蓄电池基础知识——从“电池分类”到“动力蓄电池成组技术”
电池基础知识
1、电池分类
电池,通常简称蓄电池,是一种将化学能转化为电能的装置。 常见类别如图3-1所示。 电池内部的电化学决定了电池是否可以充电。 充电电池内部结构之间发生的化学反应是可逆的,也称为二次电池。 新能源汽车中的动力电池均为二次电池。 一次电池只能使用一次放电。 其内部结构简单,不支持这种变化,如日常生活中使用的干电池。
图3-1 电池分类
以日韩企业为首的电池科技公司,长期以来将电池封装类型分为圆柱形、方形和软包三大形式。 直观上看,它们只是形态上的不同,但在技术开发和应用上也有显着差异。
圆柱电池
圆柱形电池内部采用螺旋卷绕结构,正负极之间采用极细且高导磁率的聚乙烯、聚丙烯或聚乙烯与聚丙烯复合膜隔离材料制成,如图3-2所示。 目前,只有圆柱形电池的制造标准是一致的。 比如大家熟知的圆柱电池,分为18650、21700等型号。 型号中的数字代表圆柱电池的尺寸标准。 以18650型为例。 是目前最成熟的圆柱电池尺寸标准,而21700型正在不断技术进步,未来可能取代18650型,成为新能源汽车首选圆柱电池产品。
图3-2 圆柱电池结构
方形电池
方形电池通常指铝壳或钢壳方形电池,其结构如图3-3所示。 近年来,随着汽车动力电池的兴起,续驶里程与电池容量的矛盾日益突出。 国内动力电池厂商多采用电池能量密度较高的铝壳方形电池,因为方形电池的结构比较简单,并不像圆柱电池那样需要高强度不锈钢外壳、防爆安全阀等配件,因此配件整体重量更轻,相对能量密度更高。
与圆柱形电池相比,方形电池更加灵活,可以根据其所安装的产品的具体需求进行定制,从而产生不同的尺寸和规格。 目前,无论是制造技术还是应用标准,方形电池都没有像圆柱电池那样明确的标准划分。 但正是因为其灵活性高,方形电池的尺寸可以根据车型的需求进行定制,从而不会受到圆柱电池尺寸标准的限制。
图3-3 方形电池结构
软包电池
软包电池只是液态锂离子电池上的聚合物外壳,采用铝塑包装膜。 结构如图3-4所示。 由于软包电池采用叠加制造方法,追求体积更轻薄,在同等容量密度下重量最轻。 软包电池还可以根据应用需求进行定制,小到手机电池的尺寸,大到足以用于新能源汽车的电池。
软包电池被视为移动设备的首选。 在汽车应用中,它们也因其可控的尺寸而受到汽车品牌的重视,特别是插电式混合动力汽车,它考虑到了整车的布局和重量。 ,软包电池的体积优势更加明显。
图3-4 软包电池结构
2、镍氢电池
镍氢电池的结构
镍氢(Ni-MH)电池由氢离子和金属镍合成。 它们的电量储备比镍镉电池多 30%。 它们比镍镉电池更轻,使用寿命更长,并且对环境无污染。 它们现在主要用于混合动力电动汽车。
镍氢电池的缺点是价格比镍镉电池高很多,性能比锂离子电池差。 镍氢电池中的金属部分是金属氢化物,主要分为两类,即AB5和AB2。
最常见的是AB5,“A”表示稀土元素的混合物或加钛(Ti); “B”是指镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)或铝(Al)。 一些含有多种成分的高容量电池的电极主要由AB2组成,“A”代表钛(Ti)或钒(V); B代表锆(Zr)或镍(Ni),加上一些铬(Cr)、钴(Co)、铁(Fe)和锰(Mn)。 镍氢电池的结构如图3-5所示。
图3-5 镍氢电池结构
2、镍氢电池工作原理
镍氢电池的工作原理
镍氢电池是一种碱性电池。 其负极采用以储氢材料为活性物质的氢化物电极,正极采用氢氧化镍电极(简称镍电极),电解液为氢氧化钾水溶液。 镍氢电池充电时,氢氧化钾电解液中的氢离子被释放出来,并被这些化合物吸收,避免形成氢气,以维持电池内部的压力和体积。 当电池放电时,这些氢离子会通过相反的过程回到原来的位置。
