新能源汽車(chē)動(dòng)力電池及管理系統(tǒng)檢修-項(xiàng)目二 動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)原理與檢修

動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)原理與檢修項(xiàng)目二任務(wù)1動(dòng)力電池基本認(rèn)知一、動(dòng)力電池類(lèi)型（一）按照電池的工作性質(zhì)及使用特征二次電池也稱(chēng)為充電電池或蓄電池,是可重復(fù)進(jìn)行充電、放電使用的電池。儲(chǔ)備電池是正、負(fù)極活性物質(zhì)不與電解液直接接觸的電池，需要在使用前臨時(shí)注入電解液或用其他方法使電池激活。燃料電池是一種將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置，只要有活性物質(zhì)連續(xù)注入，這種電池就能長(zhǎng)期不斷地進(jìn)行放電。二次電池儲(chǔ)備電池燃料電池一次電池也稱(chēng)為原電池或干電池，只能進(jìn)行一次放電，不能進(jìn)行充電再利用，放電后電池只能被遺棄。一次電池（二）按照電池的應(yīng)用原理物理電池是利用光、熱、物理吸附等物理能量發(fā)電的電池，如太陽(yáng)能電池、超級(jí)電容和超高速飛輪電池等生物電池是利用生物化學(xué)反應(yīng)發(fā)電的電池。如微生物電池、酶電池、生物太陽(yáng)電池等物理電池生物電池化學(xué)電池是利用物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)發(fā)電的電池，主要由電解質(zhì)溶液、浸在溶液中的正負(fù)電極和連接電極的導(dǎo)線組成?；瘜W(xué)電池一、動(dòng)力電池類(lèi)型（三）按照電池所用正負(fù)極材料鋅系列電池以金屬鋅為負(fù)極材料的化學(xué)電源稱(chēng)為鋅系列電池鎳系列電池鉛系列電池鋰系列電池二氧化錳系列電池空氣(氧氣)系列電池是堿性電池這種電池是以氫氧化鉀(KOH)等堿性水溶液為電解液的二次電池的總稱(chēng)主要指鉛酸電池，是一種以鉛及其氧化物作為電極、以硫酸溶液作為電解液的蓄電池可分為鋰金屬電池和鋰離子電池兩類(lèi)是以鋅、鎂、鋰等金屬為負(fù)極、二氧化錳為正極的電池系列是新一代綠色二次電池的代表之一，包括鋅空氣電池、鋁空氣電池、鋰空氣電池和鎂空氣電池等，具有成本低、無(wú)毒、無(wú)污染、比功率高、比能量高等優(yōu)點(diǎn),是替代傳統(tǒng)電池的理想產(chǎn)品一、動(dòng)力電池類(lèi)型二、動(dòng)力電池基本參數(shù)作為表征動(dòng)力電池性能的參數(shù)，主要包括：電池的技術(shù)參數(shù)關(guān)系到整車(chē)的續(xù)駛里程、加速和爬坡等主要性能。電壓參數(shù)、容量參數(shù)、內(nèi)阻、能量參數(shù)、功率參數(shù)、充電參數(shù)、放電參數(shù)、壽命參數(shù)、利用率、記憶效應(yīng)、荷電狀態(tài)、化成等。（一）電壓參數(shù)電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)是反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)換成電能的物理量，電動(dòng)勢(shì)使電源兩端產(chǎn)生電壓。開(kāi)路電壓開(kāi)路電壓是指在開(kāi)路即斷路狀態(tài)下,電池的正極電極電位與負(fù)極電極電位之差。額定電壓額定電壓也稱(chēng)公稱(chēng)電壓或標(biāo)稱(chēng)電壓，是指在規(guī)定條件下電池工作的標(biāo)準(zhǔn)電壓。二、動(dòng)力電池基本參數(shù)工作電壓是指電池在接通負(fù)載放電過(guò)程中所顯示出的電壓，又稱(chēng)負(fù)荷(載)電壓或放電電壓。放電終止電壓也稱(chēng)為放電截止電壓，是指電池在放電時(shí)，電壓下降到不宜再繼續(xù)放電的最低工作電壓值。二、動(dòng)力電池基本參數(shù)（一）電壓參數(shù)（二）容量參數(shù)理論容量是假定全部活性物質(zhì)參加電池的成流反應(yīng)所能提供的電量。電池在一定的放電條件下所能放出的電量稱(chēng)為電池容量，以符號(hào)C表示,其單位常用A·h或mA·h表示。額定容量即按照國(guó)家或有關(guān)部門(mén)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，保證電池在一定的放電條件(如溫度、放電率、終止電壓等)下放出的最低限度容量。實(shí)際容量是指在實(shí)際應(yīng)用情況下電池放出的電量，它等于放電電流與放電時(shí)間的積分。剩余容量剩余容量是指在一定放電倍率下放電后，電池剩余的可用容量。二、動(dòng)力電池基本參數(shù)（三）內(nèi)阻電流通過(guò)電池內(nèi)部時(shí)會(huì)受到阻礙，使電池的工作電壓降低，該阻礙作用的大小稱(chēng)為電池內(nèi)阻。由于內(nèi)阻的存在，當(dāng)電池放電時(shí)，電流經(jīng)過(guò)內(nèi)阻要產(chǎn)生熱量,消耗能量。電流越大，消耗能量越多。所以內(nèi)阻越小，電池的性能越好，不僅電池的實(shí)際工作電壓高，消耗在內(nèi)阻上的能量也少。二、動(dòng)力電池基本參數(shù)電池內(nèi)阻（四）能量參數(shù)電流通過(guò)電池內(nèi)部時(shí)會(huì)受到阻礙，使電池的工作電壓降低，該阻礙作用的大小稱(chēng)為電池內(nèi)阻。電池的能量是指在一定放電制度下，電池所能釋放出的能量，通常用W·h或kW·h表示。電池能量(W·h)=額定電壓(V)×工作電流(A)×工作時(shí)間(h)。電池能量二、動(dòng)力電池基本參數(shù)電流通過(guò)電池內(nèi)部時(shí)會(huì)受到阻礙，使電池的工作電壓降低，該阻礙作用的大小稱(chēng)為電池內(nèi)阻。能量密度又稱(chēng)為比能量，是指單位質(zhì)量或體積所能釋放的能量，即質(zhì)量比能量或體積比能量。通常用體積能量密度(W·h/L)或質(zhì)量能量密度(W·h/kg)表示。能量密度（四）能量參數(shù)二、動(dòng)力電池基本參數(shù)（五）功率參數(shù)電池功率是指在一定的放電制度下，單位時(shí)間內(nèi)電池輸出的能量，單位為W或kW。能量密度單位質(zhì)量或單位體積電池輸出的功率稱(chēng)為功率密度，又稱(chēng)比功率，單位為kW/kg或W/g。比功率二、動(dòng)力電池基本參數(shù)（六）充電參數(shù)涓流充電浮充電過(guò)充電充電特性充電曲線恒流充電二、動(dòng)力電池基本參數(shù)充電恒壓充電（七）放電參數(shù)01放電02放電特性03放電曲線04放電容量05放電速率06放電深度07深度放電08持續(xù)放電時(shí)間09過(guò)放電10放電平臺(tái)11自放電12自放電率13放電制度二、動(dòng)力電池基本參數(shù)（八）壽命參數(shù)在一定條件下，將充電電池進(jìn)行反復(fù)充放電，當(dāng)容量等電池性能達(dá)到規(guī)定的要求以下時(shí)所能發(fā)生的充放電次數(shù)稱(chēng)為循環(huán)壽命。循環(huán)壽命日歷壽命存儲(chǔ)壽命電池在沒(méi)有負(fù)荷的一定條件下進(jìn)行放置，直到達(dá)到規(guī)定的性能劣化程度所能放置的時(shí)間稱(chēng)為存儲(chǔ)壽命。電池在使用及擱置條件下達(dá)到規(guī)定的性能劣化程度時(shí)所需要的時(shí)間稱(chēng)為日歷壽命二、動(dòng)力電池基本參數(shù)

（九）利用率實(shí)際放電容量與理論容量的百分比稱(chēng)為利用率。

（十）記憶效應(yīng)電池長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)受特定的工作循環(huán)后，自動(dòng)保持這一特定的電性能傾向，稱(chēng)為記憶效應(yīng)。

