news 2026/6/25 13:41:17

新能源汽车动力电池系统总体方案解析

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张小明

前端开发工程师

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新能源汽车动力电池系统总体方案解析

目录

动力电池系统概念

动力电池系统定义

消费产品电池与电池包电池区别

动力电池串并联方案

先并后串方案

先串后并方案

混联方案

动力电池系统设计理念

动力电池系统介绍

动力电池系统产品图

动力电池系统内部结构

动力电池常见结构

工T字形电池

土字形电池

一体式电池

动力电池系统概念

汽车使用的动力电池系统是一个整体概念,这个整体由动力电池模块、动力电池包、动力电池系统组成、

动力电池系统定义

首先这里最小单位是动力电池模块,模块是组成动力电池包的最小单位,动力电池模块通过串并联组成动力电池包,动力电池包是纯电池包不包含任何的电池管理系统,动力电池包通过组合bms 热管理 高压电路 低压电路 来组成最终的动力电池系统,具体动力电池系统组成概念,如下图所示。

消费产品电池与电池包电池区别

消费产品电池通常由单块电池或者电芯组成,但是对于动力电池系统应用于车身为了满足车身工作电压通常需要使用多块电芯进行并联组成模块,同时模块进行串联,通过单块电芯的串并联来提高整体电池包的电压与容量,具体见下图所示。

动力电池串并联方案

动力电池中电芯不同的串并联方式能够影响到动力电池系统的最终性能,具体区分见下章节。

先并后串方案

通过并联电芯来当做一个电芯,这种方式对于bms的BQ79616芯片需要检测的串联电需求减少,但是可能会导致电芯间不均流,过流能力没有提高,该方案性能比较低。

先串后并方案

先串后并这种方案,因为串联的电芯比较多,这个时候需要监控的串联电芯的位置比较多,但是该方案公率比较高。

混联方案

这种混联方案有着前两者的优缺点。

动力电池系统设计理念

动力电池系统设计的概念,具体如下图所示。

动力电池系统介绍

电池包介绍完了之后是动力电池系统,系统是在电池包的基础上融了热管理系统 bms 高压 低压 等系统进去,最终形成了最终的产品。

动力电池系统产品图

这里新能源汽车需要区分为电动乘用车小型商用车以及大中型商用车进行区分因为大中型商用车其车用电池是多块电池箱进行串联构成的然后汇集到高压箱里面,高压箱里面包含bms 保险丝等,但是对于小型或者商用车辆的小型车其通常由一块电池包进行组成的,具体如下图所示。

动力电池系统内部结构

电池包系统里面分为高压系统,低压系统,高压系统用于整车形式,低压系统用于整车Can通信,整车ECU进行工作,同时还有BMS电池管理系统,还有热管理系统,气压平衡装置,整电池包固定装置,以及GND连接装置,这个装置是需要保证整车电池包与车外壳保持一个GND电压电平,很重要的内容,具体如下图所示

首先电池包在进行串并联之后组成的高压回路,进入了高压箱之后,高压箱里面包含接收器,包含充电继电器,预充电电阻,然后电池管理系统控制高压箱的上电下电,同时bms还会采集电池包的温度、电压等信息。

然后电池包组合出来的高压箱会外置高压接口,接口用来和车上的其他部件进行供电,然后低压接口是用于BMU与整车BMU之间的通信,还有热管理系统。

然后单个动力电池系统是用于小型车上的,为了安全还需要配置气压平衡装置,当电池中的电压过高的时候这个时候需要把气压给 释放出去,然后还有固定装置,GND保持装置,还有碰撞装置。

然后如果在乘用车上对于电池包需求较大,这个时候电池包的内部架构与小型车是不一样的,具体如下图所示。

首先每个电池包里面通过外置接口,将单包的电压接口留置,通过串联的方法汇总到高压箱里面,然后单包会体通过CAN的方式发送自己的温度电压给高压箱,同时单包内置热管理,气压平衡装置,固定装置。

需要注意的是高压箱里面是内置BMS的,然后内置CAN通信跟高压低压系统,但是没有内置热管理。

动力电池常见结构

常见的电池包有着不同的形状。

工T字形电池

左边是华晨宝马使用,右边是通用雪佛兰使用,这种电池使用空间小,对车身结构影响较小,具体见下图所示。一般在100kmd到200km

土字形电池

这种电池对车身结构改动需要较大,但是好处是电池容量的提升。具体见下图所示。一般在200KM到300KM

一体式电池

这种电池应用在特斯拉车身上,该电池包的特殊之处在于,通过先设计电池包,然后再以电池包为中心区设计车身架构等内容,其电池包容量大性能好。

编写不易,希望对你,有所帮助!!!

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