动力电池基础知识普及

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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。

动力电池系统设计 动力电池基础知识

动力电池系统设计 动力电池基础知识

03 动力电池的基本知识
3.5 电池的并联
所有电池的正极连接在一起成为电池组的正极 ;所有电池负极连接在一起,成为电池组的负 极。
I=I1+I2+I3+…In
03 动力电池的基本知识
3.5 电池的串并优缺点
并联
对电池的一致性要求高:电压相同,内阻不同,电流就不一致; 电 压不同, 内阻相同,电流不一致。如果都不一样,提供的电流相差 更大。
03 动力电池的基本知识
3.5 电池的串并优缺点
串联
电池组串联使用对保护板的要求更加的苛刻,不同的电池组使用 的保护板的一致性更加严格
对于串联使用, 每个保护板上MOS 的选择也有一定的要求,根 据使用串联后的最大串数来确定mos管选择的最大耐压值。不管 充电还是放电过程中, 其中一组发生保护不至于击穿mos管。
03 动力电池衡器是实现单体电压的均衡控制,电池管理系统的核心部件,离 开均衡器,管理系统,即使得到了电池组测量数据, 也无管理
电池均衡
被动均衡:被动均衡一般通过电阻放电的方式,对电压较高的电池进行放电,以热量形式释放电量,为 其他电池争取更多充电时间。一般只允许以100mA左右的小电流放电。
对于串联的每一个保护板都必须能承受相同的电流,与单独的总 串数的保护板相比, 使用的mos管基本上一样, 但是数量多了 数倍, 故大大增加了成本。
电池组的串联必须选用同口。如果使用分口的,电池组是可以充 放电的,但是存在很多的隐患,尤其是不关断。充电时,分口的 保护板的放电口必须断开, 否则很有可能无法关断。
主动均衡:主动均衡是以电量转移的方式进行均衡,效率高,损失小。不同厂家的方法不同,均衡电流 也从1~10 A不等。目前市场上出现的很多主动均衡技术不成熟,导致电池过放,加速电池衰减的情况 时有发生。

电池基础知识介绍

电池基础知识介绍
电池基础知识
目录
电池分类、动力电池及发展史 电池组成及工作原理 电池术语及电性能 重点 电池结构、组合方式及生产工艺 各种电池简介 电池相关标准及测试 电池公司大汇总
一.电池分类、动力电池及发展史
分类: 按工作性质及存储方式分:原电池,蓄电池,储备(激活)电池,燃料电池; 按电解质性质分:酸性电池,碱性电池,中性电池,有机电解质溶液电池,
电池反应
三.电池常用术语及电性能
1. 电动势:电池两极在断路时处于可逆平衡状态下,两极平衡电极电位之差,是 经过计算的理论值。
2. 开路电压:电池在断路时电池两极的电极电位之差。开路电压是一个实际测量 的值。如锂离子电池的开路电压为4.1V,铅酸蓄电池为2.1V
电动势>开路电压 电池的电动势或开路电压值取决于所组成电池的电极材料与电解质的活度和放
注:图中A区(阴影部分)为电池对外输出的能量;B区为电池自身 损耗的能量。
b.电池的放电温度:温度降低,输出容量减少;
c.电池的放电终止电压:是由用电器以及电池反应本身的限定来设定的, 例如:充电时,终止电压为4.2V,放电时为3 .0V或2 .75V。
d.电池的贮存时间:电池经过长时间贮存后,电池的放电容量会相应减 少。
内阻与SOC的关系。
内阻测量方法。
8. 的电电池量容。量表:征指电一池定储放存Байду номын сангаас能制量度的下能(力在,一单定位的是I放A,hT或放,CV。终容)量,受电很池多所引给素出 的影响,如:放电电流、放电温度等。容量大小是由正负极中活性 物质的数量多少来决定的。
理论容量:活性物质全部参加反应所给出的容量。 实际容量:在一定的放电制度下实际放出的容量。 额定容量:又称公称容量,指电池在设计的放电条件下,电池保证给

