【产品基础知识】一文读懂动力电瓶的基础知识
导读
新能源车辆三大(电瓶、电机、电控)核心技术，对主机厂工程师而言，动力电瓶知识是必需要晓得的。并且目前许多工程师对动力电瓶知识了解很少，主要缘由是，动力电瓶是电物理领域的，而车辆大学的没有这个课程。下边做一些简略介绍，供你们参考。
一、电池是哪些？其功能是哪些？
先说水池吧。茶杯、水桶、水缸、水池、这里的杯、桶、池、塘，有一个共同的特征，其基本功能是装水的。水是液体，有一个基本属性，水是能高处流向低地处的。人们可能没有思索，水池原先是空的，水池的水是人倒进去的充电电池串联和并联的区别，在水水池的低处钻一个孔，一池子水最后会放干的。这个过程里有哪些科学道理？
a)空水池，空的体积能够盛水；
b)水自己进不了水池里，是人倒进去的；
c)有水压的存在，水就会从高处往地处流动的。
同理，电瓶是盛“电”的体积，电瓶上面原先也是“空”的，是没有电的，电是人充进去的，电瓶能放电，是由于电瓶上面有电流差。
水池是数学学原理，是装的液体，水是分子结构的；电瓶是电物理学原理，是装的带“电”的，是比分子更小的离子。
二、干电瓶的基本常识
你们常见在体收音机、收录机、照相机、电子钟、玩具等电板，归类为干电板。在干电瓶上面的电解质是一种不能流动的块状物，才称作干电瓶(见图1)，这是相对于具有可流动电解质的电瓶说的。
图1干电瓶外观及内部结构
其壳体是用锌弄成的圆筒型容器，锌筒中央立着一根碳棒,碳棒顶端固定着一个铜帽。碳棒和锌筒称作干电瓶的电极。集聚正电荷的碳棒叫负极,(符号+，表示电瓶的负极)，集聚负电荷的锌筒叫正极(符号-，表示电瓶的正极)。
放电的基本原理：碳极周围塞满了二氧化镁，锌电极组成了干电瓶的机壳，碳电极则置于中心。电子是有电子化了的锌金属(氧化作用)所给出，流进外部的电路抵达炭电极。紧靠碳电极的二氧化镁得到电子(还原作用)生成氢氧离子，并产生了新的化合物称作氧化镁。氧化反应把电瓶正极的电子推出去，而还原反应则在负极吸收它们。干电瓶对用户而言不具再度充电特点，是一次性使用电板。
三、动力电瓶必须是可充电池
(1)干电板与目前的动力电瓶最大区别是：
a)干电瓶电解质是一种不能流动的块状物，不具再度充电特点；
b)动力电瓶是电解质锂离子能在其中能流动的电解液，可以上千次充电；
(2)干电板与目前的动力电瓶的基本相同点：
a)有负极、有正极、有机壳、是电物理反应；
b)干电板与动力电瓶在单体上，数学特点基本相同，有圆锥、方形的。
图2动力电瓶方形和圆形
四、动力电瓶包是哪些意思？为何要一节一节串联(并联)后弄成电瓶包
对主机厂家工程师而言，燃油车辆上是一个油箱，它是一个液体体积。并且看见电动车辆上是一个又一个动力电瓶包，打开电瓶包上面，有许多数不清的一节一节的电瓶。能不能把动力电瓶直接弄成一个大的电瓶包呢？
手探照灯里通常装了2节干电板，有的装3节，还有5节的。干电瓶尺寸有1号、2号、5号的。动力电瓶开始把一省电池，称作单体、把一组并联上去称作模组，把模组串联上去，叫电瓶包，把电瓶包串联上去称作电瓶系统。
单体(或则叫单节)是电瓶产品的最小单位。能不能把电体电瓶做得很大。例如把3节干电板，弄成一节放在手探照灯里。实际上做不到，这是电物理电瓶原理的不足。干电瓶一节只能做1.5V，人们要3V的电源，必须是2节干电瓶串联。单节的容量也不能做很大，人们要容量很大的电源，必需要将单个电瓶并联上去。
