新能源汽车电池有哪些主要技术参数？散热原理是什么？

(一)动力电池主要类型与性能参数

目前新能源汽车采用的动力电池主要有镍氢电池和锂电池两大类。

(1)锂电池

1、锂电池的基本分类

目前锂电池类型有锰酸锂、磷酸铁锂、钛酸锂、钴酸锂、三元材料等，因能量性能和稀有金属成本的原因，锰酸锂、钛酸锂和钴酸锂电池逐渐变为小众选择，而磷酸铁锂和三元锂电池则得到更广泛的应用。

1)三元锂电池全称是“三元材料电池”，一般是指采用镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O2，NCM)或镍钴铝酸锂(NCA)三元正极材料的锂电池，把镍盐、钴盐、锰盐作为三种不同的成分比例进行不同的调整，所以称之为“三元”，包含了许多不同比例类型的电池。从形状上来区分，可分为软包电池、圆柱电池和方形硬壳电池。其标称电压可达到3.6～3.8V，能量密度比较高，电压平台高，振实密度高，续航里程长，输出功率较大，高温稳定性差，但低温性能优异，造价也比较高。

2)磷酸铁锂电池则是采用磷酸铁锂(LiFePO4)作为正极材料，用铁来做电池原料一来成本低廉，二不含重金属，对环境污染较小，工作电压为3.2V。磷酸铁锂晶体中的P-O键稳固，因此在零电压存放时并不会有泄漏，高温条件下或过充时安全性非常高，可快速充电，高放电功率，无记忆效应，循环寿命高，缺点为低温性能差，正极材料振实密度小，能量密度较低，产品的成品率和一致性也饱受质疑。

日本松下、韩国LG化学、三星SDI等多采用三元锂电池，特斯拉就采用了松下的镍钴铝酸锂三元锂电池，就是所谓的NCA，国内的新能源汽车企业多采用磷酸铁锂电池。

三元锂电动力电池在漏液、变形、燃烧和爆炸上的风险不容忽视，目前新能源企业都在电池管理系统中增加诸如过充保护OVP、过放保护UVP、过温保护OTP、过流保护OCP等功能，也采用了高强度的铝合金保护结构，正极材料中加入硅钛纳米管、无溶剂PI粘合剂、固态电解质等技术路线上取得不俗成就，大大降低了风险和成本。

比亚迪在磷酸铁锂电池中加入锰元素，探索磷酸铁锰锂电池，突破了原有的能量密度限制，成本控制也非常优秀，但是对于充电时间提出了新的挑战。

(2)镍氢电池

镍氢电池目前主要应用在混动车型上，与其他类型的电池比较，镍氢电池的具体优势如下：

1)镍氢电池安全可靠

2)镍氢电池具有良好的快速充电性能

3)镍氢电池具有良好的低温性能

4)镍氢电池具有良好的环保性和可回收性

(二)电池管理系统工作模式

(1)下电模式是整个系统的低压与高压处于不工作状态的模式。在下电模式下，动力电池管理系统控制的所有高压接触器均处于断开状态，低压控制电源处于不供电状态。下电模式属于省电模式。

(2)在准备模式下，系统所有的接触器均处于未吸合状态。在该模式下，系统可随时接受外界的点火开关、整车控制器、电动机控制器、充电插头开关等部件发出的硬线信号或受CAN报文控制的低压信号来驱动控制各高压的高压接触器，从而使动力电池管理系统进人所需工作模式。

新能源汽车的发展离不开动力电池的支持，动力电池是新能源汽车的核心部件，也是最昂贵的部件之一。动力电池的结构技术决定了其性能、安全性、寿命和成本，因此是新能源汽车领域的热门研究课题。本文将从以下几个方面介绍新能源汽车动力电池的结构技术：

动力电池的分类

动力电池的构造

动力电池的工作原理

动力电池的主要参数

动力电池是指能够为新能源汽车提供驱动能量的二次电池，根据正极材料的不同，主要分为以下几种类型：

磷酸铁锂电池(LFP)：使用磷酸铁锂作为正极材料，具有安全性好、循环寿命长、原材料资源丰富等优点，但其能量密度低、低温性能差、充放电速率受限等缺点。

锰酸锂电池(LMO)：使用锰酸锂作为正极材料，具有资源丰富、成本相对较低、比容量较高等优点，但其高温循环性能及电化学稳定性差、容易产生气体等缺点。

钴酸锂电池(LCO)：使用钴酸锂作为正极材料，具有比容量高、充放电速率高、低温性能好等优点，但其安全性差、成本较高、循环寿命较短等缺点。

三元材料锂电池(NMC/NCA)：使用镍钴锰(NMC)或镍钴铝(NCA)作为正极材料，具有高能量密度、高功率密度、低内阻等优点，但其安全性较差、钴资源稀缺、循环寿命较短等缺点。

目前市场上主流的动力电池类型是磷酸铁锂和三元材料锂电池，它们各有优劣，在不同的应用场景下有不同的选择。

动力电池实际上是一个统称，包含了电芯、模组和电池包三个层级2：

电芯(Cell)：是动力电池的基本单元，包含了正负极、隔膜和电解液，是电化学反应发生的空间。根据封装形式不同，可以分为圆柱形、方形和软包形三种。

模组(Module)：是为了保护电芯免于受到外部热、振动等冲击而将一定数量的电芯连接在一起，并放入一个框架中组成的组件。模组可以提高BMS对电芯的管理效率，提升电池安全性和维修性。

电池包(Pack)：是装入新能源汽车中的最终形态，在模组的基础上装配了BMS(电池管理系统)、TMS(温度管理系统)、线束、支架等零部件。BMS负责对电压、温度、SOC等参数进行采集和控制，保护电池免于过充过放等异常情况;TMS负责对电芯进行冷却或加热，保证其工作在最佳温度范围内。

简而言之，多个电芯组成模组，多个模组组成电池包。

动力电池的工作原理是利用锂离子在正负极之间来回移动实现充放电过程3：

充电时，外界提供能量使得正极中的锂离子脱嵌并向负极移动，在负极中嵌入形成锂化物。此时正极处于氧化态，负极处于还原态。

众所周知，动力电池是电动汽车的心脏，要耐高温、防水、抗冻。前我国大多数电动汽车都是以锂电池作为动力电池的主要原材料。包括三元锂、磷酸铁锂、锰酸锂和钴酸锂等。三元锂电池能量密度更大、体积小、质量轻，市较常用的一种。

动力电池

为什么电动汽车动力锂电池组需要冷却系统?其作用是什么?

由于动力电池产热量大，而且电池包处于一个相对封闭的环境，就会导致电池的温度上升。电池模组冷却系统是新能源汽车中用于散热的装置，通过对动力电池冷却或加热，保持动力电池较佳的工作温度，以改善其运行效率并延长动力电池的寿命。

如何散热，一直是新能源汽车的研究的重点。新能源汽车动力锂电池组系统的热管理重要可分为四类：

自然冷却、风冷、液冷、直冷。其中自然冷却是被动式的热管理方式，而风冷、液冷、直流是主动式的，这三者的重要差别在于换热介质的不同。自然冷却没有额外的装置进行换热。