分析新能源动力电池的基础知识

前言：新能源汽车的动力电池系统作为新能源汽车的“发动机”，其重要性不言而喻;清清君简要与大家聊聊其基础知识。随着技术发展与突破，如固态电池，燃料电池，无线充电技术及无线BMS等等，及法律法规的引导，越来越多的新技术导入，更值得关注其后续技术发展方向。本文侧重在乘用车。

动力电池系统组成部件

BMS的作用：电池保护和管理的核心部件，在动力电池系统中，它的作用就相当于人的大脑。它不仅要保证电池安全可靠的使用，而且要充分发挥电池的能力和延长使用寿命，作为电池和整车控制器以及驾驶者沟通的桥梁，通过控制接触器控制动力电池组的充放电，并向VCU上报动力电池系统的基本参数及故障信息。

BMS的组成：按性质可分为硬件和软件，按功能分为数据采集单元和控制单元;BMS的硬件：主板、从板及高压盒，还包括采集电压线、电流、温度等数据的电子器件;BMS的软件：监测电池的电压、电流、SOC值、绝缘电阻值、温度值，通过与VCU、充电机的通讯，来控制动力电池系统的充、放电。

动力电池箱：支撑、固定、包围电池系统的组件，主要包含上盖和下托盘，还有辅助元器件，如过渡件，护板，螺栓等，动力电池箱有承载及保护动力电池组及电气元件的作用。技术要求：电池箱体螺接在车身地板下方，其防护等级为IP67，螺栓拧紧力矩为80～100Nm。

整车维护时需观察电池箱体螺栓是否有松动，电池箱体是否有破损严重变形，密封法兰是否完整，确保动力电池可以正常工作;外观要求：电池箱体外表面颜色要求为银灰或黑色，亚光;电池箱体表面不得有划痕、尖角、毛刺、焊缝及残余油迹等外观缺陷，焊接处必须打磨圆滑。

辅助元器件，主要包括动力电池系统内部的电子电器元件，如熔断器，继电器，分流器(电流传感器)，接插件，紧急开关，烟雾传感器等，维修开关以及电子电器元件以外的辅助元器件，如密封条，绝缘材料等。

动力电池系工作原理

动力电池模组放置在一个密封并且屏蔽的动力电池箱里面，动力电池系统使用可靠的高低压接插件与整车进行连接。系统内的BMS实时采集各电芯的电压值、各温度传感器的温度值、电池系统的总电压值和总电流值，电池系统的绝缘电阻值等数据，并根据BMS中设定的阀值判定电池系统工作是否正常，并对故障实时监控。

动力电池系统三元材料的单体电芯额定电压3.6V，工作电压范围为3.1V—4.1V;磷酸铁锂的单体电压3.2V工作电压范围为2.7V—3.7V。动力电池系统的绝缘值分为两个：正极与外壳的绝缘值、负极与外壳的绝缘值。

测量方法为：在接触器断开条件下，采用绝缘表测量正对地缘阻值及负对地绝缘阻值。判定标准：正对地缘阻值及负对地绝缘阻值均大于等于500Ω/v为合格，小于500Ω/v为不合格。

动力电池系统充电分为快充、慢充和制动能量回收三种方式。

充电时采用慢充(即车载充电)方式为宜。

电芯的温度范围在0℃～55℃之间，才可以充电，当有温度点高于55℃或低于0℃时，电池管理系统将自动切断充电回路，此时将无法充电。充电前检测箱体内部温度，若有低于0℃的温度点，启动加热模式：闭合加热片，进行加热内循环，待所有电芯温度点高于5℃，停止加热，启动充电程序，过程中出现加热片温度差高于20℃，则间歇停止加热，待加热片温度差低于15℃，则重启加热片。加热过程中，正常情况下充电桩电流显示为4A—6A。充电过程中充电桩电流显示为12A—13A。如果单体压差大于300mV,则停止充电，报充电故障。

动力电池快充状态说明

电芯的温度范围在5℃～55℃之间，才可以充电，当有温度点高于55℃或低于5℃时，电池管理系统将自动切断充电回路，此时将无法充电。

充电前检测箱体内部温度，若有低于等于5℃的温度点，启动加热模式：闭合加热片，进行加热内循环，待所有温度点大于等于5℃，停止加热，启动充电程序，过程中出现加热片温度差大于等于25℃，则间歇停止加热，待加热片温度差小于等于15℃，则重启加热片。如果充电过程中最低温度低于等于5度，则停止充电模式，也不启动加热模式。快充中，电流显示值为：13.2A---46.2A之间，快充充电的电流，受动力电池内部温度影响而变化。

动力电池能量回收状态说明

可接受最大回馈电压要求：动力电池可以承受由电机产生的最大365V的感应电动势;可接受回馈电流SOC范围要求：动力电池可以接受回馈电流的SOC范围为[0～90];制动能量回收的要求动力电池可以接受表中的脉冲回馈电流和持续时间。

当然，对从业人员的要求也会越来越高，相对于传统燃油汽车研究院动辄数千人的规模;国内玩动力电池的企业研发团队超过千人的，应该是10个指头都能数过来的。同时这些团队也需要与时俱进，不断学习。