汽车动力电池范文

汽车动力电池范文（精选12篇）

汽车动力电池 第1篇

动力电池成本高寿命短

近年来, 随着新能源汽车产销量的迅速增长, 废旧电池的问题会越来越凸显。目前, 新能源汽车的电池成本非常高, 约占整车成本的30%, 如一辆指导价为30万元的新能源汽车, 其电池成本可能在10万元甚至以上, 且一般动力电池的容量低于80%就不能再用在新能源汽车上。

有业内人士表示, 现在很多新能源汽车企业对消费者承诺的电池使用寿命是10年, 但是如果考虑到使用环境等综合情况, 动力电池的平均寿命也就是5年。据相关行业预估, 2015年我国新能源汽车电池累计报废量将约达到2万~4万吨;2020年, 仅锂电池累计报废量就将达到12万元~17万吨。电池属于严重污染类废旧物品, 所以对废旧电池的处理利用刻不容缓。

今年1月8日, 工信部就《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》 (以下简称《规范条件》) 向社会公开征求意见。《规范条件》中“综合利用”是指对新能源汽车废旧动力蓄电池进行多层次、多用途的合理利用过程, 主要包括梯级利用、资源再生利用、原材料能量回收利用等, 旨在就促进新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用产业规模化、规范化、专业化发展, 提高新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用水平。

此外, 工信部同日发布《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范公告管理暂行办法 (征求意见稿) 》, 拟对新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用企业实行动态管理, 委托相关专业机构负责协助做好公告管理相关工作。

由此, 新能源汽车废旧动力蓄电池的回收与综合利用再次成为业内热议的话题。

不仅要回收 而且要利用

据了解, 1个20克的手机电池可污染3个标准游泳池容积的水, 若废弃在土地上, 可使1平方公里土地污染50年左右。那么, 几百斤重的电动汽车动力电池如果废弃在自然环境中将对环境造成的污染后果就不言而喻了, 会有大量的重金属和化学物质进入大自然。

实际上动力电池回收已呼吁了很多年, 但是一直成效甚微。业内人士指出, 目前动力电池回收的难点主要是电池标准不统一、成本过高、商业价值不大、缺乏有效的税收或财政支持举措等等。

其实, 近两年来我国在政策上也很重视动力电池的回收, 如2014年12月30日, 财政部等四部委联合下发《关于2016-2020年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知 (征求意见稿) 》, 明确汽车生产企业作为动力电池回收利用的责任主体, 负责动力电池的回收。

为鼓励生产企业回收动力电池, 不少地方政府也在积极探索。如上海市曾出台政策表示, 车企回收动力电池政府将补助1000元/套;深圳则建立动力电池利用和回收体系:每卖一辆车厂商拿出600元、政府拿出300元, 用于回收动力电池, 初步建立电池回收的机制。

车企作为回收责任主体是合理的, 可以比较集中, 有针对性的进行回收工作, 节省不少的人力物力财力。同时也有业内人士认为, 虽然车企作为废旧动力电池的责任主体, 但不代表车企一定要自己动手。车企可以只是作为一个回收电池的角色, 可以把收回的电池交给专门的废旧电池处理的第三方企业。

动力电池回收难还有一个重要的原因是动力锂电池回收工艺极其复杂, 从废旧锂电池中直接回收正极材料、负极材料、电解液、隔膜等高附加值的中间品商业化难度很大。加之不同厂家的锂电池材料和配方等各不相同, 要完成回收非常难。

据了解, 目前的电池回收技术, 从方式上, 一般有干法、湿法和生物法三种。具体采用哪种方法, 根据电池种类不同, 会有不同的工艺流程。但是值得注意的是, 任何工艺, 每一步、每一个细节, 如果处理不当, 都可能会涉及电池安全和处理中的二次污染问题。

业内人士指出, 回收固然重要, 但是回收后的再利用应该更加得到关注。如果企业只是回收电池, 回收后无法进行处置, 一般都是简单地采用堆砌、库存等手段, 堆放过程中电池有可能泄露或者有有毒物质扩散, 对环境造成严重污染。而目前动力电池循环再利用方向包括储能项目、相关的供电基站、路灯、低速电动车等, 最后再进入回收体系。

完善法律法规 建立回收利用机制

目前由于我国有关废旧电池的回收与处理的工艺还不太成熟, 加之电池所含元素种类多而量少, 因此处理起来成本很高。

业内人士指出, 对于任何一个产业来说, 技术是保障, 政策是扶持, 能否长期的发展还要看经济指标如何。目前我国动力电池回收体制很难产生直接的商业价值, 只有实现产业的经济效益才能真正保证废旧电池的回收。

要促成废旧动力电池的回收再利用, 首先应该统一电池的标准, 其次要建立或完善相关的法律法规, 以保证电池回收产业的持续发展。用具体的法规和办法, 让电池生产商、回收商、使用者乃至社会环境多赢, 才是动力电池循环发展之道。

此次《规范条件》, 虽然对废旧动力电池回收方面提出了要求, 但在可操作性、激发企业的积极性方面还没有做出明确的规定, 业内专家认为, 政府应该给予行业指导性意见, 以真正解决动力电池的回收再利用问题。

另外, 我们也可以借鉴欧洲和韩国等国家, 采取税收减免或者财政支持的方式, 来鼓励企业进行投入和尝试。

其实新能源汽车动力电池回收不仅仅是我国存在的难题, 据统计, 欧盟国家每年共售出约80万吨汽车电池、19万吨工业电池和1.6万吨家用电池数量非常之大。欧洲国家在电池回收方面主要是依靠法律法规的严密监管来完成的。欧盟于1991年颁布《废旧电池管理指令》。这一指令对成员国电池行业提出了诸多要求。从电池设计、生产开始, 就要求使用对环境和人类健康影响较小的安全材料, 并规定了危险物质含量最高标准 (如汞含量低于电池总重的0.025%) 。在电池的标注方面, 这一指令也十分明确。除了必须标出电池的汞含量、镉含量和铅含量等, 还要标出每种电池在用完后的分类、回收要求, 方便使用者在电量耗尽后进行合理处置。以此为基础, 欧盟在过去二十多年中多次修改和完善相关指令, 不断提高电池生产标准, 同时细化相关规定和要求。比如2003年的修订中, 明确了废旧电池回收的责任问题, 要求电池生产商和销售商共同承担回收责任。

汽车动力电池 第2篇

[导读] 9月6日，在2014中国汽车产业发展（泰达）国际论坛上，全国政协副主席、科技部部长万钢透露，科技部正在制定“十三五电动汽车产业发展规划”，要在下一代电池、电机、电控系统，以及新能源汽车的智能化、系统、安全、多模式充电技术重点领域开展技术攻关，以缩小与欧、美、日等发达国家和地区的差异。

关键词：电池技术新能源汽车动力电池

9月6日，在2014中国汽车产业发展（泰达）国际论坛上，全国政协副主席、科技部部长万钢透露，科技部正在制定“十三五电动汽车产业发展规划”，要在下一代电池、电机、电控系统，以及新能源汽车的智能化、系统、安全、多模式充电技术重点领域开展技术攻关，以缩小与欧、美、日等发达国家和地区的差异。

万钢表示，科技部近期制定“十三五”电动汽车规划，目标就是紧跟汽车产业新信息、新能源、新产业的发展，夯实布局，把握关键布点，在下一代的电池、电机、电控系统研发，新能源汽车的智能化、系统、安全、多模式充电技术重点领域开展技术公关。

在动力电池方面，一要加强新材料的研究与应用，如开展高电压的材料，副离层的材料，硅碳负极板等等一些多元的新材料的研究和电极、电解质的研究来提高电池的性能。二是要研发高功率的极片、芯结构的电池组，尽早实现专利的布局。三在正负级、铝离子生产方面提质量、降成本的基础关键技术的研发，我们的目标很清晰，我们今天推动电动汽车还需要政府的补贴，这个补贴一定是逐步退脱的，指导意见也是明确这一点，真正达到零排放的，但是又是全市场竞争的时候，最终还是要靠技术进步，还是要打好，所以这一个五年计划就是为2020年到时候退出补贴的时候，全要素的竞争上面能够打下基础。

在电机方面要聚焦驱动电机、系统产业链的核心技术，我们要借第三代功率电子半导体的契机，研发高性能的装置，提高多系统的集成度，开发出高效、量轻的电机系统和电驱动组成，提高核心竞争力。

在整车控制和信息系统方面，要瞄准电动汽车与信息化建设相互融合的新趋势，鼓励企业将互联网技术与新能源汽车技术结合，将智能电网、移动互联、物联网、大数据信息属于深深的融入新能源汽车技术创新和推广应用中，大力开展智能化电动汽车、充电设施的研发与应用。

创新商业模式，优化提升电动汽车产业链和价值链，在燃料电池方面要继续加强核心部件在功率密度、低温启动、寿命试验下功夫，继续推进车用燃料电池和加快产业化的同时，要拓展燃料电池在应急电站、备用电源、分布电源、海洋运载工具系统方面的市场化应用，来降低燃料电池的生产成本，在继续支持整车企业自主研发各类插电式混合动力，纯电驱动的汽车同时，我们还要非常的重视新型的铝镁材料、碳纤维材料，新材料在电动汽车的应用，电动化、轻量化结合将大大改变汽车生产流程和工艺技术，也为我们的跃升提供了有利的条件。

电动汽车技术已经实现突破

万钢表示，自2001年我国确定了节能与新能源汽车的战略以来，连续三个五年计划实施了重大科技的专项，2009年又实行了促进应用推广的十城千辆，我们逐步形成以插电式混合动力、纯电动、整车、电机、电控为主的三纵三横的研发体系，构建标准、检测、实验示范三大品牌，在通过十多年的持续研发，我们国家在三大核心部件上取得了明显的进步，前天我在写这个东西的时候，我就找出了2007年初，当时作为重大专项组组长的时候，给科技部一个总结材料，当时我记下来当时的电池性能，在当时2007年的时候，电池能量密度是90瓦时/公斤，成本是5块钱/瓦时，2013已经达到140瓦/公斤，电池价格已经降到3 元以下，而且质量保证期间达到5年10万公里以上，动力坚持的正负材料级材料、电解液隔膜都实现国产化，开始进入国际动力电池生产企业的供应体系，也就是说我们的生产动力电池已经输往世界各地。

