新能源汽车电池系统

⑴ 新能源汽车三电系统(电池、电机、电控)你了解多少

2020年，中国的 汽车 保有量超过2.75亿辆，超越美国成为世界上规模最大的 汽车 保有国。

与此同时，在国家政策大力支持、制造技术逐渐成熟、居民购买力不断提高等利好因素的共同作用下，我国新能源车保有量也大幅提升，成为全球最大的新能源车市场。

新能源 汽车 区别于传统车最核心的技术是“三电”系统，主要是指电机、电池、电控。

和燃油发动机的 汽车 相比，纯电动 汽车 使用电动机代替了燃油车的柴油/汽油发动机；以电池组代替了燃油，为电动机提供动力；其中还有一个最主要的部件就是电控系统，电控系统由电池管理系统和控制系统构成，管理电池组和控制电池的能量输出以及调节电动机的转速等，是连接新能源电池和电机的重要中间载体。

电池：制约新能源 汽车 发展的关键因素

电池技术是新能源 汽车 的核心技术，是制约新能源 汽车 发展的关键因素。

新能源 汽车 电池主要分类: 从全球新能源 汽车 的发展来看，新能源 汽车 动力来源主要有蓄电池、燃料电池以及超级电容器三类。

其中超级电容器由于储电容量低的缺陷，无法持续供电，大多以辅助动力源的形式出现。

蓄电池

蓄电池是纯电动 汽车 驱动系统的唯一动力源，主要有锂离子电池、镍镉电池和镍氢电池等。其中锂离子电池以其独特的物理和电化学性能，目前正处于高速发展阶段。

燃料电池

燃料电池是一种电化学装置，将燃料具有的化学能直接变为电能，类似于一个“发电厂"。

燃料电池为一次电池，能量转化效率高、使用寿命较长、能连续大功率供电，但使用成本高。

由于其续航能力与燃油 汽车 相当，新能源 汽车 电池技术的开发中具有较强竞争力。

天眼查APP专业版数据显示，目前我国有超过20万家经营范围含“新能源 汽车 、电动 汽车 、插电式混合动力 汽车 、燃料电池 汽车 ”，且状态为在业、存续、迁入、迁出的新能源 汽车 相关企业。

其中88%的相关企业为有限责任公司，近3成的相关企业注册资本在1000万以上。

从行业分布上看，53%的新能源 汽车 相关企业分布在批发和零售业，另有15%的相关企业分布在科学研究和技术服务业，10%分布在租赁和商务服务业。

从地域分布上看，广东省的新能源 汽车 相关企业数量最多，超过2.5万家。其次为山东省和江苏省，两省分别有超过1.9万家和1.8万家相关企业。

此外，河南省、湖南省以及浙江省的现有新能源 汽车 相关企业也均超过1万家。

新能源 汽车 电池发展情况:

由于各种动力电池自身的性能、涉及的材料以及开发成本等差异，形成了不同的使用前景。

在上述主要的新能源 汽车 电池类别中，目前技术最成熟的是镍氢电池，但商业化最成功的是锂离子电池，并已经成为新能源 汽车 电池主流，燃料电池目前为各大车企研发目标。

当前，锂离子电池已经成为所有新能源 汽车 电池中增长速度最快的一类。从2012 年至今，锂离子电池行业一直呈现快速增长趋势，并将加快取代传统电池。

随着科学技术的进步， 汽车 产业将不断升级，锂离子电池将保持持续增长速度，并且成本将会呈下降态势。

纯电力驱动 汽车 已经成为新能源 汽车 发展的重要趋势，大众集团计划 2025 年前提供超过 30 款电动 汽车 。

近几年来，随着新能源 汽车 电池相关基础技术的成熟化，不断突破技术难点，燃料电池技术也取得了重大进展。

电机： 汽车 核心驱动部件

新能源 汽车 电机主要是由定子、转子和机械结构三大部分组成。定子和转子是其中的核心，主要原理是转子绕组通过切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流，并形成电磁转矩而使电动机旋转。

目前，应用于新能源 汽车 的驱动电机主要包括直流电机、交流电机和开关磁阻电机三类，其中在目前乘用车、商用车领域应用较为广泛的电机包括直流（无刷）电机、交流感应（异步）电机、永磁同步电机、开关磁阻电机等。

其他特殊类型的驱动电机包括轮毂/轮边电机、混合励磁电机、多相电机、双机械端口能量变换器（ Dmp-EVT），目前市场化应用较少，是否能够大规模推广需要更长时间的车型验证。

