《新能源汽车动力电池及充电系统检修》教学课件任务一认识新能源汽车电芯.pptx

新能源汽车动力电池及充电系统检修,任务一,认识新能源汽车电芯,目 录,1,电芯的作用,2,电芯的种类,3,锂离子电芯的组成及原理,4,电芯电池成组技术,5,动力电池包的组装,电芯的作用,01,提供能量,电芯最主要的作用就是提供能量无论是、平板电脑、笔记本电脑，还是电动汽车、电动工具等，都需要电芯来为其提供动力电芯通过内部的化学反应，将化学能转化为电能，为设备的运行提供持续的能量供应提供能量,01,以为例，现代智能的功能越来越强大，需要消耗大量的电能来支持其运行电芯的容量和性能直接决定了的续航能力一个容量大、性能稳定的电芯可以让在一次充电后使用更长的时间，满足用户的日常使用需求02,电动汽车也是如此电动汽车的动力来源于电池组，而电池组是由多个电芯组成的电芯的能量密度、充放电性能等因素直接影响着电动汽车的续航里程、加速性能和充电时间提供能量,你知道吗,随着科技的不断进步，电芯的性能也在不断提升，为电动汽车的发展提供了有力的支持保证设备的稳定性和可靠性,01,除了提供能量外，电芯还对设备的稳定性和可靠性起着重要作用一个质量好的电芯可以在不同的环境条件下稳定地工作，为设备提供可靠的电力供应02,例如，在高温、低温、潮湿等恶劣环境下，电芯需要具备良好的耐高温、耐低温、防潮等性能，以确保设备的正常运行。

同时，电芯还需要具备过充保护、过放保护、短路保护等安全功能，以防止因电池故障而对设备和用户造成损害03,在一些对电源稳定性要求较高的设备中，如医疗设备、通信设备等，电芯的质量和性能更是至关重要这些设备需要不间断地工作，一旦电源出现问题，可能会对人们的生命安全和社会稳定造成严重影响因此，这些设备通常会采用高质量、高可靠性的电芯，并配备完善的电源管理系统，以确保设备的稳定运行电芯的种类,02,基于电芯外观类型进行分类,（1）圆柱形电芯,优点：单体电芯容量较大，功率较高，可承受高流率放电，使用寿命较长如图2-1-2所示缺点：比较笨重，不适合小型化应用应用场景：笔记本电脑、LED手电筒、电动工具等2）方形电芯,优点：比较小巧，适合小型化应用；电芯体积大，有较高的容量密度和功率密度如图2-1-3所示缺点：较重，对称性不好，不适合高密度堆叠，容易出现热敏性漂移应用场景：简单移动电源、电动车、机器人等基于电芯外观类型进行分类,（3）软包电芯,优点：成本较低，可以按照任意形状定制，可满足更加复杂的电池结构如图2-1-4所示缺点：比较脆弱，不适合高密度堆叠，短路容易发生；使用寿命较短应用场景：智能穿戴、平板电脑、汽车、飞机等。

基于电芯外观类型进行分类,基于电芯化学类型进行分类,（,1,）锂离子电芯,钴酸锂电芯：具有较高的能量密度，但安全性相对较低，常用于、笔记本电脑等小型电子设备磷酸铁锂电芯：安全性好，循环寿命长，常用于电动汽车、储能等领域三元锂电芯（镍钴锰或镍钴铝）：能量密度较高，综合性能较好，在电动汽车和高端电子产品中应用广泛2,）镍氢电芯,具有良好的充放电循环性能和大电流放电能力常用于电动工具、混合动力汽车等3,）镍镉电芯,具有较好的耐过充放电能力，但由于镉元素对环境有污染，逐渐被其他类型替代4,）铅酸电芯,成本低，技术成熟，但其能量密度较低，重量较大主要用于汽车启动电源、电动自行车等5,）固态电芯,使用固态电解质替代传统的液态电解液，具有更高的安全性和潜在的更高能量密度，是当前电池研究的热点之一锂离子电芯的组成及原理,03,正极材料,通常是由锂化合物（如锂钴氧化物LiCoO2、锂铁磷酸盐LiFePO4等）构成正极材料不仅需要具备高能量密度，从而保证电芯的高容量输出，还需要有良好的稳定性和较长的循环寿命将正极材料涂覆在铝箔上，然后冲压成型负极材料,负极通常由石墨或其他碳材料制成，其结构能够容纳锂离子的嵌入和脱出。

