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一文看懂動力電池的基礎(chǔ)知識

發(fā)布日期:2019-11-27新聞來源:威衡科技

新能源汽車三電(電池、電機、電控)核心技術(shù),對主機廠工程師而言,動力電池知識是必須要知道的。但是目前許多工程師對動力電池知識了解甚少,主要原因是,動力電池是電化學領(lǐng)域的,下面做一些簡要介紹,但大家參考。



一、電池是什么?


電池是盛“電”的容積,電池里面原來也是“空”的,是沒有電的,電是人充進去的,電池能放電,是因為電池里面有電壓差。



二、干電池的基本常識


大家常見在體收音機、收錄機、照相機、電子鐘、玩具等電池,歸類為干電池。在干電池里面的電解質(zhì)是一種不能流動的糊狀物,才叫做干電池(見圖1),這是相對于具有可流動電解質(zhì)的電池說的。

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其外殼是用鋅做成的圓筒型容器,鋅筒中央立著一根碳棒,碳棒頂端固定著一個銅帽。碳棒和鋅筒叫做干電池的電極。聚集正電荷的碳棒叫正極,(符號+, 表示電池的正極),聚集負電荷的鋅筒叫負極(符號-,表示電池的負極)。 干電池對用戶而言不具再次充電特性,是一次性使用電池。



三、動力電池必須是可充電池


(1)干電池與目前的動力電池最大區(qū)別是:

a)干電池電解質(zhì)是一種不能流動的糊狀物,不具再次充電特性;

b)動力電池是電解質(zhì)鋰離子能在其中能流動的電解液,可以上千次充電


(2)干電池與目前的動力電池的基本相同點:

a)有正極、有負極、有外殼、是電化學反應;

b)干電池與動力電池在單體上,物理特性基本相同,有圓柱、方形的。

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四、動力電池包是什么意思?


對主機廠家工程師而言,燃油汽車上是一個油箱,它是一個液體容積。但是看到電動汽車上是一個又一個動力電池包,打開電池包里面,有許多數(shù)不清的一節(jié)一節(jié)的電池。動力電池開始把一節(jié)電池,叫做單體、把一組并聯(lián)起來叫做模組,把模組串聯(lián)起來,叫電池包,把電池包串聯(lián)起來叫做電池系統(tǒng)。干電池一節(jié)只能做1.5V,人們要3V的電源,必須是2節(jié)干電池串聯(lián)。單節(jié)的容量也不能做很到,人們要容量很大的電源,必須要將單個電池并聯(lián)起來。

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車載動力電源一般在300V、200A以上,目前的基本方法是單體電池并聯(lián)起來成模組,模組電池串聯(lián)起來成電池包,電池包串聯(lián)起來成電源系統(tǒng)。



五、電池管理系統(tǒng)重要的三個子系統(tǒng)基本功能


(1)SOC估計功能

精確估算SOC數(shù)值變是非常重要的,其算法是相關(guān)企業(yè)的核心競爭力之一。SOC的估算精度高,對于相同量的電池,可以有更高的續(xù)航里程。所以,高精度的SOC估算可以有效地降低所需要的電池成本。


(2)熱管理功能

熱管理主要包括確定電池最優(yōu)工作溫度范圍、電池熱場計算及溫度預測、傳熱介質(zhì)選擇、熱管理系統(tǒng)散熱結(jié)構(gòu)設計和風機預測穩(wěn)點的選擇。確保電池工作在適當?shù)臏囟确秶鷥?nèi)和降低各個電池模塊之間的溫度差異。


(3)均衡控制功能

均衡控制分為主動均衡與被動均衡。主動均衡是對電池組在充電、放電或者放置過程中,電池單體之間產(chǎn)生的容量或電壓差異性進行均衡,來消除電池內(nèi)部產(chǎn)生的各種不一致性。均衡方式主要以被動均衡為主,采用單體電池并聯(lián)分流能耗電阻的方式,且只能在充電過程中做均衡工作。


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