新能源汽車(chē)三電(電池、電機、電控)核心技術(shù),對主機廠(chǎng)工程師而言,動(dòng)力電池知識是必須要知道的。但是目前許多工程師對動(dòng)力電池知識了解甚少,主要原因是,動(dòng)力電池是電化學(xué)領(lǐng)域的,下面做一些簡(jiǎn)要介紹,但大家參考。
電池是盛“電”的容積,電池里面原來(lái)也是“空”的,是沒(méi)有電的,電是人充進(jìn)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(jiàn)在體收音機、收錄機、照相機、電子鐘、玩具等電池,歸類(lèi)為干電池。在干電池里面的電解質(zhì)是一種不能流動(dòng)的糊狀物,才叫做干電池(見(jiàn)圖1),這是相對于具有可流動(dòng)電解質(zhì)的電池說(shuō)的。
其外殼是用鋅做成的圓筒型容器,鋅筒中央立著(zhù)一根碳棒,碳棒頂端固定著(zhù)一個(gè)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(hù)而言不具再次充電特性,是一次性使用電池。
三、動(dòng)力電池必須是可充電池
(1)干電池與目前的動(dòng)力電池最大區別是:
a)干電池電解質(zhì)是一種不能流動(dòng)的糊狀物,不具再次充電特性;
b)動(dòng)力電池是電解質(zhì)鋰離子能在其中能流動(dòng)的電解液,可以上千次充電。
(2)干電池與目前的動(dòng)力電池的基本相同點(diǎn):
a)有正極、有負極、有外殼、是電化學(xué)反應;
b)干電池與動(dòng)力電池在單體上,物理特性基本相同,有圓柱、方形的。
四、動(dòng)力電池包是什么意思?
對主機廠(chǎng)家工程師而言,燃油汽車(chē)上是一個(gè)油箱,它是一個(gè)液體容積。但是看到電動(dòng)汽車(chē)上是一個(gè)又一個(gè)動(dòng)力電池包,打開(kāi)電池包里面,有許多數不清的一節一節的電池。動(dòng)力電池開(kāi)始把一節電池,叫做單體、把一組并聯(lián)起來(lái)叫做模組,把模組串聯(lián)起來(lái),叫電池包,把電池包串聯(lián)起來(lái)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(lián)。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(gè)電池并聯(lián)起來(lái)。
車(chē)載動(dòng)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(lái)成模組,模組電池串聯(lián)起來(lái)成電池包,電池包串聯(lián)起來(lái)成電源系統。
五、電池管理系統重要的三個(gè)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(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(chǎng)計算及溫度預測、傳熱介質(zhì)選擇、熱管理系統散熱結構設計和風(fēng)機預測穩點(diǎn)的選擇。確保電池工作在適當的溫度范圍內和降低各個(gè)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(dòng)均衡與被動(dòng)均衡。主動(dòng)均衡是對電池組在充電、放電或者放置過(guò)程中,電池單體之間產(chǎn)生的容量或電壓差異性進(jìn)行均衡,來(lái)消除電池內部產(chǎn)生的各種不一致性。均衡方式主要以被動(dòng)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(guò)程中做均衡工作。