动力电池系统电连接技术要点精品PPT课件
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动力电池系统电连接技术要点ppt课件
Onboard Charger
PACK电气衔接方式
Cell之间
方型 圆柱型 软包
Module 之间
Pack与 外部之间
铜排 高压线束
铜导线 铝导线 扁平铜/铝排线
MSD PDU
模组1
动力电池系统电衔接技术概览 模组2
+- +- +- +- +- +- +- +- +- +- + - +
+- +- +- +- +- +- +- +- +- +- + - +
软铜排温升-----19.3℃ 满足185A恒定电流情况下温升不超35℃要求。
根据上式计算出横截面是53.4平方毫米，取整60.
;
方法三，阅历表
横截面积 铝导线 有绝缘层 载流（A)
铝排 载流（A) 有绝缘层 载流（A) 铜导线 铜排 载流（A)
25℃铜铝载流（来自国家电工手册）
2.5 4 6 10 16 25 35 45 70 95 120 150 185 … 10 20 30 50 64 100 105 135 175 238 240 300 370 … 15 30 45 75 96 150 158 203 263 356 360 450 555 … 20 30 50 64 100 105 135 175 238 240 300 370 … … 30 45 75 96 150 158 203 263 356 360 450 555 … …
铜排内阻统计
图纸编号 内阻（mΩ）
ATEV.8000-02
0.1732
电动车辆动力电池系统及应用技术 第十一章教学课件PPT
11.2 电池系统与整车的匹配方法-纯电动车辆电池组 匹配方法
按经济车速来设计车辆续驶里程，结合电动大客车动力性指标对铅酸电池和锂离子电 ξ D ξ S的关系曲线如图11-5所示。
11.2 电池系统与整车的匹配方法-混合动力车辆电池 组匹配方法
混合动力车辆具有两套车载能源系统，即发动机—发电机组(APU)和电池组，混合比 设计与车辆实际的控制目标和要求密切相关。控制目标反映了混合动力车辆的用途和 使用特征，主要有：续驶里程延长型，装用较小功率的APU，补充电池组电量的不 足，减缓电池组能量的消耗和电量状态的衰减；连续行驶模式，APU以连续模式工 作，电池组作为功率均衡装置，输出峰值功率和接受再生制动能量；间断行驶模式， 在闹市区或受限制区域，车辆以纯电动方式行驶，APU应及时对车载电池组进行补 充充电，同时电池组容量应足以满足车辆纯电动行驶里程要求。
11.1
（4）单位容量消耗行驶里程和单位能量消耗行驶里程 这两种电动汽车能耗经济性的评价指标分别是单位里程容量消耗和单位里程能量消耗 的倒数。单位分别为km
（5）等速能耗经济特性 汽车等速能耗经济性是指汽车在额定载荷下，在最高档、水平良好路面上以等速行驶 单位里程的能耗或单位能量行驶的里程。通常可以测出每隔5km/h或10km/h速度间隔 的等速行驶能耗量，然后在速度—能耗曲线图上连成曲线，称为等速能耗经济特性。 此曲线可以确定汽车的经济车速。但这种评价方法不能反映汽车实际行驶中受工况变
11.3 电池包结构与设计（3）安全要求 IP防护等级：为满足防水、防尘要求，电池包应满足一定的IP防护等级，根据车辆的 总体要求，对于电池包，一般的IP防护等级要求不低于IP55 电气绝缘性能：现阶段电池包外壳多采用金属材料制成，要求在符合表11 1要求的 电压条件下，电池包正极和负极与金属外壳之间的绝缘电阻应大于10MΩ。 电气保护功能：主要用于极端工况下，通过电池管理系统实现电池包的高压断电保护、 （4）接口与通信协议 电池包具有对外的电能输出能力，需要与电动车辆的用电设备进行连接和通信。相应 的电气接口和机械接口在满足安全、可靠的前提下，需要满足国家和行业相关标准要
新能源动力电池PPT课件
第21页/共25页
项目一 新能源动力电池
1.4动力电池组的维护
1.4.1锂电池、镍氢动力电池日常维护