镍镉电池和镍氢电池的充电过程非常相似,都需要恒流充电,防止电池过充。 充电器对电池进行恒流充电,同时检测电池的电压和其他参数。 为避免损坏电池,电池温度过低时不能启动快速充电。 当电池温度低于10℃时,应切换至涓流充电模式。 一旦电池温度达到规定值,必须立即停止充电。
3.镍氢电池型号说明
镍氢电池型号说明
通常电池体上的AAA、AA、C、D、N、F、SC等标志为美国型号标志。 在我国,除几类电池以“数字”命名外,其他仍沿用美国的命名方式。
另外,二次锂电池的型号用五位数字(圆柱形)或六位数字(方形)表示,如14500等。常见电池型号及尺寸比较见表3-1。
序列号
美国模特
在我国俗称
尺寸(平头)
AAAA
AAAA
高度(41.5±0.5)mm,
直径(8.1±0.2)mm
AAA
7号
高度(43.6±0.5)毫米,
直径(10.1±0.2)mm
AA
5号
高度(48.0±0.5)mm,
直径(14.1±0.2)mm
高度(49.0±0.5)mm,
直径(16.8±0.2)mm
SC
SC
高度(42.0±0.5)mm,
直径(22.1±0.2)mm
2号
高度(49.5±0.5)毫米,
直径(25.3±0.2)mm
1号
高度(59.0±0.5)mm,
直径(32.3±0.2)mm
高度(28.5±0.5)毫米,
直径(11.7±0.2)毫米
高度(89.0±0.5)mm,
直径(32.3±0.2)mm
表3-1 常见电池型号及尺寸对照表
平头电池是指正极呈扁平状且无突出物的电池。 主要适用于电池组点焊用的电芯。 一般同类型的尖头电池(可作为单节电池供电)高度比扁形电池高0.5mm。 有些电池不是AAA、AA、A、SC、C、D、N、F等主要型号,而是有1/3、2/3、1/2、2/3、4/5、 5/4、7/5等。这些分数代表电池本体高度与标准型号电池高度的比例。 例如2/3AA表示电池高度是一般AA型电池的2/3; 4/5A是指电池高度是一般A型电池的4/5。
根据国际电工委员会(IEC)标准,镍镉和镍氢电池标签由以下五个部分组成。
(1)电池类型:KR表示镍镉电池; HF表示方形镍氢电池; HR表示圆柱形镍氢电池。
(2)电池尺寸:包括圆柱形电池直径/高度、方形电池宽度/厚度/高度,各值之间用斜线分隔,单位为mm。
(3)放电特性符号:L表示适合的放电电流倍率在0.5C以内; M表示合适的放电电流倍率在0.5~3.5C范围内; H表示适合的放电电流倍率在3.5~7.0C范围内; X表示电池可以在7~15C的高倍率放电电流下工作。
(4)高温电池符号:用T表示。
(5)电池连接件类型:CF表示无连接件; HH表示带串联连接件的电池; HB表示带并联连接件的电池。
例如HF18/07/49表示方形镍氢电池,宽18mm,厚7mm,高49mm; /62CF表示镍镉电池,放电倍率在0.5~3.5C之间,高温系列单体电池,无连接片,直径33mm,高度62mm。
镍氢电池的应用特点
高功率镍氢电池广泛应用于油电混合动力汽车。 最有代表性的例子就是丰田普锐斯。 该车采用特殊的充放电程序。 电池充放电寿命足以使用车辆十年。
虽然镍氢电池的质量比锂离子电池大,但一些新能源汽车仍然采用镍氢电池。 从每个单体电池的电压来看,镍氢、镍镉电池的标称电压为1.2V。
镍氢电池的主要应用特性如表3-2所示。
序列号
应用特点
质量比功率高,目前商业化的镍氢动力电池可达1350W·h/kg
