汽车锂电池结构培训

锂电池结构培训锂电池类型介绍1电池包维修32电池包结构主要内容1.锂电池类型介绍1.1.电池分类序号电池类型额定电压比能量优点缺点1铅酸蓄电池3.7V35mAh/g功率比大，成本低使用寿命短，充放电倍率小，污染严重2镍镉电池1.2V50mAh/g轻便、抗震、寿命长有记忆效应3镍氢电池1.2V80mAh/g循环寿命长有记忆效应4钴酸锂（LiCoO2）电池3.7V274mAh/g结构稳定、容量比高、综合性能突出安全性差、成本非常高5三元材料（NiMnCo）锂电池3.7V278mAh/g能量密度高、低温性能好、可靠性高、寿命长、电池续航能力强造价高，不易于回收6锰酸锂（Li2MnO4）电池3.7V148mAh/g成本低、安全性和低温性能好材料不稳定、高温性能差、容易烯气7磷酸铁锂（LiFePO4）电池3.2V170mAh/g超长寿命、使用安全、可大电流快速充放电、耐高温、大容量、无记忆效应、绿色环保等导电性差、振实密度较低、低温性能差、一致性差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。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.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。电芯类型三元材料（Ni+Mn+Co）箱体布置3箱标称电压/标称容量370V/84Ah总质量320㎏工作电压300V～415V防尘防水IP67单体电压/容量额定3.7V/标称12Ah（电压范围3.0V～4.15V)标准充电电流≤13A，25℃电池成组方案7并100串充电最大瞬态电流35A（25℃，30秒）工作温度放电:-20℃～55℃；充电:0℃～45℃放电持续电流≤70A一般使用温度工作范围-10℃～45℃放电最大瞬态电流150A（25℃，10秒）绝缘等级电池对箱体的绝缘电阻大于2MΩSOC工作范围15%～100%（15%限功率）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(StateofCharge，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）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。