锂电动汽车电池包结构

1、两轮电动车电池包从概念到成品-关于电芯

电芯想必大家都很熟悉，它是锂离子电池包的储能元件。其基本原理就是利用电芯正负极两者不同性质的化学物质进行可逆的氧化还原反应，从而形成充放电过程。不同的材料有不同的电势差差异，因而形成不同的电压。当前普遍使用的三元电芯的额定电压是3.6v，无论单个电芯的体积如何变大，电芯只会增加容量而不会改变电压。因此，想要得到更高的电压，就必须通过电芯的串联来实现。串联增加电压，并联增加容量。

按照不同的分类原则，电芯可以有多种分类，如：

①按照正负极材料不同进行分类；

②按照外形封装形式不同进行分类；

③按照用途不同进行分类。

以上只是我们实际使用中最为常见的分类方法，实际上，不同的应用场景完全可以根据需求进行任意分类。甚至上面的某一个分类下面，也还可以进行更细的细分类别。

按照正负极材料进行分类

大家经常在说的三元电池、磷酸铁锂电池和钛酸锂电池其实就是按照电芯的正负极材料在进行分类。其中三元电芯指的就是电芯的正极材料为三种元素组成。具体上，国内的三元和特斯拉所使用的松下三元略有区别。国内的三元，我们称之为镍钴锰（NCM）三元，指的是电芯的正极材料由镍钴锰三种元素组成，而松下的三元是镍钴铝（NCA）三元。在三元电芯分类下，按照三种元素的不同配比，又有细分的材料体系。不同的配比，电芯具有不同的性能。目前国内最成熟常用的是523电芯，除此之外，也一直在研发高能量密度的高镍三元（811，镍占比80%），目前已经实现量产。

磷酸铁锂（LFP）的命名与三元电芯一样，磷酸铁锂指的就是电芯的正极材料。磷酸铁锂和三元都是正极材料，其负极一般为石墨。

这里需要注意的是钛酸锂电池，不同于三元和磷酸铁锂，钛酸锂是负极材料，而不是正极材料。负极材料钛酸锂可以与正极材料磷酸铁锂和三元分别组成电芯，也就是我们所说的钛酸锂电池。

除了上述三种电芯以外，还有多种电芯材料，如锰酸锂钴酸锂等，但是在动力电池领域基本已经很少出现。由于动力电池对能量密度的要求，三元电芯的占有率是最高的，其次是磷酸铁锂，而钛酸锂则在大巴和特殊场景上有少量应用。下面，我们一起来对比下各电芯的性质：

对比来说，磷酸铁锂的循环寿命要大于三元电芯，且在安全性和成本方面有优势。而三元的能量密度却有着绝对的优势。

就电压平台来说，三元的电压平台要高于其他材料，三元电芯额定电压一般3.6V，而磷酸铁锂为3.2V，钛酸锂则在2V左右。

按照外形封装进行分类

如大家经常所见的一样，我们常说的18650、方壳、软包等，就是按照电芯的外形分类的，一般有三种：

①圆柱电芯；

②方壳电芯；

③软包电芯。

其中圆柱电芯的标准化程度最高，目前18650电芯应用非常广泛，其周边配套材料也相应具有较高的标准化水平。圆柱电芯的外壳为钢壳材料，整个底面和侧面都是负极，顶面为正极。

圆柱电芯的命名方式一般为五位数字：直径尺寸+高度尺寸+0，如26650电芯，表示圆柱电芯直接26mm，高度65mm，末尾的0表示圆柱形。

方形电芯的命名方式与圆柱电芯类似，但是方形有六位数字，各用两位分别表示厚度、宽度、高度。

以上只是我们常用的命名习惯，如果需要标准化的命名，可参考IEC61960标准。

方形电芯和软包电芯的标准化程度较低，一般都是根据需要进行尺寸定制。其中方形电芯的外壳材料一般为铝，因此也被叫做方形铝壳电芯。软包电芯的外壳为聚合物材料，当然也可以叫做铝塑膜。

下面，我们一起来看看三种电芯的差异：

圆柱电芯标准化程度高，周边材料标准化也高，其体积较小，因此成组方式非常灵活，各种空间都可以使用。方壳和软包电芯体积一般较大，按照空间进行定制尺寸。因此，在实际使用中，对小规模或者单件电池包需求，圆柱电芯是最常用的。

