***0001: 汇总知识点-锂电池

一般说电压,是按单体乘以串数的,三元3.65-3.7v,铁锂3.2v,

 

1. 电芯 : 方形电芯,软包电芯,圆柱电芯

2. 电池PACK :镍片,电池支架,盖板,侧板

3.电池焊接:电阻电焊机;激光焊接机;超声波焊接机

4.电池包冷却: 风冷和水冷

5. 充电测试:先恒流,再恒压,观察充电曲线。

6.放电测试:恒流放电 ,直到放电截至电压 ,观察放电曲线。

 7.典型的纯电动汽车电池被称为三元锂离子电池,正极使用镍、钴和锰三种元素。而比亚迪的刀片电池则是采用磷酸铁作为正极的磷酸铁锂电池。 
 
 8.三元锂离子电池被称为电池单元,由多个电池单元组合而成的电池模块,以及将这些模块组合成单个汽车的电池组。   
 
9. 宝马第六代电池,也即46系大圆柱电池,同样采用车身电池一体化设计,不过先采用CTP (Cell to Pack)方式,将大圆柱电芯直接集成到电池包中,再通过“电池车身一体化”(Pack to Open Body)技术,使电池包与车身结构融合为整体。
 
 
 10.宁德时代麒麟电池,要依赖高效的液冷系统,才可支持4C以上的充电倍率
 
11.采用无极耳(全极耳)设计,46系电池内部电流路径较短,内阻降低80%以上,减少了充放电过程中的发热损耗,使4C快充在大圆柱电池上的应用更为从容。对比当下占据市场主流的方形电芯电池包,大圆柱电池在充电效率方面也具备明显优势。
 
12.相较于方形电池,大圆柱电池10倍的制造效率;大圆柱电池可兼容从磷酸铁锂(LFP)、磷酸锰铁锂(LMX)到三元锂(NCM)等多种化学体系;大圆柱电池 基于1500兆帕的双层热实心钢
 
 
13. 强制性要求动力电池在多项测试中“不起火、不爆炸”,被称为“史上最严动力电池安全令”。
 
14.方形电池一般为铝壳或者钢壳为主,国内电池厂商基本多为采用电池密度更高的方形铝壳电池为主要,很大一部分原因是因为方形电池的结构相对来说较为简单,不像圆柱电池采用不锈钢作为电池壳体以及防爆阀等附件,所以重量上与之圆形电池对比,方形动力电池更轻、能量密度更高。
 
15. 主流的电池封装技术主要有方形电池、圆形电池以及软包电池三类。
 
16. 麒麟电池目前的数据是基于卷绕工艺得出的,未来如果升级到叠片工艺还有更多潜力
特斯拉用圆柱、韩国主要产软包不同,中国电动汽车多数采用方形电芯
这要从圆柱、方形、软包三种封装
热失控事故通常是 渐进过程
 
三元锂:电池能量密度可达200-250Wh/kg,在同一体积下,续航时间更长,适合追求高续航的车型(如特斯拉Model) Y长续航版)。
 
磷酸铁锂:能量密度约为140-180Wh/kg,但刀片电池通过结构优化(如比亚迪汉EV)将体积利用率提高50%,续航差距明显缩小。

磷酸铁锂:循环次数超过3000次,寿命可达8-10年适用于高频网约车或家庭主力车

三元锂:循环次数约为2000次,但通过浅充浅放(如每日20%-80%充电)可延长至磷酸铁锂等。

磷酸铁锂:分解温度高达800℃,针灸实验只冒烟不起火,安全性更好(如比亚迪刀片电池)。

三元锂:250℃可能失控,需要依靠高强度电池组结构(如特斯拉4680电池)和热管理系统来降低风险。

简单来说,插混就是电和油都能直接推动车轮,谁方便用谁。
增程车本质上还是一台电车,先把汽油烧成电,再供给电机继续向前。但它最终的驱动方式,始终是靠电机。

 
动力电池主要分为两种,一种为三元锂电池,一种就是磷酸铁锂电池
宁德时代官宣成功研发出了钠离子动力电池 与三元锂电池相比,依然存在着明显的差距
主流是往固态电池方面进行突破,但是固态电池在成本居高不下
811电池采用80%镍、10%锰和10%钴的配方,相比其他低镍比例的三元电池,能够存储更多电能,延长车辆行驶距离‌ 。
 
