新能源汽車動力蓄應(yīng)用及維保淺析20221123

新能源汽車動力蓄應(yīng)用及維保淺析1主講人：張景濤

中通客車應(yīng)用工程部副部長、高級工程師

簡介：張景濤，男，1976年生，先后任職工藝電器底盤主管、電器處電器設(shè)計主管、電器處處長等，目前任應(yīng)用工程部副部長，主要從事汽車和新能源汽車研究開發(fā)，主要負責中通客車電器、底盤及車身新技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，擅長整車電子電器架構(gòu)搭建、整車控制邏輯開發(fā)、新能源客車機電耦合驅(qū)動系統(tǒng)技術(shù)、動力蓄電池關(guān)鍵匹配及其控制技術(shù)、智能網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)及高壓安全控制技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。2主講人簡介目錄新能源汽車動力蓄電池的發(fā)展現(xiàn)狀、分類及工作特性01動力蓄電池應(yīng)用情況，充電與換電模式優(yōu)缺點動力蓄電池使用及維保規(guī)范0203301新能源汽車動力蓄電池的發(fā)展現(xiàn)狀、分類及工作特性4前言5雙碳目標下，新能源汽車的發(fā)展進一步加速，成為汽車產(chǎn)業(yè)新的增長點。新能源汽車改變了傳統(tǒng)汽車的供應(yīng)體系，其核心技術(shù)包括3種：電機、電池和電控系統(tǒng)，而電池性能和成本直接決定新能源車的使用經(jīng)濟性。作為新能源汽車核心部件之一的動力蓄電池，隨新能源汽車行業(yè)的崛起迅速發(fā)展起來。目前多種動力蓄電池被應(yīng)用于新能源汽車之中，解決了最基本的安全問題、續(xù)航問題、充電問題，但是在這些方面依舊無法完全令人滿意，還有不小的探索發(fā)展空間，低成本、高效率、高壽命、高安全（三高一低）的動力蓄電池成為現(xiàn)在世界研究的重點。6新能源汽車產(chǎn)銷總體保持增長截至2022年6月底，全國汽車保有量3.1億輛，新能源汽車保有量達1001萬輛，占汽車總量的3.23%。2021年我國新能源汽車產(chǎn)量為327.8萬輛，銷量352.1萬輛，滲透率13.4%，2022年新能源汽車預(yù)計銷量500萬輛，滲透率接近20%。磷酸鐵鋰電池裝機呈現(xiàn)快速增長發(fā)展勢頭2022年1-10月，我國動力蓄電池累計裝機量224.2GWh,同比增長108.7%，實現(xiàn)翻番增長。其中三元電池裝機量累計87.9GWh,占總裝機量39%;磷酸鐵鋰電池裝機量累計135.9GWh,占總裝機量60%。1.1新能源汽車動力蓄電池的發(fā)展現(xiàn)狀乘用車為新能源汽車市場主體

2022前三季度新能源乘用車領(lǐng)域裝機約155.51GWh，同比增長111%，持續(xù)穩(wěn)步增長；新能源客車領(lǐng)域裝機5.16GWh，較去年同期基本持平；新能源重卡和機械領(lǐng)域裝機約11.10GWh，同比增長211%。2022年前10月國內(nèi)電池裝機量排名

1-10月裝機量主流企業(yè)的動力蓄電池企業(yè)分別為：寧德時代、比亞迪、中創(chuàng)新航、國軒高科、欣旺達、億緯鋰能、蜂巢能源等。7新能源汽車是通過各種新能源生成電力并以電池作為動力源的汽車。新能源汽車的動力蓄電池主要可劃分為化學電池、物理電池以及生物電池三大類?；瘜W電池：即能將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。主要部分包括電解質(zhì)溶液和浸入溶液的正負兩個電極。有的可經(jīng)充電復(fù)原而再使用，稱做蓄電池，如鉛蓄電池、鋰離子電池等，有的不可充電復(fù)原，稱做原電池，如干電池等。

物理電池：即借助物理能量生成電能的電池，如太陽能電池、超級電容器等。

生物電池：即基于生物化學反應(yīng)生成電能的電池，包括微生物電池、酶電池等。

鉛蓄電池超級電容電池太陽能電池生物電池1.2新能源汽車動力蓄電池分類8

動力蓄電池本身具有極高的電能以及輸出功率，完全能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃油汽車的動力裝置。新能源汽車動力蓄電池需要在電動勢、開路電壓、額定電壓、工作電壓、終止電壓、電池容量、內(nèi)阻、標稱能量、實際能量、比能量、能量密度、功率、容量效率、能量效率、自放電率、放電速率、放電深度、使用壽命等方面達到一定的指標要求，而且需要滿足比能量高、比功率大、充放電效率高、相對穩(wěn)定性好、使用成本低、安全性好等基本優(yōu)勢。1.2新能源汽車動力蓄電池分類鉛酸蓄電池：