它有很多周期。 目前电动汽车使用的镍氢动力电池在80%放电深度(DOD)下循环寿命可达1000次以上,是铅酸电池的3倍以上; 100%DOD循环寿命大于500次。 可在混合动力汽车上使用5年以上
无污染,不含铅、镉等对人体有害的金属,使其成为21世纪绿色环保电源
耐过充过放,无记忆效应
工作温度范围宽,正常工作温度范围为-30~55℃,存储温度范围为-40~70℃
安全可靠,在短路、挤压、针刺、安全阀工作能力、跌落、发热、抗振等安全可靠性试验中,无爆炸、燃烧现象。
表3-2 镍氢电池主要应用特性
3、锂离子电池
01
锂离子电池结构
大多数锂离子电池都是根据正极材料命名的。 例如:磷酸铁锂电池是采用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池; 三元锂电池是指正极材料采用镍钴锰酸锂(Li)为O2的锂离子电池。 锂离子电池主要由正极、负极、电解液、隔膜和外壳组成。 其中,正极材料、负极材料、电解液、隔膜被称为锂离子电池的四大核心部件。
(1)正极材料:正极材料是决定锂离子电池性能的关键材料之一。 其性能和价格对锂离子电池影响较大。 目前已成功开发并应用的正极材料主要有钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料镍钴锰酸锂(NCM)和镍钴铝酸锂(NCA)等。 在锂离子电池中,正极材料占有很大的比例(正负极材料的质量比为3:1~4:1)。
(2)负极材料:锂离子电池负极材料是充电过程中锂离子和电子的载体,起到储存和释放能量的作用。 负极材料占电池成本的5%~15%,而碳材料是目前锂离子电池应用最广泛的负极材料。
(3)电解液:电解液是锂离子电池中用于传输锂离子的载体,通常由锂盐和有机溶剂组成。 电解液起着在锂离子电池正负极之间传导锂离子的作用。 电解液一般由高纯有机溶剂、电解质锂盐、相关添加剂等材料在一定条件下按一定比例配制而成。
(4)隔板:隔板位于电池正负极板之间,起绝缘作用。 它是关键的内部组件之一。 隔膜的性能决定了电池的截面结构和内阻,直接影响电池的容量、循环寿命、安全性能等特性。 隔膜的主要作用是将电池的正负极分开,防止两个电极接触而造成短路。 此外,它还具有让电解质锂离子通过的功能。
由于锂离子电池正负极采用的材料和制造工艺不同,其性能参数存在一定差异。 性能参数对比见表3-3。 其中,钴酸锂电池由于稳定性差、价格昂贵,很少用作动力电池。
性能参数
钴酸锂
三元锂
锰酸锂
磷酸铁锂
电压平台/V
3.7
3.7
3.8
3.2
最大电压/V
4.2
4.2
4.2
3.7
最小电压/V
2.6
3.0
2.5
2.65
循环寿命
>300
>800
>500
>2000
环保性能
含有钴
含有钴和镍
无毒
无毒
安全性能
不同之处
更好的
好的
出色的
适用领域
小电池
小电池,
小动力电池
动力电池
动力电池、
超大容量电池
表3-3 锂离子电池性能参数对比
锂离子电池的工作原理
(1)放电过程
尽管锂离子电池有很多种类型,但它们的工作原理大致相同。 当锂离子电池放电时,电子和锂离子Li+同时移动。 电子通过外电路导体从负极运行到正极。 Li+从透镜结构的负极“脱嵌”到电解质中,并“穿过”隔膜上的小缠绕孔。 空穴“游动”嵌入阴极晶体间隙中,并与来自外电路的电子结合,如图3-6所示。
图3-6 放电过程
(2)充电过程
充电时,具有晶体结构的正极材料上的锂分裂成锂离子和电子。 电子在外部充电,电路流向负极。 Li+从正极“脱嵌”到电解液中,并“通过”隔膜上的曲折。 “嵌入”透镜结构中的小孔是负电极,它将电子结合在一起。 由于Li+从正极“脱嵌”,通过电解液嵌入负极,因此负极处于富锂状态,如图3-7所示。