1）交流异步电机，也称为感应电机（Inction Motor），在定子绕组中输入三相交流电，定子绕组中的励磁电流在定子铁芯中产生旋转磁场， 此时转子绕组中有感应电流通过并推动转子作旋转运动。

当转子带有机械负载时，转子电流增加，由于电磁感应作用，定子绕组中的励磁电流也增加。

交流异步电机控制器采用脉宽调制（ PWM） 方式实现高压直流到三相交流的电源变换，采用变频器实现电机调速，采用矢量控制或直接转矩控制实现转矩控制的快速响应，满足负载变化特性的要求。

交流异步电机的优点在于结构简单，定子转子无直接接触，运行可靠性强，转速高，维护成本低。

不足之处在于能耗高，转子发热快，高速工况下需要额外冷却系统；功率因数低，需要大容量的变频器，造价较高，调速性较差。

目前，交流异步电机主要用于空间要求较低、且速度性能要求不高的电动客车、物流车、商用车等车型中。

2）永磁电机（Permanent Magnetic Motor） 包括永磁同步电机（正弦波）和永磁无刷直流电机（方波）两大类，其转子均由永磁材料制成， 定子采用三相绕组，输入调制方波产生旋转磁场带动永磁转子转动。

永磁同步电机的优点在于其较大的转矩和驱动效率，具有高功率密度和宽调速范围，且没有励磁损耗和散热问题，电机结构简单，体积比同功率的异步电机小 15%以上；其缺点在于高速运行时控制复杂，永磁体退磁问题目前难以解决， 电机造价较高。

目前，永磁同步电机主要应用于体积小，且速度、操控性能要求较高的电动乘用车领域，部分中小型客车亦开始尝试使用永磁电机作为驱动源。永磁无刷直流电机则一般在小功率电动 汽车 、低速电动车领域应用较为广泛。

3）开关磁阻电机（Switched Reluctance Motor）的定子和转子铁芯均由硅钢片叠压而成，利用冲片上的齿槽构成双凸极结构， 定子产生扭曲磁场，利用“磁阻最小原理”驱动转子运动。

开关磁阻电机结构和控制简单、出力大，可靠性高，成本低，起动制动性能好，运行效率高，但电机噪声高，但转矩脉动严重，非线性严重，在电动 汽车 驱动中有利有弊，目前电动 汽车 应用较少。

4）直流电机（DC Motor）通过在定子主磁极上绕制励磁线圈并通以直流电以产生磁场，转子电枢绕组也通以直流电，通电绕组置于磁场中输出电磁转矩拖动负载运行。

直流电机控制器一般采用晶闸管脉宽调制方式（ PWM），控制性能好，调速平滑度高，控制简单，技术成熟，且成本较低。

直流电机的缺点是需要独立的电刷和换向器，导致速度提升受限；电刷易损耗，维护成本较高。

直流电机多用于早期的电动 汽车 驱动系统，目前新研制的车型已经基本不再采用。

纯电池的大脑：电控系统介绍

电控系统是纯电动 汽车 的大脑，其由各个子系统构成，每一个子系统一般由传感器，信号处理电路，电控单元，控制策略，执行机构，自诊断电路和指示灯组成。

纯电动 汽车 的电控系统主要包括整车控制系统，电机控制系统和电池管理系统，各技术分支的功能不是简单的叠加，而是综合各个分支功能来控制 汽车 。电子控制技术是纯电动 汽车 发展的核心技术。

电控系统的主要功能包括：

1)接收来自驾驶员的操作命令，并向各个控制部件发送控制指令，使 汽车 按照驾驶员的预期行驶。

2)电控系统对关键信息的模拟量状态通过传感器进行采集并输入到相关控制部件的信号通道。

3)接收到的各个部件的信息发送到电池管理系统，提供各个部件当前能量的信息状态。

4)对系统故障可判断和存储，实时检测系统信息，记录电动 汽车 运行过程中出现的故障。

5)对 汽车 具有保护功能，在突发或者紧急情况下可自动复位电动机。

在 汽车 电控系统中，整车控制器（VCU）、电机控制器（MCU）和电池管理系统（BMS）是最重要的核心技术，对整车的动力性、经济性、可靠性和安全性等有着重要影响。

BMS 提供电池出现的问题及状况，MCU 提供电池电能的利用与收回信息，VCU 主要是整理合并以上收到的信息，针对电池充放电的电压、电流、功率等指数进行分析处置后，及时鉴别电池的安全逻辑，并将形成的相关指令传送至电池管理系统中，通过该系统来执行相关的充放电行为。

