动力电池基础知识
动力电池系统简介
动力电池系统简介动力电池系统简介1：概述动力电池系统是电动车辆中的重要组成部分，负责存储和释放能源以供电动车辆行驶。
本文将详细介绍动力电池系统的组成、原理和功能。
2：动力电池组成2.1 电池单体动力电池系统由许多电池单体组成，每个电池单体通常由正极、负极、隔膜和电解液组成。
正极和负极之间的反应通过电解液的离子传输实现，提供了电池的能量。
2.2 电池模块电池模块是由多个电池单体组成的单元，通常包括电池单体的连接、冷却系统和监测传感器等。
2.3 电池组电池组由多个电池模块组成，通常包括电池模块的电气连接、冷却系统、绝缘保护等。
电池组是整个动力电池系统的关键组成部分。
3：动力电池系统原理3.1 充放电原理动力电池系统通过充电将电能转化为化学能储存，在需要时将化学能转化为电能供电给电动车辆。
这是通过正极和负极之间的化学反应实现的，反应产生的电荷在电解液中传输，从而实现电能的储存和释放。
3.2 温度管理温度对电池性能和寿命有重要影响。
动力电池系统通常配备了温度管理系统，包括冷却和加热功能，以确保电池在适宜的温度范围内工作。
3.3 安全保护动力电池系统还具备安全保护功能，包括过充保护、过放保护、过温保护等，以降低使用过程中发生意外的风险。
4：动力电池系统功能4.1 储能动力电池系统的主要功能是储存能量以供电动车辆行驶。
它可以通过充电设备将电能储存到电池中，在需要时释放电能给电动车辆驱动系统。
4.2 能量管理动力电池系统还负责电能的分配和管理，在车辆行驶过程中，根据车辆需求和电池状态，合理分配电池能量，最大化车辆的续航里程。
4.3 诊断监测动力电池系统还具备诊断监测功能，通过传感器和监测系统实时监测电池的状态和性能，包括电池容量、电压、温度等，以及检测故障和异常情况。
5：附件本文档涉及附件，请参阅附件部分获取详细信息。
6：法律名词及注释在本文中涉及的法律名词及其注释如下：1：电动车辆：指使用电能作为动力的车辆。
《锂离子动力电池基本知识》 ppt课件
《锂离子动力电池基本知识》
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锂离子电池保护线路——过充电保护
• 过充电保护: 过充电保护 IC 的原理 为：当外部充电器对锂电池充电时， 为防止因温度上升所导致的内压上升， 需终止充电状态。此时，保护 IC 需 检测电池电压，当到达 4.25V 时（假 设电池过充点为 4.25V）即启动过度 充电保护，将功率 MOS 由开转为切断， 进而截止充电。
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锂离子电池保护线路——过放电保护
• 过放电保护: 过放电保护 IC 原理：为了防 止锂电池的过放电，假设锂电池接上负载， 当锂电池电压低于其过放电电压检测点（假 定为 2.5V）时将启动过放电保护，使功率 MOSFET 由开转变为切断而截止放电，以避 免电池过放电现象产生，并将电池保持在低 静态电流的待机模式，此时的电流仅 0.1uA。 当锂电池接上充电器，且此时锂电池电压高 于过度放电电压时，过度放电保护功能方可 解除。另外，考虑到脉冲放电的情况，过放 电检测电路设有延迟时间以避免产生误
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分容
• 电池在制造过程中，因工艺原因使得电 池的实际容量不可能完全一致，通过一 定的充放电制度检测，并将电池按容量 分类的过程称为分容
《锂离子动力电池基本知识》
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电池充电方式介绍
• 快速充电：充电电流大于0.2C，小于0.8C则是快速充电。
• 慢速充电：充电电流在0.1C-0.2C之间时，我们称为慢速充电。
电池种类划分
• 一次电池 • 小型二次电池：镍镉、镍氢、锂离子 • 铅酸电池 • 动力电池 • 燃料电池 • 太阳能电池-地面光伏发电 • 其他新型电池
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动力电池基础及电动汽车安全要求
热管理系统：控 制电池温度，防 止过热起火