（十一）荷電狀態(tài)電池荷電狀態(tài)（state

of

charge，SOC）要參數(shù)。用于描述電池的剩余電量，是電池使用過(guò)程中的重要參數(shù)。

（十二）化成電池制成后，通過(guò)一定的充放電方式將其內(nèi)部正負(fù)極活性物質(zhì)激活，以改善電池的充放電性能及自放電、儲(chǔ)存等綜合性能的過(guò)程稱(chēng)為化成。二、動(dòng)力電池基本參數(shù)（一）動(dòng)力電池要求動(dòng)力電池是為混合動(dòng)力汽車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)提供動(dòng)力的電池，其最重要的特點(diǎn)就是高功率和高能量。適應(yīng)車(chē)輛運(yùn)行環(huán)境安全可靠充電技術(shù)成熟、時(shí)間短比功率大連續(xù)放電率高自放電率低比能量高壽命長(zhǎng)，免維護(hù)三、新能源汽車(chē)動(dòng)力電池要求及性能參數(shù)三、新能源汽車(chē)動(dòng)力電池要求及性能參數(shù)（二）動(dòng)力電池包性能參數(shù)

影響新能源汽車(chē)使用的動(dòng)力電池包的參數(shù)主要有：額定容量額定電壓能量密度功率密度健康度(SOH)荷電狀態(tài)(SOC)循環(huán)壽命成本三、新能源汽車(chē)動(dòng)力電池要求及性能參數(shù)任務(wù)2動(dòng)力電池基本組成與原理（一）鋰離子動(dòng)力電池類(lèi)型一、鋰離子動(dòng)力電池基本組成與基本原理液態(tài)鋰離子電池根據(jù)電池所用電解質(zhì)材料不同分類(lèi)聚合物鋰離子電池磷酸鐵鋰電池根據(jù)電池正極所用材料不同分類(lèi)錳酸鋰電池鈷酸鋰電池三元鋰電池嵌入型負(fù)極材料鋰離子電池根據(jù)電池負(fù)極所用材料不同分類(lèi)合金化型負(fù)極材料鋰離子電池轉(zhuǎn)化型負(fù)極材料鋰離子電池鈦酸鋰負(fù)極材料鋰離子電池（二）鋰離子動(dòng)力電池基本組成與原理一、鋰離子動(dòng)力電池基本組成與基本原理鋰離子動(dòng)力電池的單體電池根據(jù)結(jié)構(gòu)不同有方形電池和圓柱形電池,每種結(jié)構(gòu)形式的單體電池都主要由正極、負(fù)極、電解質(zhì)、隔膜和殼體等部件組成。鋰離子動(dòng)力電池根據(jù)生產(chǎn)要求和項(xiàng)目具體的需求不同，單體電池還有安全閥、絕緣層、密封圈和頂部蓋板等部件一、鋰離子動(dòng)力電池基本組成與基本原理

1、三元鋰電池組成和工作原理三元鋰電池，也稱(chēng)為三元聚合物鋰電池，是指正極使用三元材料制造的鋰電池。（1）三元鋰電池組成正極電解質(zhì)隔膜電池外殼負(fù)極（二）鋰離子動(dòng)力電池基本組成與原理一、鋰離子動(dòng)力電池基本組成與基本原理

三元鋰電池組成和工作原理（2）三元鋰電池工作原理充電過(guò)程三元鋰電池工作過(guò)程中，Li+可逆地在兩個(gè)電極之間反復(fù)嵌入與脫嵌,具體工作過(guò)程如下：充電電路開(kāi)關(guān)閉合后，在外部電壓作用下，三元鋰電池從正極鎳鈷錳酸鋰的金屬化合物中，分離出鋰離子和電子。正極上發(fā)生的反應(yīng)為:負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為:（二）鋰離子動(dòng)力電池基本組成與原理一、鋰離子動(dòng)力電池基本組成與基本原理

三元鋰電池組成和工作原理（2）三元鋰電池工作原理放電過(guò)程負(fù)載電路開(kāi)關(guān)閉合后，在三元鋰電池正負(fù)極板電位差的作用下，電子和鋰離子從石墨負(fù)極脫出。正極上發(fā)生的反應(yīng)為:負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為:（二）鋰離子動(dòng)力電池基本組成與原理一、鋰離子動(dòng)力電池基本組成與基本原理

2、磷酸鐵鋰電池組成和工作原理（1）磷酸鐵鋰電池組成正極材料負(fù)極材料聚合物隔膜電解質(zhì)殼體（二）鋰離子動(dòng)力電池基本組成與原理一、鋰離子動(dòng)力電池基本組成與基本原理

2、磷酸鐵鋰電池組成和工作原理（2）磷酸鐵鋰電池工作原理（二）鋰離子動(dòng)力電池基本組成與原理充電過(guò)程在充電過(guò)程中，充電電路開(kāi)關(guān)閉合后,在外部電壓的作用下，磷酸鐵鋰電池從正極金屬化合物中分離出電子和鋰離子，電子在外電場(chǎng)作用下，從正極板流經(jīng)外部電路到達(dá)負(fù)極的碳素材料層，電極板內(nèi)部的鋰離子向正極板表面運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入電解質(zhì)，并沿著電解質(zhì)穿過(guò)隔膜，運(yùn)動(dòng)到負(fù)極與從外電路過(guò)來(lái)的電子結(jié)合，形成局部電路中性嵌入到負(fù)極的碳素材料層的間隙中。一、鋰離子動(dòng)力電池基本組成與基本原理

2、磷酸鐵鋰電池組成和工作原理（2）磷酸鐵鋰電池工作原理（二）鋰離子動(dòng)力電池基本組成與原理放電過(guò)程在放電過(guò)程中，負(fù)載電路開(kāi)關(guān)閉合后,在磷酸鐵鋰電池正負(fù)極板電位差的作用下，電子和鋰離子從負(fù)極的碳素材料層脫出，電子從負(fù)極的碳素材料層經(jīng)過(guò)負(fù)載回到電池正極，鋰離子從負(fù)極的碳素材料層脫離進(jìn)入電解液，穿過(guò)隔膜移動(dòng)到電池正極板，與電子結(jié)合，最終回到正極金屬化合物的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)中。一、鋰離子動(dòng)力電池基本組成與基本原理（三）鋰離子動(dòng)力電池特點(diǎn)及應(yīng)用

1、特點(diǎn)①單體電池工作電壓高達(dá)3.7V，是鎳氫電池的3倍、鉛酸電池的2倍。②比能量高達(dá)150W·h/kg，是鎳氫電池的2倍、鉛酸電池的4倍。③能量密度高達(dá)400W·h/L，相同能量情況下體積是鉛酸電池的1/3~1/2。④循環(huán)壽命長(zhǎng)，循環(huán)次數(shù)可達(dá)1000~2000次。⑤自放電率低，每月不到10%。⑥無(wú)記憶效應(yīng)，充電前不必像鎳鎘電池一樣需要完全放電，可以隨時(shí)隨地進(jìn)行充電。鋰離子電池的優(yōu)越性能鋰離子電池的不足①成本高。②必須有特殊的保護(hù)電路,以防止過(guò)充電。一、鋰離子動(dòng)力電池基本組成與基本原理（三）鋰離子動(dòng)力電池特點(diǎn)及應(yīng)用

2、應(yīng)用●

早在2007年，鋰離子動(dòng)力電池的產(chǎn)量就有約為9萬(wàn)組，以配套電動(dòng)自行車(chē)出口為主，國(guó)內(nèi)銷(xiāo)售量占總銷(xiāo)售量的10%。●