（5）行车注意避免剧烈碰撞，以免引起电 池爆炸。 （6）如续行里程在短时间内突然下降很多， 应及时到专业电池修复机构进行检查、修复。 （7）进行蓄电池充电或保养检测时，必须 先取下负极上的接地电缆并在最后将其安装。 （8）车辆长期不用，应该充足电保存，以 后每月补充充电一次。
第20页/共25页
项目一 新能源动力电池
1.4动力电池组的维护
1.4.1锂电池、镍氢动力电池日常维护
（1）仪表板上动力电池指示灯出现不正常应即刻停 车检查。 （2）不要行驶在较大起伏不平的道路和过深的水中。 （3）电动汽车动力电池使用温度一般在-20℃— 60℃。 （4）当动力电池充电状态指示灯点亮时，应尽快进 行补充充电，注意充电时环境温度要求在0℃—55℃。
1-正极板 2-接线柱 3-加液口盖 4-绝缘导管 5-负极板 6-吊架 7-单格电池连 接条 8-极板骨架 9-绝缘层 10-镀镍薄钢板 11-外壳 12-通孔 13-活性物质 14-正极板导管 15-氢氧化镉 第9页/共25页
项目一 新能源动力电池
1.2.2镍镉动力电池的结构及应用车型 镍镉电池的应用车型
第22页/共25页
项目一 新能源动力电池
1.4动力电池组的维护
1.4.2铅酸电池的日常维护
(1)经常检查蓄电池连接线是否牢固、接触良好。电池卡子产生 的氧化物、硫酸盐必须刮净，并涂以凡士林，以防再受锈蚀。
（2）经常清除蓄电池盖上的灰尘污物及溢出的电解液，必要时 用苏打水溶液清洗，保持清洁干燥，防止自放电。
第1页/共25页
项目一 新能源动力电池
1.1.2动力电池组
项目一 新能源动力电池
1.4动力电池组的维护
1.4.1锂电池、镍氢动力电池日常维护
（5）行车注意避免剧烈碰撞，以免引起电 池爆炸。 （6）如续行里程在短时间内突然下降很多， 应及时到专业电池修复机构进行检查、修复。 （7）进行蓄电池充电或保养检测时，必须 先取下负极上的接地电缆并在最后将其安装。 （8）车辆长期不用，应该充足电保存，以 后每月补充充电一次。
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项目一 新能源动力电池
1.4动力电池组的维护
1.4.1锂电池、镍氢动力电池日常维护
（1）仪表板上动力电池指示灯出现不正常应即刻停 车检查。 （2）不要行驶在较大起伏不平的道路和过深的水中。 （3）电动汽车动力电池使用温度一般在-20℃— 60℃。 （4）当动力电池充电状态指示灯点亮时，应尽快进 行补充充电，注意充电时环境温度要求在0℃—55℃。
1-正极板 2-接线柱 3-加液口盖 4-绝缘导管 5-负极板 6-吊架 7-单格电池连 接条 8-极板骨架 9-绝缘层 10-镀镍薄钢板 11-外壳 12-通孔 13-活性物质 14-正极板导管 15-氢氧化镉 第9页/共25页
项目一 新能源动力电池
1.2.2镍镉动力电池的结构及应用车型 镍镉电池的应用车型
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项目一 新能源动力电池
1.4动力电池组的维护
1.4.2铅酸电池的日常维护
(1)经常检查蓄电池连接线是否牢固、接触良好。电池卡子产生 的氧化物、硫酸盐必须刮净，并涂以凡士林，以防再受锈蚀。
（2）经常清除蓄电池盖上的灰尘污物及溢出的电解液，必要时 用苏打水溶液清洗，保持清洁干燥，防止自放电。
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项目一 新能源动力电池
1.1.2动力电池组
电动汽车动力电池 ppt课件
43
PPT课件
第五阶段 电动汽车的复苏
第二次世界大战后．欧洲和日本的石油供给紧张 ，电动汽车在局部地区出现了复苏迹象。1943 年，仅仅在日本就有3000多辆电动汽车处于注 册状态。
20世纪40年代，电动汽车续驶里程只有50～ 60km，最高时速仅为30～35kn/h，其性能 仅能满足短途、低速运输的需要。
15
PPT课件
1831年，美国人约瑟夫·亨利改进了法拉第电动 机，使用电磁铁代替永久磁铁，提高了输出功率 ，从而向实用电动机发展跨出了重要一步。