理想的负极材料应具有高电导率、低体积膨胀率以及优异的化学稳定性隔膜,隔膜是置于正极和负极之间的绝缘材料，通常由聚合物构成，如聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)其主要作用是防止正负极之间的物理接触，同时允许锂离子通过隔膜的热稳定性和机械强度对电池的安全性至关重要你知道吗？,电解液负责在电池内部传输锂离子，它通常是一种含有锂盐的有机溶剂电解液的化学稳定性和离子传导性直接影响电芯的性能，如充电速度和电能效率电解液,电解液,极耳的主要作用是将内部正负极的电能传递到外部电路聚合物电池极耳为正极为铝带、负极为镍带,极耳,极耳,锂离子电芯工作原理,如图,a,所示，当用外部电源为锂离子蓄电池充电时，锂离子从正极材料晶格中脱出，通过电解液和隔膜嵌入到负极材料晶格中如图,b,所示，当锂离子蓄电池的正负极连接负载时，锂离子从负极材料晶格中脱出，通过电解液和隔膜嵌入到正极材料晶格中在整个充放电过程中，锂离子往返于正负极之间同时，由于隔膜的作用，电子只能通过外电路由正极移动至负极（充电时）形成充电电流，或者由负极移动至正极（放电时）形成放电电流如图,2-1-5,所示小贴士,锂离子蓄电池内部时刻都在发生副反应在每次充放电循环中，任何能够产生或消耗锂离子（或电子）的副反应都会改变锂离子蓄电池容量的平衡，并且这种改变是不可逆的。

经过多次循环累积，锂离子蓄电池的性能将会出现衰退甚至失效因此，通常使用锂离子蓄电池的充放电循环次数来表示其使用寿命电芯电池成组技术,04,电池单体：将化学能与电能进行相互转换的基本单元装置电池模组：串并组成，由单体电池通过并串联而成并联增加容量，电压不变，串联后电压倍增，容量不变先并后串：并联由于内阻的差异、散热不均等都会影响并联后电池循环寿命但单个电池失效自动退出，除了容量降低，不影响并联后使用，并联工艺较严格并联中某个单位电池短路时，造成并联电路电流非常大，通常加熔断保护技术避免先串后并：根据整组电池容量先进行串联，如整组容量,1/3,，最后进行并联，降低了大容量电池组故障概率电芯成组,动力电池包的组装,05,组装前的准备工作,组装前的,准备工作,材料和工具准备,工作环境准备,材料和工具准备,01,动力电池单体,根据设计要求选择合适的电池单体，如,锂离子电池、三元锂电池等02,电池管理系统（BMS）,用于监控和管理电池包的状态，确保电池的安全和性能03,连接材料,包括导线、连接器、绝缘材料等05,工具,提供保护和固定电池单体的结构如扳手、螺丝刀、钳子、焊接工具等04,外壳,工作环境准备,避免灰尘、湿气等对电池包的影响。

