淺析電動汽車的動力電池

我們先來看一下動力電池的安裝位置。我們都知道動力電池是很沉的，所佔重量大約將近整車的30%。所以將其做成扁平的平鋪在車輛底板上是最理想的。這樣第一可以保證安全，車輛前後、上下受到撞擊和擠壓的時候，能夠最大限度地保證電池不受損。另外這個位置可以平衡前後軸車重。讓全車的重心盡量往中間放並且很低，增強了駕駛操控性。但是遇到嚴重的托底就不好說了。所以，純電動汽車的動力電池，基本都是放在這個位置。當然了，早期研發的一些車型除外。現在也有一些車型把電池放在後備箱底部或者是後座靠背與後備箱中間的，這個位置我個人認為不是很理想。

動力電池可以說是電動汽車最主要的一個總成部件，沒有之一。他的好壞，決定了電動汽車能跑多遠，能跑多快，還有充電需要多長時間，最後，還要看是否安全。我們在網上看到的因為電池短路或者過流引起火災的案例就知道電池安全的重要性。那麼動力電池裡邊大概都有什麼東西。在我們看到的這個動力電池包里，實際上也是屬於一個電子控制系統，我們叫它動力電池管理系統，英文縮寫是BMS（BatteryManagementSystem）。既然是一個電控系統，那就得有感測器、計算機、執行器。他們都是為誰服務的，都是為這裡邊的電池（電芯）服務的。為什麼要由一個電控系統來服務這個電池，就是為了讓它能有更好的續航里程、還為了能夠在最安全的前提下進行充放電。所以，我們看到的車輛底部的電池，它不是單一的一塊電池，除了電池，它裡邊還有一些感測器、電腦板和執行器，來監控著電池的安全運行。

被電池管理系統監控的電池，是由若干個小電池（電芯）組成的，剛才我們看到動力電池是一個幾乎鋪滿底盤的大傢伙，其實它是由這張照片上的小傢伙們組成的。這裡邊有不同類型的鋰離子電池，比如18650型的三元鋰，還有火柴盒般大小的磷酸鐵鋰。他們的電壓都是3.5V以上。通過並聯或者串聯的形式組成若干個電池組，然後再通過串聯或者並聯的方式組成若干電池板，再通過並聯或者串聯組成若干電池模塊；再布置上各種感測器、執行器和電腦板，當然還有線纜，最後形成一個剛才我們看到的電池包。

各種電芯

我們看這是特斯拉的電池包，打開以後看到的就是密密麻麻的電芯排列。我們都知道特斯拉電池實際上用的就是筆記本電池，18650型的，把動力電池蓋板揭開就看到了一個一個電池組和單體電池，密密麻麻，這個動力電池一共有7104節18650型鋰離子單體電池。我們平時買筆記本的時候都要看這筆記本電池是幾芯的，有三芯的有四芯的，我們看這個圖上就是四芯的；這個特斯拉電池包是7000多芯的。那18650是什麼意思？就說這每節電池的直徑是18毫米，長度是65毫米，0代表圓柱形。

特斯拉電池

筆記本電池

再來說一下電池管理系統，剛才說了，最終目的是讓那若干節電池工作穩定並且儘可能完美地充、放電。通過哪些數據來監控，也就是電腦板需要收集哪些數據，主要是電流電壓，包括總壓和單體電池的電壓；各電池模組的溫度；還有各電池模組的內阻等等一系列數據，然後控制風扇和加熱器（PTC）、包括冷卻水泵（如果是水冷）；還要控制各單體電池的充、放電；還有各個主要的高壓接觸器。除了這些，電腦板裡邊的軟體升級，包括故障碼和數據流的讀取、單體電池組的溫度、SOC、電壓等等，都需要上位機來進行，即是人機交互方面；同時，還要把各方面數據通過CAN匯流排共享給其他系統，比如儀錶需要顯示系統計算出的SOC和溫度。

動力電池管理系統的計算機

動力電池管理系統工作

動力電池管理系統的作用：

1. 確認電池狀態

2. （單體電壓、溫度、電流、高壓絕緣、總壓）

3. 均衡電池電壓

4. 防止過充和過放

5. 防止過流

6. 防止熱失控

7. 防止高壓短路

8. 控制風扇和加熱器