新能源汽車電池系統

⑴ 新能源汽車三電系統(電池、電機、電控)你了解多少

2020年，中國的 汽車 保有量超過2.75億輛，超越美國成為世界上規模最大的 汽車 保有國。

與此同時，在國家政策大力支持、製造技術逐漸成熟、居民購買力不斷提高等利好因素的共同作用下，我國新能源車保有量也大幅提升，成為全球最大的新能源車市場。

新能源 汽車 區別於傳統車最核心的技術是「三電」系統，主要是指電機、電池、電控。

和燃油發動機的 汽車 相比，純電動 汽車 使用電動機代替了燃油車的柴油/汽油發動機；以電池組代替了燃油，為電動機提供動力；其中還有一個最主要的部件就是電控系統，電控系統由電池管理系統和控制系統構成，管理電池組和控制電池的能量輸出以及調節電動機的轉速等，是連接新能源電池和電機的重要中間載體。

電池：制約新能源 汽車 發展的關鍵因素

電池技術是新能源 汽車 的核心技術，是制約新能源 汽車 發展的關鍵因素。

新能源 汽車 電池主要分類: 從全球新能源 汽車 的發展來看，新能源 汽車 動力來源主要有蓄電池、燃料電池以及超級電容器三類。

其中超級電容器由於儲電容量低的缺陷，無法持續供電，大多以輔助動力源的形式出現。

蓄電池

蓄電池是純電動 汽車 驅動系統的唯一動力源，主要有鋰離子電池、鎳鎘電池和鎳氫電池等。其中鋰離子電池以其獨特的物理和電化學性能，目前正處於高速發展階段。

燃料電池

燃料電池是一種電化學裝置，將燃料具有的化學能直接變為電能，類似於一個「發電廠"。

燃料電池為一次電池，能量轉化效率高、使用壽命較長、能連續大功率供電，但使用成本高。

由於其續航能力與燃油 汽車 相當，新能源 汽車 電池技術的開發中具有較強競爭力。

天眼查APP專業版數據顯示，目前我國有超過20萬家經營范圍含「新能源 汽車 、電動 汽車 、插電式混合動力 汽車 、燃料電池 汽車 」，且狀態為在業、存續、遷入、遷出的新能源 汽車 相關企業。

其中88%的相關企業為有限責任公司，近3成的相關企業注冊資本在1000萬以上。

從行業分布上看，53%的新能源 汽車 相關企業分布在批發和零售業，另有15%的相關企業分布在科學研究和技術服務業，10%分布在租賃和商務服務業。

從地域分布上看，廣東省的新能源 汽車 相關企業數量最多，超過2.5萬家。其次為山東省和江蘇省，兩省分別有超過1.9萬家和1.8萬家相關企業。

此外，河南省、湖南省以及浙江省的現有新能源 汽車 相關企業也均超過1萬家。

新能源 汽車 電池發展情況:

由於各種動力電池自身的性能、涉及的材料以及開發成本等差異，形成了不同的使用前景。

在上述主要的新能源 汽車 電池類別中，目前技術最成熟的是鎳氫電池，但商業化最成功的是鋰離子電池，並已經成為新能源 汽車 電池主流，燃料電池目前為各大車企研發目標。

當前，鋰離子電池已經成為所有新能源 汽車 電池中增長速度最快的一類。從2012 年至今，鋰離子電池行業一直呈現快速增長趨勢，並將加快取代傳統電池。

隨著科學技術的進步， 汽車 產業將不斷升級，鋰離子電池將保持持續增長速度，並且成本將會呈下降態勢。

純電力驅動 汽車 已經成為新能源 汽車 發展的重要趨勢，大眾集團計劃 2025 年前提供超過 30 款電動 汽車 。

近幾年來，隨著新能源 汽車 電池相關基礎技術的成熟化，不斷突破技術難點，燃料電池技術也取得了重大進展。

電機： 汽車 核心驅動部件

新能源 汽車 電機主要是由定子、轉子和機械結構三大部分組成。定子和轉子是其中的核心，主要原理是轉子繞組通過切割定子旋轉磁場產生感應電動勢及電流，並形成電磁轉矩而使電動機旋轉。

目前，應用於新能源 汽車 的驅動電機主要包括直流電機、交流電機和開關磁阻電機三類，其中在目前乘用車、商用車領域應用較為廣泛的電機包括直流（無刷）電機、交流感應（非同步）電機、永磁同步電機、開關磁阻電機等。

其他特殊類型的驅動電機包括輪轂/輪邊電機、混合勵磁電機、多相電機、雙機械埠能量變換器（ Dmp-EVT），目前市場化應用較少，是否能夠大規模推廣需要更長時間的車型驗證。