动力电池基础知识

动力电池基础知识
appropriate control actions is taken
System Hardware
Electronics Hardware • Over-Voltage protection • Over-Temperature • Cell balancing circuitry Electrical Hardware • Fusing for over-current • Contactors Mechanical Hardware • Optimum thermal
超级电容器和电解电容器的主要结构
13
一、动力电池基础知识
(2)超级电容器特性优点
超级电容器作为一种新型储能器件,兼具电池和传统电容器的优点,具体 如下:
• 可储存巨大的能量,容量达几法拉级甚至数千法拉;其存储的能量E=1/2CU2(
C:器件的电容量;U:器件的端电压)。 • 环境友好,无需采用污染性物质为原料; • 免维护,长时间放置不失效,即使几年不用仍可保留原有的性能指标。 • 超级电容器充放电速度快(根据容量的不同为几秒~几分钟),可以在瞬间释
• 使用寿命长 正常使用条件下,可循环使用1500个充放电周期,容量在80%以上。 • 比能量大 高能量密度,使电池重量轻、体积小,更易用于小型用电设备。 • 使用安全可靠 没有游离的金属锂,电池使用更安全。 • 工作电压高 工作电压高达3.7V,大约是镍镉或镍氢电池的3倍,可减小电池的使用
数量。 • 电化学特性稳定 • 自放电小 • 无记忆效应 • 无污染
• 隔膜 材质:单层PE(聚乙烯)或者三层复合PP(聚丙烯) +PE+PP 厚度:单层一般为0.016~0.020mm 三层一般为0.020~0.025mm

动力蓄电池的基本概念与认识

动力蓄电池的基本概念与认识

动力蓄电池的基本概念与认识动力蓄电池的基本概念与认识1. 什么是动力蓄电池?动力蓄电池,也称为动力电池,是一种能够提供电能给电动车辆或混合动力车辆驱动发动机的设备。

它是电动车辆的重要组成部分,为车辆提供了可再生的能源。

2. 动力蓄电池的工作原理动力蓄电池采用化学反应将电能转化为化学能,并在需要时将化学能转化为电能来驱动车辆。

主要由正极、负极、电解质和隔膜组成。

正极负责储存正电荷,负极负责储存负电荷,而电解质和隔膜则起到分离正负电荷和防止短路的作用。

3. 动力蓄电池的种类目前市场上常见的动力蓄电池种类包括铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池。

