，与空气隔绝，大部分用料为铝或铝合金。可以说，电池不仅是一个能源中心，同时也是Model S底盘的一部分，其坚固的外壳能对车辆起到很好的支撑作用。

由于与轮距等宽，电池组的两侧分别与车辆两侧的车门槛板对接，用螺丝固定。电池组的横断面低于车门槛板。从正面看，相当于车门槛板"挂着。电池组。其连接部分如下图所示。

FIG, 4

电池内部结构

Model S电池组在内部被划分为7个区域(605)，每个区域安装两个电池模块(701)，每个模块内置370块电池单元。在电池组头部还有一个突出部分(607)，其厚度也较高，这就是上文提到的0.18m的部分，安装了两个电池模块，堆叠排放。这样计算下来一共有5920块电池单元。同时这7个区域(包括突出部分一共是8个空间)相互之间是完全隔绝的，这样的设计有两个优点：一是增加了电池组整体的牢固程度，使整个底盘结构更加坚挺；一是便于电源管理，避免某个区域的电池起火时引燃其他区域的电池(如果没有隔离整块电池组燃烧起来不堪设想)。此外，隔离板(601A-601H)内部可以被填充高熔点、低热导的材料(例如玻璃纤维)。

FIG. 6

当然还有另外一种填充物，那就是水，其较高的比热容可以帮助降温，吸收热能。据Tesla专利说明介绍，隔离板内部的水可以是静态的也可以是流动的，可以直接存储在隔离板内部管腔，也可以被装到特定的水袋中。如果是流动状态，可以与电池组的冷却系统连接在一起，也可以自建循环系统。在8根隔离板中，601 D与601 E两个隔离板与其他几根相比要更加粗壮一些。这样的设计是为了进一步增加电池组的坚固程度，使其能够更好地承受来自车辆侧面的撞击。

上图是电池模块的内部结构，从中可以看出18650电池的排列方式。有的电池正极朝上，有的电池负极朝上，每个电池模块中正反极向上的数量应均为185

块。特别注意FIG.1 0这张图，该图展示的是拿走电池后整个电池槽的结构。那一排排呈S型的隔离板是电池冷却系统，其与电池组的热管理系统相连接。可见，电池组内部被划分为7个区域，在每个电池模块的内部，也被划分为了7个区域。

电池保护机制

这或许是研究Model S起火事故最关键的部分了。上面我们了解了电池组的内部结构，下面我们要看的是电池组之下，位于Model S底盘最底部的一层金属保护层——防弹保护盾。在下图中这个部分是1203。在研究12032前，我们先来了解下电池组本身有哪些保护措施。

在电池组的顶部有一层面板，即1201。这层面板既可以是单层，也可以是多层，它实现的功能有很多：降低噪音、降低热传导、降低来自底盘的震动。降噪方面，1201最高能降低20分贝1000Hz以上噪音，减震方面，1201能最高能降低40%的传递自路面的震动，隔热方面，1201能的热传导性最低能低至0.1 W/m-K,最高能持续性承受750摄氏度的高温，能承受1000摄氏度约10秒，能承受1400摄氏度的高温约1秒。为了实现上述降噪、隔热以及减震水平，Tesla 的研究人员发现需要对1201进行30%左右的压缩才可以。在材质方面，1201可选的材料包括陶瓷纤维、石英纤维、氧化铝、硅酸钙镁等。

然后是为了进一步保护电池组而加装的防弹保护盾，即1203。Tesla并未明确指明其材质，只是说明可以由铝、铝合金或者碳纤维材料制成，葚至还可以是由玻璃纤维或塑料。这个防弹保护盾作为车辆的最底层面板，是保护电池组不受路面障碍物撞击的第一道防线，也是最为坚固的面板。为了更好地发挥防弹保护盾的效果，在电池组的底板603与保护盾1203之间，Tesla特别设计了一个隔离区域。对于这个隔离区域，在电池专利中有两种设计：一是留空，并在每个电池隔离板(601A-601H)对应的平面内加装一条加固板(1209)。隔离区域的高度根据具体应用情形为10mm-50mm之间。

这个加固板(1209)与隔离板(601)是处于一个平面的，这样设计主要是考虑到如果保护盾受到过大的外力撞击，原本为了抵抗撞击而设计的加固板不会因受力过大而损害到电池组底板(603)。第种设计即是FIG.14与1 5展示的，在隔离区域填充"缓冲。物质，这可以是具有弹性的材质，也可以是不具有弹性的材质。Tesla举例的材质包括塑料泡沫、填充剂等。注意图FIG.15，这种在填充物与保护盾1203之间留有空隙的设计，叫做"装蛋箱。造型。个人猜测这种设计是在填充不具有弹性的材质时使用的。