1）交流非同步電機，也稱為感應電機（Inction Motor），在定子繞組中輸入三相交流電，定子繞組中的勵磁電流在定子鐵芯中產生旋轉磁場， 此時轉子繞組中有感應電流通過並推動轉子作旋轉運動。

當轉子帶有機械負載時，轉子電流增加，由於電磁感應作用，定子繞組中的勵磁電流也增加。

交流非同步電機控制器採用脈寬調制（ PWM） 方式實現高壓直流到三相交流的電源變換，採用變頻器實現電機調速，採用矢量控制或直接轉矩控制實現轉矩控制的快速響應，滿足負載變化特性的要求。

交流非同步電機的優點在於結構簡單，定子轉子無直接接觸，運行可靠性強，轉速高，維護成本低。

不足之處在於能耗高，轉子發熱快，高速工況下需要額外冷卻系統；功率因數低，需要大容量的變頻器，造價較高，調速性較差。

目前，交流非同步電機主要用於空間要求較低、且速度性能要求不高的電動客車、物流車、商用車等車型中。

2）永磁電機（Permanent Magnetic Motor） 包括永磁同步電機（正弦波）和永磁無刷直流電機（方波）兩大類，其轉子均由永磁材料製成， 定子採用三相繞組，輸入調制方波產生旋轉磁場帶動永磁轉子轉動。

永磁同步電機的優點在於其較大的轉矩和驅動效率，具有高功率密度和寬調速范圍，且沒有勵磁損耗和散熱問題，電機結構簡單，體積比同功率的非同步電機小 15%以上；其缺點在於高速運行時控制復雜，永磁體退磁問題目前難以解決， 電機造價較高。

目前，永磁同步電機主要應用於體積小，且速度、操控性能要求較高的電動乘用車領域，部分中小型客車亦開始嘗試使用永磁電機作為驅動源。永磁無刷直流電機則一般在小功率電動 汽車 、低速電動車領域應用較為廣泛。

3）開關磁阻電機（Switched Reluctance Motor）的定子和轉子鐵芯均由硅鋼片疊壓而成，利用沖片上的齒槽構成雙凸極結構， 定子產生扭曲磁場，利用「磁阻最小原理」驅動轉子運動。

開關磁阻電機結構和控制簡單、出力大，可靠性高，成本低，起動制動性能好，運行效率高，但電機雜訊高，但轉矩脈動嚴重，非線性嚴重，在電動 汽車 驅動中有利有弊，目前電動 汽車 應用較少。

4）直流電機（DC Motor）通過在定子主磁極上繞制勵磁線圈並通以直流電以產生磁場，轉子電樞繞組也通以直流電，通電繞組置於磁場中輸出電磁轉矩拖動負載運行。

直流電機控制器一般採用晶閘管脈寬調制方式（ PWM），控制性能好，調速平滑度高，控制簡單，技術成熟，且成本較低。

直流電機的缺點是需要獨立的電刷和換向器，導致速度提升受限；電刷易損耗，維護成本較高。

直流電機多用於早期的電動 汽車 驅動系統，目前新研製的車型已經基本不再採用。

純電池的大腦：電控系統介紹

電控系統是純電動 汽車 的大腦，其由各個子系統構成，每一個子系統一般由感測器，信號處理電路，電控單元，控制策略，執行機構，自診斷電路和指示燈組成。

純電動 汽車 的電控系統主要包括整車控制系統，電機控制系統和電池管理系統，各技術分支的功能不是簡單的疊加，而是綜合各個分支功能來控制 汽車 。電子控制技術是純電動 汽車 發展的核心技術。

電控系統的主要功能包括：

1)接收來自駕駛員的操作命令，並向各個控制部件發送控制指令，使 汽車 按照駕駛員的預期行駛。

2)電控系統對關鍵信息的模擬量狀態通過感測器進行採集並輸入到相關控制部件的信號通道。

3)接收到的各個部件的信息發送到電池管理系統，提供各個部件當前能量的信息狀態。

4)對系統故障可判斷和存儲，實時檢測系統信息，記錄電動 汽車 運行過程中出現的故障。

5)對 汽車 具有保護功能，在突發或者緊急情況下可自動復位電動機。

在 汽車 電控系統中，整車控制器（VCU）、電機控制器（MCU）和電池管理系統（BMS）是最重要的核心技術，對整車的動力性、經濟性、可靠性和安全性等有著重要影響。

BMS 提供電池出現的問題及狀況，MCU 提供電池電能的利用與收回信息，VCU 主要是整理合並以上收到的信息，針對電池充放電的電壓、電流、功率等指數進行分析處置後，及時鑒別電池的安全邏輯，並將形成的相關指令傳送至電池管理系統中，通過該系統來執行相關的充放電行為。

