汽车锂电池结构培训教材课件.ppt

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1、锂电池结构培训,主要内容,1.锂电池类型介绍,1.1.电池分类,1.锂电池类型介绍,1.2.电池介绍,1.2.1.铅酸蓄电池,电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。放电状态下，正极主要成分为二氧化铅，负极主要成分为铅；充电状态下，正负极的主要成分均为硫酸铅。分为排气式蓄电池和免维护铅酸电池。,用途 起动型：主要用于汽车、摩托车、拖拉机、柴油机等起动和照明；固定型：主要用于通讯、发电厂、计算机系统作为保护、自动控制的备用电源；牵引型：主要用于各种蓄电池车、叉车、铲车等动力电源；铁路用：主要用于铁路内燃机车、电力机车、客车起动、照明之动力；储能用：主要用于风力、太阳能等发电用电

2、能储存；,优点 成本低，应用广泛，制造工艺成熟，使用安全性比锂电池高；缺点 循环寿命短，充放电倍率小，污染严重，能量比、质量比低，重量大，体积大，自放电大。,1.锂电池类型介绍,1.2.电池介绍,1.2.2.镍镉电池,镍镉电池正极由氧化镍粉和石墨粉组成，石墨不参加化学反应，其主要作用是增强导电性。负极由氧化镉粉和氧化铁粉组成，氧化铁粉的作用是使氧化镉粉有较高的扩散性，防止结块，并增加极板的容量。,用途 大型袋式和开口式镉镍电池主要用于铁路机车、矿山、装甲车辆、飞机发动机等作起动或应急电源。圆柱密封式镉镍电池主要用于电动工具、剃须器等便携式电器。小型扣式镉镍电池主要用于小电流、低倍率放电的无绳电

3、话、电动玩具等。,优点 优异的放电性能，储存期长，高倍率充电性能，大范围温度适应性，高质量高可靠性、重量轻，应用广泛，使用安全性高；缺点 金属镉污染严重，存在记忆效应损伤电池寿命，自放电大。,1.锂电池类型介绍,1.2.电池介绍,1.2.3.镍氢电池,镍氢电池是由氢离子和金属镍合成，正极板材料为NiOOH，负极板材料为吸氢合金。,用途 镍氢电池凭借能量密度高、可快速充放电、循环寿命长以及无污染等优点在笔记本电脑、便携式摄像机、数码相机及电动自行车等领域得到了广泛应用，且在电动汽车主要应用于混合电动车。,优点 优异的放电性能，储存期长，高倍率充电性能，大范围温度适应性，使用安全性高；电量储备比镍

4、镉电池多30%，比镍镉电池更轻，使用寿命也更长，并且对环境无污染。缺点 价格高，比镍镉电池贵；自放电大，性能比锂电池要差，存在记忆效损伤电池寿命。,1.锂电池类型介绍,1.2.电池介绍,1.2.4.钴酸锂电池,用钴酸锂粉在铝板上形成阳极，用锂碳化合物在铜板形成阴极，极板间插入有亚微米级微孔的聚烯烃薄膜隔板，电解液为有机溶剂。,用途 主要用于制造手机和笔记本电脑及其它便携式电子设备,由于价格太高应用比较少。钴酸锂电池不适合用作大电流放电，过大电流放电时会降低放电时间(内部会产生较高的温度而损耗能量)，并可能发生危险。,优点 结构稳定、比容量高、综合性能突出，电化学性能优越，没有记忆效应，自放电小

5、。缺点 安全性差，使用温度范围窄（-20 60），钴是比较稀缺、成本非常高。,1.锂电池类型介绍,1.2.电池介绍,1.2.5.三元材料（Ni+Mn+Co）电池,用锂镍钴锰（Li（NiCoMn）O2）三元正极材料在铝板上形成阳极，用锂碳化合物在铜板形成阴极，极板间插入有亚微米级微孔的聚烯烃薄膜隔板，电解液为有机溶剂。,用途 在容量与安全性方面比较均衡的材料，循环性能好于正常钴酸锂，三元材料的电芯代替了之前广泛使用的钴酸锂电芯，在笔记本电池、电动汽车领域广泛使用。,优点 比容量高、循环性能优越、可快速充放电、充电效率高达100%，而且输出功率大，使用寿命长，不含有毒有害物质，没有记忆效应，自放电

6、小。缺点 安全性差，内部有应力存在，内部温度分布不均匀，使用温度范围窄（-20 60）。,1.锂电池类型介绍,1.2.电池介绍,1.2.6.锰酸锂电池,用锰酸锂材料在铝板上形成阳极，用锂碳化合物在铜板形成阴极，极板间插入有亚微米级微孔的聚烯烃薄膜隔板，电解液为有机溶剂。,用途 在手机和笔记本电脑及其它便携式电子设备中应用广泛。,优点 成本低、安全性和低温性能好，比容量高，不含有毒有害物质，没有记忆效应，自放电小。缺点 其材料本身并不太稳定，容易分解产生气体，因此多用于和其它材料混合使用，以降低电芯成本，但其循环寿命衰减较快，容易发生鼓胀，高温性能较差、寿命相对短。,1.锂电池类型介绍,1.2.

