纯电动汽车/飞机动力电池系统解析

一、动力电池系统

动力电池系统由电池箱外壳、电池包、电池管理系统、辅助元器件4部分组成，如图1所示。动力电池系统由电池箱外壳、电池包、电池管理系统、辅助元器件4部分组成，如图1所示。

图1 动力电池箱

1.外壳

电池箱安装在车辆底板下方，下壳体材质为铸铝或钢板，上壳体材质为玻璃钢，上下壳体之间有密封胶，后侧面设有高压插接器、低压插接器，上方设有维修开关。电池箱密封等级为IP67，“6”表示防护灰尘进入，“7”表示在深1m的水中防浸泡30min。

2.电池包

以某车型举例，采用磷酸铁锂电池，单体额定电压3.2V，连接方式1 P100S，如图2所示。每个模块只有1个单体，10个模块串联的模组有4个，12个模块串联的模组有5个，电池包模块数＝10×4+12×5=100个，电池包额定电压＝3.2V×100=320V。

图2 1P100S电池包

电池包容量（（Ah）＝模块容量＝单体容量×并联单体个数。

电池包能量（VAh）=电池包额定电压×电池包容量。

可以看出，并联单体的个数越多容量越大，串联模块的个数越多能量越大。例如EV200磷酸铁锂电池包额定电压320V，额定容量80Ah，电池包能量＝320× 80=25.6kWh。

北汽新能源汽车公司EV200纯电动车装备两种动力电池，见表1，可以看出三元锂电池的各项性能均好于磷酸铁锂电池。

表1 EV200动力电池

3.电池管理系统

（1）电池管理系统组成。包括硬件和软件，硬件由主控盒BMS、从控盒、高压盒、电压采集线、电流传感器、温度传感器、电池内部CAN总线等组成，如图3所示。软件由监测电压、监测电流、监测温度、监测绝缘电阻、SOC估算等程序组成。

图3 电池管理系统框图

（2）主控盒的作用。如图4所示：①接收从控盒发来的实时模块电压和模组温度，并计算最大值和最小值；②接收高压盒发来的总电压和总电流；③通过新能源CAN与VCU、充电机等通信，通过快充CAN与直流充电桩、数据采集终端通信；④控制充放电电流（执行部件是车载充电机、直流快充桩和电机控制器）；⑤控制动力电池加热。

图4 主控盒作用

（3）从控盒作用。亦称作电池信息采集盒，如图5所示：①实时监控每个模块电压；②实时监测每个模组的温度；③监测SCO值