汽车锂电池结构培训课件.ppt

1、锂电池类型介绍1电池包维修32电池包结构主要内容1.锂电池类型介绍1.1.电池分类序号序号电池类型电池类型额定电压额定电压比能量比能量优点优点缺点缺点1铅酸蓄电池3.7V35mAh/g功率比大，成本低使用寿命短，充放电倍率小，污染严重2镍镉电池1.2V50mAh/g轻便、抗震、寿命长有记忆效应3镍氢电池1.2V80mAh/g循环寿命长有记忆效应4钴酸锂（LiCoO2）电池3.7V274mAh/g结构稳定、容量比高、综合性能突出安全性差、成本非常高5三元材料（NiMnCo）锂电池3.7V278mAh/g能量密度高、低温性能好、可靠性高、寿命长、电池续航能力强造价高，不易于回收6锰酸锂（Li2Mn

2、O4）电池3.7V148mAh/g成本低、安全性和低温性能好材料不稳定、高温性能差、容易烯气7磷酸铁锂（LiFePO4）电池3.2V170mAh/g超长寿命、使用安全、可大电流快速充放电、耐高温、大容量、无记忆效应、绿色环保等导电性差、振实密度较低、低温性能差、一致性差1.锂电池类型介绍1.2.电池介绍1.2.1.铅酸蓄电池 电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。放电状态下，正极主要成分为二氧化铅，负极主要成分为铅；充电状态下，正负极的主要成分均为硫酸铅。分为排气式蓄电池和免维护铅酸电池。用途用途 起动型：主要用于汽车、摩托车、拖拉机、柴油机等起动和照明；固定型：主要用于通

3、讯、发电厂、计算机系统作为保护、自动控制的备用电源；牵引型：主要用于各种蓄电池车、叉车、铲车等动力电源；铁路用：主要用于铁路内燃机车、电力机车、客车起动、照明之动力；储能用：主要用于风力、太阳能等发电用电能储存；优点优点 成本低，应用广泛，制造工艺成熟，使用安全性比锂电池高；缺点缺点 循环寿命短，充放电倍率小，污染严重，能量比、质量比低，重量大，体积大，自放电大。1.锂电池类型介绍1.2.电池介绍1.2.2.镍镉电池 镍镉电池正极由氧化镍粉和石墨粉组成，石墨不参加化学反应，其主要作用是增强导电性。负极由氧化镉粉和氧化铁粉组成，氧化铁粉的作用是使氧化镉粉有较高的扩散性，防止结块，并增加极板的容量

4、。用途用途 大型袋式和开口式镉镍电池主要用于铁路机车、矿山、装甲车辆、飞机发动机等作起动或应急电源。圆柱密封式镉镍电池主要用于电动工具、剃须器等便携式电器。小型扣式镉镍电池主要用于小电流、低倍率放电的无绳电话、电动玩具等。优点优点 优异的放电性能，储存期长，高倍率充电性能，大范围温度适应性，高质量高可靠性、重量轻，应用广泛，使用安全性高；缺点缺点 金属镉污染严重，存在记忆效应损伤电池寿命，自放电大。1.锂电池类型介绍1.2.电池介绍1.2.3.镍氢电池 镍氢电池是由氢离子和金属镍合成，正极板材料为NiOOH，负极板材料为吸氢合金。用途用途 镍氢电池凭借能量密度高、可快速充放电、循环寿命长以及无

5、污染等优点在笔记本电脑、便携式摄像机、数码相机及电动自行车等领域得到了广泛应用，且在电动汽车主要应用于混合电动车。优点优点 优异的放电性能，储存期长，高倍率充电性能，大范围温度适应性，使用安全性高；电量储备比镍镉电池多30%，比镍镉电池更轻，使用寿命也更长，并且对环境无污染。缺点缺点 价格高，比镍镉电池贵；自放电大，性能比锂电池要差，存在记忆效损伤电池寿命。1.锂电池类型介绍1.2.电池介绍1.2.4.钴酸锂电池 用钴酸锂粉在铝板上形成阳极，用锂碳化合物在铜板形成阴极，极板间插入有亚微米级微孔的聚烯烃薄膜隔板，电解液为有机溶剂。用途用途 主要用于制造手机和笔记本电脑及其它便携式电子设备,由于价

6、格太高应用比较少。钴酸锂电池不适合用作大电流放电，过大电流放电时会降低放电时间(内部会产生较高的温度而损耗能量)，并可能发生危险。优点优点 结构稳定、比容量高、综合性能突出，电化学性能优越，没有记忆效应，自放电小。缺点缺点 安全性差，使用温度范围窄（-20 60），钴是比较稀缺、成本非常高。1.锂电池类型介绍1.2.电池介绍1.2.5.三元材料（Ni+Mn+Co）电池 用锂镍钴锰（Li（NiCoMn）O2）三元正极材料在铝板上形成阳极，用锂碳化合物在铜板形成阴极，极板间插入有亚微米级微孔的聚烯烃薄膜隔板，电解液为有机溶剂。用途用途 在容量与安全性方面比较均衡的材料，循环性能好于正常钴酸锂，三元

7、材料的电芯代替了之前广泛使用的钴酸锂电芯，在笔记本电池、电动汽车领域广泛使用。优点优点 比容量高、循环性能优越、可快速充放电、充电效率高达100%，而且输出功率大，使用寿命长，不含有毒有害物质，没有记忆效应，自放电小。缺点缺点 安全性差，内部有应力存在，内部温度分布不均匀，使用温度范围窄（-20 60）。1.锂电池类型介绍1.2.电池介绍1.2.6.锰酸锂电池 用锰酸锂材料在铝板上形成阳极，用锂碳化合物在铜板形成阴极，极板间插入有亚微米级微孔的聚烯烃薄膜隔板，电解液为有机溶剂。用途用途 在手机和笔记本电脑及其它便携式电子设备中应用广泛。优点优点 成本低、安全性和低温性能好，比容量高，不含有毒有