手套、护目镜、灭火器等清洁、干燥的工作空间,配备必要的安全设备,组装步骤,组装步骤,01,电池单体,筛选和配对,07,02,06,03,05,04,电池单体,排列和固定,连接电池单体,安装电池管理系统（BMS）,进行绝缘处理,安装外壳和,密封,进行测试和,调试,电池单体筛选和配对,对电池单体进行筛选，去除有缺陷的电池根据电池的容量、内阻、电压等参数进行配对，确保电池单体的一致性电池单体排列和固定,你知道吗,根据设计要求，将电池单体排列在外壳内可以采用串联、并联或串并联结合的方式连接电池单体使用固定装置，如夹具、螺栓等，将电池单体固定在外壳内，确保电池单体在运行过程中不会移动或晃动安装电池管理系统（BMS）,BMS 可以实时监测电池的电压、电流、温度等参数，并对电池进行充放电管理、均衡管理、故障诊断等功能将 BMS 安装在电池包内，并与电池单体进行连接安装电池管理,系统（,BMS),01,02,进行绝缘处理,进行绝缘处理,在电池包内进行绝缘处理，以防止电池单体之间、电池单体与外壳之间发生短路进行绝缘处理,使用绝缘材料，如绝缘胶带、绝缘套管等，对导线、连接器等进行包裹和固定使用绝缘材料,安装外壳和密封,将外壳安装在电池包上，并使用螺栓等固定装置进行固定。

对外壳进行密封处理，以防止灰尘、湿气等进入电池包内可以使用密封胶、密封圈等密封材料进行密封安装外壳和密封,进行测试和调试,一,二,三,对组装好的动力电池包进行测试和调试，以确保电池包的性能和安全测试内容包括电池的容量、内阻、电压、充放电性能、安全性能等根据测试结果，对电池包进行调整和优化，确保电池包满足设计要求注意事项,安全第一,测试和调试,处理,正确连接,绝缘处理,确保一致性,安,全,第,一,在组装过程中，要严格遵守安全操作规程，避免发生触电、火灾等安全事故对电池单体进行操作时，要避免短路、过充、过放等情况，以免引起电池爆炸或起火确,保,一,致,性,电池单体的一致性对电池包的性能和寿命至关重要在组装过程中，要严格筛选和配对电池单体，确保电池单体的一致性正,确,连,接,连接电池单体时，要确保连接牢固、可靠，避免接触不良或短路同时，要注意导线的截面积和长度，以确保电池包的充放电性能此外，电芯的智能化管理也是当前的一个研究热点通过对电芯的状态进行实时监测和管理，可以提高电芯的使用效率和寿命，降低维护成本同时，智能化管理还可以为用户提供更加便捷的使用体验，例如实时显示电池电量、预测剩余续航里程等。

绝缘处理,绝缘处理是确保电池包安全的重要措施在组装过程中，要对电池包内的导线、连接器等进行充分的绝缘处理，以防止短路测试和调试处理,测试和调试是确保电池包性能和安全的关键环节在组装完成后，要对电池包进行全面的测试和调试，发现问题及时解决总,结,我们今天这堂课的主要内容呢就是电芯的作用电芯的智能化管理也是当前的一个研究热点通过对电芯的状态进行实时监测和管理，可以提高电芯的使用效率和寿命，降低维护成本同时，智能化管理还可以为用户提供更加便捷的使用体验，例如实时显示电池电量、预测剩余续航里程等总之，电芯作为电子产品和新能源产业的核心部件之一，其作用不可忽视它不仅为设备提供能量，保证设备的稳定性和可靠性，还推动了新能源产业的发展，促进了科技创新随着科技的不断进步，电芯的性能和技术也将不断提升，为人们的生活带来更多的便利和惊喜知识点小结,电芯最主要的作用就是提供能量无论是、平板电脑、笔记本电脑，还是电动汽车、电动工具等，都需要电芯来为其提供动力电芯通过内部的化学反应，将化学能转化为电能，为设备的运行提供持续的能量供应提供能量,除了提供能量外，电芯还对设备的稳定性和可靠性起着重要作用一个质量好的电芯可以在不同的环境条件下稳定地工作，为设备提供可靠的电力供应。

随着全球对环境保护的重视和对传统化石能源的依赖程度的降低，新能源产业得到了迅速发展电芯作为新能源产业的核心部件之一，其技术的进步和性能的提升对于推动新能源产业的发展起着至关重要的作用保证设备的稳定性和可靠性,推动新能源产业的发展,思考,问题一：电芯在提升电子产品续航能力方面具体发挥着哪些关键作用？,问题二：电芯如何保障新能源汽车的动力性能和安全性能？,新能源汽车动力电池及充电系统检修,谢谢观看,。