铅酸电池是最早被应用于动力蓄电池的一种类型,它的成本相对较低,但能量密度较低。

镍氢电池具有更高的能量密度和循环寿命,同时也具备较好的动力性能。

锂离子电池是目前应用最广泛的动力蓄电池,具有高能量密度、长寿命和快速充放电的特点。

4. 动力蓄电池的优点动力蓄电池相比传统燃油车辆具备许多优势。

它们无排放,对环境友好。

动力蓄电池提供了平稳、安静且高效的车辆驱动方式。

另外,动力蓄电池也能够通过回收和再利用实现能源的可持续利用。

动力蓄电池的维护成本相对较低,节约了车辆使用和维修的经济成本。

5. 动力蓄电池的挑战与发展趋势尽管动力蓄电池在电动车辆领域已经取得了巨大成功,但仍然存在一些挑战。

动力蓄电池的能量密度和充电速度仍然有待提高。

充电设施的不足也限制了电动车辆的推广。

为了解决这些问题,科学家和工程师们正在研发新的材料和技术,以提高动力蓄电池的能量密度和充电速度。

随着新能源技术的不断进步,动力蓄电池的产业化和成本降低也将成为未来的发展趋势。

总结:动力蓄电池作为电动车辆的核心技术之一,具有重要的意义。

本文介绍了动力蓄电池的基本概念和工作原理,并对其种类、优点以及面临的挑战进行了讨论。

随着新能源技术的不断进步,动力蓄电池有望在未来实现更高的能量密度、更快的充电速度和更低的成本,推动电动车辆行业的发展。

动力电池及能源管理技术

动力电池及能源管理技术

动力电池及能源管理技术1. 动力电池的基础知识在我们日常生活中,动力电池就像是一位默默无闻的英雄。

它们为各种电动车、智能手机以及家用电器提供了源源不断的能量,让我们的生活变得更加便利。

这些电池通常由锂、镍、钴等材料构成,外形也各有不同。

有的像大块巧克力,有的则小巧玲珑。

说到锂电池,大家都知道它们的能量密度高、重量轻,简直是现代科技的宠儿。

电池的工作原理其实不复杂,简单来说就是通过化学反应释放电能。

哎,别看它们小小的,里面的学问可不少。

每当你把手机放在充电器上,或者看到电动车飞快地驶过,你就知道,这小东西正在默默发挥它的作用。

想想吧,哪怕是你在路上遇到的那辆电动车,没了电池,能跑得了几步?可见,动力电池的重要性不言而喻。

1.1 动力电池的种类动力电池主要有锂电池、镍氢电池和铅酸电池等。

其中,锂电池是当之无愧的明星。

它不仅在能量密度上胜出,还在充电速度和使用寿命上表现优异。

你知道吗?锂电池的充电速度有时候能让你惊掉下巴!而镍氢电池则更常见于一些混合动力车,尽管它们的能量密度不如锂电池,但在成本上却更具优势。

铅酸电池虽然有些“老派”,但在某些领域依然占有一席之地,比如汽车的启动电池。

这种电池价格便宜,但重量大、寿命短,总之是适合特定需求的“老将”。

每种电池都有自己的优缺点,这就像我们生活中的每个人,各有各的特点,合适的才是最好的。

1.2 动力电池的未来未来的动力电池科技可谓是风云变幻,尤其是固态电池的兴起,让人眼前一亮。

这种电池不仅能提供更高的能量密度,还能大幅提高安全性。

想象一下,如果你的电动车续航能轻松超过500公里,那日常出行岂不是更方便?而且,固态电池还可以减少充电时间,这简直是给忙碌的都市人送上了一剂“强心针”。

另外,随着可再生能源的普及,动力电池的储能应用也越来越广泛。

从家庭储能到电网调节,电池的角色正在不断扩大。

今后,我们的能源管理将更加高效,生活也会更加绿色。

2. 能源管理技术的重要性在电池技术日新月异的同时,能源管理技术同样扮演着不可或缺的角色。

镍氢动力电池基础知识讲座资料

镍氢动力电池基础知识讲座资料

Power density:功率密度; In Volumetric,体积功率密度 In Gravimetric,重量功率密度 C-rate:倍率充放电; HT/LT-charge/discharge performance: 高低温充电/放电能力; Cycling:循环; Self-discharge:自放电; Over-charge:过充电; Short Circuit:短路。 Pulse-charge/discharge:脉冲充电/放电
3.2,镍氢电池构成及特点: 3.2.1, 镍氢电池主要由五部分构成: (1),氢氧化镍以及辅助材料构成正极; (2),储氢合金以及辅助材料构成负极; (3),电池隔膜;(4),电解液;(5),电池外壳。
电池太极示意图
3.2.2,电池基本组成部分及作用: 正极片构成:活性材料为氢氧化镍,导电添加剂为Co类 材料,粘接剂,泡沫镍等; 负极片构成:AB5型储氢合金为活性材料,导电添加剂为 Ni类材料,粘接剂,泡沫镍或镀镍钢带等; 电池隔膜:阻止正负极之间直接电子导电,吸收电解液使 得正负极之间形成离子导电通道; 电解液:主要是强碱性水溶液,腐蚀性强,在正负极之间 提供荷电粒子,在电极表面荷电粒子得失电子而 发生电化学反应,产生电流。 电池外壳:常用金属壳和塑料壳两种。需要耐碱腐蚀,易 于加工等
自放电:镍氢电池具有比铅酸、锂离子电池更大的自 放电。
4.1,镍氢电池充放电原理
Discharge process: 正极:NiOOH + H2O+e Ni(OH)2 + OH负极:MH + OH--e M + H2O 电池反应:MH + NiOOH M+Ni(OH)2
Charge process: 正极:Ni(OH)2 + OH--e NiOOH + H2O 负极:M + H2O+e MH + OH电池反应:M + Ni(OH)2 MH + NiOOH

