车用磷酸铁锂电池组系统

车用磷酸铁锂电池组系统的构成及使用中聚电池研究院刘风磊2012-09-05电动汽车的概述电动汽车是与燃油汽车相对应的，1881年就出现了电动汽车。在20世纪20年代达到了鼎盛时期，然而在燃油汽车出现后电动汽车无论在整车质量、动力性能、行驶里程、机动性和灵活性方面愈来愈落后于燃油汽车。

在全球温室效应与能源问题逐渐受到各国政府的重视下，主要国家之污染法规渐趋严格，因此对低污染车辆之需求势必增加。随着各种高性能蓄电池和高效率电机不断地出项，使人们把目光又转向了零污染或超低污染排放的电动汽车。从20世纪70年代起，新一代电动汽车脱颖而出，出现了各种高性能的电动汽车。电动汽车的概述电动汽车是至少以一种动力源为车载电源，全部或部分由电机驱动，符合道路交通安全法规的汽车。它因车载动力系统不同可分为三类：以车载燃料电池为动力的燃料电池电动汽车（FuelCellElectricVehicle--FCEV）；以车载蓄电池为动力的蓄电池电动汽车（ElectricVehicle--EV），亦称之为纯电动汽车；以车载多能源为动力的混合动力电动汽车（HybridElectricVehicle--HEV），其动力来自2个或2个以上能源，如蓄电池，超级电容，内燃机等电动汽车的优点随着能源危机和环境污染的全球两大突出问题日益严重，特别是随电动汽车自身难点不断解决，使电动汽车具有更多突出特点。

(1)行驶过程中不排放污染大气的有害气体对环境无污染

(2)节能及能源多样化，由于电力可以从多种一次能源获得，如煤、核能、水力、风力、光、热等，解除人们对石油资源日见枯竭的担心

(3)结构简单和维护使用方便，电动汽车自动挡的挡位一般只有停止、前进、后退三个，操控性比普通汽车还要好，运转传动部件相较对少，无需更换机油、油泵、消声装置等，也无需添加冷却水

(4)电动汽车还可以充分利用晚间用电低谷时富余的电力充电，使发电设备日夜都能充分利用，大大提高其经济效益电动汽车的缺点

虽然电动汽车有很多优点，但是目前还有一些缺点制约着电动汽车的发展(1)续航力不足,每次充电后行驶距离约150公里,是汽油车的1/3(2)电池寿命的效益比太差,目前电池价格还比较高,故购买价格较贵(3)存在安全性问题，频发的电动汽车事故让人非常害怕(4)充电问题,无法快速充电，每次充电时间从1.5小时-8小时,使用非常不方便安凯纯电动大巴车（538V500Ah）电动汽车实例：JAC纯电动轿车（304V50Ah）电动汽车实例：纯电动汽车组成

