【干貨】簡單易懂的動力電池系統(tǒng)設(shè)計講解

　　動力電池系統(tǒng)指用來給電動汽車的驅(qū)動提供能量的一種能量儲存裝置，由一個或多個電池包以及電池管理（控制）系統(tǒng)組成。動力電池系統(tǒng)設(shè)計要以滿足整車的動力要求和其他設(shè)計為前提，同時要考慮電池系統(tǒng)自身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和安全及管理設(shè)計等方面。

　　比如整車廠會針對要設(shè)計的整車，在考慮安全設(shè)計、線束連接線設(shè)計、接插件設(shè)計等相關(guān)要求后，形成一個有限的動力電池系統(tǒng)空間大小。然后在有限的空間約束下，進行電池模組、電池管理系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、高壓系統(tǒng)等布置，保證電池單體及模塊均勻散熱，保證電池的一致性，提高電池系統(tǒng)的壽命與安全。設(shè)計時要考慮到的一些整體和通用性原則包括安全性好、高比能量、高比功率、溫度適應(yīng)性強、使用壽命長、安裝維護性強、綜合成本低等。

　　由于不同種類電動汽車的結(jié)構(gòu)和工作模式的不同，導致對動力電池的性能要求也不一樣。純電動汽車行駛完全依賴于動力電池系統(tǒng)的能量，電池系統(tǒng)容量越大，可以續(xù)航里程越長，但所需電池系統(tǒng)的體積和重量也越大。雖然混合動力汽車對動力電池系統(tǒng)的容量要求比純電動汽車要低，但要能夠在某些時候提供較大的瞬時功率。而串聯(lián)式和并聯(lián)式混合動力汽車對電池系統(tǒng)的要求又有所區(qū)別。

一種典型的動力電池系統(tǒng)

　　因此動力電池系統(tǒng)的設(shè)計流程一般如下

　?。?）先確定整車的設(shè)計要求；

　?。?）然后確定車輛的功率及能量要求；

　?。?）選擇所能匹配合適的電芯；

　?。?）確定電池模塊的組合結(jié)構(gòu)形式；

　?。?）確定電池管理系統(tǒng)設(shè)計及熱管理系統(tǒng)設(shè)計要求；

　?。?）仿真模擬及具體試驗驗證。

　　動力電池系統(tǒng)作為電動汽車的重要組成部分，下文主要按其的具體結(jié)構(gòu)及功能來談?wù)勗O(shè)計要求。分為電池模組、電池管理系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、電氣及機械系統(tǒng)這四個主要部分。

　　1.電池模組的結(jié)構(gòu)及設(shè)計

　　動力電池模組是指動力電池單體經(jīng)由串并聯(lián)方式組合并加保護線路板及外殼后，能夠直接提供電能的組合體，是組成動力電池系統(tǒng)的次級結(jié)構(gòu)之一。動力電池單體即電芯，按正極材料來分，主要包括鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰以及鎳鈷錳酸鋰三元材料等。在查閱資料統(tǒng)計得到的不同材料電芯基本性質(zhì)如下表所示。

　　按電芯的結(jié)構(gòu)形狀來分，主要分為圓柱電芯和方形電芯以及軟包這三種，各自的優(yōu)缺點也十分明顯。在一定程度上，電芯的性能決定了電池模組的性能進而影響整個動力電池系統(tǒng)的性能。因此在進行動力電池系統(tǒng)設(shè)計，一定要根據(jù)整車的設(shè)計要求去選擇電芯的材料及形狀。

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