电动汽车动力电池特性研究

1、混合动力汽车和纯电动汽车的动力电池有何差异？

混合动力汽车动力电池通常都是高压电池，理论上讲是差异不大，但是实际情况中，还是有河大差异，通常微混车型由于纯电驱动距离很短，所以多采用48V直流电池，

2、纯电动汽车动力电池管理系统有哪些功能

纯电动汽车动力电池管理系统功能有数据采集、电池状态估计、能量管理、热管理、安全管理和通信功能等。

一、数据采集

电池管理系统的所有算法、电动车的能量控制策略、驾驶员的驾驶信息等都以采集的数据作为输入，采样速度、精度和前置滤波特性是影响电池管理系统性能的重要指标。电动汽车管理系统的采样速率一般要求大于200Hz。

电池能量管理系统按电池包内安装的传感器提供的信号对电池进行管理。电池箱内通常有温度传感器及电压、电流或内阻的测量装置。

二 、电池状态估计

电动汽车电池状态主要包括SOC和SOH等。是车辆进行能量或功率匹配和控制的重要依据。对于纯电动车来说使驾驶人员知道车辆的续驶里程，以便决定如何行驶，在能量允许的条件下使车辆行驶到具有充电功能的地方，补充电量防止半路抛锚。

三、能量管理

在能量管理中，电流、电压、温度、SOC、SOH 参数作为输入用来完成以下功能：控制充电过程，包括均衡充电;用SOC、SOH和温度限制电动汽车电源系统的输入、输出功率与能量;放电过程的监控与管理。

四、安全管理

电动汽车电池管理系统的安全管理具体功能包括监测电池的电压、电流、温度等是否超过限制；防止电池过度放电，尤其是防止个别电池单体过度放电，防止电池过热而发生热失控；

防止电池出现能量回馈时的过充电；在电源系统出现绝缘度下降时对整车多能源控制系统进行报警或强行切断电源以及电源系统出现短路情况下的保护等。

五、热管理

对大功率放电和高温条件下使用的电池组，电池的热管理尤为必要。热管理的功能是使电池单体温度均衡，并保持在合理的范围内，对高温电池实施冷却，在低温条件下对电池进行加热等。由于温度的变化对其他参数都有影响，所以一般都以电池模块的温度来做为控制的指令信号。

六、通信功能

电池管理系统与车载设备或非车载设备的通信是其重要功能之一。根据应用需要，数据交换可采用不同的通信接口，如模拟信号、PWM信号、CAN总线或I2C串行接口。某些BMS还有远程通信功能，将电源系统的数据传输到远程终端。

3、电动汽车对动力电池的要求有哪些

1、电池一致性;
2、价格较低，操作和维护方便;
3、良好的充放电性能（快速充放电性能和耐过充，过放电容量）;
4、高功率密度（高功率，高功率体积比）;
5、高的能量密度（高质量的能量，高体积比TT）;
6、较长的循环寿命（充放电循环后，工作年限）;
7、其他的性能，对环境的污染问题（电池的生产，使用，报废回收过程中不能对环境有负面的影响）等;

4、动力电池影响纯电动汽车的性能

随着新能源汽车行业的不断发展，纯电动汽车的保有量也是越来越高。根据数据统计，截止到2019年6月份，我国纯电动汽车保有量约281万台。所谓纯电动汽车，与传统燃油车最大的区别就是动力来源为电池组，而非燃油发动机。那么动力电池会影响车辆的性能吗？

从结构上来看，动力电池是纯电动汽车的能量来源，所以势必会影响到车辆的性能。动力电池能量密度的高低以及储电量的多少，会影响到纯电动汽车的续航里程。而且就生产成本来看，纯电动汽车动力电池占据整车成本的约30%~40%，所以动力电池生产成本的高低也会影响到整车的生产成本，从而影响售价。

就目前来看，我国纯电动汽车主要使用的是三元锂电池，部分车型搭载的是磷酸铁锂电池，而这两种电池均属于液态锂离子电池。作为液态锂离子电池，受温度影响比较明显，尤其是低温条件下内部的化学反应受到抑制，导致储电量下降，从而会影响到续航表现。而为了缓解这种状况，目前很多电池厂商已经开始着手布局固态电池。固态电池采用固体电解质，可以有效的避免液态电池在使用过程中发生的锂枝晶现象，而且温度工作范围更广，稳定性更强。

除此之外，像是比亚迪和宁德时代等电池厂商也在结构上进行了创新，比如比亚迪旗下的刀片电池，通过增加电芯长度等方式来提高磷酸铁锂电池的能量密度，并且降低了生产成本，使磷酸铁锂电池更具有市场竞争力，而宁德时代企业的CTP电池技术同样也是如此。不过这两种电池均属于结构上的创新，并未涉及到材料的革新。