电机系统的研发与产品也已经能够满足我国新能源商用车、乘用车和特殊用途的电驱动的需求，部分指标达到国际水平，高功率泳池驱动电机达到2.68千瓦/公斤，这个在2007年是1.37千瓦/公斤，产品功率覆盖200千瓦以下的范围，至少有五家企业产能达到万套级以上，并且批量出口欧美。

我国的电机企业开发出双电机同轴组成，使得公交节油、节气超过50%，燃料功率达到1000 千瓦/升，耐久性超过3000小时，写到这的时候经常回忆2004年、2006年我曾经带着我的团队，亲自研发的燃料电子汽车在必比登大赛上，我和我的团队拉力到埃菲尔铁塔，当时我们国家驻法大使就在塔下等着我们到来。但是今年9月3日荣威系列已经远行拉萨。正是这些奠定了我国产业化发展的基础，产业领域的不断技术进步为电动汽车性能不断提升、市场的表现越来越好，近年来我国新能源汽车的相关产业发展目前在公交、出租、私人用车等领域推广应用节能新能源汽车达到7万辆左右，特别是国务院发布关于新能源汽车的指导意见以后，进一步打通新能源汽车的产品、产业化和市场化的链条，市场销量迅速增长，今年上半年我国新能源汽车销量达到2.4万辆，同比增长2.2倍，已经超过去年全年的数量。

在整车发展的带动下，动力电池的产量也明显增长，半年产量为8.04亿瓦时，远高于2013年全年3.6亿瓦时，在科技进步、产业发展的进程中，我们与国际检的科技合作越来越紧密，相互之间的差距也越来越小，目前国内新能源汽车技术输出和产品输出越来越多，我国的部分品牌电动汽车和关键零部件的技术性能正在走向世界前列，这些成就取得来之不易，不仅凝聚着一代代汽车人的辛勤汗水，承载他们梦想，这些有力见证着科技进步和产业发展，为我国产业水平迈上新的高度起到了强有力的支撑，我们倍感振奋。

基础研究和核心技术与国际先进水平仍有差距

万钢表示，在我们推动技术创新、实现汽车强国梦的征程中，要时刻牢记，知难行易，知易行难，我们应该看到在全球产业竞争越来越激烈，科技发展日新月异的大舞台上，尽管我们的科技产业发展取得了巨大的成就，但是很多方面尤其是基础研究和核心技术的领域与国际先进水平还是有一定的差距，要认识到新能源汽车技术与产业发展正处于整体提速期和产业变革期，抓住就能前行，抓不住只剩下挑战。在百舸争流的时候，我们必须急流勇进、奋勇前行。2013年全球机车产量已经超过40万辆，比去年翻了一番。

美国在政策刺激下保有量已经占全球总销售量的大概45%，增长速度十分迅猛。日本在电动汽车的技术、产量、产能方面已然领跑全球，充电设施的速度在加快，电动汽车推广进展顺利，德国政府和企业联手建立了联邦级的协调平台，利用平台攻坚技术，制定政策和标准，促进电动汽车新车型先后上市，美、日、德三国企业已经在新能源领域开展跨国合作和产业合作，目标就是要依靠技术优势来占领全球市场。

相比而言我国的电动汽车从基础研究技术创新到产品开发，再到市场拓展，与国外电动汽车的发展仍然存在差异。比如在动力电池领域尽管我国单体电池指标先进，但是大批量生产电池的一致性和可靠性还有待提高，技术集成还比较薄弱，安全性、耐久性是我们长期关注的问题。

汽车动力电池 第3篇

大功率锂电池系统面临挑战

锂离子电池的性能取决于电池温度和老化程度、电池充电和放电速率、以及充电状态 (SOC)。这些因素不是相互独立的。因此，锂离子电池充电状态一般限制在 20% ～ 90% 的范围，从而能够有效地提供一个达规定容量 70% 的可用容量。

为了从一个电气系统提供大量功率，诸如需要加速一辆汽车就需要高达数百伏的电压。如：在 1V 时提供 1kW 功率需要 1000A 电流，在 100V 时提供 1kW 功率仅需要 10A 电流。系统布线和互连线中的固有电阻将转化为 IR 损耗，因此，设计师采用了可实现的最高电压/最低电流。就一个基于电池的系统而言，典型锂离子电池的满充电电压为 4.2V，很多节电池必须串联连接成一长串才能提供足够高的电压而任一节电池的故障都会使整个电池组失效，而且电池组中每增加一节电池都会进一步提高这种风险。

同时克服高压电池组的挑战和锂离子电池的细微差别是一个非常复杂的问题。锂离子电池组不能像单个电源那样充电和放电。就那些容量稍微低于其它电池容量的电池而言，经过多个充电和放电周期后，其充电状态将逐渐偏离其它电池。如果每节电池的充电状态不是周期性均等或平衡的，那么某些电池最终将进入深度放电状态，从而导致损坏，并最终形成电池组故障。

因此一个电池控制系统必须仔细监视和控制每节电池的状态。这个问题可以划分成两个独立的任务：控制任务和数据采集任务。控制任务涉及为系统中每节电池充电和放电而设计的算法和方法。这在很大程度上取决于应用，并常常涉及受到高度保护的知识产权。

数据采集任务涉及电池组接口。这种接口必须快速和准确地沿着高压电池组测量每一节电池的电压。这需要具备从一个 0V 至高于 1000V (当提升电池组电压) 的共模电压中抽取一个小幅差分电压的能力。这是一个很大的难题，需要结合一些高性能模拟器件。

具备高集成度的LTC6802电池监控芯片面试

近日凌力尔特公司开发了可克服现有挑战的IC——多节电池监控 IC LTC6802，能测量多达12 个单独的电池。该器件的专有设计使得能够把多个LTC6802 串联起来 (无需使用光耦合器或光隔离器)，以实现长串串接电池中每节电池的精准电压监视。长电池串能够实现高功率和可再充电应用，例如：电动汽车、混合动力汽车、单脚滑行车、摩托车、高尔夫球车、轮椅、小船、叉式升降机、机器人、便携式医疗设备和不间断电源 (UPS) 系统。

LTC6208 能够对每节电池的电压进行快速而准确的测量 (即使在电池组电压超过 1000V 的情况下也不例外)，最大总测量误差在-40℃～85℃的温度范围内保证小于 0.25%，而且电池组中每节电池的电压测量都可以在 13ms 之内完成。对每节电池均进行了欠压和过压条件监视，并提供了一个相关联的 MOSFET 开关，用于对过充电电池进行放电。每个 LTC6802 通过一个 1MHz 串行接口进行通信，并包括温度传感器输入、GPIO 线和一个精准的电压基准。

LTC6802 专为解决汽车和工业应用所面临的环境和可靠性难题而设计。其技术规格针对 -40℃～ 85℃的工作温度范围进行了全面拟订，并提供了诊断和故障检测功能。LTC6802 是一款采用小外形 8mm x 12mm 表面贴装型封装的器件。

电动汽车与动力电池的发展 第4篇

1.1电动汽车的发明

早在18世纪30年代,苏格兰发明家罗伯特便成功将电动机装在一部马车上。1842年又与托马斯合作,打造出世界上第一部以电池为动力的电动汽车。该车采用的是不可充电的玻璃封装蓄电池,自此开创了电动车辆发展和应用的历史,这比汽油发动机的发明要早数十年。随后,美国发明家制造了第一辆以蓄电池为动力、可乘坐两人的电动汽车。

1.2电动汽车的发展

18世纪80、90年代,是电动汽车的发展期,这期间法国发明家古斯塔夫制造了一台加上成员总重量能达到160kg、时速12km的电动三轮车。随后,经过其他发明家的思考、实验、改进,还在车上配备了照明灯,且能连续行驶13h、车速14km的四轮电动汽车。这标志着电动汽车已经向实用化方向迈出了重要一步。

在1895年开始,发明家们就在电动汽车上安装了驱动电机,研制出了子弹头型的电动汽车,续驶里程达到290km、时速100km,且前排配备安全带的实用汽车。

1.3电动汽车的繁荣

从19世纪末到19世纪20、30年代是电动汽车发展的繁荣时期。据统计显示,19世纪末全世界每4千辆汽车中,就有38%为电动汽车,40%蒸汽车,22%内燃机汽车。在这一繁荣时期,电动汽车遍及全世界,广泛使用于出租车、送货车、公交汽车等领域。

1.4电动汽车的衰落

在1890到1920期间,在美国发现了石油,使得汽油价格逐渐下跌,降低了汽油车的使用成本,这标志着电动汽车将不断走向衰落。

在接下来的几年时间里,内燃机技术突飞猛进,发明了内燃机自动启动技术、推出了T型车、建立了汽车装配流水线,开始了大批量的生产。平均每隔10s就有一台T型车驶下生产线,这也大大降低了汽车制造成本。同时,在使用性能上,燃油车续驶里程是电动汽车的2~3倍。电动汽车的充电时间长更成为致命缺点,无法与内燃机车辆抗衡。最终,在20世纪40年代,电动汽车几乎消失了。

1.5电动汽车的复苏

二战以后,欧洲、日本等地的石油供给紧张,电动汽车出现了复苏迹象。进入20世纪60年代后,内燃机不仅严重污染了全球空气,更因为其过分依赖石油,产生了一系列的政治问题和国家安全问题。而电动汽车由于其良好的环保性能重新得到了社会各界的重视。

2动力电池的发展

电动汽车长期以来面临的最大问题就是其使用的动力电池,这也是制约其发展的技术瓶颈。目前,动力电池已经从传统的铅酸电池发展到镍氢、钴酸锂等先进的绿色动力电池。

2.1典型的动力电池特点

传统的铅酸电池技术成熟、成本较低,比较适用于低速、低成本的电动汽车。目前,我国绝大多数电动自行车的电池铅酸电池,低速短途的也广泛应用。

镍氢电池和锂离子电池属于新型动力电池。目前,在混合动力电动汽车上普遍采用镍氢电池。其优点是功率密度高、技术成熟,现在研发的重点在于提高镍氢电池的能量密度。锂离子目前在循环寿命上有了很大的提高,降低了电池的材料成本、使用成本,使其成为近几年来最有发展前景的动力电池。

2.2电动汽车的发展现状

各类动力电池的核心问题是其循环寿命,表1为各动力电池循环寿命的对比。

由于锂离子动力电池具有能量密度高、循环寿命长、无记忆效应等优点,成为了当前电动汽车用动力电池的新方向,尤其在插电式混合动力方向,其现状概要如表2。

正是锂离子电池的诸多优势,近几年来,国际上大型车展,大部分电动汽车采用的都是锂离子电池。而我国制造的锂离子动力电池经过不断的改进,已经达到了国际先进水平。

3总结

结合现状、放眼未来,电动汽车将成为未来全球汽车行业的关键组成。在环境污染、石油能源稀缺的今天,电动汽车也必将重新走入现代汽车的舞台。所以,我们更应不断的了解研究电动汽车和动力电池,促进其快速发展。

参考文献

[1]朱磊.电动汽车技术政策与市场[M].机械工业出版社,2013(03).