以上便是Model S电池组的结构设计解析，参考的材料是US 8286743 B2号专利。需要提醒读者的是，该专利说明提交于2011年12月5日，当时Model S 车型还未大规模量产，因此该专利中描述的电池组技术与现款的Model S车型会

有些许的不同。随着时间的推移，Model S电池组的制造工艺与电源管理技术在不断提升，因此本文描述的电池技术并非一定是现款Model S采用的，但基本一致。

锂电池项目规划设计方案

锂电池项目规划设计方案规划设计/投资方案/产业运营

锂电池项目规划设计方案说明随着电池市场规模崛起，锂电池价格还将继续下降。12月3日，彭博新能源财经(BNEF)发布锂离子电池组价格调研报告。报告显示，今年全球锂离子电池组的平均价格为156美元/千瓦时，同比下降13%;较2010年则下降87%。其中，今年中国市场锂电池组平均价格低至147美元/千瓦时，为全球最低。该锂电池项目计划总投资16251.34万元，其中：固定资产投资12110.90万元，占项目总投资的74.52%；流动资金4140.44万元，占项目总投资的25.48%。达产年营业收入38938.00万元，总成本费用31092.86万元，税金及附加314.80万元，利润总额7845.14万元，利税总额9242.03万元，税后净利润5883.86万元，达产年纳税总额3358.18万元；达产年投资利润率48.27%，投资利税率56.87%，投资回报率36.21%，全部投资回收期4.26年，提供就业职位703个。坚持“三同时”原则，项目承办单位承办的项目，认真贯彻执行国家建设项目有关消防、安全、卫生、劳动保护和环境保护管理规定、规范，积极做到：同时设计、同时施工、同时投入运行，确保各种有害物达标排放，尽量减少环境污染，提高综合利用水平。

...... 报告主要内容：项目概述、背景、必要性分析、市场调研预测、项目建设内容分析、选址评价、土建工程研究、项目工艺原则、项目环境影响分析、项目安全保护、风险评价分析、项目节能分析、实施安排、投资方案、经济收益、总结说明等。

第一章项目概述一、项目概况（一）项目名称锂电池项目随着电池市场规模崛起，锂电池价格还将继续下降。12月3日，彭博新能源财经(BNEF)发布锂离子电池组价格调研报告。报告显示，今年全球锂离子电池组的平均价格为156美元/千瓦时，同比下降13%;较2010年则下降87%。其中，今年中国市场锂电池组平均价格低至147美元/千瓦时，为全球最低。（二）项目选址某科技园（三）项目用地规模项目总用地面积46236.44平方米（折合约69.32亩）。（四）项目用地控制指标该工程规划建筑系数71.90%，建筑容积率1.52，建设区域绿化覆盖率5.55%，固定资产投资强度174.71万元/亩。（五）土建工程指标

储能电站总体技术方案设计

储能电站总体技术方案 2011-12-20

目录 1.概述 (3) 2.设计标准 (4) 3.储能电站（配合光伏并网发电）方案 (6) 3.1系统架构 (6) 3.2光伏发电子系统 (7) 3.3储能子系统 (7) 3.3.1储能电池组 (8) 3.3.2 电池管理系统(BMS) (9) 3.4并网控制子系统 (12) 3.5储能电站联合控制调度子系统 (14) 4.储能电站（系统）整体发展前景 (16)

1.概述大容量电池储能系统在电力系统中的应用已有20多年的历史，早期主要用于孤立电网的调频、热备用、调压和备份等。电池储能系统在新能源并网中的应用，国外也已开展了一定的研究。上世纪90年代末德国在Herne 1MW的光伏电站和Bocholt 2MW的风电场分别配置了容量为1.2MWh的电池储能系统，提供削峰、不中断供电和改善电能质量功能。从2003年开始，日本在Hokkaido 30.6MW 风电场安装了6MW /6MWh 的全钒液流电池（VRB）储能系统，用于平抑输出功率波动。2009年英国EDF电网将600kW/200kWh锂离子电池储能系统配置在东部一个11KV配电网STATCOM中，用于潮流和电压控制，有功和无功控制。总体来说，储能电站（系统）在电网中的应用目的主要考虑“负荷调节、配合新能源接入、弥补线损、功率补偿、提高电能质量、孤网运行、削峰填谷”等几大功能应用。比如：削峰填谷，改善电网运行曲线，通俗一点解释，储能电站就像一个储电银行，可以把用电低谷期富余的电储存起来，在用电高峰的时候再拿出来用，这样就减少了电能的浪费；此外储能电站还能减少线损，增加线路和设备使用寿命；优化系统电源布局，改善电能质量。而储能电站的绿色优势则主要体现在：科学安全，建设周期短；绿色环保，促进环境友好；集约用地，减少资源消耗等方面。