按照使用场景分类

最后一种分类方法比较简单，就是按照用途分类，大体上，我们一般分为动力电芯和数码电芯。其中动力电芯指的就是用于动力电池的电芯，而数码电芯则是用于消费类电子产品的电芯，如笔记本电能，手机充电宝等。

动力类电芯的要求更为严格，比如更高的能量密度和功率密度。即要求相同的体积和重量，能输出更大的功率和电量。除此之外，还有更严苛的工作环境和使用寿命要求，当然安全性也是一个重要的考虑因素。

好了，电芯的信息就和大家分享到这里，下一次，我们将会重点讲解锂电池保护板相关的信息，大家有疑问的可以提前留言哦。

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本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

2、电动汽车的电池容量一般有多少千瓦时?

电动汽车的电池容量因品牌、产地等因素的不同而有所不同，一般在15—60kwh之间。

美国主流电动汽车电池容量（美国规定电池包容量大于或等于16kwh可以拿满7500美元的联邦补贴，所以美国市场的纯电动汽车基本都会超过16kwh）：   

雪佛兰沃蓝达（VOLT）：16 kwh；  

日产聆风（LEAF）：24 kwh； 

科达电动汽车（CODA）：33.8 kwh；   

本田飞度电动版（Fit EV）：20 kwh；  

三菱i电动汽车（iMiEV）：16 kwh；  

福特福克斯电动版（Focus EV）：23 kwh。

国内一些电动汽车的电池包容量：   

江淮同悦：15 kwh；  

比亚迪e6：57 kwh；   

奇瑞瑞麟M1电动汽车：16-20 kwh；  

力帆620电动汽车：30 kwh；
等等。
 
 

通常我们讲电池容量是以安时为单位，这是基于已经确定的某一个电池。

比如我们说这块手机电池容量是多少;这块电瓶车电池容量是多少，都是分别针对不同电池来说的。针对电池电压已经确定，而没有考虑实际电压，只需要说安时就能代表这块电池容量。

然而对于不同电压的电池，我们就不能单纯的用安时来代表容量，比如一块12V 20AH的电池，一块15V20AH的电池，哪怕都是20AH，供给相同功率负载，设备都能正常工作，但持续时间是不一样的，所以标准容量应该以功为单位。

再举个例子，一个设备能支持12V 、也能支持24V，用一块12V(20AH)电池供电，能提供一个小时，那么用两块串联会变成24V(20AH)其中安时没有增加，但持续时间会长一倍，所以容量此时应考虑为电池所容纳的功，而不能单纯考虑为安时。

W(功)=P(功率)*T(时间)=I(电流)*U(电压)*T(时间)

这样讨论电池容量才有实际意义，必须实事求是，否则可能出现一块手机电池还比电瓶车电池容量大的说法，这显然不科学。

3、两轮电动车电池包从概念到成品-电池包的主要物料

做这个号呢，本来是想给大家分享电动汽车领域最大阻碍“里程焦虑”的解决方案的：动力电池以换代充，实现与燃油车相当的续电时间。

工信部召开换电模式座谈会，电动汽车续航解决出路在哪

或者说，这不是一个具体方案，而是一个行业发展的大方向！但是后来发现大家对这个话题似乎不太关注。不过偶然发现，大家对电池的制造还是挺有兴趣的。所以，后面准备从简入繁，给大家依次分享两轮车、低速四轮车和电动汽车的电池理论和生产制造相关信息，最后再回来谈电池更换实现电动汽车和燃油车一样的单次长续航和加油三分钟的事情。

现在呢，我们就从两轮车的电池说起，分别是：

①两轮电动车动力电池主要的内部结构和物料组成；

②各个物料的功能、作用；

③有哪些关键的参数，如何设定和计算；

④如何自己动手制造出一个小型的电池。

这里特别说一下，我们针对的目标是锂电池，而不是铅酸电池。

动力电池包

电池包是用于储存电能的装置，在电动车（两轮）和纯电动汽车中，电池包作为载具的唯一动力源，是常关键的整车总成部件。在低端车型中，电池包占据了整车大约40%的成本。动力电池成本如此之高，那动力电池内部都有哪些子部件呢？让我们先从最简单的电动车动力电池包说起。

电动车电池包

电动车电池包与汽车电池包有着本质上的区别，这些区别包括但不限于

①对成本的要求；

②工况不同导致的功能要求不同

③空间和重量要求不同等。

但是从原理上来说，动力电池包的原理是相通的，通过电芯串联增加电池包的电压，并联增加电池包的容量。只是受限于成本、空间和功能的差异，在设计上存在不同的侧重点，各个方面有取有舍。