图3-7 充电流程
锂离子电池型号
不同的锂离子电池制造商有不同的命名规则,但大多数通用电池遵循统一标准。 根据电池的名称就可以知道它的尺寸等信息。 IEC规定圆柱型和方形电池的型号命名规则如下:
(1)圆柱形电池
型号由三个字母后跟五个数字表示。 三个字母中,第一个字母表示负极材料,其中I表示内置锂离子,L表示锂金属或锂合金电极; 第二个字母表示正极材料,C表示钴,N表示镍,M表示锰,V表示钒; 第三个字母是R,表示圆柱形。 这五个数字中,前两个数字代表直径,后三个数字代表高度,单位均为毫米。
(2)方形电池
型号由三个字母后跟六个数字表示。 三个字母中,前两个字母与圆柱电池含义相同; 最后一个字母是P,意思是正方形。 这六个数字中,前两个数字代表厚度,中间两个数字代表宽度,最后两个数字代表高度(长度),单位也是毫米。
例如:ICR 18650代表圆柱形电池,直径为18mm,高度为65mm; ICP代表方形电池,厚度为5mm,宽度为33mm,高度(长度)为53mm。 锂离子电池物理模型辨识如图3-8所示。
图3-8 锂离子电池物理模型辨识
锂离子电池的应用特点
(1)高电压
锂离子电池电芯因采用的正极材料不同,额定电压也不同,最高可达3.8V。 锂离子电池的电压是镍镉、镍氢电池的三倍,是铅酸电池的近两倍。 这也是锂离子动力电池比能量高的重要原因。
组成相同电压的动力电池组时,串联使用的锂离子动力电池的数量会比铅酸电池和镍氢电池少很多。 动力电池中单体电芯数量越多,对电池组中单体电芯的一致性要求越高,寿命控制也越困难。 在实际使用中,当电池组出现故障时,通常是一两个单体电池出现问题,进而导致整个电池组出现问题。 因此,也不难理解为什么48V铅酸电池的故障率比36V铅酸电池更高。 从这个角度来看,锂离子电池更适合作为动力电池使用。 例如,36V锂离子电池组只需要10节单体电池; 而36V铅酸电池组则需要18个单体电池,即三个12V电池组,而每个12V铅酸电池组又由6个单体电池组成。
(2)能量密度高
比能量大,可达150W·h/kg,是镍氢电池的2倍,铅酸电池的4倍。 因此,同等能量下,锂离子电池的质量是铅酸电池的1/4~1/3。 从这个角度来看,锂离子电池消耗的资源较少,锰酸锂电池使用的元素储量也比较大。 它体积小,能量密度高达400W·h/L。 其体积是同等能量铅酸电池的1/3~1/2,提供了更合理的结构和更美观的外观设计条件和设计空间。
(3) 寿命长
锂离子电池的循环次数可达1000至3000次。 假设容量保持在70%,电池组100%充放电循环次数可达2000次以上,使用寿命可达5~8年,寿命是普通电池的2~3倍。铅酸电池。 随着技术的创新,锂离子电池的寿命会越来越长,性价比也会越来越高。
(4)应用范围广
具有良好的低温性能,可在-40~55℃范围内工作。 在低温下,水溶液电池(如铅酸电池、镍氢电池)的性能会因电解液流动性差而大大降低。
(5)无记忆
每次充电前无需放电,随时随地都可以充电。 电池充放电的深度对电池的寿命影响很小,可以实现完全充电和完全放电。
(6)无污染
锂离子动力电池不含有任何有毒物质,被称为绿色电池,是国家重点扶持项目。 由于铅酸电池和镉镍电池中存在有害物质铅和镉,国家必然会加强对其的监督管理,相应企业的成本也会增加。 虽然锂离子电池不会造成污染,但从节约资源的角度来看,需要综合考虑锂离子动力电池的回收安全性和回收成本。
(七)安全隐患