锂电池保护电路设计方案

锂电池保护电路设计方案锂电池材料构成及性能探析首先我们来了解一下锂电池的材料构成，锂离子电池的性能主要取决于所用电池内部材料的结构和性能。这些电池内部材料包括负极材料、电解质、隔膜和正极材料等。其中正、负极材料的选择和质量直接决定锂离子电池的性能与价格。因此廉价、高性能的正、负极材料的研究一直是锂离子电池行业发展的重点。负极材料一般选用碳材料，目前的发展比较成熟。而正极材料的开发已经成为制约锂离子电池性能进一步提高、价格进一步降低的重要因素。在目前的商业化生产的锂离子电池中，正极材料的成本大约占整个电池成本的40%左右，正极材料价格的降低直接决定着锂离子电池价格的降低。对锂离子动力电池尤其如此。比如一块手机用的小型锂离子电池大约只需要5克左右的正极材料，而驱动一辆公共汽车用的锂离子动力电池可能需要高达500千克的正极材料。尽管从理论上能够用作锂离子电池正极材料种类很多，常见的正极材料主要成分为LiCoO2，充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子，嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中。放电时，锂离子则从片层结构的碳中析出，重新和正极的化合物结合。锂离子的移动产生了电流。这就是锂电池工作的原理。锂电池充放电管理设计锂电池充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子，嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中。放电时，锂离子则从片层结构的碳中析出，重新和正极的化合物结合。锂离子的移动产生了电流。原理虽然很简单，然而在实际的工业生产中，需要考虑的实际问题要多得多：正极的材料需要添加剂来保持多次充放的活性，负极的材料需要在分子结构级去设计以容纳更多的锂离子;填充在正负极之间的电解液，除了保持稳定，还需要具有良好导电性，减小电池内阻。虽然锂离子电池有以上所说的种种优点，但它对保护电路的要求比较高，在使用过程中应严格避免出现过充电、过放电现象，放电电流也不宜过大，一般而言，放电速率不应大于0.2C。锂电池的充电过程如图所示。在一个充电周期内，锂离子电池在充电开始之前需要检测电池的电压和温度，判断是否可充。如果电池电压或温度超出制造商允许的范围，则禁止充电。允许充电的电压范围是：每节电池2.5V~4.2V。

基于单片机的锂离子电池充电系统设计方案

济南大学泉城学院毕业设计方案题目基于单片机的锂离子电池充电系统设计专业电气工程及其自动化班级1301班学生姚良洁学号2013010873 指导教师张兴达魏志轩二〇一七年四月十日

学院工学院专业电气工程及其自动化学生姚良洁学号2013010873 设计题目基于单片机的锂离子电池充电系统设计一、选题背景与意义 1. 国内外研究现状自90年代以来，中国正日趋成为世界上最大的电池生产国和最大的电池消耗国。随着科技的发展，人们对身边电子产品的数字化、自动化和效率的要求越来越高。便携式电池成为用户的首选，随着各式各样的电池出现，用户在选用电池时，在考虑到电池的环保、性价比的同时，更加注重电池的便携性。正因为锂离子电池具有高的体积比能量和环保性能，符合当前世界电池技术的发展趋势，逐渐成为市场的主流[1]。我国锂电池行业的年增长率已超过20%，2016年电池总体需求量达到50亿块左右。可见，在当前和今后相当一段时间，锂电池将成为我国电池工业的龙头。虽然我国已是仅次于日本的锂离子电池生产大国，市场增长空间巨大，但并非强国，在全球锂离子电池产业仍处于低端。随着手机用户的日益增多，如何保养手机也成为了众多手机使用者面临的一个实际问题，而手机电池作为手机的一个重要组成部分，直接影响了使用寿命和性能。智能手机的屏幕越来越大，功能越来越多，现有的锂离子电池产品越来越难以满足需求，选择合适的充电器，可以延长我们的手机锂离子电池的使用寿命。现阶段消费者除了通过原厂配备的充电器给便携式设备充电之外，普遍采用的是通过移动电源来补充电池的电量。根据日本矢野经济研究所的预测，锂离子电池正以53.33%的年增长率快速取代传统的镍铬镍氢电池市场。目前国内移动电源市场上主要的品牌有小米、爱国者、品胜、华为等，国外市场比较知名的品牌有BOOSTCASE、MALA 等。移动电源市场在近几年得到了很大的发展，市场中出现了各式各样的品牌。与此同时，在移动电源产品中也存在很多需要解决的问题。比如：自身充电所需时间过长，USB输出电压不稳定，电能转化效率不高，输出保护较为单一，输出大电流时散热性能不好等。相较于国外而言，国内的锂电池智能充电系统性能欠佳，还需要加大研究力度[2]。 2. 选题的目的及意义近几年来，便携式电子产品的迅猛发展促进了电池技术的更新换代。其中锂离子电池以其重量轻、储能大、功率大、无记忆效应、无污染、自放电系数小、循环寿命长等优点，脱颖而出，迅速成为市场的主流。锂电池是20世纪末才出现的绿色高效能可充电电池，目前随着锂离子电池的推广及大量应用，锂离子电池深受社会和用户的欢迎[3]。目前已广泛应用于手机、笔记本电脑、数码相机及众多的便携式设备，其中笔记本电脑占23%，手机占50%，为最大领域。电子、