 
镍片焊接技术成熟,可以采用多种焊接设备,如脉冲热压焊接机、储能焊接机和激光镍片焊接机等。激光镍片焊接机尤其适合现代化流水线作业,能够高效高质地生产‌ 
 
普通的18650电池PACK :电芯;电池支架;镍片焊接;BMS保护板;PACK外壳
 
 容量:安培小时为单位。AH。
电量:瓦特小时为单位。WH
电量= 容量 乘 电压
PACK中的电池 可以进行 串联和并联。
PACK常用零件:ABS架构强度件;钣金件铝板做支架箱体;压铸件铝型材做箱体和强度件。
BMS电池管理系统 包含:充放电模块 保护模块 温度保护模块 数据传输模块 
采集 电池单体的电压和温度
电池热管理:使用水冷或别的液体。还有风冷。
 
 
聚合物电芯:软铝塑复合膜
普通锂电池:硬铝壳或钢壳 
聚合物锂离子电池所用的正负极材料和液态锂离子电池都是相同的。
正极材料为钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂材料,负极是石墨。
液态锂离子电池使用液态电解质。聚合物锂离子电池使用固体聚合物电解质。
 
 
锂离子电池隔膜性能要求离子非常容易通过;电子不能通过;耐受 电液腐蚀。
 
电解液:溶剂 、锂盐,和添加剂
 
 
锂电池产业链主要由(包括 正极材料、负极材料、隔膜、电解液)
 锂电池正极材料主要集中在锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂 。
负极材料 主要是石墨
隔膜是 核心材料
电解液是有机溶剂、电解质锂盐- 六氟磷酸锂, 添加剂
异步电动机驱动系统
交流永磁电机驱动系统-永磁同步电机
 
整个光伏锂电池系统包括:光伏组件、控制器、锂电池组(+电池管理系统)、 逆变器、电池外包,可选配充电器及其他部件。
 
 
 新一代家庭储能系统, 采用长寿命、环保的磷酸铁锂电池作为储能载体 。可以将太阳 能发出的电量储存到电池中, 实现自发自用,太阳能发出 的多余电量通过并网回馈到电网
 
高压储能:为电网储能、工商业储能、家庭高压储能、高压UPS以及数据机房等应用而开发的产品。
家庭储能:系统利用屋顶的太阳能等来源把富裕电力存入储能系统,以备高峰时使用。
通信备电:可为通信运营商全系列通信基站提供各种备电解决方案
 
 磷酸铁锂电池在使用过程中,容易出现电池组单体容量不一致的 情况。这会导致电池组电压不均,电池充电和放电不均衡,甚至可能导 致电池组损坏,从而影响电动汽车和混合动力汽车的使用寿命和性能。 因此,如何保证电池组单体容量的一致性,是动力磷酸铁锂电池均衡系 统需要解决的一个重要问题。
 
任务描述:本任务要求设计一套磷酸铁锂储能电池管理系统」实现 对磷酸铁锂储能电池的电量、温度、充放电状态等参数进行实时监测与 管理,确保其正常工作、延长电池使用寿命、提高能源利用效率和安全 性。
任务内容:
1 .设计磷酸铁锂储能电池管理系统的硬件架构,包靖型教型专 感器、信号调理电路、型控制器等。
2 .设计磷酸铁锂储能电池管理系统的软件架构」编写程序实现数据 采集、处理、商诸、显示等功能,包括界面设计、喜信协j落
3 .设计磷酸铁锂储能电池的充电二放电、平衡控制策略,漉过系统 实时监测k控制电池状态,确保电池的安全性和看函**
4 .设计磷酸铁锂储能电池管理系统的智能化控制功能,包括电池状 态预警、故障检测与处理、远程监测和控制等。
 
 
锂电池种突
 三元材料 ;钴酸锂;锰酸锂;磷酸铁锂
 
锂电池的充放电保护:
 
BMS技术
• 过充、过放、 过流、温度和短路保护
• 有效的的匀衡
• 监测电池的电压、电流和温度参数
• 计算电池的容量(SOC )
• 管理电池工作状态
• 通信接口
 
储能电池制造工艺流程 和浆 涂布 辊压 裁切 叠片 加注电解液 化成  分容 配组  模块 成品
磷酸铁锂电池 单只电芯 8000次,模块3000次。110WH/kg 。 内阻 4毫欧。
锂电池的测试有: 过充测试  短路测试 穿刺测试  高温测试  碰撞测试 低温测试。
 
储能用磷酸铁锂电池规格: 标称容量 20AH . 电压 3.2V .  长宽高 。内阻10毫欧。重量200KG. 电池型号。
 
电池特性:循环寿命长 :单只电芯 超过7000次,电池组超过3000次。
高倍率放电性能优秀:10AH 可以5C 放电,50A 。20AH 可以3C 放电60A . 
比能量高:重量比能量可以达到 120WH/kg 。 体积比能量达到 210WH/L..
安全性能好:耐过冲电。针刺。挤压。短路,均不发生燃烧爆炸。
能够满足快速充电。 15分钟充电可达80%。
工厂产能:一天15万AH 。以后增加到40万AH 每天。
磷酸铁锂材料:每月70吨。
PACK包括电池组、保护板、外包装或外壳、输出(包括连接器),钥匙开关,电量指示,及EVA、青棵纸、塑胶支架等辅助材料这几项共同组成PACK。
 