汽车动力电池 第5篇

新能源汽车动力电池产业链主要上市公司一览表（含锂离子电池、镍氢电池、燃料电池、材料、资源等）

电池与电池材料

（1）002091江苏国泰：锂电池电解液。主要控股子公司国泰华荣化工新材料有限公司主要产生产锂电池电解液和硅烷偶联剂，锂电池电解液国内市场占有率超过３０％。占上市公司营业利润的３０％，公司有望凭借锂离子动力电池的大规模应用迎来新的发展机遇

（2）000839中信国安：锂电池正极材料和动力锂电以及碳酸锂资源。公司子公司——中信国安盟固利电源技术有限公司是目前国内最大的锂电池正极材料钴酸锂和锰酸锂的生产厂家，同时也是国内唯一大规模生产动力锂离子二次电池的厂家。国安青海公司的盐湖提锂项目为目前国内最大。奥运期间以盟固利公司锰酸锂产品作正极材料的动力电池装配于５０辆纯电动大客车

（3）000973佛塑股份：锂电池隔膜。生产锂电池隔膜产品

（4）600884杉杉股份：生产锂电池材料，正、负极材料及电解液。综合为国内排名第一供应商

（5）000100ＴＣＬ集团：TCL金能公司生产聚合物锂电池，目前无汽车锂电池项目

（6）000049德赛电池：子公司生产锂电池，目前无汽车锂电池项目

（7）600478科力远：镍氢电池和泡沫镍。正谋求从丰田ＨＥＶ镍氢电池材料供应商向镍氢动力电池组的成品供应商的转变。目前科力远与它们的合作仅处于谈判阶段。与科力远有初步合作的仅是日本丰田和南车集团，其中南车集团的纯电动客车项目已对科力远镍氢电池组方案较为认可

（8）600854春兰股份：镍氢动力电池。春兰集团研发２０－１００ＡＨ系列的大容量动力型高能镍氢电池

（9）600846同济科技：燃料电池。参股上海中科同力化工材料有限公司３６．２３％的股份。该公司从事质子交换膜燃料电池关键材料与部件的研发，包括具有创新化学结构的质子交换树脂和质子交换膜的研制

（10）600196复星医药：燃料电池。参股上海神力科技有限公司３６．２６％的股权。该公司是专门从事质子交换膜燃料电池产品的研发与产业化的高科技民营企业，目前开发了５个系列的燃料电池产品，建立了全套的中小功率（０．１ｋＷ－３０ｋＷ）与大功率（３０ｋＷ－１５０ｋＷ）的质子交换膜燃料电池及其动力系统、燃料电池发动机集成制造技术及批量生产的能力与设施

（11）600104上海汽车：燃料电池。大股东上海汽车工业（集团）总公司是“大连新源动力股份有限公司”第一大股东。该公司是中国第一家致力于燃料电池产业化的股份制企业，“燃料电池及氢源技术国家工程研究中心”和“博士后科研工作站”获国家认可，在中国工程院院士衣宝廉先生带领下主要研究质子交换膜燃料电池技术。上海汽车工业（集团）总公司是新源动力的第一大股东，长城电工参股１１％，新大洲Ａ参股３．４２％

（12）600192长城电工：参股“大连新源动力股份有限公司”，持股１１％，同上。

（13）000571新大洲Ａ：参股“大连新源动力股份有限公司”，持股3.42％，同上。

（14）600872中炬高新：公司涉及动力电池行业，其与国家高技术绿色材料发展中心共同设立的中炬森莱高技术有限公司就是一家专门从事镍氢电池、镍镉电池、锂电电池、动力电池、手机电池的研发、生产、销售为一体的企业，在十五期间一直承担国家８６３项目——动力电池产业化开发项目的研究工作。目前公司已向多家汽车生产厂家提供动力电池样品，未来在国家政策及汽车企业动力电车实现量产的推动下，该业务有望成为企业新的利润增长点

电池原料资源

（15）000762西藏矿业：锂资源。西藏矿业拥有锂储量全国第一、世界第三大的扎布耶盐湖２０年开采权；除湖岸以及湖底自然沉积的碳酸锂外，湖水中碳酸锂的含量保守估计高达２００万吨；公司每年碳酸锂销量在２０００吨左右；以磷酸铁锂、碳酸锂中锂的含量并考虑生产过程中的损耗，计算可知每吨磷酸铁锂大约需要０．３吨碳酸锂，预计每辆新型动力汽车需要０．０８吨左右的碳酸锂；因此一旦动力锂电池实现大规模应用，西藏矿业将成为受益者

（16）600459贵研铂业：铂资源。燃料电池若能成功产业化，铂的深加工业务或将因此受益

（17）600432吉恩镍业：镍资源。镍氢动力电池大规模发展将直接扩大镍的需求量，公司有望从中受益

（18）600111包钢稀土：稀土资源。国内最主要的稀土生产企业。利用１９９７年首次发行股票募集的资金开发镍氢电池项目。

（19）600549厦门钨业：稀土资源。厦钨拥有３０００吨／年的储氢合金粉产能、２０００吨／年的稀土冶炼分离产能以及１３万吨稀土储量。目前，公司的储氢合金粉除供应比亚迪等国内公司。

据了解，春兰研究院除与一汽、东风、中通、宇通等知名客车（汽车）制造商密切合作，其动力电源产品大批量装配于城市混合动力客车外，春兰车用动力电池及电源系统总成，还广泛应用于高速机车、储能电站、AGV车辆等领域。此外，上海世博园内还安装了国内第一座以春兰100KW高能动力电池为动力的储能电站，目前运行良好。这些都有力地展示了江苏省及春兰新能源产品研发制造的成就。

主办方相关专家认为，未来汽车厂商之间的竞争，首先是动力电池技术与性能的竞争。谁掌握了动力电池的领先技术并将其产业化，谁就会在未来汽车市场占得先机。春兰在动力电池及电控系统等核心零部件集成方面，在材料、性能、可靠性、一致性等关键指标方面均取得了实质性的技术进步，其未来发展肯定会更快、更强。

春兰研究院获第七届中国国际专利与名牌博览会金奖

2010年11月6日至8日，由国家知识产权局、江苏省人民政府主办，中国知识产权报社、中国专利信息中心、江苏省知识产权局等单位共同承办的第七届中国国际专利与名牌博览会在无锡太湖国际博览中心举行。国家知识产权局局长田力普和中国专利信息中心、中国知识产权报社等有关领导出席。我区江苏春兰清洁能源研究院有限公司参加博览会并获本届博览会大奖。

中国专博会以“推动自主创新，构筑对接平台，促进科技发展，创立企业品牌”为宗旨，是国家知识产权局主办的重要展会品牌之一，已成功举办六届。本届中国专博会共安排展位300余个，分设专利名牌企业展区、知名商标企业展区以及港澳台两岸各地和专利技术及高新技术成果交易展区。参展项目包括各地推荐的优秀专利项目、中国驰名商标（省市著名商标及培育商标）产品、中国专利金奖（优秀奖）及专利示范工程企业项目、高校院所及企业优选的专利项目、国外及港澳台地区的优秀专利项目和产品、三资企业高新技术与产品、发明人自荐的优秀专利项目和产品等。

汽车动力电池 第6篇

锌电池行业标准或出台

近日有媒体报道称，《电动汽车用锌空气电池行业标准》有望出台。这种以空气作原材料的锌空气电池开始正式走入大众视野。该标准涵盖电动汽车用锌空气电池的要求、试验方法等多方面内容。据悉，锌空气电池是以活性炭吸附空气中的氧气作为正极，以金属锌作为负极，以氯化铵或苛性碱溶液为电解质的一种原电池。湖北泓元锌空电池有限公司总经理陈国庆表示，和传统锂电池相比，锌空气电池储存能量要大一倍，价格也更便宜，而且安全又环保。一名研究锌空气电池的专家则认为，一个砖块大小的锌空气电池能量可媲美一纸箱传统电池，应用前景广扩。

尽管锌电池的研发还未完全产业化，但目前已有一些迹象显示锌电池的产业开始在国内有所发展。2012年3月，中国航空工业集团公司宣布，与北京长力联合能源技术有限公司联合成立中航长力联合能源科技有限公司（下称“中航长力”），以及北京锌空气电池研究中心，共同推动北京市锌空气电池产业化。据相关媒体报道，今年3月17日，中航国际（香港）集团与天津融蓝实业集团有限公司、北京长力投资北京中航长力有限公司签约暨金属燃料电池研究中心落成揭牌活动，在天津空港经济区举行。

据了解，该研究中心的落成，将以京津地区这一中国核心发展区为平台，紧紧围绕国际领先的锌空气电池的运行经济性进行深入研究，建立国内第一个有经济效益的、以锌空气电池为动力的电动汽车公交运行示范线，生产出具有高动力性能和有效物质利用率的锌空气电池产品，从而在民用领域及军用领域开拓全新的绿色环保新能源市场。业内人士表示，金属燃料电池研究中心落户空港，标志着金属燃料电池研究中心迈出了成功的第一步。