动力电池电芯、模组、PACK基础知识介绍

动力电池电芯、模组、PACK基础知识介绍

三、电池PACK
电池PACK爆炸图
谢谢观看
左-圆柱电芯 中-方壳电芯 右-软包电芯
三、电池模组
通过组装单体电芯,通过汇流排将电芯组成不同的串并联,可用电阻焊、超声焊接、超声 铝丝焊及激光焊接。
左-圆柱模组 中-方壳模组 右-软包模组
三、电池PACK
主要包括电池模块、机构系统、电气系统、热管理系统和BMS几个部分。
电池模块:如果把电池PACK比作一个人体,那么模块就是“心脏”,负责储存和释放能量, 为汽车提供动力。 机构系统:主要由电池PACK上盖、托盘、各种金属支架、端板和螺栓组成,可以看作是电 池PACK的“骨骼”,起到支撑、抗机械冲击、机械振动和环境保护(防水防尘)的作用。 电气系统:主要由高压跨接片或高压线束、低压线束和继电器组成。高压线束可以看作是 电池PACK的“大动脉血管”,将动力电池系统心脏的动力不断输送到各个需要的部件中,低 压线束则可以看作电池PACK的“神经网络”,实时传输检测信号和控制信号。 热管理系统:热管理系统主要有4类:风冷、水冷、液冷、相变材料。以水冷系统为例,热 管理系统主要由冷却板,冷却水管、隔热垫和导热垫组成。热管理系统相当于是给电池 PACK装了一个空调。 BMS:Battery management system 电池管理系统,可以看作是电池的“大脑”。BMS的主要 功能包括:电池物理参数实时监测;电池状态估计;在线诊断与预警;充、放电与预充控制 ;均衡管理和热管理等。
动力电池电芯、模组、 PACK基础知识介绍
一、动力电池简介
什么叫PACK电池包?
首先要了解锂电池单体、锂电池模组和锂电 池包的大致区分:
电池单体(cell):组成电池组和电池包的最基 本的元素,一般能提供的电压是3v-4v之间;
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锂电池基础的方方面面介绍目录1. 锂电池的构成2. 锂电池的优缺点3. 锂电池的分类4. 常用术语解释5. 锂电池命名规则6. 锂电池工艺7. 锂电池成组和串并联8. 各种动力电池对比9. 锂电池模型10. 锂电池电气特性与关键参数11. 锂电池保护和管理系统12. 锂电池应用领域13. 锂电池相关标准(一)锂电池的构成锂电池主要由两大块构成,电芯和保护板PCM(动力电池一般称为电池管理系统BMS),电芯相当于锂电池的心脏,管理系统相当于锂电池的大脑。

电芯主要由正极材料、负极材料、电解液、隔膜和外壳构成,而保护板主要由保护芯片(或管理芯片)、MOS管、电阻、电容和PCB板等构成。

锂电池的产业链结构如下图:电芯的构成如下面两图所示:锂电池的PACK的构成如下图所示:●(二)锂电池优缺点锂电池的优点很多,电压平台高,能量密度大(重量轻、体积小),使用寿命长,环保。

锂电池的缺点就是,价格相对高,温度范围相对窄,有一定的安全隐患(需加保护系统)。

●(三)锂电池分类锂电池可以分成两个大类:一次性不可充电电池和二次充电电池(又称为蓄电池)。

不可充电电池如锂二氧化锰电池、锂-亚硫酰胺电池。

二次充电电池又可以分为下面根据不同的情况分类。

1.按外型分:方形锂电池(如普通手机电池)和圆柱形锂电池(如电动工具的18650);2.按外包材料分:铝壳锂电池,钢壳锂电池,软包电池;3.按正极材料分:钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)、三元锂(LiNixCoyMnzO2)、磷酸铁锂(LiFePO4);4.按电解液状态分:锂离子电池(LIB)和聚合物电池(PLB);5.按用途分:普通电池和动力电池。

6.按性能特性分:高容量电池、高倍率电池、高温电池、低温电池等。

(四)常用术语解释1. 容量(Capacity)指一定的放电条件下可以从电池锂获得的电量。

我们在高中学物理是知道,电量的公式为Q=I*t,单位为库伦,电池的容量单位规定为Ah (安时)或mAh(毫安时)。

意思是1AH的电池在充满电的情况下用1A的电流放电可以放1个小时。

以前的NOKIA的老手机的电池(像BL-5C)一般是500mAh,现在的智能手机电池800~1900mAh,电动自行车一般都是10~20Ah,电动汽车一般都是20~200Ah等。