由于锂离子动力电池能量高、材料稳定性差,容易出现安全问题。 2013年,全球知名手机、笔记本电池制造商(正极材料为钴酸锂和三元材料),如日本三洋、索尼等公司,要求电池爆炸率控制在40ppb(部分per十亿)1)以下,国内企业基本可以达到ppm(百万分之一)水平。
(八)价格高
同等电压、容量的锂离子动力电池的价格是铅酸电池的3至4倍。 随着锂离子动力电池市场的扩大、成本降低、性能提升以及铅酸电池价格的提升,锂离子动力电池的性价比可能会超过铅酸电池。
四、动力电池技术参数
动力电池是保证新能源汽车正常运行的基础。 因此,动力电池的性能显得尤为重要。 我国针对新能源汽车动力电池系统制定了一系列相关标准,涵盖电芯、模组、动力电池组和动力电池系统四个层面。 涉及的产品类型包括混合动力汽车、插电式/增程式混合动力汽车、纯电动乘用车和商用车,基本形成完整的体系。 常用动力电池主要技术参数如图3-9所示。
图3-9 常用动力电池主要技术参数
额定电压
动力电池的额定电压也称为标称电压。
额定电压=单体电池额定电压×单体电池串联数量。
动力电池的实际工作电压随着使用条件的不同而不断变化。 其电压状态主要有以下几种:
(1)开路电压
开路电压是指电池未连接外部电路或负载时的电压。 电池的开路电压与剩余能量之间存在一定的关系,利用这一原理来显示剩余能量。
(2)工作电压
工作电压是指电池处于工作状态,即电路中有电流流过时,电池正负极之间的电位差。 在电池放电工作状态下,电流流过电池内部时,必须克服内阻的阻力,因此工作电压始终低于开路电压。
(3)放电截止电压
放电截止电压是指电池完全充放电时达到的电压。 如果此时继续放电,则属于过度放电,会极大损害电池的使用寿命和性能。
(4) 充电限制电压
充电极限电压是指充电过程中从恒流充电到恒压充电变化的电压。
电池容量(A·h)
电芯容量是指动力电池能够储存的电量,是衡量电池性能的重要指标之一。
动力电池单体容量=单体电池容量×单体电池并联数量。
电池容量由电池电极活性物质决定,主要取决于活性物质的数量、质量和利用率。
电池容量用C表示,单位为A·h(安·小时)或mA·h(毫安·小时)。 等于放电电流(A)×放电时间(h),即C=It。
额定能量(kW·h)
动力电池的额定能量是衡量其性能的重要指标之一,其单位为kW·h(千瓦·小时)。
动力电池的额定能量=动力电池的额定电压×动力电池的电芯容量。
额定能量是汽车制造商公布的电池储备容量的衡量标准。 1kW·h的物理意义是功率为1kW的电器工作1小时所消耗的电能。
日常生活中,1kW·h就是1千瓦时的电。
能量密度(W·h/kg)
能量密度是指电池单位体积或单位质量释放的能量,通常用体积能量密度(W·h/L)和质量能量密度(W·h/kg)表示。 常见电池能量密度对比如表3-4所示。
表3-4 常见电池能量密度对比
电池类型
铅酸电池
镍镉电池
镍氢电池
锂电池
活力
密度
瓦·小时/公斤
30~50
50~60
60~70
130~180
宽·高/长
50~80
130~150
190~200
350~400
电池内阻
电池的内阻是指电池工作时电流流过电池内部的阻力。 它包括欧姆内阻和极化内阻。 欧姆内阻主要由电极材料、电解质、隔膜电阻以及各部分的接触电阻组成。 它与电池的尺寸、结构、装配等因素有关。
电池的内阻不是恒定的,而是在充放电过程中随时间变化。 这是因为活性物质的成分、电解液的浓度和温度不断变化,不同类型电池的内阻不同。 即使是同一类型的电池,由于内部化学性质不一致,其内阻也不同。 电池的内阻很小,一般以mΩ定义。 内部电阻是测量电池性能的重要技术指标。 在正常情况下,具有较小内部电阻的电池具有强大的高电流功能。 具有较大内部电阻的电池具有较弱的排放能力。