在電動(dòng)汽車(chē)方面，國(guó)內(nèi)眾多汽車(chē)研制和生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)發(fā)的電動(dòng)汽車(chē)半數(shù)以上車(chē)型采用了鋰離子電池，并且應(yīng)用范圍有逐步擴(kuò)大的趨勢(shì)。二、其他類(lèi)型動(dòng)力電池基本組成與基本原理（一）鉛酸電池鉛酸蓄電池的外形雖然各異，但主要構(gòu)成部件相似，都由正負(fù)極板、隔板、電解液、溢氣閥、外殼等部分組成。鉛酸電池基本組成二、其他類(lèi)型動(dòng)力電池基本組成與基本原理（一）鉛酸電池鉛酸電池的工作過(guò)程就是化學(xué)能與電能之間的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程。鉛酸電池基本原理鉛酸蓄電池在充放電時(shí)總的化學(xué)反應(yīng)式為:二、其他類(lèi)型動(dòng)力電池基本組成與基本原理（一）鉛酸電池①原料容易得到而且價(jià)格便宜、技術(shù)成熟、生產(chǎn)方便、產(chǎn)品一致性好。②比功率高。③浮充電（恒壓小電流充電，可防止電池自放電）壽命長(zhǎng)。④使用安全。⑤再生率高。鉛酸電池的優(yōu)點(diǎn)鉛酸電池的缺點(diǎn)①比能量低。②循環(huán)壽命短。③自放電，過(guò)充電時(shí)有大量氣體產(chǎn)生。④供電不穩(wěn)定。⑤污染嚴(yán)重。二、其他類(lèi)型動(dòng)力電池基本組成與基本原理（一）鉛酸電池鉛酸電池應(yīng)用鉛酸電池發(fā)明100多年來(lái)，廣泛應(yīng)用于各工業(yè)領(lǐng)域，如汽車(chē)、摩托車(chē)的起動(dòng)、點(diǎn)火、照明（SLI電池）及通信行業(yè)，電力工業(yè)的后備電源，鐵路內(nèi)燃機(jī)車(chē)的牽引電池等。二、其他類(lèi)型動(dòng)力電池基本組成與基本原理（二）鎳氫電池鎳氫電池基本組成二、其他類(lèi)型動(dòng)力電池基本組成與基本原理（二）鎳氫電池①正極氫氧化鎳鎳氫電池正極的氫氧化鎳[Ni(OH)2]電極，被廣泛地應(yīng)用于Cd-Ni、Fe-Ni、Zn-Ni和MH-Ni等堿性蓄電池的正極活性物質(zhì)。②負(fù)極儲(chǔ)氫合金鎳氫電池負(fù)極儲(chǔ)氫合金具有很強(qiáng)的吸氫能力，在一定壓力條件下，能夠“吸收”大量氫氣，反應(yīng)生成金屬氫化物，同時(shí)放出熱量。③電解液鎳氫電池的電解液多采用氫氧化鉀(KOH)水溶液，并加入少量的氫氧化鋰(LiOH)。④隔膜隔膜是電池正負(fù)極之間的隔離板，須具備良好的電絕緣性。隔膜在電解液中處于浸濕狀態(tài)，因此還需具有良好的耐堿性和透氣性。鎳氫電池結(jié)構(gòu)特點(diǎn)二、其他類(lèi)型動(dòng)力電池基本組成與基本原理（二）鎳氫電池鎳氫電池基本原理（1）鎳氫電池電極反應(yīng)原理負(fù)極反應(yīng)式：正極反應(yīng)式：電池反應(yīng)式:二、其他類(lèi)型動(dòng)力電池基本組成與基本原理（二）鎳氫電池鎳氫電池基本原理（2）鎳氫電池工作原理鎳氫電池放電時(shí)，正極上NiOOH得到電子還原成為Ni(OH)2，負(fù)極金屬氰化物(MHχ)內(nèi)部的氫原子擴(kuò)散到表面形成吸附態(tài)氫原子，接著再發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)生成水和儲(chǔ)氫合金。鎳氫電池充電時(shí)，正極上的Ni(OH)2轉(zhuǎn)變?yōu)镹iOOH。由于質(zhì)子在NiOOH/Ni(OH)2中的擴(kuò)散系數(shù)小，是氫氧化鎳電極充電過(guò)程的控制步驟。二、其他類(lèi)型動(dòng)力電池基本組成與基本原理（二）鎳氫電池①功率性能好②低溫性能好③循環(huán)壽命長(zhǎng)④無(wú)污染鎳氫電池的優(yōu)點(diǎn)鎳氫電池的缺點(diǎn)①蓄電池的熱效應(yīng)②蓄電池比能量較低③標(biāo)稱(chēng)電壓低⑤耐過(guò)充電和過(guò)放電⑥應(yīng)用比較成熟⑦管理系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單⑧具有較高的回收價(jià)值④高溫充電性能差⑤

自放電率大⑥材料成本高二、其他類(lèi)型動(dòng)力電池基本組成與基本原理（二）鎳氫電池鎳氫電池應(yīng)用由于鎳氫電池滿足混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)高功率密度的要求，該類(lèi)電池目前在混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)尤其是在日系車(chē)型中應(yīng)用廣泛，如豐田凱美瑞混合動(dòng)力車(chē)、普銳斯、雷克薩斯CT200、本田思域等。二、其他類(lèi)型動(dòng)力電池基本組成與基本原理（三）鋅空氣電池鋅空氣電池結(jié)構(gòu)主要由正電極（空氣電極）、負(fù)電極、隔膜和電解液等組成。鋅空氣電池基本組成二、其他類(lèi)型動(dòng)力電池基本組成與基本原理（三）鋅空氣電池鋅空氣電池以空氣中的氧作為正極活性物質(zhì)，金屬鋅或鋅合金作為負(fù)極活性物質(zhì)，多孔活性炭作為正極,鉑或其他材料作為催化劑，使用堿性電解質(zhì)。鋅空氣電池基本原理電池工作的化學(xué)反應(yīng)式如下：負(fù)極反應(yīng)式：正極反應(yīng)式：總電池反應(yīng)式：二、其他類(lèi)型動(dòng)力電池基本組成與基本原理（三）鋅空氣電池①容量大②能量密度高③價(jià)格低廉鋅空氣電池的優(yōu)點(diǎn)鋅空氣電池的缺點(diǎn)①防止電解液中水分的蒸發(fā)或電解液的吸潮②避免鋅電極的直接氧化③防止鋅枝晶的生長(zhǎng)④儲(chǔ)存壽命好⑤綠色環(huán)保④提高空氣電極催化劑活性⑤

控制電解液的碳酸化⑥解決電池的發(fā)熱和溫升問(wèn)題二、其他類(lèi)型動(dòng)力電池基本組成與基本原理（三）鋅空氣電池鋅空氣電池應(yīng)用1995年，以色列電燃料（ElectricFuel）有限公司首次將鋅空氣電池用于電動(dòng)汽車(chē)（ElectricVehide，EV）上，使得鋅空氣電池進(jìn)入了實(shí)用化階段。美國(guó)DreisbackElectromotive公司開(kāi)發(fā)的鋅空氣電池已在公共汽車(chē)和總重9t的貨車(chē)上使用，公共汽車(chē)可連續(xù)行駛10h左右，貨車(chē)最大續(xù)駛里程達(dá)113km。德國(guó)奔馳汽車(chē)公司的MB410型電動(dòng)廂式車(chē)，標(biāo)準(zhǔn)總質(zhì)量為4000kg，采用150kW·h的鋅空氣電池。瑞典斯德哥爾摩市的電動(dòng)車(chē)、電動(dòng)客車(chē)和電動(dòng)服務(wù)車(chē)輛采用大的鋅空氣電池，續(xù)駛里程為350~425km。二、其他類(lèi)型動(dòng)力電池基本組成與基本原理（四）飛輪電池飛輪電池主要由轉(zhuǎn)子（飛輪）、電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)、真空容器、磁懸浮軸承、軸、輔助軸承、電力電子裝置（電子控制電路）及輸入輸出設(shè)備和外殼等組成。飛輪電池基本組成二、其他類(lèi)型動(dòng)力電池基本組成與基本原理（四）飛輪電池充電時(shí)，飛輪電池中的電機(jī)以電動(dòng)機(jī)形式運(yùn)轉(zhuǎn)，在外電源的驅(qū)動(dòng)下，電帶動(dòng)飛輪高速旋轉(zhuǎn)，即用電給飛輪電池“充電”，增加飛輪的轉(zhuǎn)速;放電時(shí)，電機(jī)則以發(fā)電機(jī)狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)，在飛輪的帶動(dòng)下對(duì)外輸出電能，完成機(jī)械能（動(dòng)能）到電能的轉(zhuǎn)換。飛輪電池基本原理二、其他類(lèi)型動(dòng)力電池基本組成與基本原理（四）飛輪電池①能量密度高②能量轉(zhuǎn)換率高，對(duì)環(huán)境溫度沒(méi)有嚴(yán)格要求③工作溫度范圍寬飛輪電池的優(yōu)點(diǎn)飛輪電池的缺點(diǎn)①因?yàn)轱w輪實(shí)際轉(zhuǎn)速可達(dá)40000~50000r/min，一般金屬制成的飛輪無(wú)法承受這樣高的轉(zhuǎn)速，容易解體，所以飛輪一般都采用碳纖維制成，而制造飛輪的碳纖維材料目前成本比較高。④使用壽命長(zhǎng)⑤低損耗、低維護(hù)②飛輪一旦充電，就會(huì)不停轉(zhuǎn)動(dòng)下去，浪費(fèi)能量。二、其他類(lèi)型動(dòng)力電池基本組成與基本原理（四）飛輪電池飛輪電池應(yīng)用飛輪電池主要應(yīng)用在交通運(yùn)輸領(lǐng)域、航空航天領(lǐng)域、電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域等。二、其他類(lèi)型動(dòng)力電池基本組成與基本原理（五）超級(jí)電容超級(jí)電容器是由兩個(gè)彼此絕緣的平板型金屬電容板組成的,在兩塊電容板之間用絕緣材料隔開(kāi)。超級(jí)電容基本組成二、其他類(lèi)型動(dòng)力電池基本組成與基本原理當(dāng)電容器放電時(shí)，電壓降低，電場(chǎng)能量減小，電容器釋放能量，可釋放能量的最大值為E。當(dāng)電容元件充電時(shí)，電容元件上的電壓升高，電場(chǎng)能量增大，電容器從電源上獲得電能。超級(jí)電容基本原理（五）超級(jí)電容二、其他類(lèi)型動(dòng)力電池基本組成與基本原理①輸出功率密度高②極長(zhǎng)的充放電循環(huán)壽命③非常短的充電時(shí)間④妥善解決了儲(chǔ)能設(shè)備高比功率和高比能量

