电动汽车基础知识

电动汽车基础知识服务中心-技术支持科一、电动汽车家谱二、纯电动汽车简介三、混合动力电动汽车简介四、燃料电池电动汽车简介目录1、纯电动汽车定义2、纯电动汽车基本组成3、知豆电动汽车电源系统简介电动汽车的定义：电动汽车是电动车辆的一种，是指由车载电源提供全部或部分动力，用电动机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规等各项要求的汽车。电动汽车家谱电动汽车(ElectricVehicle-EV)纯电动汽车（BatteryElectricVehicle-BEV）混合动力电动汽车（HybridElectricVehicle-HEV）燃料电池电动汽车(FuelCellElectricVehicle-FCEV）本课件重点以知豆为例着重介绍纯电动汽车几大关键件的组成结构、基本参数、功能作用等，简单介绍混合动力电动汽车及燃料电池电动汽车的驱动方式及分类，考虑到销售人员，本课件力求通俗易懂。普通插电串联式混合动力电动汽车（SeriesHybridElectricVehicle-SHEV）并联式混合动力电动汽车（ParallelHybridElectricVehicle-PHEV）混联式混合动力电动汽车（Parallel-SeriesHybridElectricVehicle-PSHEV）普通插电普通插电纯电动汽车简介一、纯电动汽车定义纯电动汽车是指以车载电源为动力，用电动机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规等各项要求的汽车。纯电动汽车主要由电源系统、电力驱动系统和辅助系统等三部分组成。汽车行驶时，由动力电池输出电能（电流）通过控制器驱动电动机运转，电动机输出的转矩经传动系统带动车轮前进或后退。二、纯电动汽车基本组成动力电池组的功用是驱动电机提供驱动电能，纯电动汽车的动力电池组常用的有铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池等。电池管理系统，它的主要功用是对动力电池组及单体进行实时监控、监测电池使用情况以及控制充电机向电池组充电。充电机的功用是接受并执行电池管理系统的指令将电网的交流电转换为直流电为动力电池组补充电能。2．电力驱动系统电力驱动系统主要包括电机控制器、功率转换器、驱动电机、机械传动装置和车轮等。它的功用是将存储在动力电池组中的电能高效地转化为车轮的动能，并能够在汽车减速制动时，将车轮的动能转化为电能充入动力电池组。1．电源系统包括动力电池组、电池管理系统和充电机等。纯电动汽车简介3.辅助系统主要包括辅助动力源、空调器、动力转向系统、导航系统、刮水器、收音机以及照明和除霜装置等。辅助动力源主要由辅助电源和DC/DC功率转换器组成。它的功用是向动力转向系统、空调器及其它辅助设备提供动力。纯电动汽车简介三、知豆电动汽车电源系统简介主要介绍电源系统的动力电池和充电机，动力电池的基本参数，如容量和能量，充电机的基本参数，如额定功率、效率等及这些参数在实际中的应用和充电模式的介绍纯电动汽车简介一、动力电池纯电动汽车简介电池盒信号线接插件BMS单体电池分流器熔断器正负极接插件继电器动力电池1、动力电池功用纯电动汽车简介为整车储存能量，内部设置有电池管理系统、温度、电压、电流传感器。因为电池有温度、电压、电流的限制要求，所以动力电池里需要有温度、电压、电流传感器对其进行数据采集，然后将数据传给电池管理系统进行判断。电池管理系统主要的功用就是：（1）电池包电量估算；（2）电池温度、电压、电流、绝缘检测；（3）漏电检测、异常情况报警；（4）充放电控制、预充控制；（5）电池一致性检测；（6）系统自检等注意：电池的电量为电池管理系统依据采集的各参数进行计算得来的，比较好的BMS厂家可以将SOC估算精度做到误差小于8%，因此电量表是不准的仅供客户参考的。