动力电池基础知识解读
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
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
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
三电基础知识
下面详细讲解一下三电基础知识：一、电池电池是与化学、机械工业、电子控制等相关的一个行业。
电池的关键在电芯，电芯最重要的材料便是正负极、隔膜、电解液。
正极材料广为熟知的有磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、三元、高镍三元。
动力电池是非常“年轻”的产品，1996年通用推出EV-1采用的是铅酸电池，它是现代电动汽车架构雏形，从铅酸电池到日系混动的镍氢电池，再到现在流行的锂电池，也才20多年。
从第四批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》新能源乘用车配置电池来看，32款车型采用了17家企业的电池，其中16家是电池厂商，另外一家是长安新能源的，这说明其它乘用车的动力电池直接外购，包括电芯、电池组与电池管理系统等。
大部分自主品牌主机厂都没有自己的电芯与电池组设计能力跨国车企，虽然没有自己的电芯，但是它们却坚持自己设计生产电池组件与管理系统，这是为了加强动力电池的核心竞争力。
与大多自主品牌的差别是，即使不采用这家的电芯，它们可以换个电芯品牌照样能够设计电池组，核心技术还是掌握在自己手里。
但是我们更关心的是动力电池，也是就新能源汽车中的能量来源，目前动力电池中，镍氢电池面临淘汰，铅酸电池全凭保有量在支撑，故目前以锂电池最为主要。
（如下图）先介绍几个重要概念能量密度方面电池肯定不如汽油，但是究竟差别多大呢？一箱50L的汽油可以大概跑600km,续航同样里程的电动车需要多少电池呢？（如下图）下表列出了四类锂电池的主要性能指标差别。
从表中可以看出，四类电池各有优劣。
那各汽车厂商究竟是凭什么选择其中某种电池呢？哪种电池又将是未来的主流呢？数码电子产品对锂电池安全性要求不高，钴酸锂电池最合适3C领域，特斯拉敢于使用此类电池也是未来得到超强的续航能力，但是同时其安全性能要打些折扣。
锰酸锂电池因其不偏不倚的特征赢得动力电池最大的市场占有率，虽然其能量密度不如钴酸锂和三元锂，但其他综合性能相当出色。
如果不是较低的能量密度限制了磷酸铁锂电池，其真的有可能成为动力电池中的霸主。
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
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；
新能源汽车电池板块培训PPT课件：新能源汽车动力电池基础理论知识
M + Ni(OH)2 → MH + NiOOH ( 充电反应 ) 阳极：Ni(OH)2 + OH- - e-→ NiOOH + H2O 阴极：M + H2O + e- → MH + OH-
03
主流动力电池介绍
镍氢电池
镍氢电池具有无污染、高比能、大功率、 快速充放电、耐用性等许多优异特性。与铅蓄电池相比，镍氢电池 除具有比能量高、质量轻、体积小、循环寿命长的特点外，还具有以下特点:
使用寿命短； 充电时间长； 铅是重金属，存在污染。
03
主流动力电池介绍
镍氢电池
——运用电动汽车
镍氢电池正极是活性物质氢氧化镍，负
极是储氢合金，用氢氧化钾作为电解质，
在正负极之间有隔膜，共同组成镍氢单
体电池。在金属铂的催化作用下，完成
充电和放电的可
逆反应。
构造及工作原理
MH + NiOOH → M + Ni(OH)2 ( 放电反应 ) 负极：MH + OH- - e-→ M + H2O 正极：NiOOH + H2O + e- → Ni(OH)2 + OH-
价格高。制造成本高，电池价格昂贵。
需要配备辅助电池系统。通常在燃料 电池汽车上还要增加辅助电池，来储 存燃料电池富裕的电能和汽车在减速 时接受再生制动的能量。
22
03
主流动力电池介绍
质子交换膜燃料电池
基本结构：
质子交换膜、催化剂层、扩散层、集流板
质
子
不仅是一种将阳极的燃料和阴极的氧化
交
剂隔开的隔膜材料，还是电解质和电极
燃料种类单一。主要是液态氢、气态 氢以及碳水化合物经过重整后转换的 氢，氢气的产生、存储、保管、运输 和灌装或重整，都比较复杂，对安全 性要求高。
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。