鉛酸蓄電池早在1859年就已經(jīng)發(fā)明問世，總體來看，鉛酸蓄電池作為新能源汽車動力蓄電池具有電壓較高、價格低廉、高倍率放電性能好、高低溫性能好、電能效率超過60%、易于識別荷電狀態(tài)、價格低廉等，不過也有著比能量低、使用壽命短、充電時間長、存在重金屬污染等缺陷。因此鉛酸蓄電池并不適合作為電動轎車的動力蓄電池，而是多作為速度不高的車輛的動力蓄電池。鎳氫電池

鎳氫電池主要由正極、負極、極板、隔板、電解液等所組成。鎳氫電池放電時負極金屬氫化物會被氧化并生成金屬合金，而正極的則會被還原并生成氫氧化鎳。而在鎳氫電池充電時，其化學反應(yīng)則會反過來。鎳氫電池一般可根據(jù)形狀分為方形與圓形，其具有比功率高、循環(huán)次數(shù)多、無污染、耐過充過放、無記憶效應(yīng)、使用溫度范圍廣、安全性強等優(yōu)勢。9超級電容器

超級電容器作為一種電荷的儲存器，其能夠?qū)崿F(xiàn)快速充放電，同時比功率可高達1kw/kg，循環(huán)壽命可達10萬次以上，工作時無污染、無噪聲，質(zhì)量輕且體積小，穩(wěn)定性與安全性良好。超級電容器的容量小，無法單獨作為新能源汽車的動力蓄電池，往往只能作為輔助電源。

超級電容容器主要由集流體、電極、電解質(zhì)以及隔膜等幾部分組成，其中隔膜的作用和電池中隔膜的作用相同，將兩電極隔離開，防止電極間短路，允許離子通過。超級電容器儲能的基本原理是通過電解質(zhì)和電解液之間界面上電荷分離形成的雙電層電容來貯存電能。1.3新能源汽車不同類型動力蓄電池介紹鋰離子電池-應(yīng)用最為廣泛的動力蓄電池

鋰離子電池作為新型高能蓄電池，其本身具有電壓高、比能量高、充放電壽命長、無污染、充電速度快、安全性高等優(yōu)勢，較為適合作為新能源汽車的動力蓄電池。鋰元素作為原子相對質(zhì)量小、得失電子能力強、電子轉(zhuǎn)移比例高的元素，是僅次于氫元素的動力蓄電池能量載體。鋰離子電池充電效率極高，十分接近100%，同時不會造成環(huán)境污染，自放電率低，可實現(xiàn)快速充電，作為新能源汽車動力蓄電池十分合適。目前應(yīng)用最為廣泛的為：磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池鋰離子電池介紹10什么叫鋰離子電池