輸出之間的矛盾超級(jí)電容的優(yōu)點(diǎn)超級(jí)電容的缺點(diǎn)①線性放電②低能量密度③低電壓⑤儲(chǔ)存壽命極長(zhǎng)⑥高可靠性⑦工作溫度范圍寬④高自放電⑤價(jià)格高（五）超級(jí)電容二、其他類(lèi)型動(dòng)力電池基本組成與基本原理超級(jí)電容應(yīng)用超級(jí)電容器由于具有比功率高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、充放電時(shí)間短等優(yōu)勢(shì)，已成為理想的電動(dòng)車(chē)的電源之一。目前，世界各國(guó)爭(zhēng)相研究超級(jí)電容器，并越來(lái)越多地將其應(yīng)用到電動(dòng)車(chē)輛上。（五）超級(jí)電容二、其他類(lèi)型動(dòng)力電池基本組成與基本原理（六）燃料電池質(zhì)子交換膜燃料電池的單體電池主要由陽(yáng)極、陰極、質(zhì)子交換膜、陽(yáng)極催化層、陰極催化層和集流體等組成。燃料電池基本組成二、其他類(lèi)型動(dòng)力電池基本組成與基本原理質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)通常采用氫氣和氧氣(或空氣)作為反應(yīng)氣體。為了加快電化學(xué)反應(yīng)速率，氣體擴(kuò)散電極上都含有催化劑。它能將儲(chǔ)存燃料(H2)和氧化劑(O2)中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能，只要不斷地供給燃料和氧化劑，它就能不斷地輸出電能。燃料電池基本原理（六）燃料電池二、其他類(lèi)型動(dòng)力電池基本組成與基本原理①能量轉(zhuǎn)換效率高②無(wú)環(huán)境污染③使用壽命長(zhǎng)燃料電池的優(yōu)點(diǎn)燃料電池的缺點(diǎn)①造價(jià)偏高②反應(yīng)/起動(dòng)性能仍需提高③碳?xì)淙剂蠠o(wú)法直接利用④燃料多樣⑤比能量高④氫氣儲(chǔ)存技術(shù)⑤氫燃料基礎(chǔ)建設(shè)不足（六）燃料電池二、其他類(lèi)型動(dòng)力電池基本組成與基本原理燃料電池應(yīng)用燃料電池按所用原始燃料的類(lèi)型，大致分為氫燃料電池、甲烷燃料電池、甲醇燃料電池和汽油燃料電池。這里主要介紹氫燃料電池的應(yīng)用。（六）燃料電池殼牌氫氣公司與通用公司合作，于2005年初在北美華盛頓現(xiàn)有一零售汽油加油站投用了第一個(gè)充氫站，采用了空氣產(chǎn)品和化學(xué)品公司200系列液氫充裝技術(shù)。2014年，現(xiàn)代的TucsonFCV和豐田的Mirai這兩款氫燃料電池車(chē)型實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)并推向市場(chǎng)。2017年，奔馳推出世界首款插電式燃料電池技術(shù)量產(chǎn)車(chē)GLCFCellEQPower，續(xù)航里程達(dá)483km。2022年北京冬奧會(huì)示范運(yùn)行超1000輛氫燃料電池汽車(chē)，全國(guó)氫燃料電池汽車(chē)保有量超10000輛。任務(wù)3動(dòng)力電池包基本結(jié)構(gòu)與原理一、動(dòng)力電池包基本組成（一）單體電池結(jié)構(gòu)單體電池，又稱(chēng)為“單體電芯”，是電池系統(tǒng)的最小儲(chǔ)能單元，是一個(gè)基本的電化學(xué)的能源儲(chǔ)存裝置。構(gòu)型方式有圓柱形、方形和軟包三種。一、動(dòng)力電池包基本組成（一）單體電池結(jié)構(gòu)單體電池的外形雖不相同，但是其主要組成相同，都是由電極、電解質(zhì)、隔膜和外殼組成。一、動(dòng)力電池包基本組成（一）單體電池結(jié)構(gòu)