充电安全设计： 确保充电过程安 全，防止过充、 过放
绝缘设计：确保 电池与车身绝缘， 防止漏电
安全培训：提高 驾驶员和维修人 员的安全意识， 降低事故风险
谢谢
2 但成本较高，有记
忆效应
3
锂离子电池：能量
密度高，循环寿命
长，但成本较高，
有安全隐患
电池性能参数
● 容量：电池可以存储的能量，单位为Ah或mAh ● 电压：电池两端的电压，单位为V ● 内阻：电池内部电阻，单位为Ω ● 放电速率：电池在单位时间内可以释放的能量，单位为C或mC ● 循环寿命：电池可以循环充放电的次数，单位为次 ● 自放电率：电池在非使用状态下的能量损失，单位为%/天 ● 充电效率：电池在充电过程中可以存储的能量与输入能量的比值，单位为% ● 放电效率：电池在放电过程中可以释放的能量与存储能量的比值，单位为% ● 安全性能：电池在正常使用和滥用情况下的安全性，包括过充、过放、短路、高温、挤压等 ● 环境适应性：电池在不同环境条件下的性能表现，包括高温、低温、湿度、气压等
全性能。
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电池热失控是电动汽车安全事故的 主要原因之一，因此需要采取有效
的安全措施来防止电池热失控。
3
电动汽车的安全设计需要考虑电池 的安全性，包括电池管理系统、冷却系统、绝缘防护等。 Nhomakorabea4
电动汽车的安全测试需要包括电池 的安全测试，以确保电池在电动汽
车中的安全性能。
电池安全对电动汽车安全的影响
电池热失控： 可能导致电 动汽车起火、 爆炸等事故
动力电池基础及电动汽车安全 要求
演讲人
目录
01. 动 力 电 池 基 础
02. 电 动 汽 车 安 全 要 求
入门 锂离子动力电池基础知识.doc
锂离了动力电池锂离了动力电池是2（）世纪开发成功的新熨高能电池。
这种电池的负极是金属锂，正极用MnO2, S0CL2, （CFx）n等。
70年代进入实用化。
因其具有能量高、电池电压高、工作温度范围宽、贮存寿命长等优点，已广泛应用于军事和民川小型电器屮，如移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等、部分代替了传统电池。
大容量锂离了电池已在电动汽车屮试用，将成为21世纪电动汽车的主要动力电源并将在人造卫星、航空航天和储能方面得到应用。
特点（1）单体电池工作电压高达3.7V,是磔镉电池，磔氢电池的3倍，铅酸电池的近2 倍，这也是锂离子动力电池比能量高的一个重要原因。
因此组成相同电压的动力电池组时, 锂离了动力电池使用的串联数忖会大大少于铅酸电池和银氢电池。
如果动力电池屮单体电池数量越多，电池组屮单体电池的一致性要求就越高，寿命就越不好做，在实际使用过稈屮电池组有问题分析后，一般是其中一、两个单体电池出问题然后导致整组电池出现问题，因此不难理解为什么48V的铅酸电池比36V的铅酸电池反馈要高，从这个角度上讲锂电更适合动力电池的使用。
例如36V的锂电只需要10个单体，而36V铅酸电池需要18个单体电池, 即3只12V的电池纽.，而每只12V的铅酸电池有六个单格即六个单体电池纽.成。
（2）重量轻，比能量大,高达150Wh/Kg,是银氢电池的2倍，铅酸电池的4倍,因此重量是相同能量的铅酸电池的三分之一到四分之一，从这个角度讲锂电消耗的资源就少，而口由于猛酸锂电池屮所用元索的储量比较多，因此相对铅酸、银氢电池可能会进一步涨价, 锂离了动力电池成木反而是进一步降低的。
电动自行车用锂离了•电池重量为224公斤，铅酸电池的重量为12・20公斤，锂电重量约为铅酸电池的四分Z—到三分2—，比铅酸电池轻约10公斤（36V, 10Ah电池），电池重量减轻了70%,整车总重量至少减轻了20%。
加上一般锂电车都是简易款的电动自行车，由于电池和整车轻，相同电压、和同容量的电池行驶里程更长，普通的电动车重量在40公斤以上，而锂离子动力电池电动白行车重量在7到26公斤之间。
动力电池基础知识解读
从简化的逻辑图可见：电池过充电、 过放电，放电时电流过大（过电 流），外围电路短路，该ic都会检 测出来，并驱动相应的电子器件动 作。
五、保护板结构
5.1.4、 单节保护IC主要技术标标准。