鋰離子電池是指Li+嵌入化合物為正、負極的二次電池（充電電池）。

正極采用鋰化合物：LiFePO4、LiMn2O4、LiCoO2等。

負極采用活性物質(zhì)為石墨，或近似石墨結(jié)構(gòu)的碳。

電解質(zhì)為溶解有六氟磷酸鋰的碳酸酯類溶劑。

隔膜是一種經(jīng)特殊成型的高分子薄膜，薄膜有微孔結(jié)構(gòu)，可以讓鋰離子自由通過，而電子不能通過。鋰離子電池分類

按外包裝材料分：鋁殼鋰電池、鋼殼鋰電池、軟包電池。

按正極材料分：鈷酸鋰、錳酸鋰、三元鋰、磷酸鐵鋰、鈦酸鋰等。

按用途分：普通電子消費類、動力蓄電池。

按性能特性分：高能量電池、高倍率電池等。

按外形分：方形鋰電池和圓柱形鋰電池。1.4新能源汽車動力蓄電池工作特性——鋰離子電池11以磷酸鐵鋰電池為例正極材料：LiFePO4負極材料：石墨1.4新能源汽車動力蓄電池工作特性——鋰離子電池鋰離子電池工作原理磷酸鐵鋰電池充電時，Li+從磷酸鐵鋰晶體面遷移到晶體表面，在電場力的作用下，進入電解液，穿過隔膜，再經(jīng)電解遷移到石墨烯的表面，然后嵌入石墨烯晶格中，與此同時，電子經(jīng)導(dǎo)電體流向正極的鋁箔電極，經(jīng)極耳、電池極柱、外電路、負極極柱、負極耳流向負極的銅箔集流體，再經(jīng)導(dǎo)電體到石墨負極，是負極的電荷達至平衡，鋰離子從磷酸鐵鋰脫嵌后，磷酸鐵鋰轉(zhuǎn)化成磷酸鐵。磷酸鐵鋰電池放電時，Li+從石墨晶體中脫嵌出來，進入電解液，穿過隔膜，再經(jīng)電解液遷移到磷酸鐵鋰晶體的表面，然后重新經(jīng)嵌入到磷酸鐵鋰的晶格內(nèi)。同時，電池經(jīng)導(dǎo)電體流向負極的銅箔集電極，經(jīng)極耳、電池負極柱、外電路、正極極柱、正極耳流向正極的銅箔集流體，再經(jīng)導(dǎo)電體到磷酸鐵鋰正極，使正極的電荷達到平衡狀態(tài)。121.4新能源汽車動力蓄電池工作特性——鋰離子電池鋰離子電芯封裝形式優(yōu)點：尺寸小巧，布置靈活；缺點：散熱差、熱管理要求高、壽命差，鉗口可靠性差；動力電芯封裝鋁殼硬殼軟包方形圓柱鋁殼鋼殼鋼殼優(yōu)點：壽命、安全性（頂蓋有多重安全裝置）、可靠性及散熱好，PACK成組效率高。缺點：需要開模，更適用于大容量。優(yōu)點：尺寸薄，布置靈活，電芯重量比能量高。缺點：適用于小容量方案，成組相對復(fù)雜。鋰離子電芯三大特性使用窗口寬但最佳窗口窄健康的工作窗口-嚴防過溫、過流、過壓跟人體一樣知冷知熱---“生命特性“工作窗口自放電、容量功率衰減、老化膨脹特性設(shè)計預(yù)見性要求非常高，長期可靠性是評價電池優(yōu)劣的標尺時間特性一致性包括：功率、容量、內(nèi)阻、工作窗口等一致性保證：設(shè)計&生產(chǎn)管控能力，使用環(huán)境與策略系統(tǒng)能力取決于最短板的電芯木桶理論正常趨勢異常跳水100%80%時間電池管理系統(tǒng)掌控131.4新能源汽車動力蓄電池工作特性——鋰離子電池鋰離子電芯三大特性-工作窗口工作溫度：工作溫度范圍：-30℃~60℃功率性能最佳溫度區(qū)間：25℃~40℃?zhèn)渥ⅲ涸囼炞C明，在零下20°C時，三元鋰電池能夠釋放70.14%的容量，而磷酸鐵鋰電池只能釋放54.94%的容量，現(xiàn)在溫度差異主要是通過采用熱管理方案彌補。區(qū)間內(nèi)溫度越低壽命越長。工作電壓：

LFP（2.5~3.65）NCM（2.8~4.2/4.3）電池跟人體一樣“知冷知熱”低溫&過流脈充---析鋰風險高溫&過壓---熱失控功率窗口也有老化過程14

此曲線為實驗室在不同溫度下，對電池進行循環(huán)壽命測試，在溫度25攝氏度、1C倍率充放循環(huán)500次，容量保持為92.6%，在溫度45攝氏度、1C倍率充放循環(huán)500次，容量保持為90.5%。1.4新能源汽車動力蓄電池工作特性——鋰離子電池鋰離子電芯三大特性-時間特性防止性能跳水：設(shè)計和制程工藝控制到位自放電（容器“漏水”）自放電差異

影響一致性

充電（可逆）時間能否保持長期性能，是電池好壞的分水嶺容量衰減（不可逆衰老）隨時間和充放電循環(huán)，容量不斷“縮水”高SOC、高溫存儲衰減快電芯膨脹正常趨勢異常跳水100%80%力/熱場分布151.4新能源汽車動力蓄電池工作特性——鋰離子電池22鋰離子電芯三大特性-木桶理論為防止電芯過壓、過流等，系統(tǒng)能力取決于