电芯外观厚度检测。
电芯电压内阻测试。
电芯贴底片
电芯头盖板双面胶。
正负极贴镍片
电芯电焊镍片。
电焊保护板
粘贴支架
上盖点胶水。
固定上盖。
性能初检
塑封成型。
尺寸检查。
成品性能测试。
贴标贴纸张
外观全检查
高温老化。
负载测试。
装箱
 
电池组PACK要求电池具备高度一致的容量 内阻 电压 放电曲线 寿命。
高电压大电流电池组PACK 要求配备BMS 。
 

 容量单位
安时: Ah(安培小时)表示电池容量,指电池可为设备供电的时间。
比如: 5 Ah 电池理论上可以提供 1 安培电流 5 小时或 5 安培电流 1 小时。

瓦时: Wh(瓦特小时)同样表示电池容量,该电池或电池组总共可以做多少功。
换算:
瓦时=电压*安时, Wh=V*Ah

放电倍率: 动力电池的关键参数之一,最大放电倍率指该电池支持的最大工作电流。当然瞬时电流可以更大。
1 C 意味着放电电流将在1 小时内放电完整个电池。 比如2Ah电池,1C倍率放电,则该电池以2A电流持续1小时内释放完。
最大工作电流A=电池放电倍率C*容量Ah

 放电倍率与电池容量成反比:

由于工艺的限制,最大放电倍率与电池容量成反比。

  • 低倍率大容量。小电流长续航,手电筒,小台扇等。
  • 高倍率低容量。大电流大功率,吸尘器,电动工具等。

C-Rate与时间成倒数关系,理想状态下

  • 以1C来看,是在1小时内将电池内所有的容量全部释放出来,
  • 2C是在0.5小时(30分钟)内将电池所有的容量释放出来,
  • 10C是在0.1小时(6分钟)内将电池所有的容量释放出来来,
  • 0.5C是在2小时(120分钟)内将电池所有的容量释放出来,
  • 0.1C是在10小时(600分钟)内将电池所有的容量释放出来。

按照放电倍率大小分类

  • 容量电池: 3c以下,容量较大,低电流,长续航。充电宝,太阳能路灯,玩具,手电筒,小风扇等...
  • 动力电池: 5c以上,容量偏小,大电流,强动力。电动工具,吸尘器等…
  • 倍率电池: 10c以上,超大电流,超强动力。航模…

 电池组

 
S 串联: 电压升高,容量不变. 串联数量视负载需求。
航模无刷电机使用的电调,通常不直接标识工作电压,而是标识(2s~3s)指支持2串到3串,约8v~12v。(2s~6S)支持2串到6串,约8v~24v。
 
P 并联: 电压不变,容量增加. 并联无限制,受限于(空间, 重量)
航模电池常用的缩写3S,表示3颗电池串联,即(3*4v=12v)输出.

 

 串并联 影响现实电路的因素, 由于每个电池的个体差异

  1. 组内不均衡状态. 串联需要做均衡,并联不需要
  2. 电池故障,导致断路
  3. 电池故障,导致短路. 可能性很低
锂电池生产工艺较长,生产过程有20多道工序,相应要20多种设备来完成各道工序的制造,整个工艺环节所需设备庞杂,专用性也很强。
 
 
锂离子电池的制造可统一分为极片制作、电芯组装、电芯激活检测和电池封装四个工序段。
 
 
 
极片制作工艺包括搅拌、涂布、辊压、分切、制片等工序,是锂离子电池制造的基础,对极片制造设备的性能、精度、稳定性、自动化水平和生产效能等有着很高的要求;
 
电芯组装工艺重要包括卷绕或叠片、电芯预封装、注电解液等工序,对精度、效率、一致性要求很高;电芯激活检测工艺主要包括电芯化成、分容检测等;
 
电池封装工艺包括对构成电池组的单体电池进行测试、分类、串并联组合,以及对组装后的电池组性能、可靠性测试。
 
 
 
液冷储能电池箱产线工艺流程:
1.型材来料
2.单品CNC
3.FSW焊接 4.焊缝打磨 5.液嘴、横梁焊接 6.总成CNC
7. 拉铆打牙套 8.超声波清洗 9.气密性检测
10.总成检验 11.激光打标 12.打包出货
posted @ 2025-05-07 08:17  jason2026  阅读(108)  评论(0)    收藏  举报