新能源汽車三電(電池、電機、電控)核心技術,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域的,下面做一些簡要介紹,但大家參考。
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的電池說的。
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別是:
a)干電池電解質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。
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,有許多數不清的一節一節的電池。動力電池開始把一節電池,叫做單體、把一組并聯起來叫做模組,把模組串聯起來,叫電池包,把電池包串聯起來叫做電池系統。干電池一節只能做1.5V,人們要3V的電源,必須是2節干電池串聯。單節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起來。
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起來成模組,模組電池串聯起來成電池包,電池包串聯起來成電源系統。
五、電池管理系統重要的三個子系統基本功能
(1)SOC估計功能
精確估算SOC數值變是非常重要的,其算法是相關企業的核心競爭力之一。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工作溫度范圍、電池熱場計算及溫度預測、傳熱介質選擇、熱管理系統散熱結構設計和風機預測穩點的選擇。確保電池工作在適當的溫度范圍內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,電池單體之間產生的容量或電壓差異性進行均衡,來消除電池內部產生的各種不一致性。均衡方式主要以被動均衡為主,采用單體電池并聯分流能耗電阻的方式,且只能在充電過程中做均衡工作。