最短板

的電芯一致性包括：

SOC、容量、內(nèi)阻、溫度、衰減率、自放電率等一致性保證：設(shè)計布置&生產(chǎn)管控能力，使用環(huán)境溫度與策略狀態(tài)1：容量不一致危害：可用電量減少，續(xù)航能力下降顯示SOC不準確，車輛拋錨加速衰減乃至析鋰，安全可靠風險V

min電壓、SOC一致電壓、SOC一致拉開放電電流一致“水流大小”一致滿充狀態(tài)滿放狀態(tài)狀態(tài)2：SOC不一致工作狀態(tài)可用電量可用電量可用電量VmaxV

min1.4新能源汽車動力蓄電池工作特性——鋰離子電池鋰離子電池種類對比電池類別平臺電壓能量密度Wh/kg安全性壽命成本備注鈷酸鋰高3.7~230低中~800高抗過充性能差，不安全；且鈷有放射性，不環(huán)保；鈷是儲量少的貴重金屬，成本高。主要用于筆記本、數(shù)碼相機等電子產(chǎn)品。磷酸鐵鋰較高3.2~170高高~4000低電壓平臺很平，能量發(fā)揮好；儲量大便宜。幾乎無熱失控（熱失控溫度在800度以上），很安全。主要用于電動車、儲能等。鎳鈷錳酸鋰高3.7~240中較高~1000中電壓平臺斜率高，算法精度高；稀有金屬多。熱失控溫度200多度，需要多方面系統(tǒng)結(jié)合滿足安全性。主要用于電動汽車、工業(yè)、醫(yī)療設(shè)備等。錳酸鋰高3.9~130中較高~1500低克容量低，但壓實密度高，總體能量密度與鐵鋰相當；最大問題是較高溫度工作時易溶解且衰減快，摻雜和表面處理有所改善，但穩(wěn)定性、安全性不及鐵鋰。主要用于電動工具、醫(yī)療設(shè)備等。鈦酸鋰低2.2~80高高~15000高應(yīng)用問題：1）平臺電壓低，系統(tǒng)連接多；2）高溫脹氣問題；3）成本高。主要用于UPS、太陽能路燈等。17

不同技術(shù)路線的電芯，其具體參數(shù)并不完全相同。鋰電池具體包括：鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鈦酸鋰。1.4新能源汽車動力蓄電池工作特性——鋰離子電池NCM(三元鎳鈷錳)電芯VSLFP(磷酸鐵鋰)電芯安全性153.9

℃/s發(fā)生熱失控時，電芯會噴發(fā)火焰.NCM(鎳鈷錳)電芯熱失控情形LFP(磷酸鐵鋰)電芯熱失控情形LFP6.6

℃/s最大溫升速率熱失控時，電芯僅緩慢冒煙.

18NCM1.4新能源汽車動力蓄電池工作特性——鋰離子電池VS

LFP（磷酸鐵鋰)電芯熱失控時的穩(wěn)定性遠超過NCM(鎳鈷錳)電芯NCM(三元鎳鈷錳)

VS

LFP(磷酸鐵鋰)應(yīng)用對比NCM電池廣泛用于乘用車LFP電池廣泛用于商用車動力性/安全性

Pack能量密度高成組效率(90%)，pack能量密度與NCM相當成組效率低(65%)

，pack能量密度減弱電芯能量密度純電電芯能量密度:

175Wh/kg高于同行乃至部分NCM生命周期內(nèi)成本低NCM811-51Ah電芯能量密度:

214Wh/kgNCM333-37Ah電芯能量密度:

165Wh/kg

成本

環(huán)境適應(yīng)/電池壽命

安全性能高、可靠性高LFP

電芯結(jié)構(gòu)穩(wěn)定;

pack設(shè)計簡單,

成組成本低。電芯壽命長(8~15

years)能滿足商用車8~15年高頻使用要求

材料選擇應(yīng)根據(jù)其自身特性應(yīng)用在不同場合，LFP特性更適用于商用車！NCM VS LFP191.4新能源汽車動力蓄電池工作特性——鋰離子電池電芯電壓高達3.7V（磷酸鐵鋰3.2V）,電池輸出性能好電壓平臺高，動力性好耐低溫性能好，環(huán)境適應(yīng)性高冬季極端天氣，三元低溫環(huán)境充放電性能更好生命周期內(nèi)成本較高可回收性能貴金屬多，回收價值高可重復(fù)利用材料少，回收價值低20鈉離子電池鈉離子電池主要依靠鈉離子在正極和負極之間移動來工作，與鋰離子電池工作原理相似。在充放電過程中，Na+在兩個電極之間往返嵌入和脫出：充電時，Na+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負極；放電時則相反。與鋰離子電池相比，鈉離子電池具有的優(yōu)勢有：（1）鈉鹽原材料儲量豐富，價格低廉；（2）由于鈉鹽特性，允許使用低濃度電解液降低成本；（3）鈉離子不與鋁形成合金，負極可采用鋁箔作為集流體，降低重量10%左右；（4）由于鈉離子電池無過放電特性，允許鈉離子電池放電到零伏。鈉離子電池具有的劣勢有：（1）電池能量密度低，相同重量的電池，鈉離子電池續(xù)航里程只有三元鋰電池的67%。（2）循環(huán)壽命短，磷酸鐵鋰電池循環(huán)壽命6000次，三元鋰電池循環(huán)壽命3000次，而鈉離子電池的循環(huán)壽命只有1500次（3）鈉離子電池處于研發(fā)的初級階段，技術(shù)相對不成熟。1.5新能源汽車動力蓄電池發(fā)展方向燃料電池

