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最易懂的动力电池系统设计详解

2018年04月17日 11:24 网络整理 作者: 用户评论(0

  动力电池系统简介

  动力电池系统指用来给电动汽车的驱动提供能量的一种能量储存装置,由一个或多个电池包以及电池管理(控制)系统组成。

  动力电池系统内部,除了作为能量载体的动力电池之外,还包括电池管理系统(BMS)、电压/ 电流/ 温度传感器(也可能有烟雾/ 化学/ 湿度传感器)、热管理系统、高低压线束/ 连接器、开关器件(继电器、保险丝、MSD等)、安装组件(支架,托盘、压杆、螺栓等)、壳体、辅助组件(密封圈、橡胶垫、密封胶、卡扣、扎带)等。动力电池系统产品,涉及的专业领域包括电子电气信息、软件工程、半导体电磁学、材料、电化学、化学工程、机械工程、传热学、工程热力学、流体力学等众多学科(图1),技术整合难度和系统集复杂度可想而知。

  最易懂的动力电池系统设计详解

  图1 动力电池系统构成与相关专业领域

  动力电池系统设计

  动力电池系统设计要以满足整车的动力要求和其他设计为前提,同时要考虑电池系统自身的内部结构和安全及管理设计等方面。

  比如整车厂会针对要设计的整车,在考虑安全设计、线束连接线设计、接插件设计等相关要求后,形成一个有限的动力电池系统空间大小。然后在有限的空间约束下,进行电池模组、电池管理系统、热管理系统、高压系统等布置,保证电池单体及模块均匀散热,保证电池的一致性,提高电池系统的寿命与安全。设计时要考虑到的一些整体和通用性原则包括安全性好、高比能量、高比功率、温度适应性强、使用寿命长、安装维护性强、综合成本低等。

  最易懂的动力电池系统设计详解

  一种典型的动力电池系统

  由于不同种类电动汽车的结构和工作模式的不同,导致对动力电池的性能要求也不一样。纯电动汽车行驶完全依赖于动力电池系统的能量,电池系统容量越大,可以续航里程越长,但所需电池系统的体积和重量也越大。虽然混合动力汽车对动力电池系统的容量要求比纯电动汽车要低,但要能够在某些时候提供较大的瞬时功率。而串联式和并联式混合动力汽车对电池系统的要求又有所区别。

  因此动力电池系统的设计流程一般如下:

  (1)先确定整车的设计要求;

  (2)然后确定车辆的功率及能量要求

  (3)选择所能匹配合适的电芯

  (4)确定电池模块的组合结构形式

  (5)确定电池管理系统设计及热管理系统设计要求

  (6)仿真模拟及具体试验验证。

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( 发表人:陈翠 )

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