1、電極在單體電池中電極一般指與電解質(zhì)溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)的位置。電池正極正極材料導(dǎo)電劑導(dǎo)電劑黏接劑(PVDF)集流體電池負(fù)極石墨材料導(dǎo)電劑增稠劑(CMC)黏接劑(SBR)黏接劑(SBR)一、動(dòng)力電池包基本組成（一）單體電池結(jié)構(gòu)2、電解質(zhì)電解質(zhì)是單體電池中離子傳輸?shù)妮d體，位于單體電池正負(fù)極之間，具有離子導(dǎo)電性的介質(zhì)，它在電極發(fā)生反應(yīng)時(shí)應(yīng)具有較高的離子導(dǎo)電性，同時(shí)還必須對(duì)電子絕緣，以免在電池內(nèi)部發(fā)生自放電。電解質(zhì)的材料液體膠體固體酸性堿性一、動(dòng)力電池包基本組成（一）單體電池結(jié)構(gòu)3、隔膜隔膜是單體電池的重要組成部分，它是隔離正、負(fù)極板的微孔材料，常見(jiàn)的材料有木質(zhì)、微孔橡膠、微孔塑料、玻璃絲棉等。鋰電池隔膜主要是以聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)為主的微孔聚烯烴隔膜，這類(lèi)隔膜因其成本較低、力學(xué)性能良好、化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)異及電化學(xué)性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于鋰電池中。一、動(dòng)力電池包基本組成（一）單體電池結(jié)構(gòu)4、殼體殼體一般為鋼殼或者鋁殼，用來(lái)封裝單體電池，保護(hù)裸單體電池。隨著市場(chǎng)對(duì)能量密度追求的驅(qū)動(dòng)以及生產(chǎn)工藝的進(jìn)步，鋁殼逐漸成為主流，殼體外部涂有絕緣層。一、動(dòng)力電池包基本組成（二）電池模組電池模組主要由單體電池、電池采樣線、單體電池固定支架、銅排、殼體組成。電池模組基本組成電池模組由多個(gè)單體電池串、并聯(lián)而成，不同車(chē)型的電池模組的組成方式不同。電池模組組成方式一、動(dòng)力電池包基本組成（二）電池模組有部分車(chē)型中采用的電池模組組成方式是1P6S，即動(dòng)力電池包內(nèi)部的電池模組由6個(gè)單體電池串聯(lián)組成。還有一部分車(chē)型采用的電池模組組成方式是2P4S，即動(dòng)力電池包內(nèi)部的電池模組由8個(gè)單體電池組成，具體組成方式為2個(gè)單體電池并聯(lián)成一個(gè)單元，再將4個(gè)并聯(lián)單元串聯(lián)組成電池模組。除此之外，有部分純電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力電池包，內(nèi)部是沒(méi)有電池模組的，直接由單體電池串聯(lián)形成動(dòng)力電池包，如1P100S，即采用100個(gè)鋰單體電池串聯(lián)在一起組成了車(chē)輛的動(dòng)力電池包。一、動(dòng)力電池包基本組成（三）動(dòng)力電池組箱體是動(dòng)力電池的載體，除了具有承載并保護(hù)動(dòng)力電池組及其內(nèi)部的電氣元件的作用，基于動(dòng)力電池的特性還應(yīng)該具有幫助電池通風(fēng)散熱、絕緣與防水的作用。電池箱體1、動(dòng)力電池組箱體的性能要求碰撞安全性要求絕緣與防水性能要求通風(fēng)與散熱性能要求一、動(dòng)力電池包基本組成（三）動(dòng)力電池組箱體2、動(dòng)力電池組箱體的材質(zhì)相對(duì)于車(chē)體的其他部位而言,動(dòng)力電池一般位于汽車(chē)底部,運(yùn)行環(huán)境比較惡劣，箱體的材質(zhì)必須起到防水防塵并且抵御道路環(huán)境對(duì)它的侵蝕的作用。動(dòng)力電池箱體對(duì)材料的要求有高強(qiáng)度、輕量化以及優(yōu)良的耐蝕性。目前所有的材料中碳纖維在這三方面具有極大的優(yōu)勢(shì)。碳纖維強(qiáng)度比鋼材高，對(duì)酸堿鹽等化學(xué)物質(zhì)有著很好的耐受能力，抗沖擊吸振能力強(qiáng)，在遇到外界撞擊時(shí)安全性較高一、動(dòng)力電池包基本組成（三）動(dòng)力電池組箱體3、動(dòng)力電池箱體典型結(jié)構(gòu)固定隔板支撐板固定支架上下箱體一、動(dòng)力電池包基本組成（四）電池?zé)峁芾斫M件動(dòng)力電池包內(nèi)部的熱管理組件主要是動(dòng)力電池散熱板（冷卻管理）。動(dòng)力電池散熱板負(fù)責(zé)輸送冷卻液將動(dòng)力電池包的溫度控制在合理范圍以內(nèi)。動(dòng)力電池散熱板大多使用鋁合金材料，動(dòng)力電池散熱板之間的連接管路采用尼龍管并用快接頭連接。一、動(dòng)力電池包基本組成（五）高壓盒動(dòng)力電池包內(nèi)的高壓盒是動(dòng)力電池包的監(jiān)測(cè)和控制的集成體，主要由高壓繼電器、電流傳感器、預(yù)充電阻等組成。高壓繼電器也稱(chēng)為高壓接觸器，是一種電子控制器件，由控制系統(tǒng)（又稱(chēng)輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱(chēng)輸出回路）組成，通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中。一、動(dòng)力電池包基本組成（五）高壓盒電流傳感器電流傳感器是動(dòng)力電池包的電流檢測(cè)裝置，主要用于檢測(cè)動(dòng)力電池工作過(guò)程中的供電和充電電流，同時(shí)將檢測(cè)內(nèi)容送給電池管理單元(BMU)，作為電池管理系統(tǒng)判定動(dòng)力電池工作狀態(tài)是否正常的依據(jù)之一。一、動(dòng)力電池包基本組成（五）高壓盒一般電流傳感器檢測(cè)點(diǎn)在高壓主電路的正極繼電器或負(fù)極繼電器附近，通過(guò)檢測(cè)主正電路或主負(fù)電路附近的電流大小，通過(guò)通信電路送給電池控制單元(BMU)。位于高壓盒內(nèi)部的電流傳感器的位置如圖所示，這個(gè)傳感器檢測(cè)點(diǎn)為主負(fù)電路。一、動(dòng)力電池包基本組成（五）高壓盒預(yù)充電阻預(yù)充電阻其實(shí)就是一個(gè)電阻，它可以串聯(lián)在任意回路中起到分壓降流的作用。新能源汽車(chē)高壓電路一般都有預(yù)充電阻，它在高壓電路接通時(shí)串聯(lián)在電路中，以降低電路電流對(duì)動(dòng)力電池、高壓繼電器等元件的負(fù)面影響。PTC電阻鋁殼電阻水泥電阻一、動(dòng)力電池包基本組成（六）高低壓線束連接1、高壓線束及連接高壓連接線束主要是指將各電池模組連接成高壓回路的高壓連接線。高壓線束高壓銅排高壓線束的組成：連接器防護(hù)材料(保溫管、編制管)密封膠圈膠帶熱縮管安裝支架(或軋帶)標(biāo)簽高壓線束的特性：●

耐壓性●

絕緣性●

自屏蔽性一、動(dòng)力電池包基本組成（六）高低壓線束連接2、低壓線束及連接動(dòng)力電池包中的低壓線束及連接器承載著模組通信、模組采樣和電池管理系統(tǒng)(BMS)連接等功能。低壓線束模組通信線束低壓線束的組成：模組采樣線束電池管理系統(tǒng)(BMS)連接線束一、動(dòng)力電池包基本組成（七）高壓維修開(kāi)關(guān)高壓維修開(kāi)關(guān)高壓維修開(kāi)關(guān)是一種高壓、大電流機(jī)械式開(kāi)關(guān)，串接在整個(gè)動(dòng)力電池系統(tǒng)內(nèi)部，起到接通、斷開(kāi)動(dòng)力電池包內(nèi)部高壓電路的作用。高壓維修開(kāi)關(guān)總成包含：插座（接觸銅排、互鎖裝置）、插頭（熔斷器或銅排、互鎖裝置）和密封件等附屬件。維修開(kāi)關(guān)有著不同的名稱(chēng):●