7、电池介绍,1.2.7.磷酸铁锂电池,用磷酸铁锂材料在铝板上形成阳极，用锂碳化合物在铜板形成阴极，极板间插入有亚微米级微孔的聚烯烃薄膜隔板，电解液为有机溶剂。,用途电动车：公交车、电动汽车、混合动力车、电动自行车、铲车、清洁车、电动轮椅等；电动工具：电钻、电锯、割草机等，遥控汽车、船、飞机等玩具，UPS及应急灯、警示灯及矿灯；储能设备：太阳能及风力发电等；替代照相机的镍镉或镍氢电池，小型医疗仪器设备及便携式仪器等。,优点 可快速充放电、成本低、安全性高、高温性能好、体积小、重量轻，比容量高，循环寿命大，不含有毒有害物质，没有记忆效应，自放电小。过放电到零伏也无损坏，高效率输出：连续高电流放电可达

8、10C，瞬间脉冲放电（10S）可达20C；缺点 低温性能较差，导电率差，制造设备及工艺不完善。,2.电池包结构,2.电池包结构,2.电池包结构,1、准确估测SOC 准确估测动力电池组的荷电状态(State of Charge，即SOC)，即电池剩余电量，保证SOC维持在合理的范围内，防止由于过充电或过放电对电池造成损伤2、动态监测 在电池充放电过程中，实时采集电动汽车蓄电池组中的每块电池的端电压和温度、充放电电流及电池包总电压，防止电池发生过充电或过放电现象。同时能够及时给出电池状况，挑选出有问题的电池，保持整组电池运行的可靠性和高效性，使剩余电量估计模型的实现成为可能。,电池管理系统（BMS

9、）主要就是为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。,2.电池包结构,2.电池包结构,2.电池包结构,2.电池包结构,2.电池包结构,2.电池包结构,锂电池包包括锂电池组、电池管理系统(BMS)、高压配电盒。,2.电池包结构,3.电池包维修,3.1.电池包存放,1、锂电池堆垛高度不大于2.2米，离光源距离大于60cm，离电源线缆距离大于100cm，主通道宽度大于150cm，离墙壁及管道设施距离大于50cm，消防设施及配电箱1.5米范围内不准堆放物料。2、严禁将锂电池与金属物料混放，以免金属物体触碰到电池正负极，造成短路，损害电池甚至造成安全隐

10、患。3、锂电池存放处禁止吸烟，禁止煮食及用火取暖，禁止乱接电线、使用明火、动火作业。4、锂电池存放、装卸、维修处应当配置相应的消防设施和灭火器材。消防器材必须设置在显眼和便于取用的地点，附近不得堆放物品和杂物，并确保任何时候都完好、有效。锂电池不允许使用水灭火，要求在库房储备消防沙的区域。5、一旦发生火灾时，要及时报告公司管理部门，同时组织人员扑救，并打火警电话119报警，事后协助查明原因，提出处理意见。,3.电池包维修,3.2.电池包拆卸,3.2.1、拆卸电池包之前注意事项：1、关闭钥匙，拆除12V蓄电池负极；2、拔出锂电池包上的维修开关；3、穿戴绝缘手套、绝缘鞋；4、准备绝缘工具，包括绝缘

11、套筒、绝缘扳手，叉车、托盘、小车要求有绝缘胶包裹；5、线束橙色波纹管的是高压线（370V电压），黑色波纹管的是低压12V线束；6、如零部件贴有高压标识不允许私自拆卸或损坏，橙色波纹管不允许破损。,3.2.2、拆卸电池包顺序：1、将车辆放置在举升机上，举升至合适高度，并确认是否安全；2、先拔出19芯通讯线或8芯通讯线；3、拔出电池包高压串联线，再拔出高压输出线；4、再将举升小车放置在电池包下；5、拆除传动轴并取下；6、拧出电池包固定6颗螺钉；7、将电池包放置到规定位置。,3.电池包维修,3.2.电池包拆卸,3.2.3、电池包内部零件更换 1、更换BMS主板、从板、绝缘模块；2、更换高压配电盒零件：高压继电器、保险、预充电阻、电流传感器等；3、更换锂电池电芯及相应高压线束、信号线束、航空插件；上述零部件更换一般为电池零部件厂家更换，如需更换需锂电池厂家授权及培训。,