锌电池前景广阔

众所周知，作为一种金属，锌相比锂更加稳定，不容易发生化学反应。在电解质当中，从微观层面观察，锌会呈现出像树枝一般的形态，从一个电极蔓延到另外一个电极，缩短电池电量。而目前薄膜锂电池可以反复充电，但因为包含了易起反应的物质，从而限制了其储电能力，而且制造起来十分昂贵。与此同时，印刷电池虽制造起来很便宜，而且拥有很高储电能力，但无法反复充电。也就是说未来锌电池，既能制造成薄膜的样子，又可以反复充电，而且拥有很高的储电能力。

PowerGenix是一家高性能、可充电镍锌电池领域顶尖开发商。2014年宣布与亚洲电池制造商-新能源科技有限公司（ATL）签署合作备忘录。ATL将成为PowerGenix合作伙伴，为其批量制造镍锌电池，面向全球汽车起停应用和工业储能市场。

镍锌电池具有更低成本和更优越性能，使其成为满足汽车起停应用和其他高性能应用领域最为理想化学体系。业内人士指出，这种合作关系标志着PowerGenix转折点。汽车起停应用和其他市场都在寻找更好铅酸电池替代品。ATL具有大批量生产镍锌电池能力，这是镍锌电池能够广泛应用于全球市场第一步。此外，ATL在工程设计和批量生产方面，也將为镍锌电池铺好一条康庄大道。

其实，早在2013年8月28日，高性能镍锌电池的领导者PowerGenix就宣布其生产的电池获得了中国国家试验室天津汽车测试中心的认证。在此前的几个月内，天津汽车测试中心就完成了先进微混车的全面测试，验证了镍锌电池在潜在性能改善。天津汽车测试中心的认证表明PowerGenix的镍锌电池已通过所有的企业标准和微混车应用要求。微混车指的是在传统汽油汽车和柴油汽车基础上配备自动的电池供电起停系统。许多当地汽车制造商均认为，天津的认证是一个质量基准，这使得PowerGenix进入中国日益增长的微混车市场具有极大的竞争优势。

此外，PowerGenix也在此前宣布了一份与欧洲标致签订的创新合同。全球主要的几家汽车制造商都正在测试镍锌电池在起停系统应用的表现。通过此次漫长的测试期，经历了不同温度，在滥用的电气和环境条件下，天津汽车测试中心发现镍锌电池符合或超出所有的安全、产品性能、机械结构和储存标准。在仿真条件下，镍锌电池表现出超过六年的使用寿命，且几乎没有性能衰减。锌电池未来的应用前景广阔。

积极发展新能源汽车动力锂电池 第7篇

面对全球范围日益严峻的能源形势和环保压力, 世界各国在战略上越来越重视能源安全和环境保护, 新能源汽车由于其所用能源清洁、无污染排放等优势蓬勃发展起来。

电池、电机和电控系统是新能源汽车的三大关键组成部分。其中动力电池是最关键的一环, 可以说就是新能源汽车的“心脏”。电池的寿命、性能、成本和安全性都无一不深刻地影响着新能源汽车的推广。实际上, 新能源汽车发展的限制性环节就在于电池材料和电池技术仍不成熟。就目前而言, 新能源汽车电池的发展仍处在多元发展、齐头并进的阶段。

2 动力电池备受关注

锂电产业属于新能源、新材料的新兴产业, 世界各国都很重视, 尤其是动力锂电池更备受关注。按照锂电生产及其运用的地位划分, 锂电产业链组成大致可划分为以下部分:锂电上游产业主要是天然矿产资源, 包括钴、镍、锰、磷、铁、锂及各种化合物, 其中尤以钴和锂用量最大, 但它们在自然界中储量有限, 属于稀缺资源。锂电产业链第二环节属于锂电产业中最核心环节, 决定了锂电技术进步的关键。它由正极材料、隔膜、电解液、导电剂、粘结剂、极耳、铝塑复合膜等构成电芯的原材料组成。其中市场容量最大、附加值较高的是正极材料, 大约占到锂电池成本的30%。目前已批量应用于锂电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、钴镍锰酸锂以及磷酸铁锂。钴酸锂最早实现了商业化应用, 技术发展至今已很成熟, 并且广泛应用在小型低功率的便携式电子产品如手机、笔记本电脑和数码电子产品当中。镍酸锂和锰酸锂由于存在容量低、循环性能差、有安全隐患等固有缺陷, 因此只能用作过渡材料, 短期内用于动力电池有所表现, 长期必然被磷酸铁锂所取代。钴镍锰酸锂也就是三元材料, 它融合了钴酸锂和锰酸锂的优点, 无论在小型低功率电池还是在大功率动力电池上都有应用。磷酸铁锂材料目前最被业界看好, 但却是当前用量最少的一种正极材料。隔膜系锂电材料中技术壁垒最高的一种高附加值材料, 毛利率通常达到70%以上, 占了锂电池成本的20%~30%。但国内能够生产隔膜的企业屈指可数, 导致一直受制于国外进口, 价格居高不下, 这是锂电制造成本很高的一个主要原因, 当然也是影响锂电应用的重要原因之一。从此意义上看, 发展隔膜对促进中国锂电产业具有重大意义。电解液是影响锂电池性能的又一重要材料, 占锂电池成本约12%左右。目前国内电池生产商电解液配套已基本实现国产化, 只有少部分使用进口电解液。

目前, 在市场上销售的混合动力车绝大部分采用镍氢电池作为辅助动力。就目前的二次电池材料和电池技术的发展阶段而言, 在混合动力车汽车所用的动力电池中, 镍氢动力电池的技术仍是最为成熟的, 综合性能最好, 虽然锰酸锂和磷酸铁锂等锂离子电池正极材料的技术进步使锂离子动力电池在新能源汽车领域中的应用前景最为看好。但短期内, 锂离子动力电池的应用还处在由科研到市场的导入期, 还要经受大规模商业化的考验。所以在今后3~5年内, 镍氢动力电池仍将占据一定的市场空间。

3 动力锂电池应用前景看好

动力锂电池的技术进步很快, 电池组循环寿命已超过1000次, 每千瓦时电池的成本已低于3000元。如果电动汽车安装24千瓦时电池组, 一次充电续驶里程大于200千米, 锂电汽车在10年内用电成本约为1万元。传统燃油车在10年内的加油费用至少8万元。而使用锂离子电池, 即使10年内更换一次电池, 使用成本多花7.2万元, 总共8.2万元。2种车的使用成本基本相同, 而且换下来的电池组还有初始容量的70%~80%, 可以作为静态储能使用。锂离子电池是当前最具发展前景的动力电池。

我国的新能源汽车发展被寄以厚望, 各个层面都非常重视新能源汽车产业的发展, 也非常看好我国新能源汽车的未来, 甚至看好其“弯道超车”的前景, 占领全球产业的制高点。新能源汽车的发展前景虽然看好, 但是其发展还受电池价格、安全性、基础设施不健全等条件的制约, 短期内难以大规模展开。目前国家已经把电动汽车产业列为战略性新兴产业之一, 还对普通消费者购买新能源汽车给予补贴以及制定新能源汽车基础设施发展规划。

电动汽车用动力电池模型的研究综述 第8篇

随着当前电子科技飞速发展与日趋成熟, 电池技术越来越广泛应用于各行各业中, 如民用领域里生活中照明、汽车、信号和无线电通信等;或者是在工业领域里的AGV小车、移动机器人、无人机、工业仪器等;或是军事领域里导弹发射系统、雷达系统等等。由于电池在各个领域有着广泛的应用, 各种电子便随器及家用电器都需要大量电池的支撑, 因此, 电池技术的发展将会促进电子、信息及通信等领域的发展进步。同时, 随着技术的发展及生产力水平的提高, 不仅电池的需求量增大, 也对电池提出了更多更高的要求, 如体积小、质量小、容量大、寿命长、安全性高、无污染和成本低等。

但目前电池存在比能量低、安全性差、寿命短、成本高等问题。因此, 针对电池不同的研究侧重点, 学者们提出了不同的电池模型, 可针对电池的不同方面进行分析, 有描述影响电池使用的指标的, 有描述电池工作外特性的, 也有利用数学关系描述电池内部反应过程的, 从而研究各种设计方案对性能的影响, 如充放电倍率大小、使用环境及电池本身温度、循环次数对电池剩余容量、使用寿命的影响。本文从当前电池需求出发, 对常用电池的常用参数进行比较, 并综合分析现有的电池模型和性能模型进行了分析总结, 可为今后电池模型研究提供一定的指导和参考。

1 电池的种类及特点

目前电池的种类繁多, 按工作性质和贮存方式可划分为:一次电池, 即不可充电电池, 如锌锰电池、核电池;二次电池, 即可充电电池, 如镍氢电池、锂离电池等等。现列举目前常用的电池种类及其特点如表1所示。

2 电池模型

由于目前市场上的电池种类繁多, 性能不一, 需要不同的电池模型对其进行研究分析。目前主要有六种模型来分析研究电池特性, 可以归纳为:电化学模型、数学模型、热模型、耦合模型、电气模型和性能模型[1]。

2.1 电化学模型

电化学模型是采用偏微分方程[1,2,3]来描述电池内部的电化学反应过程的一种方法, 利用该方法可以描述电池内部的超电势变化、电极特性、电子在隔膜中的分布等特性。电化学模型, 可以重点用于研究电池内部反应机理及电化学反应过程, 尤其对于电池结构设计优化、电池设计参数 (材料、尺寸、结构等) 调整有着重要的意义。但是该模型表达式相对较复杂, 求解方程时计算量大且参数难以确定, 用于电池外特性的研究时极为不便。图2为电化学模型示意图。

2.2 数学模型

数学模型是利用经验公式和数学理论方法来优化分析整个电池[4]。目前, 通常借助于数学软件来构建数学模型, 可以简化在系统设计过程中的工作量。该模型常用于描述电池系统可用容量、充放电效率等特性。但是, 与电化学模型类似的, 也存在系统模型过于复杂而需要进行简化处理, 结果往往导致误差增大, 由于简化过程中的人为范围限定和参数取舍, 模型仅能用于描述电池的某特定方面。

