动力电池包常见结构
动力电池的基础知识
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。
动力电池电芯结构拆解
动力电池电芯结构拆解1.引言1.1 概述动力电池电芯作为新能源汽车的关键核心部件，其结构的拆解对于了解其内部组成和工作原理具有重要意义。
本文将对动力电池电芯的结构进行深入拆解和解析，以期能够揭示其内部的精密构造和运行机制。
动力电池电芯是一种能够储存和释放大量电能的设备，其采用了复杂而精细的结构设计。
通过对电芯的拆解，我们可以清晰地了解到其内部组成部分的构造和功能，包括正负极电极、分隔膜、电解液等。
同时，还可以揭示电芯内部的纳米级材料和化学反应过程，对于电芯的性能和寿命有着直接影响。
了解动力电池电芯的结构拆解有助于我们更好地理解电芯的工作原理和性能特点。
对于新能源汽车的发展和电动化趋势，深入研究和理解动力电池电芯的结构拆解，可以为电池技术的进步和改进提供重要指导。
同时，该研究也有望为电芯设计、制造和维护提供更多的技术支持，从而推动电动汽车产业的可持续发展。
结合以上意义和背景，本文将系统解析动力电池电芯的结构拆解，包括各个组成部分的功能和相互关系，以及电芯内部的化学反应过程等。
通过对电芯的拆解和分析，我们将揭示电池的核心技术，并展望其在未来电动汽车领域的应用前景。
1.2文章结构文章结构是指文章在语言逻辑上的组织结构，它对于文章的整体清晰度和逻辑性非常重要。
本文将围绕着动力电池电芯结构的拆解展开，通过引言、正文和结论三个部分来详细介绍动力电池电芯的结构拆解以及其重要性和应用前景。
引言部分将从整体上简要介绍动力电池电芯的结构拆解这一主题。
首先概述动力电池电芯的重要性和应用现状，强调动力电池作为新能源汽车的关键部件，在电动汽车发展中的重要地位。
接着介绍文章的结构和篇章布局，提出文章的主要内容和论述思路。
最后明确本文的目的，即通过对动力电池电芯结构拆解的深入研究，探索其在新能源领域的应用前景。
文章正文部分将围绕动力电池电芯的基本结构和组成部分展开详细讨论。
在2.1部分，将介绍动力电池电芯的基本结构，包括正极、负极、隔膜、电解液以及外壳等组成部分，并对其功能和作用进行解释。
锂电池PACK工艺详解
该标准是国际民航组织对锂电池和电池组进行运输的安全要求，涵盖了锂电池的分类、标记、包装、试验和运输等方面的要求。
国际锂电池pack标准
GB/T 31241-2014
该标准主要规定了便携式设备用二次电池的安全性要求和测试方法，包括电池组、电池、充电器的安全性要求和测试方法。
GB/T 31467.3-2015
该政策主要提出了新能源汽车产业的发展目标、重点任务和政策措施，鼓励新能源汽车产业的发展，包括对锂电池行业的发展和管理。
相关法规与政策
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THANKS
电芯制作设备
包括半自动装配线、全自动装配线等。
电池组装设备
包括注塑机、焊接机、检测设备等。
电池封装设备
03
锂电池pack材料及选用
主要用于存储能量，是锂电池的主要构成材料之一。
正极材料
作用
包括钴酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂等。
常见种类
高能量密度、良好的电化学性能和较低的自放电率。
特点
常见种类
包括石墨、钛酸锂、锡基材料、含氧复合物等。
该标准主要规定了便携式电子设备用二次电池的安全性要求和测试方法，包括电池组、电池、充电器的安全性要求和测试方法。
JEITA E95105-2018
《中华人民共和国能源法》
该法规对能源的开发、利用、生产、经营、管理等方面进行了规定，包括对锂电池行业的监管和管理。
要点一
要点二
《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》
循环寿命测试
05
锂电池pack设计优化与创新
结构设计优化
结构功能一体化
将电池结构与使用功能相结合，减少冗余设计，提高空间利用率和便捷性。
动力电池系统结构介绍eBus中英文
序号NO. 20 21 22 23 24 25 26 27 28
类型Type LV MSD OCV PTC
S-Box SOC SOH VCU OBC
维修建议Maintenance advice 低压Low Voltage 手动维修开关Manual Switch Disconnector 开路电压Open Circuit Voltage 加热器Positive Temperature Coefficient 高压配电盒Switch Box 荷电状态State of Charge 健康状态State of Health 整车控制器Vehicle Control Unit 车载充电器On Board Charger
模组爆炸图 Explosive View of Module
