- 電動汽車動力系統安全性設計與工程應用
- 中國汽車工程學會組編
- 1024字
- 2024-05-10 11:23:18
1.3.1 動力蓄電池系統
一般情況下,動力蓄電池系統主要包含動力蓄電池單體(模組)、動力蓄電池熱管理系統、電池管理系統(Battery Management System,BMS)、結構件、電氣連接這五大部分。動力蓄電池系統的結構框圖如圖1-15所示。
1. 動力蓄電池模組
動力蓄電池模組作為純電動汽車唯一的能量載體,是純電動汽車的核心部件,而鋰離子電池又是整個動力蓄電池模組的核心,是純電動汽車的能量儲存單元。動力蓄電池模組是由單體蓄電池(即電芯)通過串、并聯構成的。
2. 動力蓄電池熱管理系統
動力蓄電池熱管理系統的作用是對電池溫度進行合理監控,改善電池的工作環境,使動力蓄電池維持一個穩定的工作狀態。這主要由于低溫時鋰離子電池內部電化學反應受抑制,導致電池內阻增大,充放電允許使用功率及容量下降;溫度較高會導致電池活性物質損失,容量加速衰退,影響電池循環壽命。目前電動汽車動力蓄電池熱管理系統主要分為:自然冷卻系統、空氣冷卻系統、液體冷卻系統、直冷式系統、相變材料冷卻系統(Phase Change Material,PCM)等。

圖1-15 動力蓄電池系統的結構框圖
3. 電池管理系統
電池管理系統(BMS)是動力蓄電池關鍵技術之一,其在整個電池系統中負責對電池模組工作狀態進行監測反饋,并且通過動力CAN總線或其他通信網絡與整車控制模塊進行信息交互來進行電池充放電控制和調節,是動力蓄電池系統的核心部分。
電池管理系統包括充放電管理模塊、均衡模塊、熱管理模塊、采集單元、通信模塊、信息存儲模塊、故障告警模塊,其功能一般分為狀態管理和故障診斷兩種類型。電池管理系統的基本功能是測量、評估、管理、保護和警示等。
4. 動力蓄電池系統的結構
動力蓄電池系統的內部通常是由多個電芯或電池模組串聯或并聯而成。其中,電池模組指的是將電芯通過采用機械固定與電連接的方式進行成組。除電池模組之外,電池包內還必須包含動力蓄電池熱管理部件、開關控制器以及BMS模塊等輔助系統。另外,電池的成組、連接和固定、管理單元的安裝、電池的散熱等,則由電池包的機械構件來完成。結構件的作用主要為組裝、支撐(箱體內部框架結構及各種加強筋,能夠抗住機械沖擊和振動)和環境防護(外殼有防塵和防水功能)等。
5. 電氣連接部分
電氣連接是動力蓄電池系統電路的網絡主體,主要分為動力系統低壓電連接和高壓電連接。動力系統高壓電連接通過螺栓或焊接技術用連接部件將電芯串、并聯,將動力電池系統的動力輸出到各個需要的部件中。低壓電連接則通過電壓傳感器和溫度傳感器采集各電芯模組的電壓和溫度信號,并將各類信號傳輸給控制模塊,實時傳輸各類檢測和控制信號。