詳解汽車動(dòng)力電池的組成
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-12 19:03
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1）動(dòng)力電池模塊
這個(gè)不用多說，如果把電池PACK比作一個(gè)人體，那么模塊就是“心臟”，負(fù)責(zé)儲(chǔ)存和釋放能量，為汽車提供動(dòng)力。
2）結(jié)構(gòu)系統(tǒng)
結(jié)構(gòu)系統(tǒng)主要由電池PACK上蓋、托盤、各種金屬支架、端板和螺栓組成，可以看作是電池PACK的“骨骼”，起到支撐、抗機(jī)械沖擊、機(jī)械振動(dòng)和環(huán)境保護(hù)（防水防塵）的作用。
3）電氣系統(tǒng)
電氣系統(tǒng)主要由高壓跨接片或高壓線束、低壓線束和繼電器組成。高壓線束可以看作是電池PACK的“大動(dòng)脈血管”，將動(dòng)力電池系統(tǒng)心臟的動(dòng)力不斷輸送到各個(gè)需要的部件中，低壓線束則可以看作電池PACK的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”，實(shí)時(shí)傳輸檢測(cè)信號(hào)和控制信號(hào)。
4）熱管理系統(tǒng)
熱管理系統(tǒng)主要有4類：風(fēng)冷、水冷、液冷、相變材料。以水冷系統(tǒng)為例，熱管理系統(tǒng)主要由冷卻板，冷卻水管、隔熱墊和導(dǎo)熱墊組成。熱管理系統(tǒng)相當(dāng)于是給電池PACK裝了一個(gè)空調(diào)。
有的人會(huì)問，為什么電池需要熱管理系統(tǒng)？其實(shí)很簡(jiǎn)單，因?yàn)殡姵爻浞烹姷倪^程實(shí)際上就是化學(xué)反應(yīng)的過程，化學(xué)反應(yīng)會(huì)釋放大量的熱量，需要將熱量帶走，讓電池處于一個(gè)合理的工作溫度范圍內(nèi)，以提高電池的壽命和可靠性。
5）BMS
BMS：Batterymanagementsystem電池管理系統(tǒng)，可以看作是電池的“大腦”。主要由CMU和BMU組成。
CMU：CellmonitorUnit單體監(jiān)控單元，負(fù)責(zé)測(cè)量電池的電壓、電流和溫度等參數(shù)，同時(shí)還有均衡等功能。（上圖的模組圖片右端的綠色電路板即CMU）。當(dāng)CMU測(cè)量到這些數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)通過前面講到的電池“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”傳送給BMU。
BMU：BatterymanagementUnit電池管理單元。
負(fù)責(zé)評(píng)估CMU傳送的數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)異常，則對(duì)電池進(jìn)行保護(hù)，發(fā)出降低電流的要求，或者切斷充放電通路，以避免電池超出許可的使用條件，同時(shí)還對(duì)電池的電量、溫度進(jìn)行管理。根據(jù)先前設(shè)計(jì)的控制策略，判斷需要警示的參數(shù)和狀態(tài)，并且將警示發(fā)給整車控制器，最終傳達(dá)給駕駛?cè)藛T。
受益于國(guó)內(nèi)政策對(duì)新能源汽車和動(dòng)力鋰電池行業(yè)發(fā)展的大力扶持，動(dòng)力電池出貨量快速增長(zhǎng)。對(duì)于動(dòng)力電池長(zhǎng)期應(yīng)用趨勢(shì)毋庸置疑，但安全性能是消費(fèi)者選擇產(chǎn)品的首要標(biāo)準(zhǔn)。在使用安全方面，現(xiàn)在大部分的動(dòng)力電池PACK結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都會(huì)從以下幾個(gè)方面保障電池使用的安全性：
（1）電池單體可以靈活選擇，并且安全性好，不易發(fā)生著火及爆炸。小容量單體電池的比能量可達(dá)140Wh／kg，在充電終止電壓為4．1V的條件下，循環(huán)壽命可達(dá)1000次，電池組與之相比差很多，串聯(lián)的電池?cái)?shù)越多，電池組的循環(huán)壽命越短。
（2）增加自動(dòng)滅火器，檢測(cè)到火源后進(jìn)行自動(dòng)滅火。電池箱自動(dòng)滅火能夠有效探測(cè)到儲(chǔ)能裝置艙內(nèi)的鋰離子電池或超級(jí)電容器等的早期火災(zāi)并給予報(bào)警，同時(shí)實(shí)現(xiàn)火災(zāi)自動(dòng)撲滅并持續(xù)抑制，杜絕電池、電容器的火災(zāi)復(fù)燃。
（3）電池PACK箱體增加PUW泄壓閥，防止腔體壓力累積。
（4）箱體及各模塊選擇耐高溫及阻燃材料。電池箱體采用耐高溫材料，當(dāng)電池箱內(nèi)部運(yùn)行時(shí)，會(huì)發(fā)出大量的熱量，同時(shí)防止電池發(fā)生異常出現(xiàn)的問題，所以采用耐高溫阻燃材料比較好。
前段時(shí)間，Tesla在設(shè)計(jì)電池組時(shí)，在PACK前部頂面上設(shè)計(jì)了防水透氣閥（又稱PUW泄壓閥），利用氣體分子與液體及灰塵顆粒的體積大小數(shù)量級(jí)差，讓氣體分子通過而液體、灰塵無法通過，從而實(shí)現(xiàn)防水透氣的目的，避免水蒸氣在PACK內(nèi)部凝結(jié)。