电动车的电池，侧重点就是成本和空间，以最低的成本最小的空间，实现目标要求的参数。不过即便如此，锂电池的成本也远高于铅酸电池，这也是为什么当前电动车铅酸电池的市场份额在90%左右的原因之一。不过，多家预测机构认为，锂电池的电动车将会爆发，未来3-5年，锂电池电动车占有率有望超过50%的市场份额。并持续走高，最终取代铅酸电池。

锂电代替铅酸，铅酸电池的网点该何去何从

既然电动车的锂电池包是以成本和空间为导向的，那么不可避免的，内部肯定是精简至极的，能省的材料省掉，能省的费用也省掉。实际上的确如此，很多电动车电池包为了减小体积，连外壳都没有，只是使用热缩膜简单包装了而已。

那电动车电池包主要需要哪些材料呢？

①电芯，电芯作为内部的储能元件，是必不可少的，成本大概占据75%；

②保护板，锂电池的特性，过充和过放等都会导致起火甚至爆炸，因此保护板也是必不可少的；

③塑料支架，用于固定电芯的，一般采用ABS+PC,量大可开模，量小或者做样可以使用3D打印；

④镍带，用于电芯的串并联；

⑤线束与连接器，包含采集线和动力线，前者用于采集信号后者用于电力传输；

⑥保险或熔断器，很多电动车电池包都省了；

⑦外壳，很多电动车电池包也省了，一般是塑料外壳，和支架一样，ABS+PC，也有使用挤压铝型材的，当然更有省掉直接使用热缩膜包裹的；

⑧辅材，一般就是环氧板、胶带等消耗类材料；

⑨最后就是螺丝、胶等。

以上就是关键的电动车电池包材料了，有些是成品件，有些需要自己做。成品件需要自己考量选材标准，而自制件则需要自己确定如何去做。后面的内容，我们将对关键的物料进行较为详细的阐述：先解释原理，再自然而然地导出选择标准，以知其然后知其所以然。一步一步，自己设计和制作一个电池包。

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4、两轮电动车电池包从概念到成品-保护板的功能和参数

在上一次的内容中，我们从大的角度，和大家分享了有关电动车电池包保护板分类相关的信息。现在，就让我们和大家一起，进一步走进锂电保护板的世界。

两轮电动车电池包从概念到成品-锂电保护板分类与概述

今天，我们要跟大家分享的主要是锂电池保护板功能和参数相关的信息。锂电池的保护板之所以叫做保护板，可以理解为它是一块用于保护锂电池的pcb板。对于锂电池的保护，最基本的就是电压保护和电流保护，除此之外，还有温度保护等。

在为电池包配置保护板时，一定要选择参数相配的保护板，既要和电池的参数相配，也要和目标用电器的参数相配。电池的参数好理解，就是电压电流等，用电器的参数，以电动车为例，就是要和电动车的控制器相匹配。那如何选择和适配保护板呢？

从大的角度来讲，首先是电芯类型要选对，磷酸铁锂和三元等不同的电芯和保护板是不能搭配使用的，电芯和保护板要一致，这是电压的角度。除此之外，保护板的保护参数也应该和用电器的功率进行匹配，主要是从电流的角度来考虑。

那从细的方面来讲，保护板的参数如何选择呢？我们先从电压的角度来说。锂电池是非常危险的东西，过充过放都有可能导致意外情况的发生。因此，在电池包内部，保护板需要监控每一串电芯的电压，当所有电芯中只要有一串电压低于或者高于设定电压，保护板就需要进行保护。这个地方就出现了我们保护板关键的一组参数，充电截止电压和放电截止电压。保护板在检测时为了避免干扰，确保数据准确，一般都有延时，不会在检测到以后立即就保护，因此又有一组充电保护延时和放电保护延时参数。另外，当保护板保护以后，如果异常情况消失，保护板还应该恢复正常，顾此处又有一组保护电压恢复的参数。

