1 電芯的要求及選擇

1.1 電芯型號

電動汽車用動力電池系統(tǒng)采用的電芯主要為18650電芯，三元鋰離子電池。

18650電芯，型號有以下三個：

18650-22P，額定容量2200mAh

18650-26P，額定容量2500mAh

18650-29P，額定容量2750mAh

標(biāo)稱電壓均為3.60V

1.2 對電芯的要求

（1） 尺寸

18650電芯注意電芯直徑最大處不超過18.40mm，高度不超過65.20mm；蓋帽直徑能點(diǎn)焊4個點(diǎn)（可焊接部位直徑不小于7mm），并且適應(yīng)于我們的電芯支架及焊接銅排、鎳帶。

（2） 容量要求

20±5℃條件下，電芯以1C放電至規(guī)定的終止電壓（三元2.75V），放電容量不低于額定容量，不超出額定容量10%。

（3） 不同倍率放電容量及溫升：

 溫升指絕熱情況下的溫升。

 1C:≥100%，溫升≤5℃

 3C:≥95%，溫升≤10℃

 5C: ≥90%，溫升≤20℃

(4)不同倍率充電恒流容量及溫升

 0.5C:≥95%，溫升≤8℃

 1C:≥90%，溫升≤15℃

（5）自放電

      滿足國標(biāo)要求

(6)循環(huán)壽命

三元鋰離子電芯：

以1C充放電循環(huán)，100次剩余容量不低于額定容量的94%；200次剩余容量不低于額定容量的90%；300次不低于86%；500次不低于80%；

1.3 新供應(yīng)商的切入

對于新電芯供應(yīng)商，必須經(jīng)過以下嚴(yán)格測試與控制，才可以進(jìn)行試樣制作：

(1) 能夠提供國家強(qiáng)制性檢測報告；

(2) 企業(yè)為國家推薦目錄名單內(nèi)企業(yè)；

(3) 按照電壓各項要求進(jìn)行嚴(yán)格檢測；

(4) 企業(yè)產(chǎn)線產(chǎn)品的抽檢

(5) 能夠穩(wěn)定及保質(zhì)保量供貨。

2 電池組設(shè)計

2.1 系統(tǒng)要求信息表

     對于新客戶，需要求客戶填寫以下表單，或者在我司技術(shù)人員協(xié)助情況下填寫表單。

表2-1 項 目 信 息 表

2.2 電池組串聯(lián)數(shù)量計算

首先確定所選擇的電芯體系。物流車一般選用三元電芯，公交車選用磷酸鐵鋰電芯。

根據(jù)表2-1中的電機(jī)電壓范圍及電機(jī)控制器的電壓范圍來選擇電芯串聯(lián)數(shù)量。

三元鋰離子電芯上限電壓范圍選擇4.15-4.18V，下限電壓選擇范圍為2.8-3.0V；

串聯(lián)電芯數(shù)量：

    N1=控制器或點(diǎn)擊上限電壓/電芯上限電壓

    N2=控制器或電機(jī)下限電壓/電芯下限電壓

結(jié)合電池箱的數(shù)量、電芯的組合排布方便性以及BMS從控等綜合考慮，在N1和N2之間選擇串聯(lián)電池的數(shù)量。每個BMS從控模塊可選擇的檢測電芯數(shù)量為12、24、36等，科列有26的從控模塊。

2.3 電芯并聯(lián)數(shù)量計算

     根據(jù)表2-1中的電池能量要求或行駛里程數(shù)計算確定電池組的容量。

(1) 根據(jù)能量要求計算容量

按照2.2中電芯的串聯(lián)數(shù)量與電池組的能量要求進(jìn)行容量計算。

     電池組容量=電池組能量要求/（串聯(lián)電芯數(shù)量×電芯標(biāo)稱電壓）

(2)根據(jù)續(xù)駛里程數(shù)計算電池容量

同樣類型的車輛按正常速度行駛每公里耗電基本接近。

表2-2 乘用車和客車補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)

乘用車

客車

     客車要求續(xù)駛里程不低于200Km。

專用車

    可以根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)估算車輛的每公里耗電量。

電池組容量=車輛續(xù)駛里程×每公里耗電量/（串聯(lián)電芯數(shù)量×電芯標(biāo)稱電壓）

根據(jù)單體電芯的額定容量計算并聯(lián)電芯數(shù)量。

    并聯(lián)電芯數(shù)量=電池組容量/單體電芯額定容量

取比計算數(shù)量大于1的整數(shù)，需要結(jié)合電池模塊的設(shè)計，可以略多一些。

2.4 電池組功率設(shè)計

按照表2-1中的電機(jī)峰值功率要求以及可能的其他車內(nèi)輔助設(shè)施功率需求進(jìn)行核算。

純電動汽車的電芯性能滿足峰值功率需求不存在問題，主要根據(jù)峰值功率需求的最大電流來進(jìn)行繼電器及熔斷器的選型。

電池組峰值電流=電機(jī)峰值功率/（（串聯(lián)電芯數(shù)量×電芯下限電壓）

3 電芯分選配組標(biāo)準(zhǔn)

3.1 配組原則

（1）依據(jù)同類原則進(jìn)行配組，即首先選取同一類別的電芯進(jìn)行配組；即同一組別的電芯足夠應(yīng)用時，直接采用同一組別的電芯任意配組應(yīng)用。

（2）嚴(yán)禁不同廠家、不同型號、不同類別的電芯同組應(yīng)用；

（3）配組過程中需注意荷電量的一致性；

（4）在配組過程中，對電壓、外觀等不滿足要求的電芯剔除。

(5) 若單體電池電壓為進(jìn)行補(bǔ)充電后的電壓，或者不是同期進(jìn)行的充電，則不能進(jìn)行匹配；

(6)庫存電芯與新到貨電芯之間不能進(jìn)行相互匹配。

3.2  三元電芯的配組要求

（1）電池荷電量為40%以上；

（2） 電壓：常溫下單體電池之間最大靜態(tài)開路電壓偏差不大于5mV；

 (3) 內(nèi)阻：1mΩ以下的電芯，偏差絕對值不超過0.1mΩ；1-10mΩ的電芯，偏差絕對值不超過10%；10mΩ以上的不超過平均值的5%。

(4) 容量：各單體電池之間最大容量偏差不超過平均值的±1%。

(5) 單體電芯充電恒流容量比差別≤1%。

于2.0V的情況，則后續(xù)所有電芯均進(jìn)行高溫擱置測試。 

3.3 電芯配組方法

若車間進(jìn)行自行配組，由于大部分情況下我們均為多只電芯串并聯(lián)組合，在進(jìn)行配組時應(yīng)遵循以下原則：

l 保證串聯(lián)電池/電池塊的容量的一致性；

l 保證并聯(lián)塊電芯內(nèi)阻的一致性。

例如，由一批18650電芯進(jìn)行10S5P組合，5個并聯(lián)的電芯形成一個電池塊，10個電池塊串聯(lián)形成電池組。則必須保證10個并聯(lián)塊之間各個容量要一致（不能超過±1%），即5個并聯(lián)電芯的容量之和即為此并聯(lián)塊容量；5個并聯(lián)電芯之間要保證電池內(nèi)阻的一致性，即滿足上述配組電芯要求（甚至要更低），而容量差別可以略微放大，但不宜超過5%。

    首先就要對電芯進(jìn)行分組，按照容量、內(nèi)阻等類別將電芯進(jìn)行配組，電芯足夠多時，先選同一類別的電芯進(jìn)行匹配組合，然后在對不同類別的電芯按照上述原則進(jìn)行配組組合。