1）过充电检测电压： VCU 2）过充电恢复电压： VCL 3) 过放电检测电压： VDL 4) 过放电恢复电压： VDU 5) 过电流检测电压： VIOV1 VIOV2 6) 短路检测电压： VSHORT 7) 过充电检测延时： tcu 8) 过放电检测延时 ：tdl 9) 过流延时： TioV1 TioV2 10）短路延时： Tshort 11）正常功耗： 10PE 12）静电功耗： 1PDN 4.275±25mv 4.175±30mv 2.3±80mv 2.4±0.1mv 0.1±30mv 0.5±0.1mv -1.3V 1s 125ms 8ms 2ms 10us 3uA 0.1 uA （4.25 4.275 4.30） （4.145 4.175 4.205） (2.22 2.3 2.38 ） (2.3 2.4 2.5 ) (0.07V 0.1 0.13V) (0.4 0.5 0.6 ) (-1.7 -1.3 -0.6 ) （0.5 1 2 ） （62.5 125 250 ） （4 8 16 ） （1 2 4 ） （10 50us） （1 3 6uA）
四、保护板工作原理
4.1、单节保护板方框图
Ω
IC
DO
CO
四、保护板工作原理
4.2、单节保护板IC工作时序图
四、保护板工作原理
上图中B是电池，P+、P-是电池块接充电器电源或与手机相接的正负极。 充电状态：
4.3、单节保护板工作原理
充电时，充电电流由P+进入→B+→ MOS1→MOS2→P-。 在充电的同时，Ic通过Vcc和R1对电池连续进行测量。当检测到电池电压充电到 4.2V时（这个电压随不同Ic而异），Ic内的过充电检测电路将检测到的这个信号 并将它转换成一系列的电平信号，其中的一个低电平信号传送到Ic的输出端CO， 促使MOS2关断，从而终止充电。 放电状态： 放电时，放电电流从电池正极B+→P+→负载（手机）→P-→MOS2→MOS1→B在放电的同时，Ic内的过放检测电路连续测量电池两端的电压，当电池电压随着用 电时间的加长而下降到2.3V时（这个电压值随不同的ic而异），该检测电路输出信 号，使输出端DO为低电平，从而使MOS1关断，终止电池放电。 在某种特殊情况下，如果电池放电时，电流大于某一额定值，Ic内的过电流检测器会输 出一个低电平信号到DO端，使MOS1在5~15ms的时间内关断（这个值随不同的 电流和不同的MOS管内阻而异）。 在极端情况下，P+、P-端发生短路，则Ic内部的短路检测电路，将会检测到这个信号， 并将这个信号转换成低电平，输出到DO端，从而使MOS1在10~50us的时间内关 闭，从而切断电路。
动力电池系统熔断器基础知识
动力电池系统熔断器基础知识结构原理->技术要求->执行标准->测试规范->选型应用->案例分析结构原理熔断器基本结构熔断器元件当发生短路电流时，它升温到熔点的速度比它释放热量的速度快，这样就迅速地阻断了短路电流。
当熔断器烧断时，沙子就会起灭弧作用。
它会吸收能量而成为“熔岩”然后使线路同负载绝缘。
消除了电击的危险!生产工序熔断器术语额定电压所设计的熔断器最大工作电压，通常为400V, 500V, 690V 。
（注意分DC和AC）额定电流熔断器可以持续承载而不会蜕变的电流值。
额定分断能力开关电器或熔断器能分断的预期分断电流值，通常, 10kA-100KA。
不对称短路电流峰值、对称短路电流的均方根值、预期峰值电流、预期故障电流、熔断器峰值电流、焦耳积分I2t熔断器技术要求外形尺寸：满足整车的空间、安装、布置要求。
工作温度：-40~85℃额定电压：大于整车最高电压额定电流：经验值是整车额定电流的2~3倍振动：满足QC/T413机械强度：满足一定的装配公差要求不能爆炸：发生短路和过载不应起火爆炸，可靠&有效分断熔断时间：在设计规定时间内熔断，不应误动作防腐：盐雾等级48h以上温湿度：满足整车的使用环境要求阻燃等级：UL94-V0级熔断后的绝缘电阻：主要是判定熔断器动作后是否完全分断，是否有足够的耐压能力，避免二次击穿拉弧。
试验标准UL 248-1 Underwriters Laboratories Inc. Standard For SafetyIEC 60269(GB13539) 低压熔断器（电气性能测试和要求很完善和系统，环境可靠性测试不满足车辆应用需求）ISO8820/GB31465-道路车辆用熔断体，2V~450VDC，分断能力2K左右。