1834年，德国人莫里茨·赫尔曼·雅可比对亨利电 动机作了重要革新，把水平的电磁铁改为转动的 电枢，并加装了换向器，制成了第一个电动机样 机。1838年，制造出世界上第一台实用直流电 动机，安装在船上，并试航成功。从此，电动机 就完成了从实验室模型到实用电动机的转化。
1991年，可充电的锂离子蓄电池问世，实验室 制成的第一只18650型锂离子电池容量仅为 600mA·h；
1992年，SONY公司开始大规模生产民用锂离 子电池。
1995年，日本索尼公司首先研制出100A·h锂 离子动力电池并在电动汽车上应用，展示了锂离 子电池作为电动汽车用动力电池的优越性能，引 起了广泛关注。
5
PPT课件
蓄电池的发明
1800年代，亚历山大·伏特制成了人类历史上最 早的电池，后人称之为伏特电池。
1830年，威廉姆·斯特金解决了伏特电池的弱电 流和极化问题，使电池的使用寿命大大延长。
1836年，约翰·丹尼尔进一步改进了伏特电池， 提高了伏特电池的稳定性，后人称之为丹尼尔电 池。它是第一个可长时间持续供电的蓄电池。
12
PPT课件
电动机的发明
动力电池基本概念、原理ppt精选课件
ppt精选版283锂电池组成原理正极构造limn2o4锰酸锂导电剂乙炔黑粘合剂pvdf集流体铝箔正极负极构造石墨导电剂乙炔黑粘合剂pvdf集流体铜箔负极ppt精选版29ppt精选版304充电过程电源给电池充电此时正极上的电子e从通过外部电路跑到负极上正锂离子li从正极跳进电解液里爬过隔膜上弯弯曲曲的小洞游泳到达负极与早就跑过来的电子结合在一起
⑧理论容量：假设活性物质完全被利用，
蓄电池可释放的容量。
编辑版pppt
7
3、电池能量（Wh） ①定义：指电池储存的能量的多少，用Wh 来表示
②公式：能量（Wh）＝额定电压（V）× 工作电流（A）×工作时间（h)。 ③举例：3.2V15Ah单体电芯的能量为48Wh， 3.2V100Ah电池组的能量为320Wh。
• ②涓流充电：指以小于0.1C电流对电池充电， 一般在电池接近充满电时，迚行补充充电 时采用，若电池对充电时间没有严格要求 的话，建议采用涓流充电方式充电。
• ③浮充电：随时对蓄电池用恒压充电，使
其保持一定的荷电状编辑版态pppt。
13
铅酸电池 镍镉电池 镍氢电池 锂电池
充电方式
恒流后恒 压
恒流
编辑版pppt
11
6、放电倍率（A）
• ①定义：放电倍率是指在规定时间内放出 其额定容量（C）时所需要的电流值，它在 数值上等于电池额定容量的倍数。
• ②举例：以10Ah电池举例，以2A放电,则放 电倍率为0.2C，以20A放电,则放电倍率为2C。
编辑版pppt
12
7、充电方式 ①CC/CV：CC即恒流，以固定的电流对电池 充电；CV即恒压，以固定的电压对电池充 电，充电电流会随着电池充满逐渐下降。
编辑版pppt
3
⑧理论容量：假设活性物质完全被利用，
蓄电池可释放的容量。
编辑版pppt
7
3、电池能量（Wh） ①定义：指电池储存的能量的多少，用Wh 来表示
②公式：能量（Wh）＝额定电压（V）× 工作电流（A）×工作时间（h)。 ③举例：3.2V15Ah单体电芯的能量为48Wh， 3.2V100Ah电池组的能量为320Wh。
• ②涓流充电：指以小于0.1C电流对电池充电， 一般在电池接近充满电时，迚行补充充电 时采用，若电池对充电时间没有严格要求 的话，建议采用涓流充电方式充电。
• ③浮充电：随时对蓄电池用恒压充电，使
其保持一定的荷电状编辑版态pppt。
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铅酸电池 镍镉电池 镍氢电池 锂电池
充电方式
恒流后恒 压
恒流
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6、放电倍率（A）
• ①定义：放电倍率是指在规定时间内放出 其额定容量（C）时所需要的电流值，它在 数值上等于电池额定容量的倍数。
• ②举例：以10Ah电池举例，以2A放电,则放 电倍率为0.2C，以20A放电,则放电倍率为2C。