整車控制系統（VCU ）

VCU 是實現整車控制決策的核心電子控制單元，一般僅新能源 汽車 配備、傳統燃油車無需該裝置。

VCU 通過採集油門踏板、擋位、剎車踏板等信號來判斷駕駛員的駕駛意圖；通過監測車輛狀態（車速、溫度等）信息，由 VCU 判斷處理後，向動力系統、動力電池系統發送車輛的運行狀態控制指令，同時控制車載附件電力系統的工作模式；VCU 具有整車系統故障診斷保護與存儲功能。

電機控制器（MCU）

電機控制器（MCU）通過接收 VCU 的車輛行駛控制指令，控制電動機輸出指定的扭矩和轉速，驅動車輛行駛。

實現把動力電池的直流電能轉換為所需的高壓交流電、並驅動電機本體輸出機械能。

車用 MCU 在 汽車 中的應用呈現出多樣性，從簡單的車燈控制到復雜的發動機控制、 汽車 遠程通信實現，高、中、低端 MCU 在 汽車 中都可以發揮作用。

不同 汽車 電子系統對 MCU 的要求是不同的，也就決定了車用 MCU 的多樣性。

電池管理系統（BMS）

電池管理系統（BMS）作為保護動力鋰離子電池使用安全的控制系統，時刻監控電池的使用狀態，通過必要措施緩解電池組的不一致性，為新能源車輛的使用安全提供保障。

電動 汽車 動力電池是由幾千個小電芯組成的，電池包的組成主要包括電芯、模塊、電氣系統、熱管理系統、箱體和 BMS。

電池管理系統（Battery Management System，縮寫 BMS）是對電池進行管理的系統，主要負責監測和管理整個電池組的政策工作：

主要功能包括估測電流的電荷狀態、檢測電池的使用狀態、管控電池的循環壽命、在充電過程中對電池進行熱管理、啟停鋰電池冷卻系統，同時也管理單體電池間的均衡，防止單體電池過充過放產生的危險。

註：本文內容主要摘自天風證券，中外行業研究整理推送

⑵ 新能源汽車bms是什麼

新能源汽車的電池管理系統即Batterymanagementsystem，一般簡稱BMS。目前BMS的叫法已經很普及了，提到BMS第一反應也是電池管理系統。早幾年前，當網路「BMS」這個字眼的時候最先出來的是BankManagementSystem，差別還是挺大的。

一、BMS介紹新能源汽車PACK系統占電動車整車成本的30%左右，其性能也直接影響了整車的駕駛與安全；而BMS作為PACK系統的管理單元，對電池的安全、壽命、性能等至關重要。所以，具備一套穩定可靠的BMS是電動汽車的重中之重。

目前市場上參與BMS開發的企業主要有三類：主機廠：電動車發展的早期，主機廠基本都是把BMS作為外購件，但是大部分成熟的主機廠逐漸認識到BMS的戰略意義，都會通過兼並購、戰略合作等方式進入PACK+BMS產業。國內如BUD、北汽、吉利等車企均有專門的研發團隊進行BMS的研發，除了核心技術的掌握外，在成本和效率方面較其他企業有較強的競爭力。

動力電池企業：目前國內第一梯隊動力電池企業。代表企業有CATL、萬向、國軒等。

BMS企業：幾年前市場上BMS企業仍占據主要位置。但隨著上面兩個勢力的強勢介入，BMS企業的生存空間在不斷被擠壓。但作為專業的第三方BMS企業，技術積累有天然的優勢。國內有億能電子、均勝電子等。

不論是主機廠還是供應商，都會把BMS研發能力作為必選項抓在手裡，並力圖取得長足的發展。但是，綜合來看，國內的BMS產品技術參差不齊，而且大部分不能滿足Autosar和功能安全的要求。

目前國標對於BMS的定義為「由電池電子部件和電池控制單元組成的電子裝置」，其中有兩個概念需要界定清楚，首先是「電池電子部件」，這個電池電子部件很多人會以為是電池的什麼部件，其實不然。它的准確含義是「採集電池單體（集成）或電池模塊（集成）的與電和熱相關的數據，並將這些數據提供給電池控制單元的電子裝置」，即通常意義上的從控。其次是」電池控制單元「，它的定義是「控制或管理電池系統電或熱性能，並可以與車輛上的其他控制單元進行信息交互的電子控制部件」，即通常意義上的主控。

（圖/文/攝： 問答叫獸） 問界M5 小鵬汽車P7 AION V 傳祺GS8 小鵬P5 理想ONE @2019

⑶ 新能源汽車電池管理系統有哪些功能

電池管理系統的常見功能模塊根據初步劃分，也可以分為測量功能、狀態計算功能、系統輔助功能和通信與診斷。現階段純電動汽車主要有三大核心控制器：電池管理系統（BMS）、整車管理系統（VMS）及電機控制單元（MCU）。