（电性能测试和要求并不完善，部分电流-时间要求并不很适用数百伏储能电池系统。
更适用安全电压以下的要求。
环境可靠性测试要求基本上适用车辆应用需求：如机械振动和冲击，电流冲击，温度范围和温度冲击，高防腐要求等）JASO D622-2006 汽车零部件-栓入式高压熔断器高压熔断器在整车应用的位置1、动力电池主熔断器（250~500A）2、动力电池加热熔断器（10~20A）3、车载充电机熔断器（20~40A）4、空调压缩机熔断器（20~50A）5、DC/DC熔断器（10A~20A）6、PTC熔断器（20~50A）熔断器的选型熔断器应用的注意事项1、尽量避免两个支路共用一路保险，如无法避免需做好整个回路的匹配计算和验证；2、要深入研究掌握负载的工作特性，瞬态启动、稳态工作、瞬态关断以及在不同温度下的工作特性；整车用PTC额定功率3KW，计算额定电流预计10A但实际在热关断后3s启动，热态冲击电35.6A3、布置位置：仅作为过载分断的熔断器，可以布置电路的任何串联位置，做短路分断的熔断器，应布置在尽可能靠近电源端的位置；4、做好整个回路（继电器、熔断器、连接器、线缆）匹配；5、行业内一般以2000A分界线，2000A以下电流继电器切断，2000A以上电流熔断器切断；6、熔断器的温升，对周围部件的影响和自身温度系数的影响。
动力电池的原理
动力电池的原理动力电池是指用于驱动电动汽车的主要能源储存系统，是电动汽车的核心组件。
本文将介绍动力电池的原理，以及其在电动汽车中的应用。
一、动力电池是一种高能量密度、可充放电的电池。
它通常由多个电池单元组成，每个电池单元由正、负极以及电解液构成。
常见的动力电池类型包括锂离子电池、镍氢电池等。
1. 锂离子电池原理锂离子电池是目前最常用的动力电池，其原理如下：锂离子电池的正极为富锂的化合物，负极为石墨材料。
充电时，正极的锂离子从正极材料中脱嵌，通过电解质溶液移动到负极，并在负极材料中嵌入。
放电时，锂离子则从负极材料中脱嵌，通过电解质溶液移动到正极，并在正极材料中嵌入。
2. 镍氢电池原理镍氢电池是另一种常用的动力电池，其原理如下：镍氢电池的正极为氧化镍水合物，负极为金属氢化物。
充电时，正极氧化镍水合物中的氢离子被电流还原成金属氢化物，同时负极的金属氢化物中的氢离子被氧离子氧化。
放电时，反应反向进行，金属氢化物中的氢离子被电流还原成氧化镍水合物，同时正极的氧化镍水合物中的氢离子被氧离子氧化。
二、动力电池在电动汽车中的应用动力电池作为电动汽车的能源储存系统，在车辆中发挥着重要的作用。
1. 电池包组装动力电池由多个电池单元组成，这些电池单元会被组装成电池包，并安装在电动汽车的底盘上。
电池包的组装需要注意各个电池单元之间的配对和电池管理系统的安装。
合理的电池包组装可以提高整车的安全性和电池系统的效能。
2. 电池管理系统动力电池的管理非常重要，电池管理系统可以确保电池的安全性和性能。
它通过监测电池的温度、电流、电压等参数，来保证电池充放电过程的稳定和均衡。
在电动汽车行驶过程中，电池管理系统还可以预测电池的寿命和故障，并采取相应的措施进行保护。
3. 充电与续航动力电池决定了电动汽车的续航里程。
充电是电动汽车的重要环节，可以通过外部电源进行慢充或快充。
电动汽车的续航里程和充电速度直接影响了用户的使用体验。
4. 二次利用动力电池在达到一定的使用寿命后，虽然不再适合作为驱动电动汽车的主要能源储存系统，但仍可以继续作为储能系统，用于存储风能、太阳能等电力资源，实现电网储能和调峰填谷。
动力电池基础及电动汽车安全要求培训
容量和放电温度的关系
二、动力电池和超级电容基本概念
比容量：
是指单位质量或单位体积所给出的电量，分别称
为质量比容量Cm或体积比容量Cv。
计算公式： Cm =C/m（Ah/kg）
Cv =C/v（Ah/L）
二、动力电池和超级电容基本概念
电池能量（Wh）：
1.定义：指电池储存的电量（能量）的多少，用Wh来表示 2.公式：能量（Wh）＝工作电压（V）×工作电流（A）×工作时间
池、聚合物锂离子电池、超级电容器、飞轮电池 其它电池（只能发电，不能储电） 燃料电池：氢氧燃料电池、直接甲醇燃料电池 太阳能电池：单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、
