第四節(jié) 鋰離子蓄電池

一、鋰離子蓄電池概述

1．鋰離子蓄電池的特點與分類

鋰離子蓄電池的特點與分類詳見圖2-7及其注解。

2．鋰離子蓄電池的工作原理

鋰離子蓄電池的工作原理詳見圖2-8及其注解。

3．鋰離子蓄電池的充放電過程

鋰離子蓄電池的充放電過程詳見圖2-9及其注解。

4．鋰離子蓄電池不能過充與過放的原因

1）鋰離子蓄電池不能過放電的原因：放電時，不能使鋰離子全部移向正極，必須保留一部分鋰離子留在負極，以確保下一次充電時鋰離子能夠暢通地嵌入通道。否則，電池的壽命會很短。

2）鋰離子蓄電池不能過充的原因：應限制其最高充電電壓，否則會由于正極材料中的鋰離子拿走過多而造成晶格坍塌導致電池壽命終結。

必須嚴格控制充放電的百分比，既不能過充，也不能過放。

二、磷酸鐵鋰蓄電池

磷酸鐵鋰動力蓄電池的組成部件包括動力蓄電池箱、動力蓄電池模組和輔助元器件三部分。

1．動力蓄電池箱

動力蓄電池箱外形及結構如圖2-10、圖2-11所示。

2．蓄電池模塊

蓄電池模塊的構成詳見圖2-12及其注解。

3．輔助元器件

輔助元器件主要包括主繼電器、預充繼電器與預充電阻、加熱繼電器與加熱熔斷器、電流傳感器、熔絲、高低壓插接件、高低壓線束等。

（1）主繼電器 主繼電器的功能詳見圖2-13及其注解。

（2）預充繼電器預充電阻與預充電回路

預充繼電器預充電阻與預充電回路詳見圖2-14和圖2-15及其注解。

（3）加熱繼電器與加熱熔絲

加熱繼電器與加熱熔絲如圖2-16所示。

動力蓄電池的電芯必須在一定的溫度范圍才可以充電（通常是在0～55℃范圍）。當溫度范圍低于0℃或高于55℃時，BMS會自動切斷充電回路，故此時將無法充電。在充電過程中，電芯的溫度低于0℃時，BMS將會控制加熱繼電器閉合，通過加熱熔斷器接通加熱膜回路，啟動加熱模式：即閉合加熱片，進行加熱內循環(huán)，而當所有的電芯溫度高于5℃時停止加熱，啟動充電程序。

（4）磷酸鐵鋰蓄電池在不同電芯溫度下的充電性能

磷酸鐵鋰蓄電池在不同電芯溫度下的充電性能詳見表2-3。

（5）電流傳感器與分流器的原理

電流傳感器與分流器的原理詳見圖2-17與圖2-18及其注解。

（6）熔斷器

熔斷器的規(guī)格與功能詳見圖2-19及其注解。

（7）高低壓插接件

高低壓插接件的功能與其端子的定義詳見圖2-20及其注解。

（8）高低壓線束

高低壓線束如圖2-21所示。

三、三元鋰電池

1．動力蓄電池組

以北汽EV200型電動汽車所用SK動力蓄電池組為例，其構成代號為3P91S，即3個電芯并聯(lián)成為一個獨立的電池電芯組，然后再將91個獨立的電池電芯組相串聯(lián)。代號中P表示并聯(lián)，S表示串聯(lián)。三元鋰電池的單體電芯的額定電壓為3.7V左右。

2．輔助元器件

動力蓄電池系統(tǒng)中的輔助元器件包括繼電器集成器，電流傳感器，維修開關、熔斷器、高壓互鎖信號，高低壓插接件以及高低壓線束等。

（1）繼電器集成器 SK動力蓄電池的繼電器集成器詳見圖2-22及其注解。

（2）電流傳感器 SK動力蓄電池的電流傳感器的功能與類型詳見圖2-23及其注解。

（3）維修開關、熔斷器和高低壓互鎖信號

①維修開關的使用操作方法詳見圖2-24注解。

②熔斷器的規(guī)格和功能詳見圖2-25注解。

③高低壓互鎖信號

高低壓互鎖信號是指當低壓斷電時，通過低壓信號的控制能夠同時將高壓回路切斷。維修開關內置兩套高低壓互鎖信號的目的是保護高壓系統(tǒng)的安全。

（4）高低壓插接件

高低壓插接件端子的定義如圖2-26所示。

（5）高低壓線束

高低壓線束如圖2-27所示。