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7、充电方式 ①CC/CV：CC即恒流，以固定的电流对电池 充电；CV即恒压，以固定的电压对电池充 电，充电电流会随着电池充满逐渐下降。
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3
动力电池Pack等电位连接技术
动力电池Pack等电位连接技术触电防护是动力电池系统电气安全设计的重要内容，一般来讲，可以通过两类途径来实现：一是直接接触防护，如绝缘设计、屏护防护(遮拦/外壳，IPXXB/IPXXD等)；二是间接防护，包括等电位连接、电气隔离(电气间隙、爬电距离)。
这里谈谈对等电位的一些理解与认识。
什么是等电位连接？在电工术语中，等电位连接，也叫保护接地，《雷电与避雷工程》一书对等电位的定义如下：“等电位连接是把建筑物内、附近的所有金属物，如混凝土内的钢筋、自来水管、煤气管及其它金属管道、机器基础金属物及其它大型的埋地金属物、电缆金属屏蔽层、电力系统的零线、建筑物的接地线统一用电气连接的方法连接起来(焊接或者可靠的导电连接)使整座建筑物内部的金属物成为一个良好的等电位体。
”在国标GB/T 18384-3：2015《电动汽车安全要求第3部分》中，将等电位连接(电位均衡)定义为：电气设备外露可导电部分之间电位差最小化。
为什么要求等电位连接？在电气安全技术不断地发展和更新的进程中，人们注意到，大量电气事故是由过大的电位差引起的，比如雷击伤亡事故就是因为雷电所产生的上万伏特电压直接加诸到人体和大地之间，巨大的电位差产生瞬间大电流，造成受雷击的人因呼吸停顿或心脏麻痹而伤亡。
与雷击事故相比，全球有更多的人因为遭受民用电或工业用电的电击而伤亡，其原理与雷击事故相同，均是由于带电物体在人体不同部位产生了巨大的电位差，进而造成严重伤害。
国际上非常重视等电位连接的作用，它对用电安全、防雷以及电子信息设备的正常工作和安全使用，都是十分必要的。
等电位连接后，可防止系统电源线路中的故障电压导致电击事故，同时可减少电位差、电弧、电火花发生的机率，避免接地故障引起的电气火灾事故和人身电击事故。
等电位连接的作用主要如下：防止人身遭受电击：将电气设备在正常运行时不带电的金属导体部分与接地极之间作良好的金属连接，以保护人体的安全，防止人身遭受电击。
《动力电池及管理系统检修》PPT
步骤 1: SMR 1 / SMR 3 ON
步骤 2: SMR 2 ON
步骤 3: SMR 1 OFF
Page 39
项目2：动力电池组及电池管理系统 任务1：动力电池组的结构与线路分析
二、动力电池组的内部结构与线路分析 1、丰田普锐斯镍氢电池 （a）供电控制原理
READY ON
步骤 1: SMR 1 / SMR 3 ON
二、动力电池组的内部结构与线路分析 1、丰田普锐斯镍氢电池 （b）电源关闭控制原理
电源关闭
步骤 1: SMR 2 OFF
步骤 2: SMR 3 OFF
Page 43
项目2：动力电池组及电池管理系统 任务1：动力电池组的结构与线路分析
二、动力电池组的内部结构与线路分析 1、丰田普锐斯镍氢电池 （b）电源关闭控制原理
3.7V
锂电 池
磷酸铁锂电池
三元素锂电池 （镍钴锰）
3.2V 3.7V
容量特点
Page 10
项目1：动力电池组的拆卸 任务1：动力电池组的基本知识
4、电池组的连接方式
高压电池组
=多个单节电池并、串联
Page 11
项目1：动力电池组的拆卸 任务1：动力电池组的基本知识
4、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
READY ON
步骤 1: SMR 1 / SMR 3 ON
步骤 2: SMR 2 ON
步骤 3: SMR 1 OFF
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项目2：动力电池组及电池管理系统 任务1：动力电池组的结构与线路分析
二、动力电池组的内部结构与线路分析 1、丰田普锐斯镍氢电池 （a）供电控制原理