整车控制系统（VCU ）

VCU 是实现整车控制决策的核心电子控制单元，一般仅新能源 汽车 配备、传统燃油车无需该装置。

VCU 通过采集油门踏板、挡位、刹车踏板等信号来判断驾驶员的驾驶意图；通过监测车辆状态（车速、温度等）信息，由 VCU 判断处理后，向动力系统、动力电池系统发送车辆的运行状态控制指令，同时控制车载附件电力系统的工作模式；VCU 具有整车系统故障诊断保护与存储功能。

电机控制器（MCU）

电机控制器（MCU）通过接收 VCU 的车辆行驶控制指令，控制电动机输出指定的扭矩和转速，驱动车辆行驶。

实现把动力电池的直流电能转换为所需的高压交流电、并驱动电机本体输出机械能。

车用 MCU 在 汽车 中的应用呈现出多样性，从简单的车灯控制到复杂的发动机控制、 汽车 远程通信实现，高、中、低端 MCU 在 汽车 中都可以发挥作用。

不同 汽车 电子系统对 MCU 的要求是不同的，也就决定了车用 MCU 的多样性。

电池管理系统（BMS）

电池管理系统（BMS）作为保护动力锂离子电池使用安全的控制系统，时刻监控电池的使用状态，通过必要措施缓解电池组的不一致性，为新能源车辆的使用安全提供保障。

电动 汽车 动力电池是由几千个小电芯组成的，电池包的组成主要包括电芯、模块、电气系统、热管理系统、箱体和 BMS。

电池管理系统（Battery Management System，缩写 BMS）是对电池进行管理的系统，主要负责监测和管理整个电池组的政策工作：

主要功能包括估测电流的电荷状态、检测电池的使用状态、管控电池的循环寿命、在充电过程中对电池进行热管理、启停锂电池冷却系统，同时也管理单体电池间的均衡，防止单体电池过充过放产生的危险。

注：本文内容主要摘自天风证券，中外行业研究整理推送

⑵ 新能源汽车bms是什么

新能源汽车的电池管理系统即Batterymanagementsystem，一般简称BMS。目前BMS的叫法已经很普及了，提到BMS第一反应也是电池管理系统。早几年前，当网络“BMS”这个字眼的时候最先出来的是BankManagementSystem，差别还是挺大的。

一、BMS介绍新能源汽车PACK系统占电动车整车成本的30%左右，其性能也直接影响了整车的驾驶与安全；而BMS作为PACK系统的管理单元，对电池的安全、寿命、性能等至关重要。所以，具备一套稳定可靠的BMS是电动汽车的重中之重。

目前市场上参与BMS开发的企业主要有三类：主机厂：电动车发展的早期，主机厂基本都是把BMS作为外购件，但是大部分成熟的主机厂逐渐认识到BMS的战略意义，都会通过兼并购、战略合作等方式进入PACK+BMS产业。国内如BUD、北汽、吉利等车企均有专门的研发团队进行BMS的研发，除了核心技术的掌握外，在成本和效率方面较其他企业有较强的竞争力。

动力电池企业：目前国内第一梯队动力电池企业。代表企业有CATL、万向、国轩等。

BMS企业：几年前市场上BMS企业仍占据主要位置。但随着上面两个势力的强势介入，BMS企业的生存空间在不断被挤压。但作为专业的第三方BMS企业，技术积累有天然的优势。国内有亿能电子、均胜电子等。

不论是主机厂还是供应商，都会把BMS研发能力作为必选项抓在手里，并力图取得长足的发展。但是，综合来看，国内的BMS产品技术参差不齐，而且大部分不能满足Autosar和功能安全的要求。

目前国标对于BMS的定义为“由电池电子部件和电池控制单元组成的电子装置”，其中有两个概念需要界定清楚，首先是“电池电子部件”，这个电池电子部件很多人会以为是电池的什么部件，其实不然。它的准确含义是“采集电池单体（集成）或电池模块（集成）的与电和热相关的数据，并将这些数据提供给电池控制单元的电子装置”，即通常意义上的从控。其次是”电池控制单元“，它的定义是“控制或管理电池系统电或热性能，并可以与车辆上的其他控制单元进行信息交互的电子控制部件”，即通常意义上的主控。

（图/文/摄： 问答叫兽） 问界M5 小鹏汽车P7 AION V 传祺GS8 小鹏P5 理想ONE @2019

⑶ 新能源汽车电池管理系统有哪些功能

电池管理系统的常见功能模块根据初步划分，也可以分为测量功能、状态计算功能、系统辅助功能和通信与诊断。现阶段纯电动汽车主要有三大核心控制器：电池管理系统（BMS）、整车管理系统（VMS）及电机控制单元（MCU）。