燃料電池作為將燃料所具有化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的電池，其只需要通過氫氣與來自空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)并生成電能即可。在新能源汽車領(lǐng)域，燃料電池的應(yīng)用不僅能為汽車提供動力，還能像燃油汽車加油一樣快捷、方便地完成氫燃料的加注。不過目前燃料電池研發(fā)水平偏低，成本較為高昂，整個產(chǎn)業(yè)鏈不夠完善，存在上游純氫制備技術(shù)不成熟、大規(guī)模海水制氫技術(shù)待突破、氫的儲存運輸成本過高等問題，還需要不斷加以優(yōu)化和完善方能真正應(yīng)用到新能源汽車之中。02動力蓄電池應(yīng)用情況，充電與換電模式優(yōu)缺點21電動車電池系統(tǒng)組成電池系統(tǒng)構(gòu)成電池包構(gòu)成高壓盒構(gòu)成222.1新能源汽車動力蓄電池應(yīng)用情況電芯技術(shù)高安全可靠高能量密度長壽命快充功率成組技術(shù)成組效率熱管理安全可靠BMS技術(shù)精準控制功能安全數(shù)據(jù)采集核心算法安全可靠開發(fā)難易：單電芯

<電芯族一致性

<系統(tǒng)管理

<系統(tǒng)長期可靠性電池系統(tǒng)=人體模型電池=心臟結(jié)構(gòu)件=骨架高壓線束=動脈血管低壓線束=神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BMS=“大腦”鋰離子電池系統(tǒng)架構(gòu)23例：壽命、膨脹力可靠性2.1新能源汽車動力蓄電池應(yīng)用情況鋰離子電池管理系統(tǒng)2層BMS架構(gòu)BMUCSC#1CSC#2CSC#nBatteryModuleWakeupC-CANS-CAN/Signals充電低壓接口高壓接口到整車/充電機BatteryModuleBatteryModuleMSD(fuse)V/TV/TV/TS-BOXContactorsCSU/sensor與整車低壓接口A-CANBMU=BatteryManagement

Unit電池管理系統(tǒng)

CSC=Cellsupervision

circuit電芯信息采集系統(tǒng)CSU=CurrentSampling

Unit電流采集模塊S-BOX=SafetyBOXorSwitch

BOX高壓箱242.1新能源汽車動力蓄電池應(yīng)用情況電動車解決方案-乘用車、微卡、VAN25底盤正下方*一般以單包形式出現(xiàn)*覆蓋9~50kWh需求2.1新能源汽車動力蓄電池應(yīng)用情況電動車解決方案-輕卡/中卡底盤正下方一般要求寬度≤500mm車身兩側(cè)一般要求寬度≤500mm車頭后部尺寸要求較靈活*以1并-2并單包/多包串聯(lián)形式出現(xiàn)*輕卡滿足40~100kWh；中卡滿足80~160kWh電動車解決方案-重卡26*以多包并聯(lián)形式出現(xiàn)*滿足100~600kWh重卡駕駛與貨箱中間2.1新能源汽車動力蓄電池應(yīng)用情況底置車型底部&尾部頂置車型頂部&尾部*以多包串并聯(lián)形式出現(xiàn)*滿足100~500kWh電動車解決方案-大巴電池系統(tǒng)充電解決方案直流充電口交流充電口AC/DC電表、開關(guān)、控制、顯示交流整車交流動力電池系統(tǒng)直流車載充電機 直流AC/DC27電表、開關(guān)、控制、顯示交流充電樁快充慢充交流充電安全：包括電氣安全（防止過流、短路、觸電、帶載拔槍等）和功能安全（防止過充、帶槍開車等）；充電效率：充電樁的最大功率需要大于（或等于）電池需求功率，充電效率和車樁比確保營運效率；2.2新能源汽車動力蓄電池充電方案直流充電樁