锂电池铝塑膜项目规划设计方案 (1)

锂电池铝塑膜项目规划设计方案规划设计/投资分析/产业运营

锂电池铝塑膜项目规划设计方案说明铝塑膜是软包装锂电池电芯封装的关键材料。铝塑膜即铝塑复合膜，可以将组装后的单片电池密封形成一个电池，起保护内容物的作用，铝塑膜对电池的性能有重要影响，因此用于锂电池电芯封装材料的铝塑膜必须具有极高的阻隔性、良好的热封性、耐电解液与强酸、和延展性、柔韧性、高机械强度等特点。该锂电池铝塑膜项目计划总投资18663.13万元，其中：固定资产投资14082.83万元，占项目总投资的75.46%；流动资金4580.30万元，占项目总投资的24.54%。达产年营业收入37057.00万元，总成本费用28454.74万元，税金及附加341.71万元，利润总额8602.26万元，利税总额10130.49万元，税后净利润6451.69万元，达产年纳税总额3678.80万元；达产年投资利润率46.09%，投资利税率54.28%，投资回报率34.57%，全部投资回收期 4.39年，提供就业职位597个。本报告所描述的投资预算及财务收益预评估均以《建设项目经济评价方法与参数（第三版）》为标准进行测算形成，是基于一个动态的环境和对未来预测的不确定性，因此，可能会因时间或其他因素的变化而导致与未来发生的事实不完全一致，所以，相关的预测将会随之而有所调整，敬

请接受本报告的各方关注以项目承办单位名义就同一主题所出具的相关后续研究报告及发布的评论文章，故此，本报告中所发表的观点和结论仅供报告持有者参考使用；报告编制人员对本报告披露的信息不作承诺性保证，也不对各级政府部门（客户或潜在投资者）因参考报告内容而产生的相关后果承担法律责任；因此，报告的持有者和审阅者应当完全拥有自主采纳权和取舍权，敬请本报告的所有读者给予谅解。 ...... 报告主要内容：概论、背景、必要性分析、项目市场前景分析、项目建设方案、项目选址规划、土建工程设计、项目工艺先进性、环保和清洁生产说明、安全经营规范、投资风险分析、项目节能评估、进度计划、项目投资方案、项目经济效益、项目结论等。

串联式锂电池组的锂电池保护板实现方案

郑州正方科技：如今资源紧缺以及环境污染对人类造成的困扰越来越大，新能源的开发成了国家乃至全球发展的重点对象，众所周知，新型的锂电池组也逐步取代老式的铅酸电池组用于电动自行车以及电动汽车上，锂电池的轻便，高性能等等的一系列的优点，也使得电动工具更加的方便，高效。目前，各个生产商也针对不同的类型的锂电池组生产相对应的锂电池保护板以保证电池组的安全性，以及对电池组的一系列的保护措施。这类型的锂电池保护芯片也主要对应的是1~4串的锂电池组，当然也有对应5~10串电池组的保护板，如BQ77PL900芯片，这种芯片的功能更加全面，应用度也很广泛。这也完全避免了目前市场上集成电路芯片保护板的一些弊端，例如保护失效以及复杂等等缺点！此外，锂电池组在充电的时候如果不能保证每个单节电池的均衡充电，那么就会极大的影响了电池组的性能以及使用寿命，目前最常见的均衡充电有这么几类：（1）恒定电流分阻均衡充电（2）电感均衡充电（3）降压型变换器均衡充电（4）开关电容均衡充电等等，所以有一点大家可想而知，单单节电池不存在多个电池组合的问题，所以不需要均衡充电控制功能；下面我们就讲的是锂电池保护板的一些实现方案。根据锂电池保护板的保护原理，我们做了实验，在实际的应用中，某厂要求2组并联、10节串联的36V8A·h锰酸锂动力电池组保护板的设计，考虑到外部干扰可能会引起电池电压不稳定的情况，这样