2.3 热模型

在电池充放电的过程中, 其内部机理的本质是电子的运动, 电子的定向运动产生电流释放能量, 必然会导致温度发生变化。温度是影响电池性能的一个重要指标, 因此, 研究者们热衷于结合传热学的原理, 来构建电池的热模型, 用于估算电池在工作状态下的内部温度变化的情况。目前广泛使用的热模型之一由美国加州大学伯克利分校的D.Bemardi在1985 年提出[1,5], 如式 (1) 所示电池的生热速率模型, 该公式利用能量守恒的基本原理, 通过研究电化学反应时的熵变以及焦耳热得出:

其中:I代表工作电流;V代表电池体积; Eoc代表电池开路电压;U代表电池的工作电压;T代表电池内部温度。

该模型应用的效果优劣取决于表达式参数选取的准确性, 电池热传导率和生热速率是其最为重要的两个参数。利用该表达式能很好地描述电池的生热、传热过程, 但同时, 对于单一方面存在一定的局限性。

2.4 耦合模型

通常电化学反应伴随着热量的产生, 对于电池内部反应而言更是联系紧密, 为研究这两个因素在电池充放电过程中的关系, 可以构建电化学热耦合模型。该模型的理论基础是电化学反应动力学与电化学反应热力学, 利用能量守恒定律, 结合电能、化学能和热能进行推导。在构建耦合模型时, 如式 (2) 所示的Arrhenius公式, 用于描述电化学模型参数因电池所处温度场不同而发生的变化[5]:

其中, ψreg代表温度为298.15 K时ψ的取值, Eψact代表活化能, Tref代表参考温度。

2.5 电气模型

电气模型使用电压、电流源、阻容网络等元器件组成电路, 用于描述电池的外特性。该模型简单、直观, 对于研究电池的外特性非常适合, 由于采取的都是常规的电气元件, 因此进行仿真试验研究也较方便。但是其精度相对于电化学模型和数学模型有较大的差距[6]。

2.6 性能模型

性能模型主要用于描述动力电池的外特性。与前述的模型相比, 其通用性较强, 简单且结构多样, 可根据需求比较方便地进行修改调整。利用该模型可以在使用过程中, 轻松地捕捉电池的动态特性参数, 可用于改进电池的参数设计。同时, 可以用来估计电池的SOC, 有助于改进电池的管理系统设计, 是目前主要的电池分析模型[6]。

3 电池常用的性能模型

电池的性能模型分类方法可多样, 本文将其划分为以下四种实用性较强的模型:特定因素模型、部分放电模型、神经网络模型、等效电路模型。

3.1 特定因素模型

特定因素模型主要应用于研究某一个或几个特定因素在工作过程中对电池状态的影响情况, 常见的影响电池状态的因素有电池的剩余电量、使用环境温度、容量衰减程度、电池的循环寿命等等。通过建立特定因素影响下的电池模型来作为其他模型的补充, 达到快速获取电池某一特点的目的[1,7]。但是, 这种模型单独使用时会有一定的片面性, 不能完善的描述电池的整体状态。

3.2 部分放电模型

部分放电模型是通过计算电池剩余电量的变化量[7,8]实现的。具体计算公式如式 (3) - (5) 所示:

其中, Pdi为电池放电功率密度 (W/kg) ;Edi为电池在功率密度为Pdi时所对应的能量密度 (k J/kg) ;

Edi与Pdi之间有如下关系:

则式 (3) 可改写为:

Tdi为电池在功率密度为Pdi时的放电时间 (h) 。

功率密度Pdi和能量密度Edi的关系由式 (6) 和 (7) 给出, 它们可以通过实验的方法得到。

其中, A、B和C是由实际电池参数和特性所确定的常数[7]。

3.3 神经网络模型

神经网络是一种应用类似于大脑神经突触联接的结构进行信息处理的数学模型, 对于处理非线性系统问题表现出优秀的性能, 适合用于电池建模[7,8,9]。该模型用于不同老化程度和不同类型的电池, 计算结构都具有一定的精确性。但是, 该模型也存在着一些问题, 如数据样本需要事先获取、系统需要离线训练、计算量较大影响实际应用的实时性和硬件成本等等。图3为神经网络结构图。

3.4 等效电路模型

实际系统应用中, 常需要在线、实时对电池的状态进行检测和估算, 等效电路模型利用常规的电气元器件对电池进行等效建模, 结构简单、灵活多样, 最大的优势在于方便在线计算操作, 同时, 也便于计算机仿真分析。这些模型是基于电池工作原理用电路网络来描述电池工作特性, 可应用于多种电池研究分析[9,10]。基于等效电路模型和自适应控制算法的电池剩余电量估算, 是近年来电池剩余电量估算方法的研究热点。通过建立电池的等效电路模型、参数拟合、离线数据样本学习, 再结合自适应控制算法进行计算, 可以实现在线对非可测量电池状态进行准确的估算。

4 结论

随着科技技术的高速发展, 国内外学者对于电池模型的关注和研究日益增加。本文对比了当前市场上常见电池的使用范围、特点、使用周期等参数, 同时分析归纳了常用的电池模型的特点。在本文综述的电池模型中, 电化学模型常见于电池内部特性的研究中, 而等效电路模型则在电池外特性的建模中被大量使用;特定因素法则常常作为其他模型的补充。经总结和分析, 可以为今后电池模型的研究和应用提供必要的理论指导和参考。

摘要：为研究电池的特点和模型, 分析目前电池的种类, 应用领域及特点等参数, 列举近年来研究人员重点关注的几种动力电池模型, 并归纳分类为电化学模型、数学模型、热模型和性能模型等六种动力电池模型。与此同时, 综述了各种电池模型的特点, 并着重分析对比了电池性能模型中的简化电化学模型、部分放电模型、特点因素模型和等效电路模型等几种。最后总结了当前电池剩余电量模型研究过程的关键技术, 同时为未来电池模型研究提供必要的指导和参考。

关键词：动力电池,电池模型,电动汽车

参考文献

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[3]卢居霄, 林成涛, 陈全世, 等.三类常用电动汽车电池模型的比较研究[J].电源技术, 2006, 30 (7) :535-538.

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[8]张承慧, 石庆升, 崔纳新, 等.基于支持向量回归算法的电动汽车动力电池SOC估计研究[C].//2008年中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会, 2008.

[9]卢居霄, 林成涛, 陈全世, 等.三类常用电动汽车电池模型的比较研究[J].电源技术, 2006, 30 (7) :535-538.

电动汽车动力电池组管理系统设计 第9篇

关键词：电动汽车,动力电池,电池管理系统

0 引言

汽车产业蓬勃发展,使得人类的出行变得方便。不过随着汽车数量的增多,汽车的对资源的消耗和环境的污染也日渐突出。而电动汽车的节能和(无)低污染受到各国的重视。电动汽车分为纯电动汽车和混合动力汽车。而混合动力车是汽车到电动汽车的过度。近年开发出新型动力电池,使纯电动汽车具备了产业化生产的条件。同时如何充分利用蓄电池的能量成为了一个课题。电源管理系统解决这一难题[1,2]。

本文设计的电池管理系统可以测量电池的电压、温度和充放电电流,并查看电压状态控制电池的充放电,根据温度状态检测电池当前的状度,根据电流大小提供充放电保护。电池管理系统的控制部分主要是依据采集的电压状态而选择充放电方式,并且在产生过压、过流、欠压状态时对电池进行保护,防止电池损坏。通信接口采用485总线技术实现上位机与下位机之间信息交换。

1 电池管理系统的结构

本系统采用了集中/分布式管理方法,该方法是综合了分布式和集中式两种方法,实现了局部集中,整体分布。分布式管理将各个电池对应各自模块独立进行检测,这样提高了精确度。这种使用电子器件较多,成本较高,功耗大。而集中式管理是将所有电池使用一个模块轮流进行检测,这样节省了成本。这种方式的弊端是单电池数量较多时使用的信号线多,测量精度降低,且将所有电池信号监测一次所需时间较长,影响了系统的实时性[3]。

集中/分布式管理系统保证系统精确度的同时又控制了系统的成本。系统的结构框图如图1所示,将电动汽车所用的蓄电池分为22组,每组4快单电池,每组电池都有一个下位机对其组电池电压及其温度进行实时监测、运算。在整个电池组的一端附加有一个电流监测模块与上位机通信。带有LCD显示模块的上位机位于驾驶室内,通过485总线与各个下位机通信。本系统还带有一些附加功能,如电动汽车的速率测量,时钟显示,掉电数据保存,打印机等功能。还带有CAN接口可与电动汽车其它控制部分通信。这一方案尽管采用了较多的监测模块,但每个模块都小巧轻便,可以做到将电压信号和温度信号同时处理,不仅成本低,又保证系统的实时性。

2 系统硬件设计

此系统的硬件组成包括下位机和上位机两个部分。

2.1 下位机部分

下位机部分包括电池组单体电压、电池单体温度、串联电池组电流检测,如图2所示。电压检测部分是将待测的电池组电压通过降压电路2次降压输入到单片机上进行计算。电池单体温度信号是通过数字温度芯片TC72进行采样及处理成电信号,再使用SPI接口输送到单片机后进行数据的分析、计算。而串联电池组电流通过单片机计算得到。下位机的核心芯片采用STC12C5616AD,无论是性能还是资源与其他常用的51单片机相比有明显优势。单片机将测得的单体电压、单体温度、单体电流作为参数通过算法估算蓄电池的荷电状态(State of Charge,SOC)。通过485接口以上数据传给上位机做出蓄电池的工作状态的判断。

2.2 上位机部分

系统上位机部分由单片机、LCD显示屏、485总线接口等组成,如图3所示。电动汽车运行时,管理系统采集、处理的信息并在LCD上显示,LCD显示屏位于驾驶室仪表区,驾驶员可即时获得电动汽车运行情况及电池工作状态。

系统上位机部分核心芯片采用STC12C5616AD单片机;LCD显示模块使用带简体字库的图形点阵液晶显示器240128AZK;电源的设计采用TL431稳压电路获得稳定的5V电源;为了实现掉电数据保存,在测量电池组总电压输入电路中使用了FM25040芯片储存数据。在测量电池组总电流的电路中,由于单片机的端口资源的限制,系统转换电路模块A/D转换器ICL7135CN采用BUSY线定时的积分的方法,这样做只使用2个端口,相对于个、十、百、千、万位独自连接8个以上端口的方法,大大节省了单片机的端口资源。还有电池组工作的电流很大,不容易直接测量,所有使用非接触式的霍尔传感器测得。同时上位机系统还带有时钟模块(两个电源的时钟芯片,备用电源自行充电,掉电时给时钟芯片供电)、转速测量功能、打印机功能等。