直流充電樁，每支充電槍最大電流250A，持續(xù)電流200A；目前支持快充的大功率充電樁的2支充電槍是并聯(lián)關(guān)系。

充電樁輸出電壓一般最大750V；功率從60kw、120kw、150kw、200kw、250kw、300kw、350kw、380kw。雙槍直流大功率充電樁集電弓快充裝置28無線充電裝置2.2新能源汽車動力蓄電池充電方案29什么是換電

換電模式是將新能源汽車的電池進行更換，以滿足車主的續(xù)航需求，是一種將車和電池分離進行補能的模式。不同于充電樁充電模式，換電模式可以大大節(jié)省車主的補能時間。在安全性方面，換電相比充電具有一定的優(yōu)勢。此外，換電模式也可有效緩解電網(wǎng)負荷。換電站類型

目前換電站產(chǎn)品線按車型分為乘用車換電站和商用車換電站。乘用車換電站主要服務(wù)網(wǎng)約車、出租車和小型私家車應(yīng)用場景集中于城市端；商用車換電站主要服務(wù)混泥土攪拌車、自卸車、牽引車和牽引車等工程用車目前應(yīng)用場景集中于工地、高速公路等。換電模式乘用車商用車底盤換電分箱換電側(cè)方換電頂?shù)跏秸噯蝹?cè)整車雙側(cè)2.3新能源汽車動力蓄電池換電方案新能源動力蓄電池換電現(xiàn)狀30乘用車底盤換電成主流

目前乘用車換電站逐漸由早期技術(shù)探索時期的分箱換電和側(cè)方換電，逐漸向底盤換電技術(shù)統(tǒng)一。前兩者對汽車的結(jié)構(gòu)改造以及換電機器人有著更高的技術(shù)要求，2022年1月頭部鋰電寧德時代官宣了換電品牌Evogo，推出“巧克力”換電塊，使用底盤換電技術(shù)同時結(jié)合了分箱換電電池可拆分的優(yōu)點，用戶可以選擇攜帶的電池塊數(shù)量，有效減少了電池包重量帶來的能量損耗。商用車吊頂式換電成主流商用車換電站按照技術(shù)路線可以劃分為整體單側(cè)、吊頂式和整體雙側(cè)式換電站。吊頂式換電站利用柔性鋼索進行吊裝，對誤差具有較好的兼容性，因此也是最早商用化的重卡換電技術(shù)。雙側(cè)換式技術(shù)由于成本較高，目前國家電投新建換電站多為吊頂為主，同時利用單側(cè)換電技術(shù)開發(fā)了移動換電能源車，打通最后一公里換電問題，實現(xiàn)無縫換電。2.3新能源汽車動力蓄電池換電方案線束安裝梁高壓線束快換連接器快換架上蓋低壓線束快換鎖快換架本體高壓盒快換核心部件設(shè)計硬件架構(gòu)：在電池與車身之間增加快換連接支架，來適配整車，整車底盤基本無需改動；硬件核心技術(shù)：快換鎖體—臺架實驗3萬次，整車實際測試1.5萬次；快換連接器—臺架實驗2萬次，整車實際測試1

萬次。框架鎖體快換連接器312.3新能源汽車動力蓄電池換電方案乘用車換電方案

321

塊換電包3

塊換電包標準包換電：標準換電包及換電站實現(xiàn)不同級別，不同品牌車型的兼容，提高土地及社會資源的利用率。2.3新能源汽車動力蓄電池換電方案巧克力換電模塊面積小占用三個標準車位換電快換1塊電池1.5分鐘，雙包3分鐘兼容性兼容A0至C級純電平臺車型，物流車2

塊換電包乘用車換電站乘用車換電視頻332.3新能源汽車動力蓄電池換電方案重卡換電方案34

目前主流重卡換電技術(shù)路線為：將模組直接集成到車輛支架/底盤，系統(tǒng)體積利用率提升40%，水冷系統(tǒng)攻克了散熱難題，為換電重卡及工程機械電動化提速提供更優(yōu)解。較傳統(tǒng)電池包+車架/底盤的成組方式，體積利用率提升40%，重量減輕10%，增大了車輛載貨空間，提高載貨重量。2.3新能源汽車動力蓄電池換電方案1.

集裝箱車輛導(dǎo)引系統(tǒng)2.

電池更換系統(tǒng)5.

充電系統(tǒng)6.水冷系統(tǒng)7.控制室4，電池倉位3.