2. 充放电倍率(Charge-Rate/Discharge-Rate)表示以多大的电流充电、放电,一般以电池的标称容量的倍数为计算,一般称为几C。

像容量1500mAh的电池,规定1C=1500mAh,如果以2C放电也就是以3000mA的电流放电,0.1C充放电就是以150mA的电流充放电。

3. 电压(OCV: Open Circuit V oltage)电池的电压一般指锂电池的标称电压(也叫额定电压)。

普通锂电池的标称电压一般为3.7V,我们也称其电压平台为3.7V。

我们说的电压一般指的是电池的开路电压。

当电池20~80%的容量时,电压集中在3.7V左右(3.6~3.9V左右),容量太高或太低,电压变化较大。

4. 能量(Energy)/功率(Power)电池以一定的标准放电,电池所能放出的能量(E),单位为Wh(瓦时)或KWh(千瓦时),另外1KWh=1度电。

物理书上有基本概念,E=U*I*t,也等于电池电压乘以电池的容量。

而功率的公式为,P=U*I=E/t,表示单位时间能够释放的能量。

单位为W(瓦)或KW(千瓦)。

像容量为1500mAh的电池,标称的电压一般为3.7V,故对应的能量为5.55Wh。

5. 内阻(Resistance)由于充放电时不能等效为一个理想的电源,有一定的内阻。

内阻是要消耗能量的,当然内阻越小越好。

电池内阻单位用毫欧(mΩ)。

一般电池的内阻由欧姆内阻和极化内阻组成,内阻的大小受电池的材料、制造工艺,还有电池的结构的影响。

6. 循环寿命(Cycle Life)电池充电和放电一次就称为一个循环,循环使用寿命是衡量电池寿命性能的一个重要指标。

IEC标准规定手机锂电池,0.2C放电至3.0V,1C充电至4.2 V,反复循环 500次后电池容量应保持为初始容量的60%以上。

也就是说锂电池的循环寿命为500次。

国标规定,循环寿命300次后,容量应保持初始容量的70%。

电池容量低于初始容量的60%一般要考虑报废处理了。

7. 放电深度(DOD: Depth of Discharger)定义为电池放出的容量占额定容量的百分比。

锂电池一般放电深度越深,电池寿命越短。

8. 终止电压(Cut-Off V oltage)终止电压分为充电终止电压和放电终止电压,也就是说电池不能继续充电或放电的电压,在终止电压下再继续充电或放电对电池的寿命影响很大。

锂电池的充电终止电压一般为4.2V,放电终止电压为3.0V。

锂电池超过终止电压的深充或深放是严格禁止的。

9. 自放电率(Self-Discharge)指电池在存放期间容量的下降率,用单位时间内容量下降的百分比表示。

一般的锂电池的自放电率为2%~9% /月。

10. SOC(State of Charge)指电池的剩余电量与可以放出总电量的百分比,0~100%。

反映电池剩余电量情况。

(五)电池命名规则不同的厂家有不同的命名规则,但通用电池大家都遵循统一的标准,根据电池的名称可以知道电池的尺寸等。

IEC61960规定,圆柱形和方形电池的规则如下:1. 圆柱形电池,3个字母后跟5个数字,3个字母,第一个字母表示负极材料,I表示有内置的锂离子,L表示锂金属或锂合金电极。

第二个字母表示正极材料,C表示钴,N表示镍,M表示锰,V表示钒。

第三个字母为为R 表示圆柱形。

5个数字,前2个数字表示直径,后3个数字表示高度,单位都为mm。

2. 方形电池,3个字母后更6个数字,3个字母,前两个字母的意义和圆柱形一样,后一个字母为P表示为方形。

6个数字,前2个数字表示厚度,中间2个表示宽度,后面2个表示高度(长度),单位也为mm。

如:ICR 18650就是直径为18mm,高度为65mm的通用的18650圆柱形电池;ICP 053353就是厚度为5mm,宽度为33mm,高度(长度)为53mm的方形电池。