1. 顶盖绝缘片板 Insulating film 2. 线束板 Harness plate 3. 电芯 Cell 4. 侧板 Side plate 5. 端板 End plate 6. 底板 Base plate
无模组设计 No Module Design
容量
按规定的条件完全充电后的电池所能提供的电量。通常用Ah来表示。
5
The amount of power the battery can provide after being fully charged under prescribed conditions. Usually expressed in
模组中电芯连接方式（示例） Connection Type of Cells (Example)
电芯 Cell
1. 正极柱 Positive pole 2. 负极柱 Negative pole 3. 防爆阀 Vent 4. 外壳（铝）Shell(Al) 5. 顶部绝缘片 Insulating film
动力电池的结构及工作原理
安全阀安装在镍氢电池的顶部，其主要作用是在镍氢电池过放电时，正极析出的气体可以在 负极消耗，电池内部压力保持平衡。
二、镍氢动力电池
2、镍氢电池的结构类型
型号含义：HF18/07/49，表示该镍氢电池为方形，其宽为18mm，厚度为7mm，高度为 49mm。
2、磷酸锂电池与三元锂电池电池性能对比
4)循环寿命 磷酸铁锂电池包循环寿命要优于三元锂电池，三元锂电池的理论寿命是2000次，但基本上
到1000次循环时，容量衰减到60%;就算业界最优秀品牌特斯拉，经过3000次也只能保持70% 的电量，而磷酸铁锂电池经过相同循环周期，还有80%的容量。但是三元锂的不断加强的电池 管理技术加持下，逐渐得到提高。
温也不会起火。
四、三元锂电池
2、磷酸锂电池与三元锂电池电池性能对比
3)耐温性能 三元锂电池耐低温性能更好，在零下20C时，三元锂电池能够释放70.14%的容量，而磷
酸铁锂电池包只能释放54.94%的容量。
温度（℃）
55 25 -20
温度（℃）
55 25 -20
三元材料电池
容量（Ah）
放电平台（V ）
（3）电解液（电解质） 锂离子电池的电解液一般采用非水电解液、聚合物电解质和固体电解质三大类。锂电池的
电解质应具有高的导电能力，较好的稳定性及安全性，所以在电解质内通常会加入适量添加剂。
三、磷酸铁锂电池
1、锂离子电池组成结构
（4）隔膜 隔膜位于正负极之间，要是防止正负极活性物质短路。保证锂离子电池的正常充放电和安
五、固态电池
固态电池的优势
一方面由于采用了有机电解液的传统锂电池，在过度充电、内部短路等异常情况下 容易导致电解液发热，从而引发自燃甚至自爆的安全隐患。固态电池基于固态材料不可 燃、无腐蚀、不挥发、不漏液等条件，安全系数较之锂离子电池有着先天的优势。
电池PACK设计概论
电动汽车PACK设计概论
从单体到系统——电池模组：
方形电池模组
软包电池模组
圆柱电池模组
电动汽车PACK设计概论
从单体到系统——动力电池包：
谢谢！
电池热管理系统主要功能:
1）没有热管理系统，也就是不刻意让电池散热，采用自然降温的方式，比如Leaf电动车。 2）采用风冷：主要有通过电池包内循环降温散热和通过外部风扇通风降温，其中前者占绝大部分，后者比较少。 3）水冷或者别的液体介质降温
由水泵、散热器、冷却风扇、节温器、补偿水桶、发动机机体和气缸盖中的水套以及其他附属装置等组成。
动力电池的组成：
电动汽车PACK设计概论
从单体到系统——单体电池：
圆柱形锂电池生产工艺成熟，PACK成本较低，电池产品良率以及电池组的一致性较高;由于电池组散热面积大，其散热性能优于方型电池
铝壳包装而成的电池，采用激光封口工艺，全密封，铝壳技术已非常成熟，且对材料技术，如气胀率、膨胀率等指标，要求不高。
结构电气系统的设计：
（1）一般要求 1、具有维护的方便性。 2、在车辆发生碰撞或电池发生自燃等意外情况下，宜考虑防止烟火、液体、气体等进入车厢的结构或防护措施。 3、电池箱应留有铭牌与安全标志布置位置，给保险、动力线、采集线、各种传感元件的安装留有足够的空间和固定基础。 4、所有无级基本绝缘的连接件、端子、电触头应采取加强防护。在连接件、端子、电触头接合后应符合GB 4208-2008防护等级为3的要求。 （2）外观与尺寸 1、外表面无明显的划伤、变形等缺陷，表面涂镀层应均匀。 2、零部件紧固可靠，无锈蚀、毛刺、裂纹等缺陷和损伤。 （3）机械强度 1、耐振动强度和耐冲击强度，在试验后不应有机械损坏、变形和紧固部位的松动现象，锁止装置不应受到损坏。 GB/T 31467.3-2015 2、采取锁止装置固定的蓄电池箱，锁止装置应可靠，具有防误操作措施。 （4）安全要求 1、在试验后，电池箱防护等级不低于IP67。 2、人员触电防护应符合相关要求。
汽车设计-新能源汽车动力电池(PACK)的设计
模组盖板
此处焊接（4处）
铝侧板1.5mm 或1.2mm
侧板绝缘 片
端板绝缘 片
铝端板 131*20*186.
