新能源汽车构造 课件 2-1 拆装动力电池模组

《新能源汽车构造》任务一拆装动力电池模组能力模块二掌握动力电池及管理系统构造与拆装方法和汽车新时代的领导者一起成长目录CONTENTS3单体电池并联的电池组结构1动力电池模组的结构2单体电池串联的电池组结构情境导入纯电动汽车的动力电池并不是一整块独立的电池，多个单体电池经过串并联组成电池模组，进而组成电池包。电池模组有着怎样的结构？它是如何按照规定的放电倍率进行放电的？本节课我们将学习动力电池模组的相关知识。01动力电池模组的结构单体锤电池的电压不能支持整车的高压组件工作，因此有必要将多个单体串联，组成一个高电压的电池PACK(一般指的是组合电池，主要是锂电池组的加工组装，将电芯，电池保护板，电池连接片，标签等通过电池PACK工艺加工而成的电池产品)。而车辆有一定的续航要求，因此电池PACK也要达到一定的容量才能满足需求，因此需要对电池单体进行并联扩容。一般连接各单体的方式有：串联、先串联后并联、或先并联后串联。动力电池模组的结构将化学能与电能进行相互转换的基本单元装置，通常包括电极、隔膜、电解质、外壳和端子，并被设计成可充电，也称作电芯。将一个以上单体电池按照串联、并联或串并联方式组合，并作为电源使用的组合体。也称作电池组。动力电池模组的结构一个完整的动力模组结构如下:单体电池电池模块用于盛装电池组、电池管理系统(BMS以及相应的辅助元器件，并包含机械连接、电气连接、防护等功能的总成，简称电池箱。通常包括电池组、电池管理系统(BMS)、电池箱及相应附件(冷却组件、连接线缆等)具有从外部获得电能并可对外输出电能的单元。动力电池模组的结构一个完整的动力模组结构如下:动力电池箱电池包监视电池的状态(温度、电压、荷电状态等)，可以为电池提供通信、安全、电芯均衡及管理控制，并提供与应用设备通信接口的系统。一个或一个以上动力电池，以及相应附件(管理系统、高压电路、低压电路、热管理设备及机械总成等)构成的能量存储装置。动力电池模组的结构一个完整的动力模组结构如下:电池管理系统(BMS)电池系统02单体电池串联的电池组结构单体电池串联的电池组结构（一）单体电池串联的电池组新能源汽车的驱动电机、压缩机、PTC水加热器、DC/DC电源转换器等高压组件的工作电压高达340V以上，而单体的电压只有3.2V(如磷酸铁电池3.2V、三元锂电池3.65V或3.70V、钛酸锂电池2.6V、氢燃料电堆0.5-1V)。因此在实际使用过程中，需要将单体电池串联以提高电池组的工作电压。锂电池串联，电池组的电压升高、电池的容量不变，但同时电池组的内阻会增加。电池组的电流就是流过每个单体的电流，当电池组中的某一节电池出现故障时，电池组不会输出电压。由于锂电池存在一致性的问题，同一体系（如三元或铁锂）的单体电池若要串联成组，必须先筛选电压、内阻、容量一致的单体电池进行配组。单体电池串联的电池组结构（一）单体电池串联的电池组单体电池串联的电池组结构（二）锂电池串联充电锂电池组的充电一般都采用串联充电，主要因为串联充电方法结构简单、成本低、较容易实现。但由于单体锂电池之间存在容量、内阻、衰减特性、自放电等性能方面的差异，在对锂电池组串联充电时，电池组中容量最小的那节单体锂电池将最先充满电，而此时，其他电池还没有充满电，如果继续串联充电，则已充满电的单体锂电池就可能会被过充电。锂电池过充电会严重损害电池的性能，甚至可能会导致爆炸造成人员伤害，因此，为了防止出现单体锂电池过充电，锂电池组在使用时，必须搭配电池管理系统(BMS)，通过电池管理系统(BMS)对每一节单体锂电池进行过充电等保护。单体电池串联的电池组结构如果有一节单体锂电池的电压达到过充保护电压，电池管理系统(BMS)会控制电池采集器做被动均衡，将电压高的单体通过串联电阻进行放电均衡，防止性能稍差的单体过充电。当电池组将所有的单体电压达到充电截止时，切断充电电路，停止充电。串联充电时充电截止时（二）锂电池串联充电03单体电池并联的电池组结构（一）单体电池并联的电池组新能源汽车要满足一定的续航里程要求时，主机厂会关注价格、安全性、车身自重、风阻系数等因素，还会考虑到上游的电池供应商可以提供的稳定、安全的单体电芯的容量有可能并不满足当前车型的续航要求的问题。出于对这些因素的考量，主机厂将单体电池先并联增加电池的容量，并联后的“电池砖”的电压不变但电池的容量增加，然后再串联提高电池工作电压来满足车辆的续航要求。因此先并联后串联的动力电池会获得更大的电池容量以及更高的放电倍率。单体电池并联的电池组结构（一）单体电池并联的电池组单体电池并联的电池组结构N节单体电池的并联N节单体电池先并联再串联内阻小的单体电池会向内阻大的电池放电，通常新单体电池或容量高的单体电池的内阻相对小一些。放电时，内阻小的单体会先放电，待单体电压比较一致时才一起放电。锂电池并联后出现以下状况:单体电池并联的电池组结构不要将不同品牌锂电池，不同容量或新旧锂电池混在一起使用，选择性能一致的电池。锂电池串并联使用需要进行锂电池芯配对，配对的标准：锂电池芯电压差≤30mV，锂电池芯内阻差≤5mΩ，锂电池芯容量差≤20mA。

锂电池并联和串联的区别主要就是在电压和容量上有差别，无论是串联还是并联，锂电池组的输出功率