2.3 硬件电路防干扰

电动汽车中动力电池组位于车尾部与管理系统的上位机部分相距较远,并且其间有电动汽车动力及电子设备等,会对管理系统不同部分间的通信造成不同程度的干扰,严重的话会使系统无法正常通信。针对这种情况,系统中下位机与上位机部分采用485总线传输,传输线使用双绞线以减小外界干扰[4]。系统在485传输接口附近,使用光耦6N137及P181来光电隔离避免干扰,保证了9600bps的数据传输。在上位机的电流、电压输入时,采用线性光耦HCNR200隔离保护单片机不被烧毁。为了保护芯片和信号,在每个芯片的电源上滤波电容,滤去交流成分,使其直流更加平滑[5];在信号线、电源与地使用去耦电容、旁路电容,滤去噪声;在采集电压信号使用一级滤波电容、二级滤波电容;在放大器电路中接入去耦电容用于消除自激,使放大器稳定工作。

3 软件设计

系统软件部分设计流程如图4所示,本程序全部用C语言编写。系统开始运行时,上位机与下位机都初始化,下位机通过采集样本来得到单电池电压参数、单电池温度参数,并得到的参数存储。再经过判断是否将其带入SOC算法。由于下位机时刻进行采集、处理数据,当通过上位机485总线发送指令给下位机,命令其将电压、温度、SOC参数上传送。这样使得系统有很好的实时性。上位机采集、处理总电压和总电流信号。最后将电压、电流、温度、估算的SOC、车转速和时间等显示在LCD液晶屏上。

由于考虑核心处理器的运算能力,本程序的估算SOC算法采用的按时积分法。除按时积分法之外,还有最大功率法、电压脉冲法、电压恢复法、模糊逻辑控制等。按时积分法的原理如下:

电动汽车运行时,动力电池组由于电流输出至电动机转化为机械能来驱动汽车,同时电池组储存的电量相应地减少。动力电池在充满电的情况下,电池中最大电量是已知,如果在各个时间段上能够测量到相应的输出电流大小,就可以使用公式(1)近似计算出动力电池的荷电状态。

其中SOC0为初始荷电状态,It为t时刻电池的工作电流,充电时为正,放电时为负,C为电池的额定容量(Ah)[6]。

在软件设计中为了提高测量的精确度,常常使用数字滤波的方法来防干扰。同时,在程序中使用软件陷阱和看门狗使得程序运行安全稳定。由于电池的电流、电压信号正常工作时,递归变化的,递推平均滤波法相对算术平均滤波得出的结果更平滑。当环境因素干扰而使得输入信号突变时,会得到较大或较小的测量结果,为此可引入限幅滤波法及消抖滤波法。所以本系统采用的是限幅滤波法、消抖滤波法和递推平均滤波法,先除去由于外界干扰而产生的信号,再将有效信号进行递推平均运算,从而获得比较精确地结果。

4 结论

该文开发了适用于纯电动汽车的电池管理系统,经装车调试与验证具有以下特点:

(1)驾驶室内可以方便在LCD显示屏检查示动力电池组工作状态参数以及汽车运行的机械性能参数。

(2)在查看LCD显示的参数同时,系统上位机依据采集的电压参数、电流参数、温度参数及估算的SOC值快速地判断电池工作状态并实施相应的控制,从而做到通信的实时性。并且监测节点采用10位AD转换保证了信号检测精度。SOC值的精确估算也满足应用要求。

(3)下位机监测部分位于电池两极之间,信号及数据传输线占用车身空间可以忽略,系统总重不超过10Kg,同时本系统在板层布局、所用处理器芯片及其他电子元件做到了成本低。(4)为了与整车系统配合更匹配,可以将本系统采用的485总线传送数据方式改成CAN总线通信方式。

参考文献

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[5] 曹莹瑜,齐铂金,郑敏信.电动汽车电池管理系统抗干扰设计.工业控制计算机[J],2005,18(12).

电动汽车动力电池组的点焊工艺研究 第10篇

动力电池是新能源汽车的核心, 对新能源汽车的安全和性能起着决定性的作用。近年来随着世界环境污染的日益严重和全球能源危机的不断加剧, 汽车也更多地朝着节能环保方向发展。作为新能源汽车的一个关键部件, 动力锂离子电池组正在随着新能源汽车的普及而被广泛应用。动力电池组的供电性能、稳定性、安全性是决定新能源汽车性能的一个重要方面, 也是消费者在选择新能源汽车时必须考虑的一方面。而动力电池组的焊接质量起着决定性的作用。

由于锂电池的特殊性, 当焊接强度不足时, 会造成电池组内部电阻变大, 不能正常供电。当焊接过度, 会造成焊接热量过大, 使电池芯电极盖焊穿, 导致电解液泄漏, 使得电池组电路短路, 可能发生电池组燃烧或爆炸, 严重威胁到使用者的安全。针对这一特殊性, 我们要对焊接过程的加热能量、焊接电流、焊接时间、电极压力等参数进行精密的控制。与此相适应, 精密电阻焊作为一种操作简单、可靠性高、经济的焊接方法, 能够满足动力锂电池焊接的需要。

2 材料的性能和焊接性

动力电池组中的锂电池一般都采用镀镍不锈钢作外壳, 用镍带作电池组中的连接片。动力电池组焊接就是要实现不锈钢外壳与镍带的连接, 并使其满足更高的性能要求。本研究中的焊接对象包括厚约0.3mm的镍带, 锂电池壳厚约0.3mm的不锈钢薄板 (镀镍) 。

不锈钢电阻率大, 常温时为低碳钢的5倍左右, 导热率仅为低碳钢的1/3[1]。因此在进行点焊时一般采用较大的焊接电流, 较短的焊接时间;不锈钢还具有热敏感性强、线胀系数大的物理特性, 通常采用较短的焊接时间, 并且要准确地控制加热时间和焊接电流, 以防热影响区晶粒长大和出现晶间腐蚀现象。

3 焊接方法的选择

目前用于微小型零件的焊接方法主要有激光焊接、电容储能点焊和逆变点焊。由于激光焊接有设备昂贵、操作复杂等缺点, 电容储能点焊机有焊接工艺参数较难调整、焊接效率低等不足, 使得在进行动力电池组的连接时均无法满足其质量要求[2]。

考虑到以上焊接方法存在的不足, 对微小件焊接时需要考虑提高焊接设备的精密性。因此, 本研究采用精密电阻点焊, 此焊接方法可以满足动力电池组连接的性能要求。为保证焊接质量要对电源的参数调节、参数的调节和加压机构的精密控制等多个方面都进行精密控制。本文中采用的是日本AVIO公司生产的混合 (高频逆变+静电储能) 式焊接电源 (NRW-PS300+NT-PS300) , 电极采用直径3.2mm的Cu-Al2O3凸面电极。

4 正交实验

4.1 实验方案设计

首先, 确定正交试验的因素与水平。本研究以镀锌不锈钢的点焊参数为参考, 采用正交试验设计方法, 确定选择动力电池组的焊接最佳参数[3]。影响电阻点焊接头质量的主要因素有焊接时间t、电极压力p、焊接电流I和电极头端面尺寸φ。本试验的电极为固定尺寸 (直径准3.2mm, 头端为R0.8mm圆角) , 所以不作为影响因素, 只考虑了3个影响因素, 即焊接时间t、电极压力P和焊接电流I, 以抗拉强度作为衡量焊接接头强度的指标。每个因素都安排了3个水平, 如表1所示。

其次, 选择适当的正交表安排正交实验。本试验是三因素三水平正交试验, 忽略因数之间的相互作用, 因此选用L9 (34) 正交表, 如表2所示。每种参数的试验重复3次, 并且对每一试样进行编号。

4.2 实验结果分析

对实验结果进行极差分析, 见表2。通过对表2极差分析可得如下结论: (1) 对焊接接头的影响大小依次为焊接电流>焊接时间>电极压力。即焊接电流I对焊接接头的抗拉强度影响最大, 其次是焊接时间t, 再其次是电极压力p。 (2) 获得良好焊接接头的组合是A1B2C3, 即电极压力35N, 焊接时间2.5ms, 焊接电流3k A。

对实验结果进行方差分析, 见表3。方差分析可得如下结论: (1) 对焊接接头的影响大小依次为焊接电流>焊接时间>电极压力。这与极差分析相一致, 说明实验数据真实可靠。 (2) 焊接电流对抗拉强度有显著影响, 焊接时间和电极压力对抗拉强度有较显著影响, 说明实验数据是可信的。方差分析显示各因素对焊接街头的抗拉强度均有影响。对比可得最佳焊接工艺参数为A1B2C3。

按优化的设定的条件, 取焊接电流3k A、焊接时间2.5ms、焊接压力35N进行多次焊接, 对焊接成品进行破坏性试验。经多次试验验证可知采用精密电阻焊后完全满足焊接质量要求。

5 结论

本文通过对动力电池组焊接工艺参数进行正交实验确定了其最有焊接参数, 即焊接电流3k A、焊接时间2.5ms、焊接压力35N, 对实际生产具有一定的指导意义。精密电阻点焊在动力电池组的焊接中较其他焊接方法有明显的优势, 其参数可调范围较宽、精确的能量控制等特点, 能够解决一些其他焊接方法不能解决的问题, 并保证优良的焊接质量。

摘要：为了实现电动汽车动力电池组中多个锂电池的串、并联, 并使其满足可靠性高、耐疲劳性优异等要求, 其连接方法采用了精密电阻点焊。文中通过对其点焊工艺参数进行了正交实验优化, 得到动力电池组点焊的最优参数, 即焊接电流3kA、焊接时间2.5ms、电极压力35N。该实验结果对生产实践具有一定指导作用, 有良好的推广应用价值。

关键词：动力电池组,精密电阻焊,正交实验

参考文献

[1]侯英玮.材料成型工艺[M].北京:中国铁道出版社, 2002.