READY ON
动力电池课件
• Zn+Cu2+=Cu+Zn2+
（1—1）
• 在（1—1）式的化学反应中， Cu2+和Zn2+在25℃的标准自由能△G 是-212kj/mol。根据热力学的知识，化学反应总是沿着自发的方向 进行，所以如果把锌加入Cu2+溶液中，铜就沉淀出来了。该化学反 应包含的化学能是不可利用的，能量以热能的形式被消耗掉。
第一部分:动力电池
• 8．放电速率（放电率） • 放电速率一般用电池在放电时的时间或放电电流与额定电流的比例来
表示。 • （1）时率（时间率） • 电池以某种电流强度放电，放完额定容量所经过的放电时间。汽车用
电池一般用20h率容量表示。 • （2）倍率（电流率） • 电池以某种电流强度放电的数值为额定容量数值的倍数。 • 9．使用寿命 • 使用寿命是指电池在规定条件下的
• （6）终止电压
• 终止电压是指电池在一定标准所规定的放电条件下放电时，电池的电压将逐 渐降低，当电池再不宜继续放电时，电池的最低工作电压称为终止电压。当 电池的电压下降到终止电压后，再继续使用电池放电，化学“活性物质”会 遭到破坏，减少电池寿命。
• 2．容量
• 电池在一定的放电条件下所能放出的电量称为电池的容量。常用单位为安培 小时（Ah），它等于放电电流与放电时间的乘积。电池的容量可以分为理论 容量、实际容量、标称容量和额定容量等。
电时把电能释放出来。在这个可逆的电化学转换过程中，有一定的能 量损耗。通常用电池的容量效率和能量效率来表示。 • （1）容量效率 • 容量效率是指电池放电时输出的容量与充电时输入的容量之比。 • （2）能量效率 • 能量效率也称电能效率，是指电池放电时输出的能量与充电时输入的 能量之比。 • 7．自放电率 • 自放电率是指电池在存放期间容量的下降率，即电池无负荷时自身放 电使容量损失的速度。自放电率用单位时间容量降低的百分数表示。
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+- +- +- +- +- +-
模组3
+- +- +- +- +- +-
模组4
- + - + - + - + - + - + FUSE - + - + - + - + - + - +
MSD
FUSE
PDU
5
实例
动力电池系统电连接技术概览
Cell之间（方形电池）
Module 之间（方形电池）
Cell之间（圆柱形电池） Module （圆柱形电池）
材料 传热系数 环境温度 截止温度
宽a 厚b 额定电流 峰值电流 峰值电流持续时间 温度
集肤效应 安装方向 表面包裹
10
1 动力电池系统电连接技术概览 2 影响Busbar/高压导线的载流因子 3 Busbar/高压导线计算选型方法 4 Busbar/高压导线测试标准和方法 5 铜铝连接技术 6 Pack电气安全设计
11
方法一，根据温升曲线-具体导线特性 某项目的电流电压值如下：
序
f1
f2
图片来自<Coroplast>
f3 束缚数 折算
来自<HUBER+SUHNER>
1 2 3 4 5 6-7 1 0.8 0.7 0.6 0.55 0.5
8-10 11-12 0.45 0.4
来自<JASO D609>
f4 集肤效应
当任意大导体对磁场交变时，这种导体就会感应电流，产生涡流现象。
动力电池系统电连接技术
1
目录
1 动力电池系统电连接技术概览 2 影响Busbar/高压导线的载流因子 3 Busbar/高压导线计算选型方法 4 Busbar/高压导线测试标准和方法 5 铜铝连接技术 6 Pack电气安全设计
2
1 动力电池系统电连接技术概览 2 影响Busbar/高压导线的载流因子 3 Busbar/高压导线计算选型方法 4 Busbar/高压导线测试标准和方法 5 铜铝连接技术 6 Pack电气安全设计
Interlock-System (HVIL) required
高压部分用橙色 色卡 RAL 2003
动力电池系统电连接技术概览
E-Motor
Inverter
Climate Compressor
PTC Heater