会造成电压极短时间的过压或欠压，从而导致电池保护电路错误判断，因此在保护芯片配有相应的延时逻辑，必要时可在保护板上添加延时电路，这样将有效降低外部干扰造成保护电路误动作的可能性。由于电池组不工作时，保护板上各开关器件处于断开状态，故静态损耗几乎为0。当系统工作时，主要损耗为主电路中2个MOS管上的通态损耗，当充电状态下均衡电路工作时，分流支路中电阻热损耗较大，但时间较短，整体动态损耗在电池组正常工作的周期内处于可以接受的水平。经测试，该保护电路的设计能够满足串联锂电池组保护的需要，保护功能齐全，能可靠地进行过充电、过放电的保护，同时实现均衡充电功能。本文采用单节锂电池保护芯片设计实现了多节锂电池串联的锂电池保护板，除可完成必要的过电压、欠电压、过电流和短路保护功能外，还可以实现均衡充电功能。这一串联式锂电池组的锂电池保护板实现方案的实验结果验证了该方案的可行性，市场使用情况检验了该设计的稳定性。

电动车锂电池组设计方案

基于单片机控制的电动车锂电池组设计方案摘要：针对目前电动车锂电池组所用的保护电路大多都由分立原件构成，存在控制精度不够高、技术指标低、不能有效保护锂电池组等特点，提出一种基于单片机的电动车36 V锂电池组保护电路设计方案。利用高性能、低功耗的ATmega16L 单片机作为检测和控制核心，用由MC34063构成的DC /DC变换控制电路为整个保护电路提供稳压电源，辅以LM60测温、MOS管IRF530N作充放电控制开关，实现对整个电池组和单个电池的状态监控和保护功能，达到延长电池使用寿命的目的。随着电动自行车的逐渐普及，电动自行车的主要能源---锂电池也成为众人关心的焦点。锂电池与镍镉、镍氢电池不太一样，因其能量密度高，对充放电要求很高。当过充、过放、过流及短路保护等情况发生时，锂电池内的压力与热量大量增加，容易产生爆炸，因此通常都会在电池包内加保护电路，用以提高锂电池的使用寿命。针对目前电动车锂电池组所用的保护电路大多都由分立原件构成，存在控制精度不够高、技术指标低、不能有效保护锂电池组等特点，本文中提出一种基于单片机的电动车36 V锂电池组（由10节3. 6 V锂电池串联而成）保护电路设计方案，利用高性能、低功耗的ATmega16L 单片机作为检测和控制核心，用由MC34063构成的DC /DC变换控制电路为整个保护电路提供稳压电源，辅以LM60 测温、MOS管IRF530N作充放电控制开关，实现对整个电池组和单个电池的状态监控和保护功能，达到延长电池使用寿命的目的。 1 保护电路硬件设计本系统以单片机为数据处理和控制的核心，将任务设计分解为电压测量、电流测量、温度测量、开关控制、电源、均衡充电等功能模块。系统的总体框图如图1所示。