纯电动汽车是一种最好的零污染的车辆，它有极低的噪声和振动，操作性能好等特点，是当前开发和研制取代燃油汽车的首选车型。纯电动汽车的基本组成部分：

(1)电池组（车载电源）

(2)驱动电动机和驱动系统

(3)控制技术

(4)车身及底盘

(5)安全保护系统纯电动大巴示意图纯电动汽车组成电池组组成关键部件：电芯管理系统（BMS）电池箱充电机辅助部件：

接插件、环氧板、电池箱串联线、加热系统、散热系统、警示标签、螺钉、螺母等电池组系统组成示意图纯电动汽车组成电池组关键部件-----电芯单体电芯规格：IFP186516403.2V10Ah电池模块：由单体电芯按照一定的规则或要求并联组合而成，通常为3.2VxxxAh。合肥公交：3.2V500Ah（单体电芯48并组成）同悦轿车：3.2V50Ah（单体电芯5并组成）电池组：由电池模块按照一定的规则或要求串联组合而成，通常为xxxVxxxAh，并配备一定数量的管理系统和电池箱，以满足使用的要求。合肥公交：538V500Ah（电池模块168串组成，共计13个电池箱，管理系统为1主13从）同悦轿车：304V50Ah（电池模块95串组成，共计2个电池箱，管理系统为1主2从）电芯组装过程电芯筛选电芯组装模块装箱组装完成模块吹膜模块焊接电池组关键部件-----电芯电池组关键部件-----电芯电芯存在的问题：电芯胀气电芯胀气在外观上直接体现为体积增大，侧面鼓包等现象。在性能上直接体现为内阻增大，容量减少等。电芯漏液电芯漏液在外观上直接体现为电芯表面有液体流出或电芯外壳上有被腐蚀过痕迹。在性能上直接体现为内阻增大，容量减少或为0，电压偏低或为0电压。电池组关键部件-----电芯电芯存在的问题（续）：电芯自放率过高电芯自放率过高在外观上无法体现，需借助容量测试仪、万用表等工具进行测试。在电池组中如果某一单体电芯自放率过高在储存一段时间后将导致该电池组容量不能完全发挥，在放点结束后该电芯电压明显低于其他电芯电压。电芯内阻过大电池组中某一电芯内阻过大会导致电池组容量不能完全发挥，循环容量衰减快等现象。电池组关键部件-----管理系统（BMS）按功能分类：保护板和管理系统保护板简介保护板通常用于72V以下电池系统，其功能简单，稳定可靠，造价低廉，可满足电池组基本用途要求。其功能主要有：过充保护；过放保护；过流保护；短路保护等；保护板主要用途：电动工具电池组；电动自行车电池组；电动摩托车电池组；航模、小型备用电源等。电池组关键部件-----管理系统（BMS）管理系统简介管理系统通常用于72V以上电池系统，其功能复杂，成本较高，可满足电池组较高用途要求。其功能主要有：单体电压检测；温度检测；电流检测；SOC计算；

温度检测；绝缘检测电池组故障状态诊断，可以通过通信系统把电池组信息实时传给整车控制器来控制整车运行状态等。管理系统主要用途：电动汽车电池组；储能电站电池组等。实例：JAC纯电动轿车管理系统功能及技术参数要求BMS电池组关键部件-----管理系统（BMS）实例：JAC纯电动轿车管理系统功能及技术参数要求电池管理系统功能（1） 单体电池电压的检测（2） 电池温度的检测（3） 电池组工作电流的检测（4） 绝缘检测（5） 热管理（6） 电池组SOC的估算（7） 电池故障分析与在线报警（8） 与车载设备通信（9） 单体电池均衡功能（此功能不需要）（10）接触器控制（11）充电管理（12）故障数据记录电池组关键部件-----管理系统（BMS）控制策略（1）绝缘失效保护

BMS检测到绝缘电阻大于100Ω/V且小于500Ω/V，BMS报警；当检测到绝缘电阻小于100Ω/V，3S内控制关断电机或者控制切断车载充电器，延时100ms然后切断相应高压回路接触器！（2）单体欠压保护当电池组单体电压值低于2.5V以下，BMS报警；当单体电压低于2.0V后，BMS报警，3S内控制关断电机，延时100ms,切断所有高压接触器！电池组关键部件-----管理系统（BMS）（3）单体过压保护当电池组单体电压值上升到3.65V，BMS报警，以1A为步长降电流到3A时，控制关断车载充电器，当单体电压上升到3.8V，切断充电高压接触器！（4）电池组欠压保护当电池组电压值降到237V，BMS报警，当电池组电压降到218V，BMS报警，3S内关断电机，延时100ms,切断所有高压接触器！（5）电池组过压保护当电池组电压值上升到332V，BMS报警，当电池组电压上升到342V时，立即切断所有高压接触器！电池组关键部件-----管理系统（BMS）（6）电池组低温保护当电池组某点温度低-10℃，BMS报警；当温度低于-20℃时，3S内控制关断电机或者控制切断车载充电器，延时100ms然后切断相应高压回路接触器！（7）电池组高温保护当电池组某点温度高于50℃，BMS报警，当温度高于55℃，3S内控制关断电机或者控制切断车载充电器，延时100ms然后切断相应高压回路接触器！（8）放电过流保护当电池组放电电流超过200A，BMS报警，当电流超过280A，3S内控制关断电机或者控制切断车载充电器，延时100ms然后切断相应高压回路接触器！（9）充电过流保护当电池组充电电流超过8A，BMS报警，当电流超过10A，切断充电高压继电器！电池组关键部件-----管理系统（BMS）电池系统内电池箱的设计主要依据车身空间大小进行设计，在保证电池组总容量和总电压满足要求的情况下对电池箱进行合理设计，分解。电池箱设计要点：（1）结构安全可靠（2）箱体水尘防护能力（3）热管理的处理（4）绝缘的防护JAC纯电动轿车电池组由两个电池箱串联组成！电池组关键部件-----电池箱电动汽车用电池组充电机按用途可分为：车载充电机；地面充电机；（充电桩也属于地面充电机）车载充电机简介

车载充电机为保证尺寸、质量较小，通常选用