新能源汽車電池管理系統（BMS）新能源汽車為什麼需要電池管理系統（BMS）目前，鋰離子電池因具有高電荷密度和低重量而被證明是純電動汽車最理想的動力來源。

由於鋰離子電池的尺寸很大，工作性質上非常不穩定。在加上都是單體電池組合而成，要想在任何情況下監控其電壓和電流工作情況是非常困難的。為了解決這一困難就需要一個特殊的專用系統，稱為電池管理系統（BMS）。

同樣為了從電池組獲得最大效率，應該在相同的電壓下同時對所有電池完全充電和放電，這再次需要BMS的參與。可想而知沒有BMS是絕對不行的。

電池管理系統（BMS）動力電池管理系統（BMS）技術動力電池管理系統可以被認為是電池組的「大腦」，主要負責保護電池單元不受外界條件的影響。

目前用於電動汽車的領先電能存儲技術都是使用鋰離子作為動力電池的。具有便攜性，高能量密度，低自放電和記憶效應等特點。使該技術成為EV（電動車）和PHEV（插電式混合動力汽車）的理想解決方案。

目前動力電池管理系統（BMS）存在兩個主要問題：1過度充電會導致過熱。

2將它們放電到某個閾值以下會永久性地降低它們的容量；該閾值通常約為其總容量的5%。

由於電池是通過化學反應來工作的，它們處在充電不足或過充電的狀態中工作，其中熱量起著基本作用；當熱量增加時，導體往往會增加其電阻，而相反，絕緣體會降低它們的電阻。

為了調節能量流，動力電池管理系統（BMS）的每個電池單元都具有兩個MOSFET（金氧半場效晶體管），用作根據電池的充電狀態，電壓和溫度條件對其充電或放電的柵極。而動力電池管理系統（BMS）產生的脈沖可以打開和關閉這些MOSFET（金氧半場效晶體管）。

MOSFET在其工作模式方面分為兩種類型：MOSFET（金氧半場效晶體管）增強模式如果源極和漏極之間的導電性隨著柵極端子處施加的電壓的增加而增加，則稱MOSFET具有增強模式。增強型MOSFET也稱為OFF設備。它們僅在柵極端子處添加正電壓。

耗盡模式如果器件的導電性隨著柵極端子處施加的電壓的增加而降低，則稱MOSFET具有耗盡模式。耗盡模式通常稱為ON設備，也就是說，當向上施加的電壓為零時它們將導通。

（圖/文/攝： 問答叫獸） 蔚來ES8 蔚來ES6 問界M5 蔚來EC6 小鵬汽車P7 傳祺GS8 @2019

⑷ 新能源汽車三電系統是指哪些

新能源汽車三電系統有：電驅動，電池，電控。目前，新能源汽車所使用的控制系統大多是在傳統汽車控制器基礎上，再進行一些適應性的更改，形成適應於新能源汽車工作的控制軟體。
國內在電機、電控領域的自主化程度仍遠落後於電池，部分電機電控核心組件如IGBT 晶元等仍不具備完全自主生產能力，具備系統完整知識產權的整車企業和零部件企業仍是少數。隨著國內電機電控系統產業鏈的逐步完善，電機電控系統的國產化率逐步提高，電機電控市場具有的增速有望超過新能源汽車整車市場的增速。

電驅由三部分構成：傳動機構、電機、逆變器。
目前國內外電動車的傳動機構都是單機減速，即沒有離合、沒有變速。未來各電動車企業將會在傳動機構上增加復雜性，同時降低對電機、電機變阻器的需求，即提高性能，降低成本。
電機由三部分組成：定子、轉子、殼體，電機技術的關鍵點在定子、轉子。
希望能幫到你！

⑸ 新能源汽車一般有幾個電池系統

是這樣的
新能源汽車一般是由兩個電池系統組成的一個是高壓電池系統，主要負責為車輛提供動力的來源，一個是低壓電池系統，為車輛啊娛樂系統用電器想導航系統，儀表系統燈光系統等提供電源。

⑹ 新能源汽車動力電池結構及機理

新能源汽車動力電池結構及機理：
汽車動力電池結構由電池模塊、電池模塊支架、電池箱體、電池管理系統、高壓電路控制系統、熱管理系統、安全控制模塊等幾部分組成。
汽車作為一種最為普遍的現代交通工具之一，為人們的生活帶來了_多便利。但是隨著石油資源緊缺現象的日漸突出，以及大氣污染的程度的日益加重，都必須大力發展清潔、無污染的新能源汽車，這已經引起了世界各國的廣泛關注，成為了當下新能源領域的研究熱點。而關於新能源汽車動力電池系統，是其中的一項重要研究內容，與汽車動力有著直接關聯，這就需要從多個方面進行綜合考慮，保證其結構設計的科學性、合理性、安全性，從而提升新能源汽車整體性能。