智能锂电池充电管理方案

智能锂电池充电管理方案 1 引言锂离子电池是上世纪九十年代发展起来的一种新型二次电池。由于锂离子电池具有能量密度高和循环寿命长等一系列的优点，因此很快在便携式电子设备中获得广泛应用，也获得了锂电池生产商的青睐。锂离子电池主要由正极活性材料，易燃有机电解液和碳负极等构成。因此，锂离子电池的安全性主要是由这些组件间的化学反应引起。在使用中，根据锂电池的结构特性，最高充电终止电压应低于4.2 V，绝对不能过充，否则会因正极锂离子拿走太多，产生危险。其充放电要求较高，一般应采用专门的恒流、恒压充电器进行充电。通常恒流充电至设定值后转入恒压充电，当恒压充电至0.1 A 以下时，应停止充电。锂电池的放电由于内部结构所致，放电时锂离子不能全部移向正极，必须保留一部分锂离子在负极，以保证下次充电时锂离子能够畅通地嵌入通道。否则，电池寿命会缩短，因此在放电时需要严格控制放电终止电压。因此，设计一套高精度锂离子充电管理系统对于锂离子电池应用是至关重要的。本文介绍的智能化锂电池充电系统是专门为锂电池设计的高端技术解决方案。该系统适用于锂离子/镍氢/铅酸蓄电池单体及整组进行实时监控、电池均衡、充放电电压、温度监测等，采用了电压均衡控制、超温保护等智能化技术，是功能强大、技术指标完善的动力电池充电管理系统。 2 系统构成与设计充电系统主要由n 个（可扩充）充电模块和上位PC 机监控软件组成。支持充电过程编程，可按恒流充电、恒压充电等多种工况进行相应组合设置工作步骤，除了具有硬件过压过流保护，还允许用户定义每个通道的过电压、过电流等参数值，具备数据采集、存储、通讯及分析功能，具有掉电保护功能，不丢失数据。另外还配置锂电池管理系统，它主要由充电机、主控单元、数采单元和人机界面组成，硬件组成框图如图1 所示。

电动车36V锂电池组保护电路设计方案

电动车36V锂电池组保护电路设计方案随着电动自行车的逐渐普及，电动自行车的主要能源---锂电池也成为众人关心的焦点。锂电池与镍镉、镍氢电池不太一样，因其能量密度高，对充放电要求很高。当过充、过放、过流及短路保护等情况发生时，锂电池内的压力与热量大量增加，容易产生爆炸，因此通常都会在电池包内加保护电路，用以提高锂电池的使用寿命。针对目前电动车锂电池组所用的保护电路大多都由分立原件构成，存在控制精度不够高、技术指标低、不能有效保护锂电池组等特点，本文中提出一种基于单片机的电动车36 V锂电池组（由10节3. 6 V锂电池串联而成）保护电路设计方案，利用高性能、低功耗的ATmega16L 单片机作为检测和控制核心，用由MC34063构成的DC /DC 变换控制电路为整个保护电路提供稳压电源，辅以LM60 测温、MOS管IRF530N作充放电控制开关，实现对整个电池组和单个电池的状态监控和保护功能，达到延长电池使用寿命的目的。 1 保护电路硬件设计本系统以单片机为数据处理和控制的核心，将任务设计分解为电压测量、电流测量、温度测量、开关控制、电源、均衡充电等功能模块。系统的总体框图如图1所示。图1 系统的总体框图电池组电压、电流、温度等信息通过电压采样、电流采样和温度测量电路，加到信号采集部分的A /D输入端。 A /D模块将输入的模拟信号转换为数字信号，并传输给单片机。单片机作为数据处理和控制的核心，一方面实时监控电池组的各项性能指标和状态，一方面根据这些状态参数控制驱动大功率开关。由于使用了单片机，使系统具有很大的灵活性，便于实现各种复杂控制，从而能方便地对系统进行功能扩展和性能改进。 1. 1 ATmega16 L单片机模块

基于单片机的电动车36V锂电池组保护电路设计实施方案

基于单片机的电动车36V锂电池组保护电路设计方案随着电动自行车普及，锂电池也成为众人关心的焦点。锂电池与镍镉、镍氢电池不太一样，因其能量密度高，对充放电要求很高。当过充、过放、过流及短路保护等情况发生时，锂电池内的压力与热量大量增加，容易产生爆炸，因此通常都会在电池包内加保护电路，用以提高锂电池的使用寿命。针对目前电动车锂电池组所用的保护电路大多都由分立原件构成，存在控制精度不够高、技术指标低、不能有效保护锂电池组等特点，本文中提出一种基于单片机的电动车36V锂电池组（由10节3. 6 V锂电池串联而成）保护电路设计方案，利用高性能、低功耗的ATmega16L 单片机作为检测和控制核心，用由MC34063构成的DC /DC变换控制电路为整个保护电路提供稳压电源，辅以LM60 测温、MOS管 IRF530N作充放电控制开关，实现对整个电池组和单个电池的状态监控和保护功能，达到延长电池使用寿命的目的。 1 保护电路硬件设计本系统以单片机为数据处理和控制的核心，将任务设计分解为电压测量、电流测量、温度测量、开关控制、电源、均衡充电等功能模块。系统的总体框图如图1所示。图1 系统的总体框图电池组电压、电流、温度等信息通过电压采样、电流采样和温度测量电路，加到信号采集部分的A /D输入端。 A /D模块将输入的模拟信号转换为数字信号，并传输给单片机。单片机作为数据处理和控制的核心，一方面实时监控电池组的各项性能指标和状态，一方面根据这些状态参数控制驱动大功率开关。由于使用了单片机，使系统具有很大的灵活性，便于实现各种复杂控制，从而能方便地对系统进行功能扩展和性能改进。 1. 1 ATmega16 L单片机模块