[2]刘成玉, 王笑川, 赵建华.微型件精密点焊技术[J].电焊机, 2007, 37 (5) :47-50.

动力电池创新加速 第11篇

动力电池是电动汽车的心脏，是新能源汽车产业发展的关键。近几年我国动力电池的技术研发、产业规模快速增长，但与国际先进水平相比，在动力电池产品制造装备、工艺水平、检测验证能力、产品可靠性和一致性方面都有较大差距，亟待加速发展。

目前在动力电池开发上，中国和日本、韩国相比，续航里程和能量都低30%-40%，电池制造成本偏高。其中，比能量的差距影响了电动汽车的重量，直接影响了电动汽车的推广。

对此，北京有色金属研究院副院长、国联汽车动力电池研究院公司（以下简称“国联研究院”）董事长熊柏青表示，如果一辆1.5吨级的车一次充电续航里程达到400公里的话，它的电池重量就接近600公斤，这远远超过电池系统应该占的份额。电池一般占整车重量20%比较合理，就是1.5吨车搭载300公斤的电池，对电池技术来说，电池能量密度必须提高一倍。

这也反映出我国动力电池产业的综合竞争力不强。在乘用车应用领域，我国磷酸铁锂动力电池产品比能量、高低温特性、经济性明显低于国外采用三元材料动力电池的水平。

7月5日至7日，国务院副总理马凯在陕西深入新能源汽车整车、电池、关键零部件和充电设施等企业调研，并主持召开新能源汽车产业发展座谈会。马凯指出，近年来我国新能源汽车产业发展取得喜人成绩，产业体系基本建立，技术水平明显提升，推广应用取得成效，至今年5月底新能源汽车累计生产62.8万辆，成为全球保有量最大的国家。但也面临着充电设施短板突出、行业秩序有待规范、动力电池亟待突破、扶持政策需要完善等问题，必须引起高度重视。

马凯指出，要下大气力解决突出矛盾问题，破解关键瓶颈制约，推动我国新能源汽车发展再上新台阶。在动力电池创新方面，马凯强调要大力加强技术研发。扎实推进国家动力电池创新中心建设，强化技术研发前瞻布局，实施锂电升级工程，加快实现动力电池革命性突破。

国家动力电池创新中心成立

当前制造业创新体系和创新模式正发生三项深刻变革：创新载体从单个企业向跨领域多主体的协同创新网络转变，创新流程从线性链式向协同并行转变，创新模式也由单一的技术创新向技术创新与商业模式创新相结合转变。

今年的《政府工作报告》提出“建设若干国家级制造业创新平台”。6月30日，国家动力电池创新中心（以下简称“创新中心”）在京成立。作为《中国制造2025》五大工程之首，制造业创新中心建设将第一站选在了动力电池领域，足见动力电池创新的重要性非同寻常。

动力电池是新能源汽车的核心部件，说明国家对作为新经济典型代表产业的新能源汽车产业寄予厚望，希望在传统的汽车产业下滑后能培育新的经济动能。

资料显示，我国已形成了较为完善的新能源汽车研发体系和产业体系，2015年我国新能源汽车产量达37.9万辆，居世界第一位。根据北京有色金属研究院的预测，2020年，我国新能源汽车产能将达到200万辆，动力电池需求量将达到1000亿Wh，新增建设投资达到1000亿元以上；2025年新能源汽车产能将达到300万辆；未来的5～10年，动力电池产业将保持高速增长态势。

工信部部长苗圩说，“我们建设制造业创新中心，就是要弥补创新链条的断裂环节，特别是要解决从实验室产品到产业化之间所谓的‘死亡之谷’，将分散的创新资源和创新力量凝聚在一起，完成将珍珠穿成项链的‘关键一步’。”

苗圩强调，制造业创新中心要解决的是面向行业的共性技术而不是单个企业可以解决的关键技术。要不断完善制造业创新生态系统，形成高水平有特色的制造业协同创新网络和平台，塑造我国制造业国际竞争新优势。

苗圩指出，国家动力电池创新中心面向行业共性需求，通过协同技术、装备、人才、资金等各类资源，打通前沿技术和共性技术研发供给、转移扩散和首次商业化的链条，从而为我国实现动力电池技术突破，提升动力电池产业竞争力，支撑新能源汽车产业发展提供战略支撑。同时，希望通过探索形成有效的发展模式和路径，为其他创新中心的建设提供示范和借鉴。

对于下一步制造业创新中心的建设，苗圩提出要加快制造业创新中心试点建设，注重探索创新中心内部组织机制、运营管理模式等，总结经验，逐步推广，同时要引导推进省级制造业创新中心建设。

工信部副部长怀进鹏表示，创新中心将以汽车动力电池作为关键领域，聚焦国内主要的汽车厂商，将一汽、东风、北汽等聚合在一起，再把研究电池主要的研发单位汇聚进来，共同解决新能源汽车动力装备这一行业共性问题。

目前，我国动力电池的技术创新的协同机制没有形成。基础研究集中在高校、科研机构，工程开发和产品开发以企业为主体，没有形成技术创新的协同机制。这说明创新中心成立非常必要。此前成立的研究载体，大都是单体技术或者一个主体单位，其他只是外围参与。

中国工程院原副院长、国家制造业创新中心专家组组长干勇表示，这次创新中心建设，就是要集中创新能力、高端研发团队，形成合力，在动力电池核心共性技术上突破。

构建公司+联盟的发展模式

目前，创新中心的建设方案已经明确。创新中心将以国联研究院为基础组建，包括国联研究院和中国汽车动力电池产业创新联盟，构建“公司+联盟”的发展模式。其中，国联研究院围绕产业链吸纳政府、企业、社会资本，完善股权结构和法人治理结构，提高创新中心的可持续发展能力，按市场化机制运行。

国联研究院自上世纪80年代开始从事高比能电池及材料研发，自上世纪90年代开始开展动力电池研发，自2000年开始锂离子动力电池研发，自2010年开始新一代动力电池研发。2014年完成公司注册，建立了现代法人治理结构和市场化机制。

国联研究院现有股东9家，将采取“自愿、开放”原则，吸纳政府投资、电池企业和整车企业投资入股。目前，国联研究院已与宁德时代新能源、合肥国轩、万向集团3家电池企业和华盖鼎盛基金公司达成增资协议，股东单位增加至13家，资本金增加至9.3亿元左右。同时，北京市政府承诺投资2.5亿元入股国联研究院。此外，东软集团、长城汽车等企业也希望加入，预计股东单位将增加至15家左右，资本金12亿元以上。

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根据创新中心的建设规划，中国汽车动力电池产业创新联盟是由国内企业、高校、科研机构、行业组织等自愿组成的非独立法人的联合体，构建研发设计、成果转化、商业应用协同能力，按协同创新机制运行。

创新中心的运行采用市场化和产学研协同创新相结合的机制，开展技术研发、行业服务、产业孵化。据测算，到2020年，创新中心的研发资金需求30亿元，主要来源于公司自筹（资本金、运营性收入、技术转让、股权融资收益）和政府投入，其中公司自筹资金10亿元、中央政府研发资金10亿元、地方政府10亿元。

根据创新中心提出的目标，我国动力电池要在2020年赶上日韩水平。届时，新能源汽车有望出现革命性变化。干勇介绍，根据目前产业技术攻关趋势，到2020年我国动力电池行业的动力电池系统能量比有望达到350Wh/kg。这意味着在电池体积大幅缩小的情况下，纯电动汽车的续航里程将普遍增加至400到500公里水平，而成本也将大大下降。

全球首款石墨烯电池发布

7月8日晚，东旭光电发布公告，公司与美国凯途能源有限公司（K2 Energy Solutions，Inc.）、青岛乾运高科、合肥中航新能源、伟芝延电子科技、江苏智航新能源和江苏环绿新能源汽车签署了战略合作协议。这为东旭光电石墨烯锂离子电池新产品未来市场化应用打开了广阔的市场空间。

分析人士指出，多家公司如此密集的签署合作协议实属少见，由此也看出东旭光电推出的全球首款石墨烯基锂离子电池产品——“烯王”的魅力，及石墨烯基锂离子电池技术的未来产业应用前景。

据了解，东旭光电于当天下午在钓鱼台举办了石墨烯新产品发布会，展示了世界首款石墨烯基锂离子电池产品，并当场签署了产品线落地泰州的协议。该产品所使用的石墨烯基锂离子电池性能十分优良，与普通电池相比不仅可在满足5C条件下，实现15分钟内快速充放电，而且该石墨烯基锂离子电池可在-30～80℃环境下工作，循环寿命更高达3500次左右。通过发布会现场测试，“烯王”充电用时15分钟，是普通充电产品的1/24。

业内人士表示，石墨烯新产品的推出，标志着东旭光电实现了石墨烯产业化落地，下游产业对公司的关注度将更高，产业集聚效应正在逐渐发酵。

目前，新能源汽车行业因为“充的慢、跑不远”而饱受市场诟病，动力电池也成为限制新能源产业发展的关键因素。一旦动力电池的快速充电等几个核心技术得以解决，将迎来新能源汽车产业的爆发式发展。

由于石墨烯锂离子电池技术被业界看好，下游新能源终端企业积极寻求与上游石墨烯电池生产企业加强合作的做法也就不难理解了，随着石墨烯电池产业化的临近这种强化合作更加紧迫。

根据战略合作协议，合作主要集中在石墨烯及应用产品方面，具体合作内容包括技术研发、产业应用和成果转化、生产线投资合作和产业信息交流四个方面。

东旭光电表示，与相关企业合作将有利于公司利用合作方在石墨烯产业应用以及石墨烯在动力电池、动力锂电池、小型动力电池、锂电池正极材料等领域的研发成果、技术经验、生产销售和资源优势，加速石墨烯动力电池的应用和市场推广，进一步加速公司在石墨烯材料市场化应用方面的进程，有利于公司拓展新市场，对公司主营业务产生深远而积极的影响。

东旭光电与下游新能源产业公司合作将产生积极而深远的影响。随着深入合作，东旭光电将与下游新能源企业形成更紧密的产业共同体，推进中国石墨烯产业发展及下游新能源汽车产业的共同成长。