1、知豆动力电池类型纯电动汽车简介知豆电动汽车标准配置锰酸锂、磷酸铁锂及三元锂三种类型的动力电池锰酸锂电池是指正极使用锰酸锂材料的锂电池，其标称电压为3.7V，知豆电汽车电池组配置20块此类电池，电池组标称电压为72V。磷酸铁锂电池是指使用磷酸铁锂作为正极材料的锂电池，其标称电压为3.2V，知豆电动汽车电池组配置24块此类电池，电池组标称电压为72V。三元锂电池是指使用三元混合材料作为正极材料的锂电池，其标称电压为3.7V,知豆电动汽车电池组配置20块此类电池，电池组标称电压为72V。2.电池基本参数介绍纯电动汽车简介①容量（C）我们都知道，测量长度有尺子，测量温度有温度计，那么电池的容量可以使用什么仪器或设备测量呢？事实上电池的容量是无法直接使用度量设备或仪器直接测量出来的，确切地说，电池的容量是计算出来的。计算公式：容量C=放电电流（A）×放电时间（h）=Ah如一块充满电的电池以80A电流恒流放电，放了2个小时就没电了，那就可以计算出此次的放电容量为160Ah。但是如果同样是这块电池，你以160A电流放电，按照公式计算是不是可以放电1个小时呢？但实际上肯定是达不到的，这样计算这块电池的容量就小于160Ah。如果以极低温度条件下同样以80A电流放电，因电池特性决定放电时间肯定远小于2小时，这样计算出的容量也不是160Ah了思考一：电池包铭牌上的160Ah是什么意思？那Wh和KWh又是什么意思？度又是什么意思？它们都是表示电池容量的么？纯电动汽车简介由于放电电流与温度影响电池的容量，因此计算生产厂在规定其产品的容量时必须标明其放电率（时率或倍率）时率：如C1=160Ah表示此电池以160A恒流放电，可持续放电1小时。C20=32Ah表示此电池以32/20=1.6A恒流放电，可持续放电20小时。倍率：如某电池组额定容量为160Ah，0.1C=16A，0.5C=80A由于不同的环境及放电率条件下计算的容量会不同，为了统一标准GB/T31484-2015中规定了动力电池的额定容量：额定容量是指室温下完全充电的蓄电池以I1(1小时率放电电流）放电，达到终止电压时所放出的容量。额定容量又叫做标称容量,也叫保证容量，是电池制造厂商按照国家颁布的标准，规定电池在一定的放电条件下，应该放出的最低限度的电量值。纯电动汽车简介电池外壳上印制容量数字标识，表示的就是蓄电池的额定容量。实际上，新出厂的电池的实际容量往往都高于电池的额定容量。有人会问那电池上为什么不标识实际容量呢？一个厂商即使是同一批次生产的蓄电池，绝不可能做到容量完全一致，总是有高有底，有多有少；同时成百上千个电池生产厂家在生产这种类型电池时，更是做不到丝毫不差。如果没有标准，就会乱套。这和体育竞技中的级别差不多，摔跤、举重、跆拳道等都有体重级别。比如举重中的59公斤级别，并不是要求参赛运动员体重都必须绝对是59公斤，而不允许有丝毫的差别，而是规定了一个体重范围。只要体重在54．01～59公斤之内，都可以参加59公斤级的比赛。GB/T31484-2015中关于室温放电容量判定标准：按照规定测试放电容量在额定容量的100%~110%之间，所有样品的实测容量极差（最大和最小容量差）不得超过额定容量的7%（一致性要求）纯电动汽车简介关于容量的概念大家可能理解了，现在请思考：现在有两块电池，一款ThinkPad电池额定容量为4400mAh，一款手机电池额定容量为5000mAh,同为锂电池，为什么个头相差这么大呢？从外形上看，笔记本电池是手机电池的好几倍，但容量却比手机电池的少，这是为什么呢？②能量还需要引入另一个参数来评价电池的性能：电池的能量：即电池存储的电能在放电时所能做的电功的多少。能量（E）及功（W）在国际单位制中的单位为焦耳（J），但是对于电池所存储的能量而言显然焦耳的单位太小了：将1克水提升1℃所需的能量为1卡路里≈4.187焦耳1焦耳=1瓦特·秒1度=1KWh=1000瓦特x3600秒=3600000焦耳所以用焦耳表示电池能量就不太直观了，使用生活比较熟悉的电能单位KWh也就是平时经常说的度（1度=1KWh=1000Wh）来表示电池的能量就直观多了。