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    動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)及核心組件
    2024-10-16
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    動(dòng)力電池為新能源汽車(chē)提供電力驅(qū)動(dòng),不僅自重大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜,其性能表現(xiàn)更是直接關(guān)乎車(chē)輛的續(xù)航里程、安全性和動(dòng)力性,同時(shí)也在很大程度上左右著整車(chē)的制造成本。本文將帶您詳細(xì)了解動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)及核心組件,一起來(lái)學(xué)習(xí)吧~

    圖片△ 動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)

    電芯(單體電池 Cell)

    電池單體是動(dòng)力電池的基本單元,通常由正極材料、負(fù)極材料、隔膜和電解液組成。

    圖片

    △ 電芯結(jié)構(gòu)

    ?正極材料:是電池中儲(chǔ)存能量的主要部分,常見(jiàn)的正極材料有鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳鈷錳酸鋰(NCM)和鎳鈷鋁酸鋰(NCA)等。這些材料能夠存儲(chǔ)鋰離子,從而產(chǎn)生電流。

    ?負(fù)極材料:是電池中釋放能量的部件,通常使用碳材料(如石墨)或其他非金屬材料。在鋰離子電池中,負(fù)極材料吸收鋰離子并釋放出來(lái)產(chǎn)生電流。常見(jiàn)的負(fù)極材料有天然石墨、人造石墨、硬碳和軟碳等。

    正極材料和負(fù)極材料決定了電池的化學(xué)性質(zhì)和能量密度。

    ?電解液:是電池中傳導(dǎo)離子的介質(zhì),通常由有機(jī)溶劑和電解質(zhì)鹽組成。電解液的作用是在正負(fù)極之間傳遞鋰離子,從而實(shí)現(xiàn)電池的能量轉(zhuǎn)換。

    ?隔膜:用于分隔正負(fù)極材料以防止短路,同時(shí)允許鋰離子通過(guò)。

    電池模組(Module)

    電池模組是由多個(gè)電芯通過(guò)串并聯(lián)的方式組合而成的,串并聯(lián)的目的是為了達(dá)到所需的電壓和電流水平,以滿(mǎn)足不同電動(dòng)汽車(chē)的能源需求(串聯(lián)連接電芯可以增加總電壓,并聯(lián)連接電芯可以增加總?cè)萘浚?/span>

    電池模組通常包含一個(gè)電池管理系統(tǒng)(BMS),它負(fù)責(zé)監(jiān)控和管理電池的充放電過(guò)程,以確保電池的安全性和性能穩(wěn)定。

    電池模組還會(huì)加入一定的保護(hù)線(xiàn)路板及外殼,用于保護(hù)電芯和BMS,形成能夠直接提供電能的組合體。

    圖片

    △ 電池模組

    電池包(Pack)

    電池包是由多個(gè)電池模組串聯(lián)組成的組合體,是電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力電池總成。電池包還包括電氣連接、冷卻系統(tǒng)、絕緣保護(hù)等部件,以確保電池組的整體性能和安全性。電池包通常還配備有安全保護(hù)措施,如過(guò)熱保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、短路保護(hù)等。

    圖片

    △ 電池包結(jié)構(gòu)

    電池管理系統(tǒng)(BMS)

    BMS負(fù)責(zé)監(jiān)控電池的狀態(tài),包括監(jiān)測(cè)電壓、電流、溫度、絕緣電阻、SOC估算、SOH估算等程序。這些程序基于硬件采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和分析,以評(píng)估電池的狀態(tài)和健康程度。

    圖片

    △ 電池BMS系統(tǒng)

    其他組件

    ?電池外殼:保護(hù)內(nèi)部電芯免受外界環(huán)境影響,通常由金屬或塑料制成。

    ?冷卻系統(tǒng):對(duì)于高功率密度的電池系統(tǒng),可能需要額外的冷卻系統(tǒng)來(lái)保持電池溫度在合適范圍內(nèi),防止過(guò)熱損壞。

    ?接口和連接器:用于連接電池與其他設(shè)備,如充電器、負(fù)載等。

    ?安裝組件:如支架、托盤(pán)、壓桿、螺栓等,用于固定和連接各個(gè)部件。

    ?輔助元器件:如密封圈、橡膠墊、密封膠、卡扣、扎帶等,用于確保各個(gè)部件的密封性和連接性。

    綜上所述,動(dòng)力電池的組成涉及電芯、電池模組與電池包、電池管理系統(tǒng)以及其他輔助組件等多個(gè)方面。這些組件共同協(xié)作,使得動(dòng)力電池能夠穩(wěn)定可靠地為電動(dòng)汽車(chē)提供動(dòng)力支持。

    同時(shí),動(dòng)力電池的設(shè)計(jì)和制造需要滿(mǎn)足高安全性、高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命和低成本等多方面的要求。隨著技術(shù)的發(fā)展,動(dòng)力電池的組成和設(shè)計(jì)也在不斷優(yōu)化,以適應(yīng)新能源汽車(chē)市場(chǎng)的需求

     
    圖片
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