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中国新能源汽车发展至今,技术水平稳步发展,建立了具有独立知识产权的新能源汽车上下游产业链技术体系。新能源汽车与传统汽车相比,纯电驱动采用电池作为能量源,在整体行驶过程中实现零污染零排放。即使后期锂离子电池面临回收问题,但锂离子电池本身污染小容易集中处理。而内燃机尾气排放很难集中处理,成为我国近年来雾霾影响大中城市的来源之一。 动力电池在纯电动汽车中是驱动系统唯一动力源,主要有燃料电池、镍氢和锂离子电池等。其相应特性必须满足电动汽车行驶、安全性能要求;电池单体及系统设计对电池温度、循环性能,电池的功率特性,整体结构强度,BMS保护控制都有严格要求。 本课题是以长安M201纯电动车项目作为课题载体,研究电动汽车用动力电池系统,运用材料科学、机械设计和计算机仿真分析方法设计出满足纯电动汽车驾驶要求、充电要求的动力电池系统。本文主要完成的研究工作可以概括如下: Ⅰ、电池单体电芯正负极材料选择及电池结构、安全性方面优化。通过对比目前主流动力电池产业发展概况,把握行业趋势针对目前动力电池出现的问题,优化材料选择及配比原则得出最优化的材料组合搭配,从而解决电池安全性问题,电池鼓胀及一致性差问题,并对设计的单体电芯进行相关电性能测试。 Ⅱ、总体规划电池系统的电池排布及电池模组和箱体结构设计。国家要求电池系统必须满足五年或十万公里使用寿命,结构设计是其中很重要的设计环节,包括电池箱体、电池模组、高压系统布置、密封绝缘设计等。根据项目性能指标要求设计系统排布方案,设计满足相关电器要求的模组方案,对于设计出整体系统结构,利用模拟仿真软件随机振动强度,并在方案上进一步优化设计 Ⅲ、电池管理系统BMS保护板的电路与功能设计,BMS保护管理系统对动力电池组的安全合理工作和整车能量管理策略的执行都是必不可少的。针对电池系统使用时实际工况制定合理的保护策略,主要是监控电池系统每一串的电池单体电压,温度,系统电流,制定系统保护的上下限阈值,提升系统整体运行寿命,电池系统一致性,系统热管理控制。 Ⅳ、动力电池系统功能测试,对电池系统整体分别进行常温充放电容量,高低温放电容量,常温持续放电能力,常温最大脉冲充电能力,常温充放电能量效率等相关性能测试。