无独有偶，2月4日，国轩高科发布公告称，公司与中国航天万源国际（集团）有限公司（以下简称航天万源）及唐山市路北区人民政府在河北省唐山市投资建设动力电池项目达成合作协议，并于2016 年2 月3 日签署了《战略合作框架协议》。

根据协议，国轩高科将与航天万源在唐山市成立合资公司航天国轩（唐山）新能源科技有限公司。国轩高科持有51%股份，航天万源持有49%股份。

合资公司主要从事动力电池的研发与制造，石墨烯材料的研发与应用，以及储能产品在军事和民用领域的应用与推广。其中，动力电池项目总体产能规划为10 亿Ah，总投资30 亿元人民币。 其中一期产能3 亿Ah，预计投资10 亿元。

合肥国轩表示，双方将在风力及光伏发电储能产品的开发与应用方面展开深度合作， 将航天万源在风电机组设备研发与制造、风电场建设和运营方面的优势，与国轩高科在动力锂电池的先进技术和梯次利用的行业经验进行有效结合，将优质产品广泛应用于风光互补储能系统、通讯基站及UPS 等多个领域。

同时，双方将联合发展具有市场潜力的石墨烯材料及应用技术，以市场需求为牵引，聚焦石墨烯在动力电池上的应用，搭建更宽广的全产业链发展和创新平台，拓展新能源汽车市场，为联合共赢打下基础。

依托双方各自在军工领域和新能源动力电池领域的行业优势，合资公司将加强军工储能产品的研发和应用，重点是推动动力电池在军工车辆和舰艇上的应用。

此外，协议还规定，双方先期将重点推进与华晨金杯及长安汽车在新能源汽车整车平台的合作，在纯电动物流车、运输车、出租车及专用车的产品开发、电池配套、市场开拓、资本合作等方面强强联合。

国轩高科称，航天万源作为中国少数拥有顶尖科技研发能力及资源并能成功商业化的高增长的中央企业，与全国主要省份及国内主流汽车企业保持着良好的合作关系，国轩高科通过与其结成战略联盟，实现强强联合，必将对公司的技术进步和可持续发展提供重要战略机遇，并对公司未来业绩产生积极影响。

对于双方成立合资公司，合肥国轩表示，将推动公司在动力电池、石墨烯材料、风电储能产品及军工产品等方面的研发与应用，同时通过与整车企业在产业整合等方面开展战略合作，有利于公司业务向产业链上下游延伸，拓展市场空间，扩充产品种类，增强公司整体竞争力，为实现跨越式发展打下坚定基础。

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三元电池迎来重大转折

6月20日，工信部公示了第四批符合《汽车动力蓄电池行业规范条件》的企业目录。该目录是工信部继2015年11月、12月和2016年4月公示三批的共计25家电池企业之后，第四次公布进入目录的企业名单。31家单体企业和1家系统企业入选。日韩企业未进入“第四批”目录，但国产企业进入数量超过预期。

据统计，第四批企业目录中主营业务为三元电池的企业达21家，占比高达68%。业内给出的分析认为，这一信号具有风向标的意义，说明政策层面并没有厚此薄彼，存在压制三元动力电池的意思，这让三元电池企业吃了一颗定心丸。

国内动力电池主要为磷酸铁锂电池和三元理电池。今年年初，工信部表示暂停将三元锂电池客车列入《新能源汽车推广应用推荐车型目录》，此举一度在整个业内引发巨震。受此影响，此前已有不少三元电池企业的运营陷入停滞。

工信部提出暂停的原因在于，虽然三元锂电池被认为是未来锂电池的重要发展方向，但是在与磷酸铁锂电池同样的成组条件下，同样的过冲、过热、过放的不利环境，三元电池更容易发生热失控，反应也更为激烈。

相比较而言，磷酸铁锂电池系统在客车领域积累了更多的经验和教训，更成熟，安全性要高。可是，磷酸铁锂电池在高能量密度、标准电压、电芯占空间、长寿命等方面又远不如三元锂电池。作为电动车的“心脏”，动力电池的续航能力也是非常重要的一点。三元电池的续航里程和储能强于传统锂电池，锂电池每月衰减3%的电量，而三元电池反复使用后每月衰减力度仅为1%至2%。

目前，国内外主流车企已经转向三元动力电池领域，国际车企如丰田、大众、福特、宝马、特斯拉，以及国内企业如北汽新能源、东风日产、吉利、江淮、众泰、奇瑞、华晨宝马等，这些企业构成的强大强阵营，正在使三元电池技术路线出现一边倒的局面。尤其是松下、三星SDI、LGC等主流电池企业也都将三元作为其动力领域的技术路线选择，更为其给出了有力的备注。

从工信部新能源汽车产销数据来看，我国电动汽车产业已进入快速增长通道。而作为电动车必备的动力电池需求量也已水涨船高。目前，三元材料较多应用在乘用车领域，作为三元电池的主要需求端，多款车型在政策支持力度不断提升的同时，对国内三元材料的需求也在快速增长。

此前，科技部发布的《国家重点研发计划新能源汽车重点专项实施方案》明确表示，轿车动力电池到2020年单体电池指标达到350Wh，系统达到250Wh以上。中泰证券研报预计，到2020年，车用三元材料将达20万吨，年均增速将达到54%。工信部预测，2018年三元电池的出货量有望首超锂电池，成为续航电池的主流材料。三元电池产业有望迎来加速增长，进一步占领动力电池的市场份额。

作为国内新能源汽车老大的比亚迪，拥有全球最大动力电池生产基地，2015年在全球电池业市场份额排名仅次于日本松下，但是比亚迪一直是磷酸铁锂电池的“守护者”。某种程度上可以说，比亚迪能稳坐国内新能源车销量冠军宝座，与其能够掌握新能源电池生产的核心技术和主动权，二者密不可分。然而，未来电池技术风向的转变以及国内政策的倾斜，将会给比亚迪带来非常不利的影响。

不过，国内在三元电池技术上仍然存在诸多攻关难点。全国政协常委、清华大学教授、中国电动汽车百人会执行副理事长欧阳明高强调，在迈向高比能量锂离子电池的过程中，机遇挑战并存，能量比越高，挑战越大。“中国必须进一步重视安全性，在安全性、耐久性、动力性三个问题中，最核心的是安全性问题”。

汽车动力电池 第12篇

关键词：电动农用汽车,动力电池,模拟测试,故障诊断

0 引言

电动农用汽车实际使用时, 电池往往会出现一些故障, 目前只能通过有经验的技术人员或是掌握专业知识的专家来确定电池的故障类型以及引起故障的原因。但是, 实际中一个故障发生可能由很多种原因引起, 不同故障的引发原因又各不相同, 复杂的关系很难找到确定的规律和原则对此进行研究, 因此电池故障诊断技术发展很缓慢。本文以电动农用车电池实况数据和上两次诊断结果为依据, 利用专家经验和知识抽象出的诊断规则, 通过模糊综合评判方法, 对动力电池常规故障进行诊断, 并以电池健康状态和维护信息等形式给出。

1 故障分析

动力电池故障主要包括动力电池自身故障和动力电池应用故障。动力电池自身故障是指动力电池本身特性产生的一些故障, 如内阻过高、单体断路或短路、电池不一致性等;动力电池应用故障是指动力电池在电动农用汽车使用过程中不能正常地充放电, 高压继电器不能正常工作, 电池热保护不合理等。

动力电池故障诊断通过对电池管理系统采集的数据分析来进行故障诊断, 基于已有的实际工程经验对动力电池可能出现的故障进行预测, 给出动力电池使用的合理建议, 避免电池重大故障的发生。动力电池故障诊断系统分为在线诊断和离线诊断两个诊断状态。在线诊断指在动力电池运行状态时对动力电池进行故障诊断, 并将诊断结果上报给整车主控制器;离线诊断是指对动力电池运行期间相关参数保存, 通过PC机上位机软件对记录的数据进行分析, 重现动力电池运行时的状态曲线, 对动力电池的运行状态进行故障判断和应用评价。动力电池故障诊断系统提高了电池管理系统对动力电池的安全监控和有效管理的水平, 提高了动力电池的使用效率和可靠性, 延长动力电池的使用寿命。

电动农用汽车实际运行过程中, 动力电池的故障现象具有多样性, 很多复杂的故障产生的原因往往呈现模糊性、随机性、组合性等特点。本文从电动农用汽车最有发展前途的锂动力电池体系的特性、充放电工作特点以及使用时遇到的主要问题出发, 通过模糊综合评判方法, 详细分析电动农用汽车电池故障特点、故障内容, 并将其存入数据库中, 在上位机中通过查询方法对采集到的电池状态信息数据进行分析和处理, 然后根据查询到的相应诊断结果对相关的功能模块发出相应的控制命令, 传递相应的处理信息, 给出电池的健康状况和维护信息。

2 故障诊断系统一般组成

当对设备的故障进行诊断和维修时, 需要对设备的运行状况进行监控和测试, 依据应用领域的不同, 故障诊断系统的实现和开发策略也就各不一样, 但是系统的整体构架都基本相同, 主要模块如图所示。

从上图可知, 整个故障诊断系统主要由知识库、知识获取器、推理机、综合数据库、人机界面等组成。知识获取器主要用来进行知识的获取, 然后进行编辑;而知识库是整个系统的核心, 其能够对获取的知识进行问题分类、知识表示等, 在其内部存储了很多的专门知识, 主要帮助解决各类问题。知识库将获取的知识传递给推理机进行推理, 推理机进行分析后得到结论, 推理机按照所采用的规则和控制策略进行上述一系列活动。用户和系统沟通对话, 主要由人机接口来实现, 人机接口可以为用户提供推理过程和推理的结果, 诊断后的结果可以通过其进行显示。推理机和人机界面是交互式的, 同样其和综合数据库也是交互式的, 其能够与综合数据库相互进行信息传递, 在综合数据库里面, 能够获取问题的初始数据, 以及推理过程中的中间信息。整个系统是当用户有需求对整个系统提问时, 人机界面将问题反映给推理机, 推理机将用户输入的信息与用户知识库中的规则进行匹配分析, 然后将结论存到综合数据库里面, 最后, 故障诊断系统就会将最终得到的结果呈现给用户。

3 结束语