剩下的力量(SOC)
剩余的功率是指电池内可用功率与名义容量的比率。 它是电池管理系统中重要的监视数据。 电池管理系统根据SOC值控制电池的工作状态。
电荷和排放率(C)
电荷放电速率用于表达电池充电和排放电池时电流的比率,即速率。
充电率=电荷和排放电流 /额定容量。
例如,当额定容量为100a·H的电池在20A处排放时,其放电速率为0.2C。 电池放电速率为1C,2C和0.2C是指电池的放电速率,这是排放速度的量度。 如果所有容量在1小时内排放,则称为1C排放; 如果在5小时内放电,则称为(1/5)C = 0.2C放电; 对于24A·H电池,2C放电电流为48A,0.5C放电电流为12A。
排出深度(DOD)
在使用电池期间,电池释放到额定容量的容量百分比称为排放深度。 排放的深度与次级电池的充电寿命有着良好的关系。 次级电池的排放深度越深,其充电寿命越短,这将导致电池寿命较短,因此在使用时应避免进行深层排放。
5.电池组技术
术语解释
根据GB/T的定义19596-2017,电源电池系统(电池组)是指一个或多个电池组和相应的配件(电池管理系统,高压电路,低压电路机械组件)一种储能设备,可为驾驶电动汽车提供电能。
(1)单电池
单个电池是将化学能量转换为电能的基本单元设备。 它通常包括电极,分离器,电解质,壳体和末端。 它被设计为可充电,也称为单元格。 单个电池的物理结构是构成电源电池组或电池系统的最小单元,可以作为单元更换。
(2)电池包
并行连接的一组单电池可能包含监视电路和保护设备(例如保险丝等)。
注意:电池牢房没有固定的包装壳,电子控制设备和确定的杆布置,也不能直接应用于车辆。
(3)电池模块
串联或串联并行连接并用作电源的多个电池组合也称为电池组。
(4)电池管理系统
一个可以监视电池状态(温度,电压,充电状态等)的系统,可以为电池提供通信,安全性,平衡和管理控制,并提供使用应用设备的通信接口。
(5)电池盒
它是一种用于包含电池组,电池管理系统和相应辅助组件的组件,包括机械连接,电气连接,保护和其他功能。 它称为电池盒。
(6)电池组
它通常包括电池组,电池管理系统,电池盒和相应的配件(冷却组件,连接电缆等),该设备从外部获得电能,并可以向外部输出电能。 电池组的生产过程如图3-10所示。
图3-10电池组生产过程
关键的技术电池组合
在纯电动汽车和插电式混合动力电动汽车中,单个电池很难满足电压需求。 几个电池电池和模块需要串联并平行以形成电池组。 电池分组技术如图3-11所示。 显示。 串联连接可以增加电压,但容量保持不变。 平行连接可以增加容量,但电压保持不变。
图3-11电池组技术
电池连接方法通常由××P××s表示。 例如:3P91S是指并行连接的3组单个单元组,共有91组串联; ,是指一组100个单细胞串联连接的单细胞。
BAIC EV160纯电动汽车的电池核心组成方法是,100个磷酸锂单细胞串联连接以形成车辆的电池组; 虽然BAIC EV200纯电动汽车的电池核心组成方法是3p91s,也就是说,电池组由3个三元锂电池组成,并平行连接到形成一个模块,然后将91个此类模块串联连接起来形成形成整个,形成电池组件。
(1)电池平衡
组合数的数量越大,电池组的可靠性就越小。 组合电池时,应使用相同系列和规格的电池。 这通常称为电池平衡。 电池电池的一致性较差是指一组电池中剩余的容量差异和电压差的情况太大,这导致新能量车的耐力降低。 电池组中单个单元一致性较差的主要原因如下:
1)生产过程的差异。
由于电池材料,存储时间,生产过程和其他原因,因此单个电池之间存在不可避免的差异。 改善电池制造过程,从生产的角度确保电池的一致性,并使用相同的电池进行分组。 该方法具有一定的效果,但不能完全解决一致性差的问题。 使用电池组一段时间后,仍然会出现一致性差的问题。 如果无法及时处理,问题将变得更加严重甚至危险。
2)温度差。
在新的能源车辆中,由于电池安装位置不同,热环境存在某些差异。 即使电池在同一位置,由于通风条件不同,单个单元格之间也会有温度差,从而导致电池组温度变化。 均匀地发生高温。
3)出院率差异。
相同类型的电池具有相同的放电速率,但是随着电池的使用,容量将变化,从而产生不同的最佳排放电流。
4)排出深度差异。
排出深度是指示电池的放电状态的参数,该参数等于实际排放能力和可用容量的百分比。 新能量车辆的驾驶范围主要取决于电池的容量。 电池排放深度不同会导致一致性差。
5)可用容量差异。
在充电过程中,容量较小的电池将提前充满电。 为了使电池组中的其他电池充满电,容量较小的电池将不可避免地被过多充电。 如果整个电池系统的充电及早终止,以避免过度充电小容量电池,那么其他容量较大的电池将处于收费不足的状态。 这种情况不仅会影响电池组的充电过程,而且会影响电池的使用寿命,甚至会引起安全危害。 电池组一致性较差及其传输过程的原因如图3-12所示。
如图
(2)电池安全
在通过平行,串联或串联形成单电池之后,这是整个整个新能量车辆的核心问题,这也是整个社会非常关注的问题。 电池安全是电池技术的第一个重点,即实现革命性突破,也是促进纯电动汽车改进的关键。 关于电池系统的安全性,总结了8个方面。
1)核心安全。
通过电池和电池模块的标准化,可以提高电池电池安全性。 在设计方面,电池的设计问题被暴露并处理集中,生产设备的标准化程度将更高。 通过标准化,可以将出色的设备支持者和组件的经验推广到该行业,以便整体上可以提高电池行业的安全技术水平。 细胞的标准化可以减少低级劳动的重复,并大大提高电池电池的安全性能。 越来越多的制造商进行相同的标准电池电池。 电池电池的成本将降低,安全性将增加。
2)团体安全。
与单电池相比,锂电池的应用是新能量车辆的关键。 新能量车辆的电池电池需要由多个单电池组成。 目前,将突出显示组应用程序一致性差的问题。 即使出口电池时的一致性偏好,只要新能量车辆具有独特的工作环境(电池在电动车上放置在不同的位置,温度场是不同的),则是一段时间由于将出现化学特性的电化学特性的变化,这将导致电池组中的某些单个电池由于充电或排放而导致故障,这将影响电池组的安全性和循环寿命。 电池系统的热管理功能的设计对于确保电池组的安全非常重要。 温度对电池电压,热管理功能的设计良好,并且热量平衡。 BMS可以准确检测,控制和警告每个电池。
3)电池管理。
电源电池管理系统(BMS)是安全监控和有效管理新能源车辆电池组的安装。 它可以提高新型能源电池的使用效率,增加连续里程,延长使用寿命,降低运营成本,提高电池组的可靠性,然后有效提高新能量车辆的质量。 BMS主要由三个部分组成:控制模块,平衡功率模块和检测模块。
4)设计安全。
目前,在我国家的新能源车产业中已经建立了镍型锰电池作为乘用车电池的主流技术路线。 最初的两个世界磷酸锂电池已逐渐“退出”。
2017年以后,使用磷酸锂电池的新型能源汽车在市场上很少见; 在公共交通领域,对电池安全性的要求很高,但磷酸锂电池仍然是一个重要的位置,尽管尽管其单方面组的效率很高,工作温度范围很高,并且很大一部分控制的热量丧失在400°C以上,但仍然无法与强大的工业政策竞争。
