汽车动力电池的组成及结构设计介绍

动力电池pack是什么_动力电池pack结构设计介绍

汽车动力电池的组成

1）动力电池模块

这个不用多说，如果把电池PACK比作一个人体，那么模块就是“心脏”，负责储存和释放能量，为汽车提供动力。

2）结构系统

结构系统主要由电池PACK上盖、托盘、各种金属支架、端板和螺栓组成，可以看作是电池PACK的“骨骼”，起到支撑、抗机械冲击、机械振动和环境保护（防水防尘）的作用。

3）电气系统

电气系统主要由高压跨接片或高压线束、低压线束和继电器组成。高压线束可以看作是电池PACK的“大动脉血管”，将动力电池系统心脏的动力不断输送到各个需要的部件中，低压线束则可以看作电池PACK的“神经网络”，实时传输检测信号和控制信号。

4）热管理系统

热管理系统主要有4类：风冷、水冷、液冷、相变材料。以水冷系统为例，热管理系统主要由冷却板，冷却水管、隔热垫和导热垫组成。热管理系统相当于是给电池PACK装了一个空调。

有的人会问，为什么电池需要热管理系统？其实很简单，因为电池充放电的过程实际上就是化学反应的过程，化学反应会释放大量的热量，需要将热量带走，让电池处于一个合理的工作温度范围内，以提高电池的寿命和可靠性。

5）BMS

BMS：Batterymanagementsystem电池管理系统，可以看作是电池的“大脑”。主要由CMU和BMU组成。

CMU：CellmonitorUnit单体监控单元，负责测量电池的电压、电流和温度等参数，同时还有均衡等功能。（上图的模组图片右端的绿色电路板即CMU）。当CMU测量到这些数据后，将数据通过前面讲到的电池“神经网络”传送给BMU。

BMU：BatterymanagementUnit电池管理单元。

负责评估CMU传送的数据，如果数据异常，则对电池进行保护，发出降低电流的要求，或者切断充放电通路，以避免电池超出许可的使用条件，同时还对电池的电量、温度进行管理。根据先前设计的控制策略，判断需要警示的参数和状态，并且将警示发给整车控制器，最终传达给驾驶人员。

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动力电池PACK结构防护设计

受益于国内政策对新能源汽车和动力锂电池行业发展的大力扶持，动力电池出货量快速增长。对于动力电池长期应用趋势毋庸置疑，但安全性能是消费者选择产品的首要标准。在使用安全方面，现在大部分的动力电池PACK结构设计都会从以下几个方面保障电池使用的安全性：

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（1）电池单体可以灵活选择，并且安全性好，不易发生着火及爆炸。小容量单体电池的比能量可达140Wh／kg，在充电终止电压为4．1V的条件下，循环寿命可达1000次，电池组与之相比差很多，串联的电池数越多，电池组的循环寿命越短。

（2）增加自动灭火器，检测到火源后进行自动灭火。电池箱自动灭火能够有效探测到储能装置舱内的锂离子电池或超级电容器等的早期火灾并给予报警，同时实现火灾自动扑灭并持续抑制，杜绝电池、电容器的火灾复燃。

（3）电池PACK箱体增加PUW泄压阀，防止腔体压力累积。

（4）箱体及各模块选择耐高温及阻燃材料。电池箱体采用耐高温材料，当电池箱内部运行时，会发出大量的热量，同时防止电池发生异常出现的问题，所以采用耐高温阻燃材料比较好。

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前段时间，Tesla在设计电池组时，在PACK前部顶面上设计了防水透气阀（又称PUW泄压阀），利用气体分子与液体及灰尘颗粒的体积大小数量级差，让气体分子通过而液体、灰尘无法通过，从而实现防水透气的目的，避免水蒸气在PACK内部凝结。