●(六)锂电池工艺不同的电池、不通的厂家工艺流程有一定的差异,详细的工艺流程会很复杂,下面列出基本的工艺流程,电芯制作的工艺流程和PACK制作的工艺流程。

电芯生产工艺流程主要为极片制造、电芯制作、电池装配、注液、化成、分选等工序。

从配料到卷绕,是正极、负极分不同的车间同时做的,正负极做好后再一起做后面的工序。

中间会插入不同的品质检测QA环节。

●(七)电池的成组和串并联应用在不同的领域中,对电池的要求不一样,系统对电压,容量,内阻等都有一些特殊的要求。

往往单节电池不能满足要求,需要电池串并联后才能给外供电。

电池串并联后的性能由最差那一节电池的性能决定,也就是我们常说的“木桶原理”,因此电池成组最重要的一点就是电池性能参数的一致性。

像笔记本,电动自行车,电动汽车,储能系统等都需要考虑电池的串并联组成电池包。

笔记本电池电压一般是11.1V或14.8V,主要采用18650电池,所以一般2串3并或2串4并。

Apple iPAD就是3块聚合物电池并联,容量25Wh左右。

电动自行车和电动摩托车系统一般是24V、36V、48V、60V、72V系统,具体成组情况见下表(S代表串联)。

纯电动汽车和混合动力(EV/PHEV)电压更高,250~500V左右,最大会串联到150节以上。

另外电池成组串并联是要考虑很多东西,电池的电压平台的一致性,电池的容量的一致性,电池的内阻的一致性等。

电池的串并联后其参数的一致性对电池的性能和寿命有很大的影响。

(八)各种动力电池对比动力电池主要是更具其应用来考虑的,主要应用在电动电动汽车、电动自行车、电动工具等。

动力电池区别于普通电池又其一定的特殊性:1. 电池的串并联2. 电池的容量较大3. 电池的放电倍率较大(混合动力和电动工具)4. 电池的安全性要求较高5. 电池的工作温度范围较宽6. 电池的使用寿命长,一般要求5~10年由于动力电池的特殊性,其工艺和材料的也存在一定的差异,根据正极材料的情况主要分为锰酸锂(LiMn2O4)、三元锂(LiNixCoyMnzO2)、磷酸铁锂(LiFePO4)等,其电压平台、能量密度、价格、安全性等都有一定的差异,具体见下表的对比:(其中钴酸锂由于其稳定性较差,价格较高等原因很少用做动力电池,放在下表一并列出对比)(九)锂电池模型电池内阻在电气特性上,不完全等效为一个电阻,具体可以参考国外的PNGV等效电路模型。

如下图所示。

电池的内阻主要由欧姆内阻R0还有极化内阻R1构成,其中C1为极化电容。

电池的内阻测量业内有2种主流的测试方式,直流放电法和交流注入法,不能用普通的测电阻的方法测量得到,一般用专门的内阻测量仪测试。

电池的内阻是反映电池的性能和寿命的一个重要参数。

快到电池的循环寿命时,电池的内阻会急剧变大。

如下图循环次数和内阻的关系所示。

(十)锂电池电气特性和关键参数1.电池的充放电曲线锂电池的充放电曲线指的是电池的容量和开路电压的关系曲线,根据电池的放电曲线,可以粗略的估计电池的电量,如下图所示。

锂电池的充放电曲线不仅与充电放电电流的大小有关还与温度有关。

如下图所示。

2.电池的关键参数锂电池由于其本身特性决定不能过充、不能过放、不能过流、不能过温,因此考虑安全性和电池寿命,电池要做好相关保护。

有几个参数是经常碰到的,一并列出来。

电压情况不同厂商差异不大,工作温度和放电倍率不同的电池或不同的厂家会有一些差异。

(十一)锂电池保护和管理要求和系统由于锂电池本身的特性决定一定要加电池保护板(PCM)或电池管理系统(BMS),没有保护板或管理系统的电池是禁止使用的,会存在巨大的安全隐患。

对电池系统来说安全永远是第一位的。

电池如果没有很好的保护或管理,可能存在寿命变短、损坏或爆炸的风险。

电池保护板(PCM : Power Circuit Module)主要应用在像手机、笔记本等消费类产品。

电池管理系统(BMS : Battery Management System)主要应用在动力电池,像电动汽车、电动自行车、储能等大型系统。

电池保护(PCM)主要功能,电池过充保护(OVP)、过放保护(UVP)、过温保护(OTP)、过流保护(OCP)等。

一旦出现异常情况,系统自动切断,确保系统安全。

电池保护系统技术已非常成熟,相关的板厂很多,主要集中在华南地区,并且有专门的IC 厂商提供专门的锂电池保护芯片,这一块已经相对比较成熟,国内有很多成熟的保护IC芯片已经出来。

电池管理系统(BMS)的主要功能除了保护系统的相关基本保护功能外,还有电池电压、温度及电流测量、能量均衡、电量(SOC)计算及显示、异常报警、充放电管理、通信等,有些BMS系统还集成热量管理、电池加热、电池健康状况(SOH)分析、绝缘电阻测量等。

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