5
汽车设计
线束隔离板 铝片1.5mm
厚
分解图
2020/10/15
12 电池模组典型设计案例-软包模组
汽车设计
2020/10/15
13
电池模组典型设计案例-圆柱模组
塑料柱 电池支架 镍片 PC片
32 防水设计：
汽车设计
O型密封圈
密封垫片
涂胶密封
2020/10/15
33
谢谢！
2020/10/15
2020/10/15
16
汽车设计
电池PACK常用结构件：
1.塑料件 常用材料有PP、PC、ABS、PC+ABS、PET、PBT、PA66、PA6、PVC等 用途：电气绝缘、结构强度件
案例：tesla
2020/10/15
17
汽车设计
电池PACK常用结构件：
2.钣金件 常用钢板或者铝板，钢板如DC01（SPCC），DC04，B340/590DP等 铝板1060-O，5083等
维护开关：电池包内部断 开，方便维修人员操作时 断电
2020/10/15
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汽车设计
电气安全设计：
6.柔性母排
柔性母排又称叠片式绝缘软母排，俗称软铜片或者软铝排 柔性母排，是由多层防电晕的扁平薄铜片导体叠加，外层采用挤塑方式包覆绝缘层制作而成。
铜箔软连接的制造工艺为压焊或者钎焊。 压焊：
压焊是将铜箔叠片部分压在一起，采用分子扩散焊，通过大电流加热压焊成型。 铜箔厚度：0.05mm至0.3mm。 接触面可按用户要求镀锡或镀银。 钎焊： 钎焊是将铜箔叠片部分压在一起，采用银基钎焊料，与扁铜块对焊成型。 铜箔厚度：0.05mm至0.3mm。 接触面可按用户要求镀锡或镀银
动力电池系统组成部件和功能培训
高压系统部 件警示标签
一、动力电池外观介绍
电池组条形码
电池包的额定电压
电池包的额定能量
电池包的重量
备注： 动力电池系统铭牌包括动力电池型号、生产日期、 电池材料、额定电压、额定能量、重量等信息。
由电池的产品铭牌可知该动力电池是某品牌 磷酸铁锂电池，额定电压为320V。
二、电池的320V额定电压怎么产生的
连接动力电池外部接线柱，实测电压为0V。
二、电池的320V额定电压怎么产生的
总正继电器 总负继电器
实测动力电池总正继电器，总负继电器外侧为0V，内侧为331V。 注：磷酸铁锂电池单体电芯标称电压为3.2V，高位终止充电电压为3.6V，低位终止放电电压为2.0V。
二、电池的320V额定电压怎么产生的
（四）箱体与电池组之间绝缘 绝缘预橡充胶
电池组和箱体之间铺 有厚层绝缘橡胶，达 到绝缘的目的
四、在复杂的工况下如何保证电池工作的稳定性
结论：
电池管理系统通过电压、电流传感器采集动力电池组的串联模块电压、 总电压和总电流，控制动力电池组的充放电，监控电池的状态，防止电 池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命
动力电池系统组成 部件和功能
《电动汽车结构原理与检修》 课程单元： 动力电池结构原理与检修 知识点：动力电池系统组成部件和功能
一 动力电池外观介绍 二 电池的320V额定电压怎么产生的 三 如此高的电压如何保证使用维修时的安全性
四 在复杂的工况下如何保证电池工作的稳定性
一、动力电池外观介绍
高压总负 高压总正 低压线束 物料追溯编码 产品铭牌
通过观察发现该动力电池内部高压线路由10个电池 模组串联而成，也就是说每个电池模组的电压为 33V。
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动力电池包常见结构
动力电池包是一种由多个可充电电池组成的能量储存系统，它们通常用于汽车、船只和飞机的动力供应。
电池组的结构很重要，它影响着电池的性能和安全性。
动力电池包的结构分为三大部分：电池组、保护电路和热管理系统。
这三个部分都是电池包安全和正常工作的关键。
1. 电池组
电池组是电池包的核心部分，它由多个单体电池组成。
电池的数量和类型取决于电池包的用途和使用环境。
除了电池，电池组还包括电池管理系统（BMS）、加热器、传感器和电池支架等零部件。
2. 保护电路
保护电路是一种综合性的系统，用于监测电池组的工作状态，如电压、温度、电流等，保证电池组的安全运行。
保护电路由电池管理系统（BMS）、断路器、过流保护器、温度传感器和其他电子元件组成。
3. 热管理系统
热管理系统是电池组的重要组成部分，它的主要作用是维持电池的温度在一个安全的范围内，保证电池组的安
全运行和正常使用寿命。
热管理系统由风扇、散热片、液体冷却器等装置组成。
总之，动力电池包的常见结构由电池组、保护电路和热管理系统三大部分组成，它们的作用是保证电池组的安全运行和正常使用寿命。
电池组的结构是影响电池性能和安全性的重要因素，因此，使用者在选择动力电池包时，应该注意它的结构和材料，以确保安全性和可靠性。