上面提到的镍氢电池和锂离子电池都是单体电池,电压一般在1.2~3.6V,而电动汽车所需要的电压通常在260~400V,需要将单体电池串联成电池组的形式安装到电动汽车中。
电动汽车的动力电池一般位于车辆底部前、后桥及两侧纵梁之间,安装在这些位置能使其具有较高碰撞安全性,可以降低车辆重心,使车辆操控性更好。将电动汽车的动力电池安装在驾驶室后方的车架纵梁之上,不但使得拆装操作更加简单,避免了动力电池安装分散,减少动力电池之间高压连接线束的使用,避免了线路连接过多的问题,而且节约了成本。
动力电池尽可能安装在清洁、阴凉、通风、干燥的地方,并避免受到阳光直射,远离加热器或其他辐射热源。动力电池应当正立安装放置,不可倾斜。动力电池组间应有通风冷却装置,以避免因动力电池损坏所产生的可燃气体引起爆炸和燃烧。
下面介绍目前常见电动汽车动力电池的组成和安装位置。
丰田普锐斯、凯美瑞混合动力版、卡罗拉双擎、雷凌双擎等车型动力电池安装在车辆后排座椅后面的后备厢内,动力电池由34个电池模块组成,每个电池模块由6个1.2V的单体镍氢电池组构成,电压为7.2V。动力电池的标称电压为244.8V,动力电池的组成和安装位置分别如图2-2-1和图2-2-2所示。
图2-2-1 丰田混合动力车型动力电池的组成
图2-2-2 丰田混合动力车型动力电池的安装位置
比亚迪e6采用磷酸铁锂动力电池,该动力电池是正极采用磷酸铁锂材料的锂离子电池。比亚迪e6动力电池的单体电池电压为3.3V,由11个电池模块构成,共96节单体电池,标称电压为316.8V,电池安装在车辆的底部,如图2-2-3所示。比亚迪e6动力电池的外观如图2-2-4所示。
图2-2-3 比亚迪e6动力电池的安装位置
图2-2-4 比亚迪e6动力电池的外观
北汽EV200电动汽车动力电池采用磷酸铁锂电池,安装在车辆底部,额定电压为320V。北汽EV200动力电池的外观和安装位置如图2-2-5和图2-2-6所示。
图2-2-5 北汽EV200动力电池的外观
图2-2-6 北汽EV200动力电池的安装位置
荣威E50电动汽车动力电池采用磷酸铁锂电池,安装在车辆底部,其安装位置如图2-2-7所示。动力电池包含5个模块,其中3个大模块(27串3并),2个小模块(6串3并),共93个串联,总电压为232.5~334.8V。
图2-2-7 荣威E50动力电池的安装位置
广汽新能源AG电动汽车动力电池安装在行李厢处,由212个磷酸铁锂单体电池组成,每个单体电池的标称电压是3.2V,使用电压范围为2.5~3.6V。系统的标称电压为345.6V,工作电压为260~420V,瞬时电流可达300A以上。广汽新能源AG电动汽车动力电池的安装位置如图2-2-8所示。
图2-2-8 广汽新能源AG电动汽车动力电池的安装位置
特斯拉S动力电池安装在车辆底盘前后轴之间,电池组几乎占据车辆底盘的全部,动力电池采用超过7000节18650锂电池组成,其能量为85kW·h,400V直流电。电池组板由16组电池组串联而成,并且每组电池组由444节锂电池,每74节并联形成。因此特斯拉S电池组板由7104节18650锂电池组成。特斯拉S动力电池组的安装位置如图2-2-9所示。
图2-2-9 特斯拉S动力电池组的安装位置
宝马i8/i3动力电池由韩国三星SDI提供,将电池组装成电池模块并与其他组件一起安装成动力电池单元。动力电池属于锂离子电池,类型为N·MCo/LMO混合。“N·MCo/LMO混合”这一名称说明了这种电池类型使用的金属:一方面是镍、锰和钴的混合物,另一方面是锂锰氧化物。单体电池额定电压为3.7V,12节单体电池组成一个电池模块,共有8个电池模块构成额定电压为360V的高压动力电池。宝马i3电池模块和动力电池安装位置如图2-2-10所示。
图2-2-10 宝马i3电池模块和动力电池安装位置
(a)电池模块;(b)安装位置
吉利帝豪EV300采用三元锂离子动力电池。电池组的额定电压为346V,额定功率为50kW,电池容量为126A·h。动力电池采用水冷式冷却方式。
动力电池总成安装在车体下部,如图2-2-11所示。动力电池的组成部件包括:各模块总成、CSC采集系统、电池控制单元(BMU)、电池高压分配单元(B-BOX)、维修开关等部件。除维修开关安装在动力电池总成外部,其余组件均封装在动力电池总成内部。
图2-2-11 吉利帝豪EV300动力电池安装位置
吉利帝豪PHEV车型动力电池采用三元锂电,以锰酸锂(LMO)、镍钴锰酸锂(NCM)、镍钴铝酸锂(NCA)、磷酸铁锂(LFP)等材料为正极,以可嵌入锂离子的碳材料为负极,使用有机电解质。动力电池总成安装在车体下部,动力电池组成包括各模块总成、CSC采集系统、电池控制单元、维修开关等部件。吉利帝豪PHEV动力电池安装位置如图2-2-12所示,动力电池额定电压为308V,额定容量为37A·h,电池总能量为11.4kW·h,放电电流为97.4A,充电电流为16A,冷却方式为水冷。
图2-2-12 吉利帝豪PHEV动力电池安装位置
知豆城市微行电动车采用磷酸铁锂和锰酸锂动力电池,动力电池容量分别为150A·h和160A·h,额定电压均为72V,最大放电电流为350A,充电电流25A。动力电池采用自然风冷冷却方式。
其动力电池安装在车辆的底部,如图2-2-13所示。动力电池组由单体电池、高压继电器、高压熔断器、高压插接件、分流器、动力线等组成,如图2-2-14所示。
图2-2-13 知豆城市微行电动车动力电池安装位置
图2-2-14 知豆城市微行电动车动力电池的结构