GB/T31484-2015中规定了动力电池的额定能量：额定能量是指室温下完全充电的蓄电池以I1(1小时率放电电流）放电，达到终止电压时所放出的能量。如以额定电压72V额定容量为160Ah的电池为例，即此电池以160A电流恒流放电，可持续放电1小时，因放电过程中电压从充电截止电压放电至放电截止电压，取值额定电压，计算如下：E=W=Pt=Uit=72x160x3600=41472000焦耳因1KWh=3600000焦耳，所以此电池额定容量为11.52KWh纯电动汽车简介再回到笔记本电池和手机电池的问题手机电池的额定电压为3.7V，额定容量为5000mAh可计算此电池额定能量为：3.7Vx5Ahx1h=18.5Wh笔记本电池的额定电压为11.1V，额定容量为4400mAh可计算此电池的额定能量为：11.1Vx4.4Ahx1h=48.84Wh如果有一个5瓦灯泡，工作电压为（2.5V~12V）即这两个电压平台都可以工作，那么手机电池可供此灯泡连续工作18.5\5=3.7小时，而笔记本电池可供此灯泡连续工作48.84\5=9.7小时因此，容量大不可一定耐用。纯电动汽车简介快来算一算这个电池包的额定能量吧。当然电池基本参数除了容量、能量、电压、电流之外还有内阻、SOC、SOH、自放电率、比能量、比功率、循环寿命等不一一介绍了。纯电动汽车简介思考：既然动力电池组的额定容量为210Ah，那么每个单体的额定容量是多少呢？电池组的额定电压为72V，那么每个单体的额定电压又是多少呢？2.电池成组的基本知识①锂电池电芯封装类型分为：钢壳电芯、铝壳电芯、聚合物电芯（软包电芯）、圆柱形电芯（18650、26650等）纯电动汽车简介因单个电芯容量小、电压低，动力电池为了获得更高的容量和电压平台，往往将电芯并联或串联起来使用，为了获得更高的容量，先将电芯并连起来，形成单体电池，然后再将单体串联起来获得更高的高电压平台形成动力电池组。纯电动汽车简介思考：你知道知豆动力电池是怎么组装的么？知豆不同类型的动力电池有多少个单体？多少个电芯呢？以下H1车型及D2车型波士顿动力单电池额定电压都为73V，它们的主要区别在哪呢？纯电动汽车简介X10（并）=X20（串）=Xn（并）=X24（串）=X2（并）=X8（并）=X6（并）=X20（串）=共计200个软包电芯共计24Xn个软包电芯共计1920个18650电芯②以下为知豆电动汽车三种类型电池成组方式③介绍知豆动力电池成组方式之前先详细介绍一种笔记本电池成组方式纯电动汽车简介3.6V或3.2V额定电压的电池无论怎么组合都不可能组合为11.1V这么诡异的电压，所以只有可能是一种额定电压为3.7V的18650电池思考：这种18650电池是如何连接来形成一个额定电压为11.1V，额定容量为4400mAh的笔记本电源的呢？65mm18mm计算方法：首先11.1/3.7=3,可以确定串联电芯的个数：纯电动汽车简介3.7V3.7V11.1V3.7V计算原理：A：串联电压相加而容量不变。B：并联容量相加而电压不变。不管串联多少个电芯，仅仅增加总电压，而额定容量容量一直为2200mAh,因笔记本电源的额定容量为4400mAh，因此还需要并联电芯才能增加它的额定容量，因此想到了以下方案：思考：你认为哪种方案可行呢？或者有更好的方案？方案1：纯电动汽车简介3.7V3.7V3.7V3.7V方案2：3.7V3.7V3.7V3.7V纯电动汽车简介方案3：3.7V3.7V3.7V3.7V3.7V3.7V方案4：3.7V3.7V3.7V3.7V3.7V3.7V方案1：纯电动汽车简介3.7V3.7V3.7V3.7V相当于相同容量、不同电压的电芯并联，此种情况会形成环流，11.1V向3.7V充电，如果电池内阻很小，充电电流将很大，如果电压平台相差很大的电芯并联会直接烧毁电芯，11.1V超过此种电芯的充电截止电压，此电芯将会出现不可逆转的损坏。对于动力电池而言，必须要求单体电池内并联的电芯电压平台的一致性结论：不同电压的电池最好不要并联使用。纯电动汽车简介对于动力电池而言，必须要求单体电池内并联的电芯电压平台的一致性，否则容易出现单