動(dòng)力電池系統(tǒng)指用來給電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)提供能量的一種能量?jī)?chǔ)存裝置，由一個(gè)或多個(gè)電池包以及電池管理系統(tǒng)組成。動(dòng)力電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)要以滿足整車的動(dòng)力要求和其他設(shè)計(jì)為前提，同時(shí)要考慮電池系統(tǒng)自身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和安全及管理設(shè)計(jì)等方面。

一種典型的動(dòng)力電池系統(tǒng)

由于不同種類電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)和工作模式的不同，導(dǎo)致對(duì)動(dòng)力電池的性能要求也不一樣。純電動(dòng)汽車行駛完全依賴于動(dòng)力電池系統(tǒng)的能量，電池系統(tǒng)容量越大，可以續(xù)航里程越長(zhǎng)，但所需電池系統(tǒng)的體積和重量也越大。雖然混合動(dòng)力汽車對(duì)動(dòng)力電池系統(tǒng)的容量要求比純電動(dòng)汽車要低，但要能夠在某些時(shí)候提供較大的瞬時(shí)功率。而串聯(lián)式和并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車對(duì)電池系統(tǒng)的要求又有所區(qū)別。

因此動(dòng)力電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程一般如下：（1）首先確定整車的設(shè)計(jì)要求（2）然后確定車輛的功率及能量要求（3）選擇所能匹配合適的電芯（4）確定電池模塊的組合結(jié)構(gòu)形式（5）確定電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及熱管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求（6）仿真模擬及具體試驗(yàn)驗(yàn)證。

動(dòng)力電池系統(tǒng)作為電動(dòng)汽車的重要組成部分，下文主要按其具體結(jié)構(gòu)及功能來談?wù)勗O(shè)計(jì)要求。分為電池模組、電池管理系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、電氣及機(jī)械系統(tǒng)這四個(gè)主要部分。

1.電池模組的結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)

動(dòng)力電池模組是指動(dòng)力電池單體經(jīng)由串并聯(lián)方式組合并加保護(hù)線路板及外殼后，能夠直接提供電能的組合體，是組成動(dòng)力電池系統(tǒng)的次級(jí)結(jié)構(gòu)之一。動(dòng)力電池單體即電芯，按正極材料來分，主要包括鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰以及鎳鈷錳酸鋰三元材料等。

按電芯的結(jié)構(gòu)形狀來分，主要分為圓柱電芯和方形電芯以及軟包這三種，各自的優(yōu)缺點(diǎn)也十分明顯。在一定程度上，電芯的性能決定了電池模組的性能進(jìn)而影響整個(gè)動(dòng)力電池系統(tǒng)的性能。因此在進(jìn)行動(dòng)力電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)，一定要根據(jù)整車的設(shè)計(jì)要求去選擇電芯的材料及形狀。

那么首先要通過電動(dòng)汽車的動(dòng)力需求以及各種高電壓機(jī)器配件等所需的消耗電力、時(shí)間以及使用溫度來確定電池系統(tǒng)的容量。然后在進(jìn)行電池模塊設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到動(dòng)力電池的特性。因?yàn)閯?dòng)力電池在不同溫度下輸出/輸入會(huì)發(fā)生變化。容量、輸出性能會(huì)隨使用時(shí)間逐漸退化。電池的性能與選擇一旦出現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，將不能滿足低溫時(shí)的加速性能和爬坡性能，并且當(dāng)電池老化時(shí)還會(huì)給系統(tǒng)性能造成影響。電池模組由多個(gè)動(dòng)力電芯串并聯(lián)組合而成，包括單體電芯、固定框架、電連接裝置，還有溫度傳感器、電壓檢測(cè)線路等。

動(dòng)力電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程（電芯→模塊→系統(tǒng)）