所以由此不难看出，动力电池对整车性能的影响相当大，而最主要表现在就是续航里程和稳定性等方面。目前各大电池厂商对动力电池的研究依然在持续，相信在不久的将来，针对纯电动汽车所存在的里程焦虑问题也能够得到有效的缓解。不知大家是怎么认为的呢？

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。

5、电动汽车主要能量来源是什么？主要是动力电池

电动汽车主要能量来源肯定是高压动力电池了，电池汽车与传统的燃油车的最大区别在与能量来源上，燃油车的能量来源是汽油，通过火花塞点火爆炸做功，排放的尾气通过发动机的反馈控制和排放处理，在排放到大气中。

随着汽车的逐渐增多，造成的环境污染和能源消耗越来越严重，随时代发展的零排放的电动汽车开始发展起来，可以说每个国家都在大力发展新能源汽车，我们国家对于新能源汽车的发展是“弯道超车”，是以重点发展纯电动汽车为研究方向，特别是在一些经济发展好的城市，电动车基本上满大街都可以发现。那么，下面我们就来分析下电动汽车的能量来源-高压动力电池。

电动汽车结构分析

电动汽车主要由电力驱动系统、机械传动系统、电池系统和充电系统等组成，其中电力驱动系统是整个电动汽车实现能量转换的核心，比如把电池的电能输出给电动机，机械传动装置是把传递来的电能以机械能的形式传递到驱动轮上。

我们以纯电动的汽车结构为例，如下图所示。在汽车行驶时，通过电池输出的电能在控制系统的计算下，通过控制器（变频器）控制电机的转动，电动机输出的转矩通过传动系统是车轮前进或者后退。

控制系统能根据汽车在各种路况下车速、油门踏板位置传感器的开度信号和加速度等情况来进行能量转换。电动机的逆变器不同，控制器也不同，控制器把动力电池的直流电转换为交流电，用于驱动交流电动机的运转。

电动车的动力电池分析

实际上现在市场上使用的动力电池主要分为两种：镍氢电池和磷酸铁锂电池。比如像丰田最省油的混合动力系统THS-II，运用的车型有丰田卡罗拉、雷克萨斯和普锐斯等，其他品牌的比如别克君威和本田的CRV等，国外的特斯拉纯电动车使用一种三元锂电池，或者称为钴酸锂电池。

镍氢电 

?现在混合动力汽车基本上都是使用镍氢电池的多，这个电池的正极是氢氧化镍，负极是金属氧化物，电解液是比例为30%的氢氧化钾。金属氧化物工作原理是利用水溶液里的氢离子移动产生电流，这时氢气会逐渐在负极上的消耗掉，工作原理如下图所示。

使用镍氢电池不存在重金属的污染问题，镍氢电池的电池比能量较高，可以超过70WH/kg，比功率是200W/kg，单体的额定电压是1.2V，通常由10个单体电池组成12V的电池组，也有的是由7个组成的7.4V电池组，比如像普锐斯，电容量是6.5AH，整体的电池电压是201.6V。

镍氢电池的充电和放电能力较强，在工作的过程中，正极释放氧气，负极释放出氢气，这两种气体很容易在电池内部结合成水，保存内部压力不变，基本上不需要调节电解液的密度。

磷酸铁锂电 

磷酸铁锂电池的正极是磷酸铁锂结构，负极是石墨，中间隔板是聚乙烯，电池的中间上下两面装有有机的电解质，中间隔板在电池温度异常时可以阻断锂离子通过，可以防止电池内部电流短路。

在电池放电工作时，锂离子从石墨负极板上析出，通过中间的隔板到正极版，这样就产生了电流；在充电的过程中，锂离子在电动势的作用下从正极析出到达负极。

铁锂电池的电池单体电压是3.2V，最高可以达到3.6V，最大的沸点电压是2.0V。这种电池是由“18650”形状缠绕的结构，电池的直径是18mm，高度是65MM，最大容量是3100MAh。

磷酸铁锂电池无电池的记忆反应，也就是在汽车使用过程中，如果发现车辆所剩的电量无几，可以就近寻找附近的充电站进行充电，这是不会影响电池的性能的，不需要用完最后一点电再进行充电。而像镍氢电池就不同，如果是使用在插电式的混动车型上，是要求在第一次使用完电池电量后，然后再充满电的情况下使用，这是由于这两种电池具有不同的电池记忆效应决定的。

总结

电动汽车主要能量来源是动力电池，动力电池分为镍氢电池和磷酸铁锂电池两种，这两张分别适合用在混动动力车型和纯电动车型上。由于使用时间久了之后，原来的单体电池的性能会存在一定的差异，比如电压达不到原有的水平，续航里程达不到应有的里程等，所以在发现故障后一定要及时对电池进行检测。

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。

6、电动汽车动力电池BMS作用？

1、控制电池的充放电；
2、对电池的温度、电压、进行均衡管理；
3、与车上其它控制器进行通讯
4、进行绝缘监测
6、具有自诊断功能