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《电动汽车动力电池系统》第一章 第一章、电动汽车动力电池系统技术发展综述 一、Wh：能量单位 二、Pack:电池 PACK 一般指的是组合电池 三、电池的 Pack 产品大概走了三个时代：铅酸电池、镍氢电池、锂 离子电池 铅酸电池： 电极主要由铅及其氧化物制成 电解液是硫酸溶液的一种电池 放电状态：正极主要成分二氧化铅、负极主要生成铅 充电状态：正负极主要成分均为硫酸铅 主要组成：正极板、负极板、电解液、隔板、电池槽、电池盖、极柱、 注液盖 优点：电压稳定、电池便宜，使用范围最广泛的化学电池产品 缺点：大而笨重、能量密度低、使用寿命短、日常维修频繁（老式寿 命 2 年、需要定期检查电解液高度并添加蒸馏水；随着技术进步，寿 命变长，维修维修也简单） 铅酸电池的发展： 1985 年法国人发明，走了以下几个阶段：开口式铅酸电池、密封阀 控式铅酸电池、近几年的铅碳蓄电池（负极增加了活性炭，循环寿命、 能力密度、充放电倍率均大幅度提升） 镍氢电池： 在镍镉电池的基础上产生（镍镉电池记忆效应强，循环寿命短，镉是 重金属，毒性较强环境污染大） 正极：镍氧化物 负极：金属氢化物 电解液：碱液(KOH) 主要组成：正极片、负极片、电解液、隔膜、盖帽、绝缘层、外壳 镍氢电池比镍镉电池能力密度大（两倍），重量轻、寿命长、环境污 染小 优点：能量密度高、可快速充放电、循环寿命长、对环境无污染，记 忆效应很小（记忆效应是电池因为使用而使电池内容物产生结晶的一 种效应） 使用领域：电脑、摄像机、数码产品、电动自行车等 电动汽车领域：镍氢电池主要使用于混合动力电动汽车 锂离子电池： 锂离子电池是一种主要依靠锂离子在正极和负极之间往返移动来工 作的二次充电电池 充放电过程，正 LI 在两个电极之间往返的嵌入和脱嵌 充电时：正 LI 从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状 态 放电时：正 LI 从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极，正极处于富锂状 态 优点：长寿命、大倍率、高能量密度、无污染、发展迅速的二次电池， 应用领域广 组成：正极、负极、电解质、隔离膜、集流体、外壳 产品外形：圆柱形、方形、软包 正极材料：钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、镍钴锰三元、镍钴铝三元等 锂金属氧化物 负极材料：石墨、无序碳材料、硅碳复合材料、碳酸锂、单体锂、锡 基合金、铝基合金、美基合金等 电解质：高纯度的有机溶剂、电解质锂盐和必要的添加剂 有机溶剂：PC 碳酸甲乙酯、EC 碳酸乙烯酯、DMC 碳酸二甲酯、EMC 碳 酸甲乙酯 隔膜：单层 PP 聚丙烯、单层 PE 聚乙烯、双层 PP/PE、三层 PP/PE/PP 锂离子电池未来发展方向：单位成本、循环寿命、充电速度、安全性 四、纯电动汽车优点： 环保、省钱、噪声小、节能、结构简单、维护方便、驾驶体验好 五、动力电池系统在整车上的安装位置： 1、有限的空间，布置更多的电池 2、电池包的位置对整车的安全 3、电池包的重量和形状对整车寿命的影响 4、要充分考虑电池的散热 5、电池包重量影响整车的重心和轴荷的分配，影响整车的舒适性和 驾乘体验 六、“工”字形和“T”字形电池包安装 宝马 X1 车型在燃油车进行改装，去掉发动机、变速箱、油箱和一些 传动装置。空出来的空间安装电池包，是典型的“工”字形电池包（采 用宁德时代 CATL 磷酸铁锂电池，Pack 容量为 27KWh，150Km 续航里 程） 雪佛兰“沃蓝卡”典型的“T”字形电池包布置，（LG 的锰酸锂电池， Pack 容量 16KWh，续航 64Km） 要提升整车的续航里程，就必须增加整车的电量，有两个可行性途径： 1、提高电池包的能力密度，同样空间储存更多的电量 2、扩展电池包的空间，增大电池包的重量和体积，进而增加电量 总结：一般情况下，能量密度的提高是缓慢，受限于电池技术的进步 速度，很难短时间内大幅度提升；只能从空间上做文章； 七、“土”字形电池包安装 吉利帝豪 EV 车型采用“土”字形电池包： 2015 款帝豪 EV 采用宁德时代三元电芯，电量为 44Wh，续航 250Km 2017 款帝豪 EV，同样采用三元电芯，对电池包、热管理系统和动力 总成设计优化，续航里程达到了 300Km 因此，“土”字形电池包将续航里程提升到了300KM，进一步提升就 有难度了 八、一体式（滑板式）电池包安装 这是一种全新的设计产品思路，整车的设计需要围绕核心零部件电池 包来设计展开，将电池包进行模块化设计，平铺在地盘上，最大限度 获得可用空间，调整整车的重心位置，同时还可以利用电池包的结构 来加强底盘的强度和刚度，也可以利用整车的框架来强化对电池包的 结构防护。 最早采用的是特斯拉，大众、宝马也纷纷跟进，将续航里程提升至 400~600Km ; 成组技术 九、电动汽车 Pack 的关键技