新能源汽车动力电池结构与检修31动力电池成组的串并联选用课件

1、3-1 动力电池成组的串并联选用知识目标：1、了解动力电池成组概念；2、了解动力电池成组电芯串并联选用原则。能力目标：能进行电池组并联与串联的选用计算。素质目标：1、培养学生自主学习、查找资料、制定计划的能力；2、培养学生具备从事汽车行业工作的职业素养。学习检测教学目标主要内容学习小结教学重点：动力电池成组串并联选用原则教学难点：动力电池成组串并联的计算学习检测教学目标主要内容学习小结1.动力电池成组必须要解决的问题2.动力电池成组电芯的串并联选用3.动力电池成组的硬件组成与电连接设计4.电池箱结构设计学习任务学习检测主要内容教学目标学习小结183 Wh/kg105 Wh/kg147 Wh/k

2、g一、动力电池成组必须要解决的问题 1、几个概念：单体电池、电池模块、电池模组单体电芯 模组 电池组电池包 3个软包三元锂离子电芯并联，3个正极极耳激光焊接在一起，3个负极极耳激光焊接在一起，外部加上封框、保护板、电极螺栓，组成一个电池单体。7两个电池单体串联激光焊接在一起成为模组三个电池单体串联激光焊接在一起成为模组一、动力电池成组必须要解决的问题 2、电池成组要注意的问题单体电池并联、串联成组作为一个整体对外工作时要注意如下问题：(1)高压母线回路绝缘安全检测（全车高圧回路）；(2)最高电压电芯、最低电压电芯，电芯电压一致性评价、计算；(3)母线电流、电压检测（充、放电过流检测控制）；(4

3、)正负母线充放电电路开闭控制（高压直流输出、充入）；(5)正负母线继电器开闭状态检测 （主触点正确开闭检查）；(6)电池充放电功率控制 （充电请求）；(7)电池充电次数累计（计算电池寿命，健康情况）；(8)预充电控制 （控制上电浪涌电流，防止烧坏主继电器触点、控制器电容）；(9)电池容量SOC的检测计算；一、动力电池成组必须要解决的问题 3、电池模组的设计与选用过程 首先我们要分析车辆设计的技术要求，根据车速、最高车速、最高车速持续时间、0100km/h加速时间、整车质量kg、满载质量、最大爬坡度、迎风面积、用户需求的续驶里程、模拟风洞计算出的车辆风阻、轮胎变形阻力、坡道阻力、加速时驱动力等等

4、设计数据及动力影响参数；从而计算出电机驱动力矩和额定功率与最大功率，然后在从电机功率需求推算出动力电池的最大功率以及容量，进而选择电芯材料、规格，并联电芯数和串联的电池组数。在根据车辆的结构尺寸，确定电池包的安装位置、定位及固定方案。二、动力电池成组电芯的串并联选用 1、不同形状电池组的特点形状圆柱形方形软包安全性安全阀双重保护，PTC泄气阀外壳保护耐压性高中差功率性能好较好一般组合体积大小小组合成本高低低形状标准壳体金属或塑料壳体，改变较难可制成各种大小电池散热性能良好一般差工艺性成熟，易于自动化生产一般一般组合特点体积大，散热表面大体积小，工艺简单工艺简单，机械强度低应用领域广泛，动力类及

5、消费类动力电池动力电池圆柱形电池组方形电池组软包电池组二、动力电池成组电芯的串并联选用 2、串并联电池组拓扑结构 电池组典型的连接方式有先并联后串联、先串联后并联及混联。从电池组连接的可靠性,以及电池电压不一致性发展趋势和电池组性能影响的角度分析，先并联后串联连接方式优于先串联后并联连接方式，而先串后并的电池拓扑结构有利于对系统各个单体电池进行检测和管理。二、动力电池成组电芯的串并联选用 3、N个电池串并联特性（以32650 AH电池为例，型号32650，电压3.2V，容量5Ah，能量16Wh，内阻8m） （1）N个电池串联特性总电压为N个电池电压之和，V总=N3.2 V；总容量保持不变，为单

6、个电池容量， Q总=5Ah；总能量为N个电池能量之和， W总= N16Wh；总内阻为N个电池内阻之和， R总= N8m （2）N个电池并联特性总电压为单个电池电压，V总= 3.2 V；总容量为N个单体电池容量之和，Q总= N5Ah；总能量为N个电池能量之和，W总= N16Wh；总内阻的倒数为各单体内阻倒数之和，单体内阻一致时，结论：N个电池串联或并联构成的电池模组，其总电压为N个串联单体电池电压之和；总容量为N个并联电池容量之和；总能量为串并联中所有电池能量之和；三、动力电池成组的硬件组成与电连接设计 1、动力电池模组规格尺寸（国家标准）序号外形尺寸(mm)N1N2N3121151514121

7、1/2352252590151108/119/130/14131571592694285793178130/163/177/200/216/240/255/265527079319047/90/110/140/197/225/2506191/590220108/2947547226144826931923485/2979280325207101827,330672367114/275/4291124224640216712162861439363注：所列尺寸范围参照蓄电池尺寸范围表3-2 蓄电池模块尺寸系列三、动力电池成组的硬件组成与电连接设计 2、 动力电池模组的固定与连接 动力电池模组尺寸

8、确定后，需要考虑固定和连接。无论是圆柱形、方形还是软包电池模组，实质都是使用一些结构件，把电芯通过串并联方式组合成模组。电池模组的固定和连接有两个作用，一方面是固定和连接电芯自身，使之成为一个整体，并且具备足够的机械强度和刚度；另一方面是预留模组对外的连接、固定方式和位置。 3、动力电池成组的电连接 电池箱内主要有电压采集线，温度采集线，模块间通讯线，电池箱通讯线。四、电池箱结构设计 电池箱体作为动力电池的载体,在动力电池安全及防护方面起着关键作用,因此电池箱的设计需要考虑多个方面的因素，包括机械结构安全性，电安全性、防水防尘密封性能、通风散热及加热性能。 1、电池箱设计要求 碰撞安全性要求、

9、绝缘与防水性能要求、通风与散热性能要求2、蓄电池标准箱规格尺寸 国家标准GB/T 34013-2017 (电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸)推荐了适用于电动商用车的蓄电池标准箱典型尺寸。3、具体设计 上下箱体设计、支撑板设计、隔板设计、学习检测学习小结教学目标主要内容本次课我们主要学习了以下内容：1.动力电池成组必须要解决的问题2.动力电池成组电芯的串并联选用（重点、难点）3.动力电池成组的硬件组成与电连接设计4.电池箱结构设计学习小结学习检测教学目标主要内容1.电池成组要注意哪些问题？2.电池成组的拓扑结构有哪些？先并联后串联与先串联后并联各自有哪些优势 3.电池串联有什么特性？电池并联有什么特性？4.动力电池模组的固定连接