手動(dòng)維修開(kāi)關(guān)（manualservicedisconnect，MSD）

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緊急維修開(kāi)關(guān)(emergencyserviceswitch，ESS)一、動(dòng)力電池包基本組成（七）高壓維修開(kāi)關(guān)1、高壓維修開(kāi)關(guān)的安裝位置MSD的安裝結(jié)構(gòu)一般分為前置安裝和后置安裝。行業(yè)內(nèi)大致的安裝位置是在箱體上便于拆裝操作的箱體頂端或側(cè)端，便于駕駛艙內(nèi)及駕駛艙外的應(yīng)急和維護(hù)操作。由于乘用車(chē)的安全等級(jí)較高，MSD必須安裝在車(chē)內(nèi)，在出現(xiàn)突發(fā)極端情況時(shí)，車(chē)內(nèi)駕乘人員可以快速地切斷高壓回路，避免人員財(cái)產(chǎn)安全損失。一、動(dòng)力電池包基本組成（七）高壓維修開(kāi)關(guān)2、高壓維修開(kāi)關(guān)的工作原理將MSD安裝在動(dòng)力電池包的主回路中，插頭內(nèi)置熔斷器或銅排，插頭和插座共同構(gòu)成高壓互鎖回路功能，若整車(chē)外部出現(xiàn)極端過(guò)電流及短路工況條件，內(nèi)置熔斷器切斷高壓回路；在維護(hù)整車(chē)高壓電路時(shí)，可手動(dòng)斷開(kāi)高壓維修開(kāi)關(guān)，當(dāng)拔下串聯(lián)在動(dòng)力電池模組中的維修開(kāi)關(guān)時(shí)，首先切斷了動(dòng)力電池組，同時(shí)也斷開(kāi)了高壓互鎖電路；BMU接收高壓互鎖斷路信號(hào)，并通過(guò)切斷高壓繼電器以迅速斷開(kāi)高壓電路，防止誤操作高壓上電?！瘛瘛褚?、動(dòng)力電池包基本組成（七）高壓維修開(kāi)關(guān)3、高壓維修開(kāi)關(guān)需要具備的關(guān)鍵功能IP等級(jí)IP防護(hù)高壓互鎖可直接手動(dòng)斷開(kāi)耐火性能一、動(dòng)力電池包基本組成（八）電池管理系統(tǒng)組件動(dòng)力電池包內(nèi)部的電池管理系統(tǒng)組件電池模組采樣線信息采集器電池管理單元（BMU）電池模組采樣線和信息采集器負(fù)責(zé)采集動(dòng)力電池包內(nèi)部信息電池管理單元（BMU）是電池管理系統(tǒng)的核心，主要作用是監(jiān)控動(dòng)力電池包或電池箱中單體電池的溫度和電壓狀態(tài)，估算其荷電狀態(tài)(SOC)和健康度(SOH)，對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電控制、均衡單體電池、電池系統(tǒng)高壓上電和下電控制，并實(shí)時(shí)估算動(dòng)力電池或電池箱的充放電功率，檢測(cè)高壓繼電器線圈和觸點(diǎn)的狀態(tài)二、動(dòng)力電池包形成若干電池模組動(dòng)力電池包的組成電氣系統(tǒng)熱管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)件電池管理系統(tǒng)(BMS)二、動(dòng)力電池包形成（一）動(dòng)力電池包形成方式電池模組構(gòu)成動(dòng)力電池包的方式按照要求將單體電池組裝成電池模組；其次，將組裝的電池模組安裝到相應(yīng)的電池箱體內(nèi)部，按照要求串聯(lián)各個(gè)電池模組的高低壓線束；最后按要求封裝。CTP技術(shù)目前CTP有兩種技術(shù)路線，一是采用完全無(wú)模組方式，二是大模組替代小模組的方式。完全無(wú)模組方式是指單體電池直接集成動(dòng)力電池包箱體內(nèi)部。比亞迪是完全無(wú)模組構(gòu)成動(dòng)力電池包技術(shù)方法的代表。大模組替代小模組的方式是指并不完全取消模組，而是把之前的小模組去掉側(cè)板，用扎帶連接起來(lái)，把模組做大，代表公司有特斯拉、寧德時(shí)代、蜂巢能源等。二、動(dòng)力電池包形成（二）動(dòng)力電池包形成過(guò)程動(dòng)力電池包形成過(guò)程即為動(dòng)力電池包的PACK過(guò)程，無(wú)論是單體電池形成動(dòng)力電池包的方式還是電池模組形成電池包的方式，動(dòng)力電池包的形成過(guò)程基本是相同的，都主要包括：動(dòng)力電池包裝配或組裝動(dòng)力電池系統(tǒng)程序刷寫(xiě)動(dòng)力電池包測(cè)試二、動(dòng)力電池包形成（二）動(dòng)力電池包形成過(guò)程1、單體—模組——電池包的形成過(guò)程（1）單體電池的分選對(duì)單體電池進(jìn)行分選，可以準(zhǔn)確、可靠地分選出參數(shù)一致的單體電池，以便將一致性好的單體電池組裝成電池模組或動(dòng)力電池包，保證所配對(duì)電池組的循環(huán)壽命以及充放電性能，使得電池組能夠安全、穩(wěn)定、高效地為用電設(shè)備供電，增加電池模組或動(dòng)力電池包的循環(huán)壽命和充放電性能，從而達(dá)到降低動(dòng)力電池成本的目的。二、動(dòng)力電池包形成（二）動(dòng)力電池包形成過(guò)程1、單體—模組——電池包的形成過(guò)程①電池模組成組數(shù)量電池模組開(kāi)發(fā)前要優(yōu)先確定模組中的單體電池?cái)?shù)量，通常會(huì)根據(jù)整車(chē)給予電池系統(tǒng)的空間來(lái)綜合考慮，然后再根據(jù)單個(gè)模組的重量來(lái)進(jìn)行限制。（2）電池模組的形成二、動(dòng)力電池包形成（二）動(dòng)力電池包形成過(guò)程1、單體—模組——電池包的形成過(guò)程（2）電池模組的形成結(jié)合表2-3-3各種分析數(shù)據(jù)，電池模組開(kāi)發(fā)中單體電池?cái)?shù)量確定為10個(gè)，成組后重量≤25kg。二、動(dòng)力電池包形成（二）動(dòng)力電池包形成過(guò)程1、單體—模組——電池包的形成過(guò)程②電池模組成組方式模組的成組結(jié)構(gòu)由成組數(shù)量和方式?jīng)Q定。電池模組中還包含了溫度采樣線束（含溫度傳感器）和電壓采樣線束，采樣線束最終集成在一個(gè)插件上。（2）電池模組的形成二、動(dòng)力電池包形成（二）動(dòng)力電池包形成過(guò)程1、單體—模組——電池包的形成過(guò)程③單體電池的連接方式根據(jù)常見(jiàn)的模組類(lèi)型,單體電池與導(dǎo)電母排的連接方式可以分成焊接、螺接和機(jī)械壓接三種形式。（2）電池模組的形成焊接螺接機(jī)械壓接二、動(dòng)力電池包形成（二）動(dòng)力電池包形成過(guò)程1、單體—模組——電池包的形成過(guò)程將電池模組按照順序擺放至動(dòng)力電池箱內(nèi)，然后將正負(fù)極接觸器、高壓連接開(kāi)關(guān)、低壓連接開(kāi)關(guān)、電腦采集模塊放置在規(guī)定位置。然后依次緊固電腦采集模塊、正負(fù)極接觸器、高壓連接開(kāi)關(guān)、低壓連接開(kāi)關(guān)的螺栓。（3）電池模組集成與封裝安裝電流傳感器、正負(fù)極接觸器至高壓連接開(kāi)關(guān)、正負(fù)極接觸器線束、高低壓線束、電池采集器及連接單體電池的采集線束。之后將高低壓線束連接至高壓盒。最后，安裝電池箱保護(hù)蓋和維修開(kāi)關(guān)，形成一個(gè)完成的動(dòng)力電池包。二、動(dòng)力電池包形成（二）動(dòng)力電池包形成過(guò)程1、單體—模組——電池包的形成過(guò)程（4）安裝電池管理系統(tǒng)(BMS)安裝電池管理單元(BMU)安裝低壓線束連接低壓線束（5）進(jìn)行充放電循環(huán)測(cè)試對(duì)電池的循環(huán)性能進(jìn)行測(cè)試時(shí)，主要需確定電池的充放電模式，周期性循環(huán)至電池容量下降到某一規(guī)定值時(shí)（通常為額定容量的80%），電池所經(jīng)歷的充放電次數(shù),或者對(duì)比循環(huán)相同周次后電池剩余容量，以此表征測(cè)試電池循環(huán)性能。二、動(dòng)力電池包形成（二）動(dòng)力電池包形成過(guò)程2、單體——電池包的形成過(guò)程單體電池分選（1）單體電池安裝與固定單體電池安裝信號(hào)采樣線安裝與固定按照規(guī)范要求安裝電池管理單元（BMU）至合適位置，并用螺栓或鉚釘固定。（2）電池管理單元（BMU）和信息采樣裝置安裝（3）電子輔助元器件安裝安裝動(dòng)力電池包的主正接觸器、主負(fù)接觸器、預(yù)充接觸器、電流傳感器、預(yù)充電阻等電子輔助元器件部件至規(guī)定位置，并用規(guī)定螺栓或鉚釘緊固。二、動(dòng)力電池包形成（三）動(dòng)力電池電量計(jì)算1、動(dòng)力電池包額定電壓是指電池在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件下工作時(shí)應(yīng)達(dá)到的電壓。計(jì)算公式為：2、動(dòng)力電池包容量是指電池所能夠儲(chǔ)存的電量多少，容量是電池電性能的重要指標(biāo)，它由電極的活性物質(zhì)決定。單位：容量用C表示，單位用A·h(安時(shí))或mA·h（毫安時(shí)）表示。計(jì)算公式為：二、動(dòng)力電池包形成（三）動(dòng)力電池電量計(jì)算3、動(dòng)力電池包總電量指電池儲(chǔ)存的能量的多少，單位為W·h或kW·h。計(jì)算公式為：4、動(dòng)力電池包比能是指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出的電能，單位分別是W·h/kg或W·h/L。計(jì)算公式為：三、動(dòng)力電池包基本原理（一）動(dòng)力電池包高壓電形成原理是由幾十甚至幾百個(gè)單體電池直接串聯(lián)連接或單體電池通過(guò)串并聯(lián)方式形成模組后又串聯(lián)連接構(gòu)成的，串聯(lián)連接可以提高電池電壓，并聯(lián)連接可以提高電池容量和電流。動(dòng)力電池包三、動(dòng)力電池包基本原理（二）動(dòng)力電池包供電原理當(dāng)動(dòng)力電池系統(tǒng)根據(jù)駕駛員的操作信號(hào)和動(dòng)力電池的狀態(tài)信號(hào)，判斷動(dòng)力電池需要供電時(shí)，電池管理系統(tǒng)控制動(dòng)力電池包內(nèi)部的主負(fù)繼電器和預(yù)充繼電器閉合，待預(yù)充電路的高壓主電路接通，即對(duì)主電路中的高壓電容器進(jìn)行預(yù)充電；當(dāng)預(yù)充電達(dá)到一定值時(shí)，電池管理系統(tǒng)控制主正繼電器閉合，高壓主電路接通，預(yù)充電路被短路的同時(shí)預(yù)充繼電器斷開(kāi)，動(dòng)力電池包的電經(jīng)主正繼電器和主負(fù)繼電器供出。四、動(dòng)力電池包主要部件檢測(cè)（一）單體電池檢測(cè)1、單體電池基本檢測(cè)檢查單體電池外觀是否有破損、鼓包及污損,若發(fā)現(xiàn)有破損或者是異常狀況應(yīng)立即停止車(chē)輛使用，并將車(chē)輛移至廠家指定維修站點(diǎn)。2、單體電池電氣檢測(cè)●