8、害物质，没有记忆效应，自放电小。缺点缺点 其材料本身并不太稳定，容易分解产生气体，因此多用于和其它材料混合使用，以降低电芯成本，但其循环寿命衰减较快，容易发生鼓胀，高温性能较差、寿命相对短。1.锂电池类型介绍1.2.电池介绍1.2.7.磷酸铁锂电池 用磷酸铁锂材料在铝板上形成阳极，用锂碳化合物在铜板形成阴极，极板间插入有亚微米级微孔的聚烯烃薄膜隔板，电解液为有机溶剂。用途用途电动车：公交车、电动汽车、混合动力车、电动自行车、铲车、清洁车、电动轮椅等；电动工具：电钻、电锯、割草机等，遥控汽车、船、飞机等玩具，UPS及应急灯、警示灯及矿灯；储能设备：太阳能及风力发电等；替代照相机的镍镉或镍氢电池，

9、小型医疗仪器设备及便携式仪器等。优点优点 可快速充放电、成本低、安全性高、高温性能好、体积小、重量轻，比容量高，循环寿命大，不含有毒有害物质，没有记忆效应，自放电小。过放电到零伏也无损坏，高效率输出：连续高电流放电可达10C，瞬间脉冲放电（10S）可达20C；缺点缺点 低温性能较差，导电率差，制造设备及工艺不完善。电芯类型三元材料（Ni+Mn+Co）箱体布置3箱标称电压/标称容量370V/84Ah总质量320工作电压300V415V防尘防水IP67单体电压/容量额定3.7V/标称12Ah（电压范围3.0V4.15V)标准充电电流13A，25电池成组方案7并100串充电最大瞬态电流 35A（25

10、，30秒）工作温度放电:-2055；充电:045放电持续电流70A一般使用温度工作范围-1045放电最大瞬态电流 150A（25，10秒）绝缘等级电池对箱体的绝缘电阻大于2MSOC工作范围15%100%（15%限功率）2.电池包结构2.电池包结构2.电池包结构1、准确估测SOC 准确估测动力电池组的荷电状态(State of Charge，即SOC)，即电池剩余电量，保证SOC维持在合理的范围内，防止由于过充电或过放电对电池造成损伤2、动态监测 在电池充放电过程中，实时采集电动汽车蓄电池组中的每块电池的端电压和温度、充放电电流及电池包总电压，防止电池发生过充电或过放电现象。同时能够及时给出电池

11、状况，挑选出有问题的电池，保持整组电池运行的可靠性和高效性，使剩余电量估计模型的实现成为可能。电池管理系统（BMS）主要就是为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。2.电池包结构2.电池包结构2.电池包结构2.电池包结构2.电池包结构2.电池包结构 锂电池包包括锂电池组、电池管理系统(BMS)、高压配电盒。2.电池包结构3.电池包维修3.1.电池包存放1、锂电池堆垛高度不大于2.2米，离光源距离大于60cm，离电源线缆距离大于100cm，主通道宽度大于150cm，离墙壁及管道设施距离大于50cm，消防设施及配电箱1.5米范围内不准堆放物料。

12、2、严禁将锂电池与金属物料混放，以免金属物体触碰到电池正负极，造成短路，损害电池甚至造成安全隐患。3、锂电池存放处禁止吸烟，禁止煮食及用火取暖，禁止乱接电线、使用明火、动火作业。4、锂电池存放、装卸、维修处应当配置相应的消防设施和灭火器材。消防器材必须设置在显眼和便于取用的地点，附近不得堆放物品和杂物，并确保任何时候都完好、有效。锂电池不允许使用水灭火，要求在库房储备消防沙的区域。5、一旦发生火灾时，要及时报告公司管理部门，同时组织人员扑救，并打火警电话119报警，事后协助查明原因，提出处理意见。3.电池包维修3.2.电池包拆卸3.2.1、拆卸电池包之前注意事项：1、关闭钥匙，拆除12V蓄电池

13、负极；2、拔出锂电池包上的维修开关；3、穿戴绝缘手套、绝缘鞋；4、准备绝缘工具，包括绝缘套筒、绝缘扳手，叉车、托盘、小车要求有绝缘胶包裹；5、线束橙色波纹管的是高压线（370V电压），黑色波纹管的是低压12V线束；6、如零部件贴有高压标识不允许私自拆卸或损坏，橙色波纹管不允许破损。3.2.2、拆卸电池包顺序：1、将车辆放置在举升机上，举升至合适高度，并确认是否安全；2、先拔出19芯通讯线或8芯通讯线；3、拔出电池包高压串联线，再拔出高压输出线；4、再将举升小车放置在电池包下；5、拆除传动轴并取下；6、拧出电池包固定6颗螺钉；7、将电池包放置到规定位置。3.电池包维修3.2.电池包拆卸3.2.3、电池包内部零件更换 1、更换BMS主板、从板、绝缘模块；2、更换高压配电盒零件：高压继电器、保险、预充电阻、电流传感器等；3、更换锂电池电芯及相应高压线束、信号线束、航空插件；上述零部件更换一般为电池零部件厂家更换，如需更换需锂电池厂家授权及培训。