现在，我们一共有两组共六个参数：

过充电压、过充保护延时、过充恢复电压

过放电压、过放保护延时、过放恢复电压

下面，我们来看电流保护相关的参数。保护板的电流保护，一方面是防止充电电流太大，另一方面是防止放电电流太大。过大的电流，会伤害电池，也可能烧坏保护板自身。首先，保护板有一个基本的关键参数：放电电流和充电电流。该电流是保护板的持续放电或者充电电流，它代表了保护板自己的载流能力，和电池无关。除了该参数以外，保护板还有一对电流参数，即充电保护电流和放电保护电流。顾名思义，就是在充电或者放电过程中，电流超过该值的大小就关断。同之前的道理一样，电流的保护也是有延时的，不过电流保护的恢复是自动的，只要电流减小就会自动恢复。

现在，我们又多了两组共4个数据和一对单独的数据：

放电过流保护电流大小、放电过流保护延时

充电过流保护电流大小、充电过流保护延时

持续放电电流、持续充电电流

短路保护，同过流保护一样，当电流超过设定值时切断回路。也有延时控制功能。不过恢复模式有两种，主动恢复和被动恢复。

温度保护，温度保护分上限温度和下限温度，当温度超出该范围时，保护板关断电池。不同的保护板功能不一，有些只有高温保护，有些高低温都有。而有些可以设置充电和放电不同的保护温度。这主要是和保护板所使用的芯片有关。关于具体的东西，后面会更详细的说一下。

上面，我们说了保护板的电压过充和过放保护，电流过流和短路保护，温度高低温保护。其中电压、电流保护，高温保护是保护板的基本功能，前两项更是必不可少的，高温保护也相对比较重要。下面，我们就来说说保护板的自身参数，比如自耗电和内阻等，他们不起保护作用，但是对电池的性能是有影响的。

自耗电，自耗电分为工作自耗电和静态（睡眠）自耗电，保护板自耗电的电流一般是ua级别。工作自耗电电流较大，主要为保护芯片、mos驱动等消耗。保护板的自耗电太大会过多消耗电池电量，如果长时间搁置的电池，保护板自耗电可能导致电池亏电。

保护板的主回路内阻也是一个很重要的参数，保护板的主回路内阻主要来源于pcb板上铺设阻值，mos的阻值（主要）和分流电阻的阻值。在保护板进行充放电时，特别是mos部分，会产生大量的热，因此一般保护板的mos上都需要贴一大块的铝片用于导热和散热。

好了，上面就是一个保护板的基本功能和参数了，除了这些基本功能以外，为了使用不同的应用场景个需求，保护板还有各种各样的附加功能（如均衡），特别是带软件的保护板中，功能更是异常丰富，比如蓝牙、wifi、GPS、串口、CAN等应有尽有，再高阶一点，就成了电池管理系统了（BMS）。

后面的内容中，我们会进一步为大家分享锂电和保护板相关的信息，感兴趣的读者可以点击关注！

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5、两轮电动车电池包从概念到成品-锂电保护板分类与概述

本节内容我们将会来分享电动车电池保护板相关的信息。顾名思义，保护板就是用来保护电动车电池的，如果没有保护板，那么这个电池可能充放电一两次就坏了。保护板是锂电池系统中非常关键的一个部件，在电动汽车电池中，我们所说的电池管理系统（BMS）其实就是保护板的终极升级版。在使用铅酸电池的电动车中，是没有保护板一说的。

由于保护板的信息量非常大，我们把这个部分内容分成两块来说。今天，我们主要是从宏观角度来说，为何锂电池需要保护板，保护板有哪些类别。下次，我们会对保护板功能进行细分，分享其每一个功能是如何实现的。而在最后面的案例中，我们会和大家一起来挑选一款保护板，让大家知道如何去配置一块保护板的各个参数。

为何锂电池需要保护板，而铅酸电池不需要保护板：

锂电池能量密度高，电池内部化学物质活性强。当电芯出现过充、过放等非正常使用时，极有可能出现电池损坏，极端情况下，还会导致起火和爆炸。因此，锂电池需要有一套监控系统，随时监控锂电池的电压，电流等参数，一旦超过事先设定的阈值，则直接关断电池主回路。

按照惯例，要了解和熟悉保护板，我们先来对保护板进行一个分类。通常，区别最大的两种分类方法是：

按照是否能够编写程序分为硬件板与软件版；

按照充电和放电是同一个输出口还是两个不同输出口分为同口保护板与分口保护板。

而实际使用中，最常见的分类方法是按照保护板所适配的锂电池串数、电芯类型和持续放电大小来分的。

硬件板与软件板

所谓硬件板，就是保护板上没有可以进行编程的芯片，只是按照特定的线路进行连接，保护板的参数是固定的。这一类保护板一般成本较低，功能简单，很难实现逻辑上的特殊控制要求。而软件板则是在硬件板的基础上，加了可以编程的芯片，因此这类保护板除了实现基本功能以外，还能实现很多特殊的功能。只要通过修改程序和添加外设，基本可以实现任何功能。比如远程引爆车辆中的锂电池。