新能源汽车电池管理系统（BMS）新能源汽车为什么需要电池管理系统（BMS）目前，锂离子电池因具有高电荷密度和低重量而被证明是纯电动汽车最理想的动力来源。

由于锂离子电池的尺寸很大，工作性质上非常不稳定。在加上都是单体电池组合而成，要想在任何情况下监控其电压和电流工作情况是非常困难的。为了解决这一困难就需要一个特殊的专用系统，称为电池管理系统（BMS）。

同样为了从电池组获得最大效率，应该在相同的电压下同时对所有电池完全充电和放电，这再次需要BMS的参与。可想而知没有BMS是绝对不行的。

电池管理系统（BMS）动力电池管理系统（BMS）技术动力电池管理系统可以被认为是电池组的“大脑”，主要负责保护电池单元不受外界条件的影响。

目前用于电动汽车的领先电能存储技术都是使用锂离子作为动力电池的。具有便携性，高能量密度，低自放电和记忆效应等特点。使该技术成为EV（电动车）和PHEV（插电式混合动力汽车）的理想解决方案。

目前动力电池管理系统（BMS）存在两个主要问题：1过度充电会导致过热。

2将它们放电到某个阈值以下会永久性地降低它们的容量；该阈值通常约为其总容量的5%。

由于电池是通过化学反应来工作的，它们处在充电不足或过充电的状态中工作，其中热量起着基本作用；当热量增加时，导体往往会增加其电阻，而相反，绝缘体会降低它们的电阻。

为了调节能量流，动力电池管理系统（BMS）的每个电池单元都具有两个MOSFET（金氧半场效晶体管），用作根据电池的充电状态，电压和温度条件对其充电或放电的栅极。而动力电池管理系统（BMS）产生的脉冲可以打开和关闭这些MOSFET（金氧半场效晶体管）。

MOSFET在其工作模式方面分为两种类型：MOSFET（金氧半场效晶体管）增强模式如果源极和漏极之间的导电性随着栅极端子处施加的电压的增加而增加，则称MOSFET具有增强模式。增强型MOSFET也称为OFF设备。它们仅在栅极端子处添加正电压。

耗尽模式如果器件的导电性随着栅极端子处施加的电压的增加而降低，则称MOSFET具有耗尽模式。耗尽模式通常称为ON设备，也就是说，当向上施加的电压为零时它们将导通。

（图/文/摄： 问答叫兽） 蔚来ES8 蔚来ES6 问界M5 蔚来EC6 小鹏汽车P7 传祺GS8 @2019

⑷ 新能源汽车三电系统是指哪些

新能源汽车三电系统有：电驱动，电池，电控。目前，新能源汽车所使用的控制系统大多是在传统汽车控制器基础上，再进行一些适应性的更改，形成适应于新能源汽车工作的控制软件。
国内在电机、电控领域的自主化程度仍远落后于电池，部分电机电控核心组件如IGBT 芯片等仍不具备完全自主生产能力，具备系统完整知识产权的整车企业和零部件企业仍是少数。随着国内电机电控系统产业链的逐步完善，电机电控系统的国产化率逐步提高，电机电控市场具有的增速有望超过新能源汽车整车市场的增速。

电驱由三部分构成：传动机构、电机、逆变器。
目前国内外电动车的传动机构都是单机减速，即没有离合、没有变速。未来各电动车企业将会在传动机构上增加复杂性，同时降低对电机、电机变阻器的需求，即提高性能，降低成本。
电机由三部分组成：定子、转子、壳体，电机技术的关键点在定子、转子。
希望能帮到你！

⑸ 新能源汽车一般有几个电池系统

是这样的
新能源汽车一般是由两个电池系统组成的一个是高压电池系统，主要负责为车辆提供动力的来源，一个是低压电池系统，为车辆啊娱乐系统用电器想导航系统，仪表系统灯光系统等提供电源。

⑹ 新能源汽车动力电池结构及机理

新能源汽车动力电池结构及机理：
汽车动力电池结构由电池模块、电池模块支架、电池箱体、电池管理系统、高压电路控制系统、热管理系统、安全控制模块等几部分组成。
汽车作为一种最为普遍的现代交通工具之一，为人们的生活带来了_多便利。但是随着石油资源紧缺现象的日渐突出，以及大气污染的程度的日益加重，都必须大力发展清洁、无污染的新能源汽车，这已经引起了世界各国的广泛关注，成为了当下新能源领域的研究热点。而关于新能源汽车动力电池系统，是其中的一项重要研究内容，与汽车动力有着直接关联，这就需要从多个方面进行综合考虑，保证其结构设计的科学性、合理性、安全性，从而提升新能源汽车整体性能。