2017年,在我国新的能源电池电池行业中,镍锰三元电池通常使用1:1:1:1:H/kg的镍钴锰的配方比;
到2018年,该行业中镍钴 - 山山脉三元公式的比例将变为5:2:3,电池的单能密度约为210W·H/kg; 当2018年即将结束时,一定的国内电力即将在2018年结束。电池领先的制造商迫不及待地宣布,大型生产配方的比例为8:1:1镍 - 镍 - 库巴尔特锰三元电池,电池的单能密度将超过300W·H/kg。
良好的产品速率,内部电阻一致性,焊接过程,耗散耗散系统性能以及高三元电池的BMS在任何BMS中的任何一个中都有问题,这将导致极大的后果。 各种电池材料和电池结构具有优势和缺点,对安全性的影响不同。 只要科学和精确,它就可以在一定程度上创建安全且可接受的电池。
5)充电安全。
使用新能源车辆的安全问题是用户安全和工业开发的底线,对车辆的收费是使用车辆的重要组成部分。 对安全性的收费主要涉及三个方面:信息安全,电气安全和消防安全。
①信息安全。 在充电场所的扫描充电中存在隐藏的信息安全危害。 目前,通过扫描QR码来开始对充电设施的起点和收费付款结算是许多收费运营公司的选择。 此方法具有隐藏的信息安全危害。
②电力。 新能源车辆的公共充电设施需要为数千家公司提供充电服务,其中大多数都具有“高压乐队电源,在户外室外放置室外和无人值守”的现象。 充电设备的安全风险逐渐引起了人们的注意,并且可以通过设计充电设备的硬件电路来降低风险。 例如,使用具有保护功能的电气组件来降低风险,并监视其是否超越限制并通过软件充电。 在绝缘保护,泄漏保护和充电过程绝缘监测方面加强风险管理和控制,以防止电击。
③消防安全。 消防安全始终贯穿整个充电过程和充电场地的全部生命周期。 在GB/T 51313 - 2018年“电动汽车牙科充电设施的技术标准”中,已经对消防安全问题进行了详细解释。
6)安全使用。
通过使用防火材料,或在防火结构上进行防火隔热处理,延迟了热门控制的扩散过程。 增加烟雾检测,化学成分检测,温度升高检测和其他联系,发现早期单体热量通过检测失控,并提醒驾驶员和乘客提醒人们逃脱。
目前,全国电动巴士标准正在促进灭火设备的增加,并且必须在车辆设计方面提高安全逃生设备。 新的能源车辆不同于传统的燃料汽车。 电池是车辆的唯一电源来源。 当车辆严重故障时,如果切断电源电路,车辆被切断,则可能不会打开门。 因此,就车辆设计而言,如果您可以增加可以快速打开并打开的逃生门或其他逃生设备,那将是一个可行的选择。
7)安全警告。
根据新型能源车辆的全国标准,可以通过互联网将车辆控制器(VCU)收集的BMS信息上传到云中进行大数据分析。 监视平台不断收集新的能量车辆,警报数据,诊断数据等的条件,并进行真实的时间分析,以为用户提供准确的警报推动和智能的预警分析结果。 当新能源车辆的安全问题时,警告设备可以提醒驾驶员停在侧面,以提高安全性警告的可靠性。
8)每日维护。
现在,新能源车的一些问题没有每日维护标准或国家强制性测试标准。 传统的燃油汽车进行了强制性测试,而新的能源车(作为新事物)尚未达到传统燃料汽车的水平。 是每3个月,6个月还是一年进行维护和测试。 应检测到哪些项目(系统密封,可靠性,连接可靠性等),并且应缺乏相关标准。
新的能源车辆几乎没有必要维护,但这实际上与安全意识相反。 因此,国家应制定新能源车辆的强制性测试标准,整个车辆制造商还应具有强制性测试项目要求,以制定新的能源车辆的日常维护过程和相关的国家法律法规。 这是非常紧迫和必要的。
- 上面的内容部分是从“新能量车辆维修入门彩色图”中选择的