消防系統(tǒng)重卡換電視頻352.3新能源汽車動力蓄電池換電方案換電模式優(yōu)勢及劣勢36優(yōu)勢：1、補能效率高換電車型的補能效率可以和燃油車相媲美，解決了新能源汽車的里程焦慮；2、節(jié)約成本:動力蓄電池包是新能源汽車的主要成本降低；3、電池養(yǎng)護：新能源汽車在使用過程中時常會有過充過放的情況，換電站內(nèi)集成云端BMS(電池管理系統(tǒng))可以為電池包起到養(yǎng)護作用，有效延長電池壽命。劣勢：1、前期適配的車輛較少，需要和主機廠合作開發(fā)匹配的換電車型，規(guī)模較?。?、換電站設(shè)備需要投入大量的建設(shè)資金，單站設(shè)備的成本通常會達到數(shù)百萬，同時換電站還需投入更多的電池來做冗余確保車輛有電可換，加大了運營資金的壓力。2.4新能源汽車動力蓄電池充電與換電對比換電站產(chǎn)品優(yōu)勢高安全高兼容零安全風險：從電池安全，機械安全，高壓安全三個維度，實現(xiàn)換電站達到‘無人值守’級別安全程度。全面監(jiān)控：電池入倉全面監(jiān)控，故障電池及時報警并隔離沙箱；

電池定期體檢，隱患電池提早發(fā)現(xiàn)；自動處理：電池工廠級安全防護，集消防探測、預(yù)警、隔離、滅火全自動的安全防護體系；全面防護：整站采用A級防火材料，實現(xiàn)火災(zāi)不蔓延、不擴散。易推廣小型化易推廣：換電站占地面積約3個車位，占地面積小，多種站型適配不同場景，易于推廣。小型化設(shè)計：單倉40㎡，雙倉60

㎡

；場景化選型：多種站型配套開發(fā)，適合不同運營場景需求。兼容能力強：覆蓋市場90%以上從A00至B級車純電平臺車型，并兼容物流車、卡車。換電站兼容性：換電站柔性化設(shè)計，實現(xiàn)從軸距2400mm兼容到3100mmm；電池包兼容性：電池包靈活配置，滿足不用車型用戶需求；接口兼容性：通過換電支架適配性開發(fā)，車端無需更改，對客戶0影響。37站在用戶/換電站運營商/電池運營商角度出發(fā)，需在安全防護/智能化/成本/兼容性/模塊化/效率/可靠性等方面做到市場最優(yōu)。2.4新能源汽車動力蓄電池充電與換電對比03動力蓄電池使用及維保規(guī)范38術(shù)語解釋

39車輛狀態(tài)特性：正常運營車輛：指每天在運營并且充放電的車輛。機動運營車輛：指每月運營頻率不固定，無法保證每天充放電的車輛。久放不用車輛：指連續(xù)存儲時間超過15天的車輛。SOC：指電池剩余電量的比例。電池溫度特性：電池工作溫度：

-30℃～60℃存儲環(huán)境溫度：

-35℃～65℃最佳充放電溫度：

25℃～40℃維修開關(guān)：手動維護開關(guān)是一種用于手動切斷高壓線路，起到安全保護功能的橙色電器元件（見右圖）。相關(guān)人員在對車輛進行檢修作業(yè)前，需先斷開手動維護開關(guān)，檢修作業(yè)完成后，需確保手動維護開關(guān)安裝到位。3.1動力蓄電池的使用規(guī)范401、出車前檢查觀察車輛儀表盤，確認電池系統(tǒng)狀態(tài)正常，無異常報警信息。當SOC值小于30%時，電量較低，應(yīng)及時充電。2、正常運營車輛的使用要求每日累計充電電量，盡量不超過當前總電量的1.5倍。儀表盤提示電池需保養(yǎng)時，請盡快進行“電池保養(yǎng)”，使電池系統(tǒng)恢復(fù)到正常狀態(tài)。車輛每年至少做一次“電池保養(yǎng)”，防止造成電池損傷。純電動車型每三日至少做一次自動滿充電，混合動力車型不作此要求。夏季高溫天氣下，白天補電次數(shù)不超過2次，每次時間不超過30分鐘；若補電時間超過30分鐘，僅允許補電1次。以避免電池高溫影響到正常運營。當氣溫在0℃及以下，運營車輛收車后應(yīng)盡快充電，以防止電池溫度過低后充電時間延長，影響運營。3.1動力蓄電池的使用規(guī)范413、久放不用車輛的使用要求電池存放的最佳SOC區(qū)間：40%~80%。電池系統(tǒng)的存放環(huán)境要求通風、干燥、不受陽光直曬、不受雨淋、遠離熱源。車輛必須每三個月做一次“電池保養(yǎng)”，防止造成電池損傷。久放車輛首次使用前，為激活電池系統(tǒng)至少需要做一次"電池保養(yǎng)"，以恢復(fù)電池的性能到最佳狀態(tài)。4、電池保養(yǎng)的操作方法保養(yǎng)場地要求：寬敞平整安全，要有充電設(shè)備。保養(yǎng)操作流程：（1）調(diào)整電池電量（SOC）在25%~40%區(qū)間。（2）車輛停穩(wěn)，關(guān)閉電源（鑰匙擰至OFF檔)，然后啟動電源（鑰匙擰至ON檔，BMS不上高壓），關(guān)閉車載用電設(shè)備。（3）保持車輛通電狀態(tài)（鑰匙保持ON檔），靜置3小時以上，期間無需人工值守。（4）靜置結(jié)束后需進行一次滿充電。提