锂电池项目建议书

锂电池项目建议书规划设计/投资方案/产业运营

锂电池项目建议书从销量结构上来看，新能源汽车的销量增长动力主要来自于乘用车销量的增长。2018年1-11月，新能源乘用车的销量达到88.52万辆，占新能源汽车销量比例达到85.96%，较2015年的57.39%提升了将近30个百分点。随着各地对于新能源汽车的支持不断加强、更多整车整车企业推出新能源车型以及人们对于新能源汽车的接受度提升，新能源乘用车的销量仍有较大增长空间占比将进一步提升。该锂电池项目计划总投资2669.00万元，其中：固定资产投资1859.33万元，占项目总投资的69.66%；流动资金809.67万元，占项目总投资的30.34%。达产年营业收入5759.00万元，总成本费用4497.55万元，税金及附加49.03万元，利润总额1261.45万元，利税总额1484.47万元，税后净利润946.09万元，达产年纳税总额538.38万元；达产年投资利润率 47.26%，投资利税率55.62%，投资回报率35.45%，全部投资回收期4.32年，提供就业职位104个。报告根据我国相关行业市场需求的变化趋势，分析投资项目项目产品的发展前景，论证项目产品的国内外市场需求并确定项目的目标市场、价格定位，以此分析市场风险，确定风险防范措施等。

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锂电池项目建议书目录第一章申报单位及项目概况一、项目申报单位概况二、项目概况第二章发展规划、产业政策和行业准入分析一、发展规划分析二、产业政策分析三、行业准入分析第三章资源开发及综合利用分析一、资源开发方案。二、资源利用方案三、资源节约措施第四章节能方案分析一、用能标准和节能规范。二、能耗状况和能耗指标分析三、节能措施和节能效果分析第五章建设用地、征地拆迁及移民安置分析一、项目选址及用地方案

锂电池隔膜项目规划设计方案 (1)

锂电池隔膜项目规划设计方案规划设计/投资分析/产业运营

摘要在锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一，也是技术壁垒最高的一种高附加值材料，约占锂电池成本的20-30%。隔膜厚度为8-40μm，在电池中起着防止正极与负极接触，阻隔充放电时电路中的电子通过，允许电解液中锂离子自由通过，从而实现离子传导的重要作用。近年来，在新能源汽车、3C产品等市场需求的推动下，我国锂电池隔膜市场快速增长。根据GGII统计数据，2014年，我国国内锂电池隔膜出货量还仅为4.5亿平方米，到2018年已达20亿平方米，同比增长39.37%，对应锂电池装机规模接近100GWh。该锂电池隔膜项目计划总投资7343.06万元，其中：固定资产投资5979.68万元，占项目总投资的81.43%；流动资金1363.38万元，占项目总投资的18.57%。本期项目达产年营业收入12457.00万元，总成本费用9932.76万元，税金及附加128.41万元，利润总额2524.24万元，利税总额3000.82万元，税后净利润1893.18万元，达产年纳税总额1107.64万元；达产年投资利润率34.38%，投资利税率40.87%，投资回报率 25.78%，全部投资回收期5.38年，提供就业职位204个。

锂电池隔膜项目规划设计方案目录第一章概述一、项目名称及建设性质二、项目承办单位三、战略合作单位四、项目提出的理由五、项目选址及用地综述六、土建工程建设指标七、设备购置八、产品规划方案九、原材料供应十、项目能耗分析十一、环境保护十二、项目建设符合性十三、项目进度规划十四、投资估算及经济效益分析十五、报告说明十六、项目评价十七、主要经济指标

动力锂电池组充电管理电路设计方案

1 锂电池组充电方案选择 1. 1 单节锂电池充电要求对单节锂离子电池的充电要求( GB/ T18287 -2000) 首先是恒流充电，即电流一定，而电池电压随着充电过程逐步升高，当电池端电压达到4. 2 V (4. 1V) ,改恒流充电为恒压充电，即电压一定，电流根据电芯的饱和程度，随着充电过程的继续逐步减小，当减小到10 mA 时，认为充电终止，充电曲线如图1 所示。图1 锂电池充电曲线 1. 2 锂电池组充电特性在动力电池组中由于各单体电池之间存在不一致性。连续的充放电循环导致的差异，将使某些单体电池的容量加速衰减，串联电池组的容量是由单体电池的最小容量决定的，因此这些差异将使电池组的使用寿命缩短。造成这种不平衡的主要原因有： ●电池制作过程中，由于工艺等原因，同批次电池的容量、内阻等存在差异; ●电池自放电率的不同，经长时间积累，造成电池容量的差异; ●电池使用过程中，使用环境如温度、电路板的差异，导致电池容量的不平衡。 1. 3 充电方案选择为了减小不平衡性对锂电池组的影响，在充电过程中，要使用均衡电路。