光敏化学太阳能电池
一、常用动力电池种类
锂电池分类
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。
放电时率×放电倍率＝1
C5—电池5小时率的容量，即电池5小时放电的全部容量。单位 Ah或mAh
0.5C---电池以0.5倍容量的电流放电 ,单位：A或mA
例如：某电池的额定容量为1Ah,用0.5C放电时的电流即为0.5A
二、动力电池和超级电容基本概念
SOC和DOD SOC（State of Charge ）－为荷电状态，表示电池剩余容量与总容 量的百分比。 DOD（Depth of Discharge ）－为放电深度，表示放电程度的一 种量度，为放电容量与总放电容量的百分比。放电深度的高低和二次电 池的寿命有很大的关系：放电深度越深，其寿命就越短。
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动力电池基础知识
动力电池PACK总成的系统组成：
1）动力电池模块；
2）结构系统；
3）电气系统；
4）热管理系统；
5）BMS；
动力电池PACK四大工艺：
1）装配工艺：通过螺栓、螺帽、扎带、卡箍、线束抛钉等连接件将五大系统连接到一起，构成一个总成。
2）气密性检测工艺：
1）热管理系统级的气密性检测；
2）PACK级的气密性检测；国际电工委员会（IEC）起草的防护等级系统中规定，动力电池PACK必须要达到IP67等级。
3）软件刷写工艺：软件刷写工艺就是将BMS控制策略以代码的形式刷入到BMS中的CMU 和BMU中，以在电池测试和使用过程中将采集的电池状态信息数据，由电子控制单元进行数据处理和分析，然后根据分析结果对系统内的相关功能模块发出控制指令，最终向外界传递信息。
4）电性能检测工艺：电性能检测分三个环节：
1）静态测试：绝缘检测、充电状态检测、快慢充测试等；
2）动态测试；通过恒定的大电流实现动力电池容量、能量、电池组一致性等参数的评价。
3）SOC调整：将电池PACK的SOC调整到出厂的SOC。
SOC: State Of Charge，通俗的将就是电池的剩余电量。
PACK装配工艺中最最最重要的技术：
1、连接方式其实有三种
1）用螺栓、螺帽将线束与继电器等核心零件连接；
2）用抛钉将线束和金属支架连接；
3）用卡扣将低压线束与模组连接
其中靠螺栓、螺帽拧紧连接是动力电池PACK装配过程中用到的最多的连接方式。
而拧紧技术也是装配中最最最重要的技术。
拧紧技术是很大的一个课题，本文先讲下拧紧技术的基础知识。
拧紧原理：螺栓插入被连接件，利用螺母或内螺纹拧紧使螺栓拉伸变形，这种弹性变形产生了轴向的拉力，将被夹零件挤压在了一起，称为预紧力，又称夹紧力。
高压线是动力电池PACK的“大动脉血管”，用来传输电流。
高压线与模组连接的螺栓若因为拧紧过程异常导致松动或者螺栓断裂，会导致电流无法输出，动力中断，汽车急停。
夹紧力是我们制造过程中想要得到的参数，但是在制造现场直接去测量力是很难操作的。
而扭矩（Torque）是很容易测量出的。
真正转化为加紧力的扭矩其实只有10%，90%的扭矩用于克服摩擦力。
即传说中的：50-40-10原则。
2、拧紧连接类型
首先讲下什么是贴合面和拧紧角度。
贴合面是指螺栓的法兰面与被紧固件接触的面；
拧紧角度是指螺栓从贴合面最终到达目标扭矩所旋转的角度。
根据螺栓的拧紧角度，我们可以将螺栓连接状态分为两大类。
1）硬连接
当拧紧角度＜30°时，称之为硬连接。
在PACK装配工艺中，绝大部分都是硬链接。
比如模组与托盘的连接，高压线束与继电器的连接。
2）软连接
当拧紧角度＞720°时，称之为软连接。
在PACK装配工艺中，只有很少的软连接。
最典型的就是笔者曾经负责的一款PACK装配工艺中，热管理系统中橡胶管与冷却板的进出水口用卡箍的连接（如下右图所示）。
在正常情况下，硬连接的静态扭矩要高于动态扭矩。
软连接的静态扭矩要低于动态扭矩，我们也称之为扭矩衰减。
注：动态扭矩：电动拧紧工具传感器在拧紧结束那一刻采集到的
扭矩峰值；
静态扭矩：拧紧结束5分钟以内，再用数显扭矩扳手绕螺栓原来的转动方向复拧一次所显示的扭矩值（螺栓转动角度不超过5°）。
”。