#优质创作者#新能源汽车的核心（动力电池和电驱系统功能和原理） 原创

动力电池和电机驱动作为新能源汽车的核心，小伙伴随我一起展开研究一下
关于新能源汽车的动力电池
动力电池是由单体电池通过一定的结构方式(CTP/CTB/CTC等技术)和电池管理系统去组成电池包
单体电池和电池组的结构：在电池包的内部，其中单体电池通过串联或者并联的方式去成组，将某磷酸铁锂单体电池作为例子，下述为它的电压电流参数。

其实在磷酸铁锂电池是通过电池正和负极、隔膜、电解质材料等来组成它的内部结构
磷酸铁锂电池正极材料是磷酸铁锂，它的负极的材料是石墨，充电和放电中锂离子会在正负极材料上进行嵌入和脱落。 磷酸铁锂电内部的集流作为电池正负极材料的载体，通过集流体在电池内部功能是对正负极电子进行运输，正负极集流体是由铝箔和铜箔材料制备，正负极集流体一般是带状，把正负极材料涂抹布在带状的铝箔或铜箔上的形式来制成正负的极片。

关于电池包的结构组成，它是通过箱体 / 电池 / 导热硅胶 /冷板 / 支架 / 螺栓等来组成。因为电池包通常会产生热量，那么电池箱体结构需要把箱内电池隔热 / 固定 / 绝缘等作为考虑的因素，比如下箱体（ 侧围 /冷板 / 底架 / 底座），其和上箱体由螺栓的方式来固定。

动力电池中还有一个非常重要的电池管理系统
电池管理是在检测技术、计算机技术、自动控制技术的基础上，其对电池组运行状态进行精确的测量、动态的监控、安全的保护，且电池工作保持在最佳的状态，以此提高电池的可靠性去延长它的寿命，这样可以减小运行的成本，其实电池管理系统的实物就是一块PCB板。

那么小伙伴还会好奇电池管理系统在汽车中的结构原理，以下图为例。

那么再来说说电池管理系统的功能
电池管理系统作为电动汽车能量的控制核心，其具备的基本功能：均衡管理功能、热管理功能、CMU通讯功能、SOC 估算、寿命估算、电池信息监控、充电和放电过程控制、数据显示和备份。
其一，关于剩余电量估算SOC，它是把采集的电池数据传递给主控芯片，然后按照算法来预估动力电池组剩余电量SOC，以此作为续驶里程的参考
其二，关于电池信息采集，它是通过采集板上传感器去采集电池组电流的充电和放电的情况 、环境温度信息和工作电压数据，以此由CAN线反馈到主控的芯片

关于新能源汽车的电机驱动系统
电机驱动系统一般涵盖电机控制器、驱动电机、功率转换器、机械变速传动机构、车轮等零件，是纯电动汽车关键部分之一。

电机控制器是由CAN 总线接收来自整车控制器的转速转矩需求，将动力电池的电能转为电机的机械能，经过机械结构传递到车轮，以此确保车辆正常行驶，与此同时，在制动工况下电机控制器控制电机达到制动能量回收的效果。

电动机在工业中很早就得到大量应用，它的种类较多，但与普通电机通常工作在额定工况不一样，纯电动汽车驱动电机性能要能够体现在加减速、启停、高低速等工况下，而且还要考虑环境的温度变化、空间的限制等因素，那么在转矩、功率、体积、效率、可靠性等方面要达到更高的要求，那么就使得驱动电机的种类较少。通常应用在电动汽车驱动系统中电机类型：感应电机、直流电机、开关磁阻电机、永磁同步电机。

永磁同步电机作为同步电机的一种。其不需要对励磁绕组通过励磁电流，却是用钕铁硼等永磁体来产生转子的磁场，与直流励磁同步电机进行对比，它不需产生直流磁通的电功率，那么较大程度提高电机效率。然而永磁同步电机也由于没有办法经过励磁电流改变转子上的直流磁通幅值，无法按照电机运行条件的改变来进行调节，增大控制的复杂程度。

再来说说永磁同步电机，它比其他电机的功率密度更高，相同的体积和质量下输出的转矩更高，而且启动转矩大，它的极限转速更高，制动性能更优秀，且转矩脉动小等优势。此优势相当契合新能源汽车驱动电机所需的体积小、快速响应、宽调速范围、转矩大等特征，这就让永磁同步电机迅速占领新能源汽车驱动电机市场的大份额。其中永磁同步电机通常由转轴、转子铁心、永磁体构成，按照永磁体在铁芯上的安装位置差异能够分为嵌入式、表贴式、内置式，按照交直轴等效电感差异又可分：隐极性、凸极性。下图为永磁同步电机的不同转子结构。