目前对于锂电池组进行均衡管理的方案主要有2种，能耗型和回馈型。能耗型是指给各个单体电池提供并联支路，将电压过高的单体电池通过分流转移电能达到均衡目的。回馈型是指通过能量转换器将单体之间的偏差能量馈送回电池组或电池组中的某些单体。理论上，当忽略转换效率时，回馈不消耗能量，可实现动态均衡。但由于回馈型设计控制方法复杂，制造成本较高，本充电器采用能耗型设计。能耗型按能量回路处理方式又可以分为断流和分流。断流指在监控单体电压变化的基础上，满足一定条件时把单体电池的充电回路断开，充电电流完全通过旁路电阻。通过机械触点或电力电子部件组成的开关矩阵，动态改变电池组内单体之间的连接结构。而分流并不断开工作回路，而是给每只电池增加一个旁路电阻，当某单体电池高于组内其他电池时，将充电电流的全部或一部分导入旁路电阻。从而实现对各个单体电池的均衡充电。由于动力锂电池组功率较大，在综合考虑充电效率，热管理等方面因素之后，我们使用部分分流法为充电器的设计方案。 2 系统设计及分析 2. 1 系统整体结构如图2 系统框图所示，工频交流电通过开关电源转化为18 V/ 5 A 的直流电输出给升压电路，升压电路根据CPU 的控制信号为电池组充电提供一定的充电电流，电压监控电路将电池的实时电压情况反馈给CPU ,CPU 通过升压电路实现对电池组整体充电电压、电流的控制。通过均衡电路实现各个单体电池充电速率调整，以保证整个电池组充电的一致性。图2 系统整体框图 2. 2 升压电路电能的输入转化环节由开关电源电路和调压电路两部分组成。开关电源将输入的工频交流电转化为18V/ 5 A 直流电输出。由于当前开关电源技术已经相当成熟，在此就不再赘述。

设计动力锂电池组的的智能管理系统

动力锂电池组智能管理系统设计锂电池由于具有体积小、质量轻、电压高、功率大、自放电少以及使用寿命长等优点，逐渐成为动力电池的主流。但是由于锂离子电池具有明显的非线性、不一致性和时变特性，因此在应用时需要进行一定的管理。另外锂电池对充放电的要求很高，当出现过充电、过放电、放电电流过大或电路短路时，会使锂电池温度上升，严重破坏锂电池性能，导致电池寿命缩短。当锂电池串联使用于动力设备中时，由于各单节锂电池间内部特性的不一致，会导致各节锂电池充、放电的不一致。一节性能恶化时，整个电池组的行为特征都会受到此电池的限制，降低整体电池组性能。为使锂电池组能够最大程度地发挥其优越性能，延长使用寿命，必须要对锂电池在充、放电时进行实时监控，提供过压、过流、温度保护和电池间能量均衡。本文设计的动力锂电池组管理系统安装在锂电池组的内部，以单片机为控制核心，在实现对各节锂电池能量均衡的同时，还可以实现过充、过放、过流、温度保护及短路保护。通过LCD显示电池组的各种状态，并可以通过预留的通信端口读取各节锂电池的历史性能状态。系统总体方案设计动力锂电池智能管理系统主要由充电模块、数据采集模块(包括电压、电流、温度数据采集)、均衡模块、电量计算模块、数据显示模块和存储通信模块组成。系统框图如图1所示。图1 管理系统结构框图整个系统以单片机为主控制器，通过采集电流信息，判断出电池组是在充电、放电还是在闲置状态及是否有过流现象，并对其状态做出相应处理。对各节电池电压进行采集分析后，系统决定是否启动均衡模块对整个电池组进行能量均衡，同时判断是否有过充或过放现象。温度的采集主要用于系统的过温保护。整个系统的工作状态、电流、各节电压、剩余电量及温度信息都会通过液晶显示模块实时显示。下面对其各个模块的实现方法进行介绍。微控制器ATmega8