DC/DC Convertor
MSD BDU
RESS
) (Battery
LV Battery
Busbar/高压导线计算选型方法
12
方法二，计算公式
Busbar/高压导线计算选型方法
仿真结果 条件：初始温度25℃，额定电流185A，铜排规格：30*2； 结论：最高温度：47.228℃，温升为22.228℃，满足设计需求
a
l
b
某项目温升要求，当通入额定185A电流时，铜排温升不能超
过35℃，排长度140mm,相关其他数值如下：
Cell之间（软包电池）
Module （软包电池）
6
新能源汽车免费大课堂 Fuse
动力电池系统电连接技术概览
保护逻辑是模组的损坏不能导致Cell损坏，无论是模组的还是cell的损坏不能导致pack的损坏。 在危险电流值上，软件上的动作时间快于pack.
7 mil Nickel strap material is necked down to 3.6 mm, and clears at app sec.
用电设备
额定电
峰值电流
号
流
1
电池组
235A
468A
2
电机控制器
182A
416A
峰值时间
30S 30S
3
电机
263A
500A
30S
4
DC-DC/充电
18
－
－
器
5
PTC
12A
21A
30S
6
压缩机
6A
7.5A
30S
7
快充
250A
其中，MCU>>PDU线束，额定电压405V，额定电流182A， 峰值电流416A，绝缘体允许最高温度125℃，峰值电流持续时间 30S
requirements
Electrical insulating 2700VDC (2xUmax + 1000V)
strength
Insulating resistance >200MOhm, testing
Insulating strength voltage 1075 VDC
Single- or Family-Shield, general 360°all
7
1 动力电池系统电连接技术概览 2 影响Busbar/高压导线的载流因子 3 Busbar/高压导线计算选型方法 4 Busbar/高压导线测试标准和方法 5 铜铝连接技术 6 Pack电气安全设计
8
导线实际载流： I=In•f1•f2•f3•f4 In：导线额定载流 f1:环境温度升高对载流的影响 f2:导体温度升高对载流的影响 f3:多心线对载流的影响 f4:频率增加对载流的影响
Onboard Charger
4
PACK电气连接形式
Cell之间
方型 圆柱型 软包
Module 之间
Pack与 外部之间
铜排 高压线束
铜导线 铝导线 扁平铜/铝排线
MSD PDU
+- +- +- +- +- +- +- +- +- +- + - +
模组1
动力电池系统电连接技术概览 模组2
+- +- +- +- +- +- +- +- +- +- + - +
影响Busbar/高压导线的载流因子
图片来自<LV216>
多芯线
集肤效应
9
新能源汽车免费大课堂
汇流排实际载流
影响Busbar/高压导线的载流因子
宽度
厚度
注：表中分数的分子表示交流负荷，分母表示直流负荷。
影响汇流排载流的因数： F1: 集肤效应； F2, 母线平放安装时，载流应该小于竖直安装； F3,汇流排表面有无绝缘层。
3
常见EV车的电气架构
高低压分水岭
来自GB/T 18384.3
OEM对高压部分的主要要求参数
Item
Requirement
850VDC / Cat 1 (up to 40A) Cat 2 (up to 250A)
Voltage / Current
Temperature
-40°C up to +140°C
Shielding
arround
Shielding contact
resistance
Max. 10mOhm after lifetime
Insertion / retention Max. 100N (or mechanical assistance)
force
Mating cycle
Min. 50 Mating cycles