電壓檢測(cè)●

內(nèi)阻檢測(cè)四、動(dòng)力電池包主要部件檢測(cè)（二）電池模組檢測(cè)1、電池模組基本檢測(cè)檢查電池模組外觀，確認(rèn)模組支架是否破損、變形，電池固定是否可靠，若發(fā)現(xiàn)有破損或者是異常狀況應(yīng)立即停止車(chē)輛使用，并將車(chē)輛移至廠家指定維修站點(diǎn)。2、電池模組電氣檢測(cè)●

電壓檢測(cè)●

絕緣檢測(cè)四、動(dòng)力電池包主要部件檢測(cè)（三）維修開(kāi)關(guān)檢測(cè)1、維修開(kāi)關(guān)基本檢測(cè)2、維修開(kāi)關(guān)電氣檢測(cè)●

電阻檢測(cè)●

絕緣檢測(cè)●

整體外觀檢查●

維修開(kāi)關(guān)插頭檢查四、動(dòng)力電池包主要部件檢測(cè)（四）高壓連接條檢測(cè)1、高壓連接條基本檢測(cè)2、高壓連接條電氣檢測(cè)●

導(dǎo)通性檢測(cè)●

絕緣檢測(cè)檢查高壓連接條是否有裂紋、絕緣層是否有破損,若有,需及時(shí)進(jìn)行處理。四、動(dòng)力電池包主要部件檢測(cè)（五）高壓繼電器檢測(cè)1、高壓繼電器基本檢測(cè)2、高壓繼電器電氣檢測(cè)●