示執(zhí)行步驟三期間，不允許使用車輛或任何用電設(shè)備。若因運營時間緊張，無法滿足靜置時間要求?？蓪⒈ｐB(yǎng)操作拆分成2~3次執(zhí)行，并在一個月內(nèi)完成，需確保累計靜置時間符合要求。保養(yǎng)完成后，1個月內(nèi)如連續(xù)出現(xiàn)兩次以上提示電池需保養(yǎng)時，請聯(lián)系電池品牌售后部或服務(wù)站獲得幫助。3.1動力蓄電池的使用規(guī)范425、定期保養(yǎng)要求（1）每年夏季來臨前需對水冷機組至少做一次檢查，具體項目如下：檢查膨脹水箱的液位是否正常（應(yīng)保持2/3以上液位），若不足請補液，再通電查看水路循環(huán)是否正常。檢查機組風道入口處，是否有垃圾堵塞，若發(fā)現(xiàn)異物及時清理，并用干凈的抹布擦拭濾網(wǎng)。（2）為保障發(fā)揮電池最佳性能及使用安全，電池系統(tǒng)需每年至少做一次全面保養(yǎng)，具體項目如下：電池系統(tǒng)的高低壓線束及連接器有無擦傷、破損、松動。電池箱或高壓箱是否存在污泥、裂縫、變形、異味、鼓脹。電池箱的氣壓平衡閥或防爆閥外形有無損壞。電池箱、高壓箱與車架的連接是否牢固。提

示針對配備水冷機組的車型，在夏季高溫運行時，若發(fā)現(xiàn)電池平均溫度超過50℃，屬于異常情形，請按要求對水冷機組進行檢查。若故障仍無法解決，請聯(lián)系電池品牌售后部或服務(wù)站獲得幫助。提示執(zhí)行檢查動作前，為確保人身安全，請務(wù)必穿戴絕緣鞋、絕緣手套、防護目鏡等防護用品。如檢查發(fā)現(xiàn)異常，請聯(lián)系電池品牌售后部或服務(wù)站獲得幫助，切勿擅自維修。3.1動力蓄電池的使用規(guī)范43嚴禁人為對電池進行擠壓、刺穿、燃燒等破壞電池系統(tǒng)的行為。要求維修人員必須持有當?shù)貞?yīng)急管理局頒發(fā)的電工證才能進行維修作業(yè)。在清洗車輛時，應(yīng)避開高壓元器件，避免與水接觸后產(chǎn)生不良后果。

電池系統(tǒng)的工作環(huán)境應(yīng)無腐蝕性、爆炸性和破壞絕緣的氣體或?qū)щ妷m埃，并遠離熱源。嚴禁任何時候用雙手同時觸摸電池箱體的正負極柱。在操作和維護電池系統(tǒng)時需穿戴絕緣手套，嚴禁佩戴手表等金屬飾品。3.2動力蓄電池的維保規(guī)范整車動力蓄電池拆裝流程規(guī)范44SOC100%SOC18-22%3、拆前準備工作4、動力蓄電池拆除工作a、讀取整車電池數(shù)據(jù)，并保存；b、整車斷電，關(guān)閉儀表翹板開關(guān)及手撥開關(guān);c、拆除高壓配電箱MSD保險，車輛靜置15min；d、依次拆除電池保險，高、低壓、加熱線束，緊固螺栓等，并留存?zhèn)浜?；注；使用防水膠帶對線束接頭進行防護；e、液冷管路拆除；注：注意對冷卻液及液冷管路進行防護，避免雜質(zhì)混入；1、動力蓄電池安裝工作2、安裝后工作（1）需確保安裝車輛電池信息與高壓箱、BMS控制盒信息匹配性。（2）用上位機對車輛信息進行匹配處理，要求車輛能正常行駛。a、分別測量加熱回路1、2的電阻值是否為正常阻值，阻值正常后安裝高