新能源汽车动力蓄电池系统构造与检修 课件 任务4-1 动力蓄电池成组技术认知

项目四动力蓄电池系统认知与检修新能源汽车动力蓄电池及管理技术1、掌握动力电池成组概念、动力电池成组电芯串并联选用原则。2、了解几种常见车型的动力电池参数；3、掌握动力电池系统的整体结构组成、（BMS）的功能4、掌握动力电池电量管理、均衡管理、热管理、安全及通信管理的主要功能和基本原理；5、理解动力电池系统的检测内容和工作模式及充电工作原理知识目标技能目标1、能进行电池组并联与串联的选用计算。2、能熟练介绍常见车型选用动力电池的技术特性。3、能认知动力电池系统的各组成部件及4、能简单阐述BMS的基本功能及电池各项管理的基本原理5、能简单阐述动力电池的工作模式6、能分析动力电池充电基本组成电路增强严格遵守标准规范的意识。具有团队协作意识和吃苦耐劳精神，并树立正确的理想信念。3、培养学生自主学习、查找资料、制定计划的能力；4、培养学生具备从事汽车行业工作的职业素养。思政目标目录CONTENTS动力蓄电池管理系统认知与检修动力蓄电池成组技术认知任务1动力蓄电池管理系统认知与检修任务2

动力蓄电池状态检测与分析任务3动力蓄电池热管理系统构造与检修任务4动力蓄电池充电管理认知与检修任务5我国电池管理系统的发展趋势主要体现在技术、市场和竞争三个方面。在技术上BMS相关软件算法不断优化，逐步朝着高集成化、高精度估算、智能化的趋势发展；在市场上BMS需求量将随着新能源汽车市场提升而增大，储能)>W市场需求随着产业发展也有待进一步释在竞争上，随着电池管理系统企业数量越来越多以及技术要求的升级，新能源汽车行业或面临着新一轮变革。本项目主要介绍新能源汽车动力电池管理系统的工作原理、动力电池管理系统功能及特点等。任务引入纯电动汽车一辆、纯电动汽车维修手册、学习工作页、微课资源、汽车维修专用工具等。任务准备Cell(单体电池)Modules(模组)Pack(电池包)多个电芯的连接和固定多个模组的连接和固定一、动力电池成组必须要解决的问题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。一、动力电池成组必须要解决的问题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、单体一致性对模组的影响电压一致容量一致内阻一致放电平台一致恒流比一致循环寿命一致自放电一致以上8项存在相异性，将导致单体电池组成的模组在充放电过程中各电池充放速率不能同步，会缩短整个电池模组的寿命，所以电池必须经过分容处理，是同意模组单体电池具有以上8个一致性。一、动力电池成组必须要解决的问题3.电压不一致电压不一致会造成过充和过放,BMS无法对电池系统进行控制。并联电路电压不一致,电池互相间进行充放电均衡,一直到电压一致为止,如电压差过大将熔断保险丝(PCB板结构),保险丝允许电压差小于0.6V。串联模块间电压差过大,只能通过BMS主动均衡解决,严重时,需进行人工充放电或将故障电池移除2#电池存在过放风险4.容量不一致容量不一致是造成电压不一致的主要原因,在充放电过程中一定会造成过充过放的风险3.7V3.2V3.6V3.8V5Ah4Ah5Ah5Ah2#电池一定过充过放一、动力电池成组必须要解决的问题5.带电量不一致带电量一致:即电池容量一致，如带电量不一致,也会造成过充过放的现象。带电量一致:即电池容量一致,如带电量不一致，也会造成过充过放的现象。5Ah5Ah5Ah5Ah100%90%90%50%连续放电则4#电池过放风险连续充电则1#电池过充风险4#电池充放电电阻大，温度高，将会影响电池热电特性。5Ah5Ah5Ah5Ah8mΩ8mΩ8mΩ20mΩ一、动力电池成组必须要解决的问题不同串并联电路充放电条件的一致性A组中两串联组舞成的电池模块两端连线长度相等,充放电一致B组中亮度联系长度不相等,则上面一串电池充放电均比下面电池要快,电流过流也大,电池升温高,易过充过放,易老化,易损坏一、动力电池成组必须要解决的问题二、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总电压为单体电池电压:V总=3.2V总容量为N各电池容量之和变:Q总=NX5Ah总能量为N各电池能量之和:W总=NX16h总内阻的倒数为各单体内阻倒数之和:以326505Ah为例并联二、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32650AH电池为例，型号32650，电压3.2V，容量5Ah，能量16Wh，内阻8mΩ）（1）N个电池串联特性总电压为N个电池电压之和，V总=N×3.2V；总容量保持不变，为单个电池容量，Q总=5Ah；总能量为N个电池能量之和，W总=N×16Wh；总内阻为N个电池内阻之和，R总=N×8mΩ（2）N个电池并联特性总电压为单个电池电压，V总=3.2V；总容量为N个单体电池容量之和，Q总=N×5Ah；总能量为N个电池能量之和，W总=N×16Wh；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；二、动力电池成组电芯的串并联选用三、EV150普莱德磷酸铁锂电池包

1P100S1P100S80AhX320V=25600VAh=25.6KWh=25.6度电三、EV150普莱德磷酸铁锂电池包

1P100SModelS电池包重900公斤，电池包功率85kWh，电压约400V；由16个电池模组串联而成，并且每个电池模组又由6个电池组串联而成，每个电池组则由74节18650型三元锂电池并联组成，因此整个电池包由7104节18650型锂电池组成。特斯拉ModelS电池包由16组电池组串联而成四、特斯拉ModelS的电池包五、比亚迪E6的电池包

比亚迪e6选用了能量密度达到135WH/Kg的磷酸铁锂电池，电池总容量91kWh，有效保障了e6纯电续航里程能达到450km。

比亚迪选用磷酸铁锂电池，而其他竞争对手（如北汽新能源、吉利帝豪、奇瑞等均选用了三元锂离子电池，其原因为磷酸铁锂虽然能量密度低于三元锂电池，但是却具有高安全性、长寿