分口与同口保护板

保护板为了现实保护电池的功能，必须要能够主动切断电池主回路。因此，在电池包内部，电池的主回路是要经过保护板的。为了对充电和放电都能进行控制，保护板必须具有两个开关，分别控制充电和放电回路（姑且这么理解）。在同口保护板中，这两个开关串在一条线上，接到电池包外部，充电和放电都经过此线。而在分口保护板中，电池分出两根线，分别接充电开关和放电开关，再接到电池外部。

之所以会出现同口和分口保护板，是为了降低成本：一般电动车锂电池包的充电电流要比放电电流小，如果两个开关串到一条线上，那么两个开关就得照着大的买。而分口的话，充电电流小，就可以用一个更小的开关。这里说的开关，其实就是MOSFET，是锂电保护板的主要成本，而且国内相关产品技术受限，核心部件需要进口。

按照串数和持续放电电流大小来分

串数比较好理解，常见的7串（三元24v），13串（三元48v），17串（三元60v），20串（三元72v）。保护板需要采集每一串电芯的电压，因此串数不同，保护板是不同的。而电流大小，就是决定了如上所说开关的大小（MOS数量），对价格的影响很重。

最后就是按照电芯材料来分

不同的电芯材料，放电截止电压和充电截止电压是不一样的。因此，所使用的保护板也是不一样的，最常见的就是三元保护板和磷酸铁锂保护板，一般三元电芯电压范围为2.7-4.2v，而磷酸铁锂则是2.5-3.6v。

大的层面就先说到这里，下一次，我们将对保护板的各个功能进行比较详细的说明，让大家对保护板有更进一步的认识。

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6、比亚迪E6电动汽车电池组的总重量是多少呀？

既然知道电池的参数了，那其它的可以计算出来，首先看看下面那位朋友提供的也是差不多的是准确的，每个电池3.2V100Ah电池大概3.5KG，那么能量为3.2x100=320wh，然后320wh除以3.5kg=大概92wh/kg,也就是说1kg锂电池能有92w的电力，和锂电池的储存能量密度大概都是在90-160Wh/kg左右比较吻合，那92wh/kg也算是准的了，E6用的是57kwh的电池容量，那么直接用57000wh除以92wh/kg=620kg左右，那它的总质量就是在620kg左右，对比一下现实情况，不会相差很远。

其次深圳这边有提供这车的耗电量100公里在21.5度电左右，那么司机们说单次满电能跑260km是比较符合可以计算的，毕竟电池容量57kwh除以耗电21.5kwh=2.65，那么能开2.65小时的100km就是265km了，当然了，要是你开慢点，以60马的速度开，肯定能到官方说的360km单次满电里程，深圳路那么好，公交都超60马的速度开，那会开那么慢的轿车呢。

说电池的重量在200-300kg那是不可能的，比亚迪不会用那些还不成熟的高能量电池的，比较那也贵很多，本来车就成本高了，好的手机用的电池也就是储存能量密度在160wh/kg以内的，所以还不可能在300kg以内，看那车的重量都2295kg了。

答案：620kg左右

7、电动汽车的电池包是什么？

应该是放电池组的盒子吧【汽车有问题，问汽车大师。4S店专业技师，10分钟解决。】

8、电动汽车电池包一般每7200KM 需要做什么？

电动汽车电池包按照你说的这个时间范围内需要做哪些工作，这个你需要咨询这方面的技术人员，他们对这方面会比较了解。

9、纯电动汽车电池包加热的PTC功率一般是多少啊？

先评估电池包的平均比热容，要求温升多少度，总重量，设定达到温升的时间。

通过Q=C*M*ΔT=W*t ，即热量=比热容*总重量*温升=功率*温升时间，可估算PTC的功率。

以上只是简单的公式，真正难在设计，如何将热量快速均匀地传到每个模块每片电芯。

10、如何减少 电动汽车电池包 电池模组分布电容

采用高密度的大容量钴锂电池，特斯拉就是这样做的，请采纳，谢谢！