图3动力电瓶包内部结构
车载动力电源通常在300V、200A以上，目前的基本方式是单体电瓶并联上去成模组，模组电瓶串联上去成电瓶包，电瓶包串联上去成电源系统。
五、电池管理系统(BMS)是哪些，其功能是哪些？
12米电动公汽车通常要6-8个电板包，每一个电板包里通过并联(串联)有上成白上千单体。可以想像，诸多的、有一定差别的单体电瓶组织的电瓶系统，怎样协调有序举办工作？很简单，有组织，必然有管理，与形成电瓶管理系统。
单体电瓶是物，其实管理电瓶工作的一定也“物”，而不是人。这个物自然是计算机管理系统。归结上去，电瓶管理系统(BMS)是运用计算机技术的智能管理系统。
锂离子动力电瓶工作过程：
在充放电的过程中，锂离子通过电解液穿过隔膜不停的在正负两极之间来回搬家。锂离子回搬家的数目，多了少了都不行，必需要进行控制，控制的好，就可以反复充电下去而不降低容量，否则都会让电瓶容量形成永久性的增长，甚至爆燃。
图4电瓶管理系统(BMS)管理对象及内容
BMS与电动车辆的动力电瓶紧密结合在一起，BMS一般具有量测电瓶电流的功能，避免或防止电瓶过放电、过充电、过温等异常状况出现等。其基本功能：
通过传感对电瓶的电流、电流、温度进行实时监测，同时还进行短路测量、热管理、电池均衡管理、报警提醒，估算剩余容量(SOC)、放电功率，报告电瓶劣化程度(SOH)和剩余容量(SOC)状态，还按照电瓶的电流电压及湿度用算法控制最大输出功率以获得最大行驶里程，以及用算法控制充电机进行最佳电压的充电，通过CAN总线插口与车载总控制器、电机控制器、能量控制系统、车载显示系统等进行实时通讯。
六、电池管理系统重要的三个子系统基本功能
(1)SOC恐怕功能
精确计算SOC数值变是十分重要的，其算法是相关企业的核心竞争力之一。SOC的计算精度高，对于相同量的电瓶，可以有更高的续航里程。所以，高精度的SOC计算可以有效地减少所须要的电瓶成本。SOC是根据检测的外部特点信息估算下来的传输信息。SOC告知车主当前电量的同时，也让车辆了解自身电量，避免过充过放，提升均衡一致性，提升输出功率降低额外冗余。系统底层内部都是经过复杂的算法估算，保证车辆安全持续稳定运行，提升安全性。
(2)热管理功能
热管理主要包括确定电瓶最优工作气温范围、电池热场估算及湿度预测、传热介质选择、热管理系统散热结构设计和风机预测稳点的选择。确保电瓶工作在适当的气温范围内和增加各个电板模块之间的气温差别。
(3)均衡控制功能
均衡控制分为主动均衡与被动均衡。
主动均衡是对电瓶组在充电、放电或则放置过程中，电瓶单体之间形成的容量或电流差别性进行均衡，来去除电瓶内部形成的各类不一致性。
均衡形式主要以被动均衡为主，采用单体电瓶并联分流煤耗阻值的方法，且只能在充电过程中做均衡工作。其工作原理是通过对电流的采集充电电池串联和并联的区别，发觉串联单体电瓶之间的差别，以设定好的充电电流的“上限阀值电流”为基准，任何一只单体电瓶只要在充电时最先达到“上限阀值电流”并检查出与相邻组内电瓶差别时，即对电瓶组内单体电流最高的那只电瓶，通过并联在单体电瓶的煤耗内阻进行放电电压，以这种推，仍然到电流最低的那只单体电瓶抵达“上限阀值电流”为一个平衡周期。