一文看懂电动汽车动力电池系统的组成结构

动力电池系统主要由动力电池组、动力电池箱体、动力电池管理系统和辅助元器件四部分组成。
1. 动力电池组

动力电池组由若干个单体电池通过串联和并联的方式组装而成,为纯电动汽车提供能量存储和动力输出。
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2. 动力电池箱体

动力电池箱体是支撑、固定、包围动力电池系统的组件,主要由上盖、下托盘、过渡件、护板和螺栓等部件组成。

动力电池箱体通常安装在车身底盘下方,有承载及保护动力电池组及电气元件的作用。在动力电池箱体的外部贴有高压安全警告标识,还有产品铭牌、动力电池包序列号、物料追溯编码等信息。由于纯电动汽车的行驶环境多变,因此对动力电池箱体的散热、防水、绝缘和安全等性能的设计要求很高。

3. 动力电池管理系统

动力电池管理系统(Battery Management System,以下简称BMS)是对动力电池进行监控和管理,通过对电压、电池、温度以及SOC(可以理解为剩余电量) 等参数采集、计算,进而控制动力电池的充放电过程,实现对电池的保护,提升电池综合性能的管理系统。

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4. 辅助元器件

辅助元器件主要由主(正、负)继电器、预充继电器、预充电阻、加热继电器、电流传感器、保险丝、高低压插接件和高低压线束等组成。
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(1)主继电器

继电器又称接触器,其作用是连接或切断电池总成高压。当涉及整车安全隐患故障时,整车控制器会直接发布指令通过主继电器切断高压以保证整车安全。
(2)加热继电器

锂离子电池的性能受温度影响较大,在低温情况下,锂离子电池的充放电化学反应活性差,负极上嵌套的锂离子会产生离子结晶,直接刺穿隔膜,容易造成微短路,影响电池的使用寿命和性能。因此,部分动力电池系统设置了加热装置——加热继电器。当车辆在充电时电芯温度低于设定值时,BMS 控制加热继电器闭合从而使动力电池系统内部的加热元件给电芯加热,以保障电池的安全。
(3)电流传感器

电流传感器用于监测充、放电电流的大小,主要分为霍尔式电流传感器和电阻分流式电流传感器。

① 霍尔式电流传感器。霍尔式电流传感器可以用来测量各种类型的电流,其所依据的工作原理主要是霍尔效应原理。霍尔式电流传感器一般由原边电路、聚磁环、霍尔器件和放大电路等组成,主要包括磁平衡式电流传感器(闭环式)和直放式电流传感器(开环式)两种类型。

② 电阻分流式电流传感器。电阻分流式电流传感器又称分流器,可以用来测量直流电流的大小,依据直流电流通过电阻时在电阻两端产生电压的原理制成。

(4)保险丝

保险丝又称熔断器,是一种安装在电路中,用以保证电路安全运行的电器元件。它会在电流异常升高到一定高度时,自身熔断以切断电流,从而起到保护电路安全运行的作用。

(5)高低压插接件

动力电池系统通过使用可靠的高压插接件“总正”“总负”与高压控制盒相连,其端口及针脚定义。
(6)高低压线束

所有纯电动汽车的高压线束均采用橙色标记,低压线束为黑色,以便于区分。

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