高壓繼電器靜態(tài)檢測(cè)●

高壓繼電器動(dòng)態(tài)檢測(cè)（1）目視檢查高壓繼電器外殼是否有破損或燒蝕痕跡。（2）目視檢查高壓繼電器插腳是否有燒蝕或斷裂。任務(wù)4典型動(dòng)力電池包構(gòu)造與檢修一、典型鋰離子動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)（一）典型磷酸鐵鋰動(dòng)力電池包磷酸鐵鋰電池是一種用磷酸鐵鋰材料作電池正極、石墨作電池負(fù)極,聚乙烯或聚丙烯材料制成的隔膜板，有機(jī)溶劑和鋰鹽制作的對(duì)人體組織具有腐蝕性的鋰離子電解質(zhì)，金屬材料密封外殼的鋰離子電池。一、典型鋰離子動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)（一）典型磷酸鐵鋰動(dòng)力電池包1、動(dòng)力電池包組成比亞迪E5的動(dòng)力電池位于整車(chē)底板下面比亞迪E5動(dòng)力電池包由電池模組、動(dòng)力電池包箱體、動(dòng)力電池輔助裝置、電池管理系統(tǒng)組件、電池散熱組件和高壓維修開(kāi)關(guān)等構(gòu)成。一、典型鋰離子動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)（一）典型磷酸鐵鋰動(dòng)力電池包比亞迪E5動(dòng)力電池包內(nèi)部由198個(gè)磷酸鐵鋰電池單體組合成，單體電池串聯(lián)形成13個(gè)電池模組,13個(gè)電池模組串聯(lián)連接。比亞迪E5動(dòng)力電池的動(dòng)力電池包箱體是由動(dòng)力電池包密封上蓋和下托盤(pán)組成。電池模組動(dòng)力電池包箱體一、典型鋰離子動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)（一）典型磷酸鐵鋰動(dòng)力電池包比亞迪E5動(dòng)力電池包內(nèi)部的電池輔助裝置主要由高壓連接片、低壓連接線纜和接觸器等組成。比亞迪E5動(dòng)力電池包內(nèi)部沒(méi)有電池管理器(BMC)。其內(nèi)部電池管理系統(tǒng)相關(guān)組件有電池采樣線和電池模組信息采集器(BIC)。動(dòng)力電池輔助裝置電池管理系統(tǒng)組件一、典型鋰離子動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)（一）典型磷酸鐵鋰動(dòng)力電池包比亞迪E5動(dòng)力電池包內(nèi)的散熱組件主要是散熱板和冷卻水管。比亞迪E5的高壓維修開(kāi)關(guān)位于中控臺(tái)儲(chǔ)物箱下部動(dòng)力電池的上部。電池散熱組件高壓維修開(kāi)關(guān)一、典型鋰離子動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)（一）典型磷酸鐵鋰動(dòng)力電池包2、動(dòng)力電池包特點(diǎn)比亞迪E5的電池管理器（BMC）位于動(dòng)力電池包外部，所以屬于外置電池控制單元的動(dòng)力電池系統(tǒng)，便于維修和更換。另外，在動(dòng)力電池包和電池管理器（BMC）之間需要布置合適的線束，用來(lái)傳輸動(dòng)力電池包內(nèi)部的信息采集器（BIC）采集到的相關(guān)溫度和電壓信號(hào)，其布線會(huì)相對(duì)復(fù)雜。一、典型鋰離子動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)（一）典型磷酸鐵鋰動(dòng)力電池包3、動(dòng)力電池包工作過(guò)程比亞迪E5動(dòng)力電池包是由198個(gè)額定電壓為3.2V、額定容量為65A·h的磷酸鐵鋰單體電池構(gòu)成13個(gè)電池模組，13個(gè)電池模組串聯(lián)形成的動(dòng)力電池包。動(dòng)力電池包高壓電的形成一、典型鋰離子動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)（一）典型磷酸鐵鋰動(dòng)力電池包動(dòng)力電池供電時(shí)，動(dòng)力電池系統(tǒng)根據(jù)駕駛員操作信號(hào)和動(dòng)力電池的狀態(tài)信息，電池管理系統(tǒng)的電池管理器(BMC)控制動(dòng)力電池包內(nèi)的負(fù)極接觸器、正極接觸器和位于高壓電控總成內(nèi)部的高壓配電箱內(nèi)的預(yù)充接觸器閉合，動(dòng)力電池預(yù)充電路導(dǎo)通。供電過(guò)程3、動(dòng)力電池包工作過(guò)程一、典型鋰離子動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)（一）典型磷酸鐵鋰動(dòng)力電池包比亞迪E5動(dòng)力電池包的充電過(guò)程包括充電過(guò)程能量回收過(guò)程交流充電過(guò)程直流充電過(guò)程3、動(dòng)力電池包工作過(guò)程一、典型鋰離子動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)（一）典型磷酸鐵鋰動(dòng)力電池包4、動(dòng)力電池包能量計(jì)算2018款比亞迪E5的動(dòng)力電池的額定電壓約633.6V，額定容量為65，A·h，總電量為42.47kW·h，計(jì)算過(guò)程如下：（1）動(dòng)力電池包電量計(jì)算。動(dòng)力電池包額定電壓計(jì)算公式為：（2）動(dòng)力電池包容量計(jì)算。動(dòng)力電池包容量是指電池儲(chǔ)存電量的多少（3）動(dòng)力電池包總電量。動(dòng)力電池包總電量指電池儲(chǔ)存的能量的多少一、典型鋰離子動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)（二）典型三元鋰動(dòng)力電池包三元鋰電池是正極使用三種金屬材料制造的三元聚合物鋰電池，主要有鎳鈷錳酸鋰和鎳鈷鋁酸鋰兩類(lèi)三元鋰電池，目前應(yīng)用較多的為鎳鈷錳三元鋰電池。三元鋰電池因其三元比例和成分不同，根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目需求，可以生產(chǎn)不同電壓和容量的單體電池。一、典型鋰離子動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)1、動(dòng)力電池包組成吉利幾何C的動(dòng)力電池包主要由以下構(gòu)成：（二）典型三元鋰動(dòng)力電池包電池模組動(dòng)力電池包箱體高壓控制盒電池管理系統(tǒng)組件電池散熱組件熔斷器1、動(dòng)力電池包組成一、典型鋰離子動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)吉利幾何C動(dòng)力電池包內(nèi)部有17個(gè)電池模組，17個(gè)電池模組依次串聯(lián)連接。電池模組動(dòng)力電池包箱體（二）典型三元鋰動(dòng)力電池包吉利幾何C動(dòng)力電池的動(dòng)力電池包箱體是由動(dòng)力電池包密封上蓋、下箱體以及上下箱體之間連接密封相關(guān)組件組成。同時(shí)，這款動(dòng)力電池包上安裝了兩個(gè)平衡防爆閥。一、典型鋰離子動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)這款動(dòng)力電池內(nèi)部的高壓繼電器、電流傳感器和預(yù)充電阻是集中在高壓控制盒S-BOX內(nèi)高壓控制盒S-BOX（二）典型三元鋰動(dòng)力電池包S-BOX內(nèi)各器件連接電路一、典型鋰離子動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)電池管理系統(tǒng)組件（二）典型三元鋰動(dòng)力電池包吉利幾何C的動(dòng)力電池包內(nèi)部由集中式電池管理器單元（BMU）和各組電池模組采樣線組成，其中電池管理單元（BMU）固定在下箱體上。電池散熱組件吉利幾何C動(dòng)力電池包內(nèi)的散熱組件主要是散熱板和冷卻水管，可以利用冷卻管路和散熱板中循環(huán)的冷卻液,將動(dòng)力電池包的溫度調(diào)整在合適的工作范圍以內(nèi)。一、典型鋰離子動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)熔斷器（二）典型三元鋰動(dòng)力電池包吉利幾何C的動(dòng)力電池包上沒(méi)有高壓維修開(kāi)關(guān)，但是動(dòng)力電池包內(nèi)的M12和M13兩個(gè)電池模組之間安裝有一個(gè)熔斷器。這樣可以在動(dòng)力電池工作過(guò)程中，防止動(dòng)力電池工作電路的電流過(guò)大而損壞動(dòng)力電池或高壓接觸器。一、典型鋰離子動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)2、動(dòng)力電池包特點(diǎn)吉利幾何C的電池管理單元位于動(dòng)力電池包內(nèi)部，所以屬于內(nèi)置電池控制單元的動(dòng)力電池系統(tǒng)。（二）典型三元鋰動(dòng)力電池包這類(lèi)系統(tǒng)的電池管理單元(BMU)位于電池包內(nèi)部，而且動(dòng)力電池包電池模組的信息采集裝置也集成在電池管理單元內(nèi)部。一、典型鋰離子動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)3、動(dòng)力電池包工作過(guò)程吉利幾何C動(dòng)力電池包是由102個(gè)額定電壓為3.735V、額定容量為190A·h的三元鋰單體電池構(gòu)成17個(gè)電池模組，17個(gè)電池模組串聯(lián)形成的動(dòng)力電池包。動(dòng)力電池包高壓電的形成（二）典型三元鋰動(dòng)力電池包一、典型鋰離子動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)3、動(dòng)力電池包工作過(guò)程動(dòng)力電池供電時(shí)，根據(jù)駕駛員操作信號(hào)和動(dòng)力電池的狀態(tài)信息，電池管理系統(tǒng)的電池管理單元(BMU)控制高壓盒內(nèi)的主負(fù)繼電器和主正預(yù)充繼電器閉合，動(dòng)力電池預(yù)充電路導(dǎo)通。供電過(guò)程（二）典型三元鋰動(dòng)力電池包一、典型鋰離子動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)3、動(dòng)力電池包工作過(guò)程充電過(guò)程（二）典型三元鋰動(dòng)力電池包吉利幾何C動(dòng)力電池包的充電過(guò)程包括能量回收過(guò)程交流充電過(guò)程直流充電過(guò)程一、典型鋰離子動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)吉利幾何C的動(dòng)力電池的額定電壓約380.97V，額定容量為190A·h，總電量72.38kW·h，計(jì)算過(guò)程如下：（1）動(dòng)力電池包電量計(jì)算。動(dòng)力電池包額定電壓計(jì)算公式為：（2）動(dòng)力電池包容量計(jì)算。動(dòng)力電池包容量是指電池儲(chǔ)存電量的多少，用A·h來(lái)表示。（3）動(dòng)力電池包總電量。動(dòng)力電池包總電量指電池儲(chǔ)存的能量的多少，用kW·h來(lái)表示。4、動(dòng)力電池包能量計(jì)算（二）典型三元鋰動(dòng)力電池包二、典型鎳氫動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)鎳氫電池即金屬氫化物鎳電池，是指正極活性物質(zhì)為氫氧化鎳[Ni(OH)2]、負(fù)極活性物質(zhì)為儲(chǔ)氫合金、電解液為氫氧化鉀溶液的電池，目前主要作為非插電式混合動(dòng)力汽車(chē)電能源使用。這種電池是堿性電池，低溫性能較好，能夠長(zhǎng)時(shí)間存放。鎳氫電池（一）HV電池包組成二、典型鎳氫動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)豐田普銳斯第二代高壓電池包，即HV電池包位于行李艙內(nèi)后排座位下（一）HV電池包組成二、典型鎳氫動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)1、HV鎳氫電池組豐田普銳斯動(dòng)力電池包中只有一個(gè)HV鎳氫電池模組，稱(chēng)為HV鎳氫電池組。這個(gè)電池組是由28個(gè)單體電池串聯(lián)而成的，所以為1P28S（即1并28串）形式的電池組。28個(gè)單體鎳氫電池接線柱保護(hù)蓋HV電池負(fù)極接線柱HV電池正極接線柱HV鎳氫電池組主要構(gòu)成：（一）HV電池包組成二、典型鎳氫動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)2、HV檢修塞HV電池上的檢修塞位于第19個(gè)和第20個(gè)單體電池之間。主要用于切斷HV電池內(nèi)部的高壓電路，且檢修塞內(nèi)部有主熔絲。電池外殼鎖止器可避免拆卸HV電池前維修技師忘記拆除檢修塞的情況，當(dāng)鎖止器處于鎖止?fàn)顟B(tài)時(shí)，HV電池?zé)o法拆卸。具體方法為：找到檢修塞上的兩個(gè)凸起，將兩個(gè)凸起對(duì)準(zhǔn)電池外殼鎖止器的鎖止孔，并用力按壓，鎖止器就能被解鎖。（一）HV電池包組成二、典型鎳氫動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)3、HV電池管理系統(tǒng)組件HV電池管理系統(tǒng)即為HV電池控制系統(tǒng)，位于HV鎳氫電池組和電池冷卻系統(tǒng)之間。HV電池管理系統(tǒng)相關(guān)組件主要構(gòu)成：HV電池控制單元ECUHV接線盒傳感器（一）HV電池包組成二、典型鎳氫動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)4、HV電池冷卻系統(tǒng)HV電池在重復(fù)充放電過(guò)程中會(huì)散發(fā)熱量，為了保證其正常工作溫度，專(zhuān)門(mén)設(shè)置了一套HV電池冷卻系統(tǒng)，采用風(fēng)冷卻形式。HV電池冷卻鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口鼓風(fēng)機(jī)出風(fēng)口HV電池冷卻系統(tǒng)主要構(gòu)成：排氣通道HV電池冷卻系統(tǒng)工作原理：（二）HV電池包特點(diǎn)二、典型鎳氫動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)豐田普銳斯的HV電池包的控制單元ECU位于高壓電池包內(nèi)部，屬于內(nèi)置電池控制單元的動(dòng)力電池系統(tǒng)。這種電池系統(tǒng)的電池包內(nèi)沒(méi)有信息采集器，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，布線也相對(duì)簡(jiǎn)單。但因?yàn)榭刂茊卧狤CU位于高壓電池包內(nèi)部，所以其維修和更換會(huì)相對(duì)困難。（三）HV電池工作過(guò)程二、典型鎳氫動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)