1、OrganizationMoving Energy to You項目: 新能源汽车动力电池成组（封装）生产基地建设项目2010-08-10OrganizationMoving Energy to You技术来源与股东关系 :OrganizationMoving Energy to You电动自车电池电动摩托车电池 电动汽车电池纯电动 /油电混合大巴电池电动车电池模块 (Battery Pack)OrganizationMoving Energy to You动电池芯介绍OrganizationMoving Energy to You台湾台湾有 兰阳能元 升阳韩国韩国LGCSDISBL美国美国A
2、123Johnson s ControlEnerdelBoston PowerValence中国中国神 比克万向 光宇比亚迪 新能源日本日本ToshibaPanasonicSanyo SonyNEC全球动电池主要供货商 :OrganizationMoving Energy to You目前各国电动车用锂电池芯产品简介18.5mm x 37.1mm x 64.8mm4.4Ah3.7V钴酸锂+锰酸锂波士顿动力(Boston-Power)美美国国系系直径 18.2mm，长 65mm1.4Ah3.2V磷酸铁锂Valence192mm(W) x 248mm(L) x 5.8mm(T)20Ah3.7V镍钴
3、锰酸锂200mm(W) x 111mm(L) x 5.8mm(T)7Ah3.6V锰酸锂253mm x 183mm x 5.8mm16Ah17.5Ah2.5V正极材料为锰酸锂负极材料为钛酸锂EnerDel直径34mm，长175mm直径54mm，长195mm直径54.3mm，长163-222mm5Ah33Ah25-41Ah3.6V镍钴铝酸锂江森自控(Johns control Saft battery)20Ah3.3V直径32mm，长113mm4.4Ah3.3V磷酸铁锂A123 系统(A123Systems)容量电压电芯尺寸产品规格外观材料配方制造商*负极未特别标示者, 皆为碳材Organizat
4、ionMoving Energy to You*负极皆为碳材7.5mm x 136mm x 229mm15Ah3.2V磷酸铁锂万向WanxingNA120Ah3.2V磷酸铁锂比亚迪BYD75mm(W) x 135mm(L) x 18.4mm(T)10Ah3.2V磷酸铁锂光宇Coslight直径26mm，长65mm。重量74g2.2Ah/3.0Ah3.2V磷酸铁锂比克BAK中中国国系系直径26.5+/-0.3mm，长70mm。重量100g2.6Ah3.86V锰酸锂神Lishen70mm(W) x 111.7mm(L) x 28.5mm(T)6Ah3.65V镍钴锰酸锂70mm(W) x 102mm
5、(L) x 28.5+/-1.0mm(T)11.5Ah3.2V磷酸铁锂180mm(W) x 107mm(L) x 6.2mm(T)5Ah3.65V镍钴锰酸锂新能源ATL101.5mm(W) x 124mm(L) x 11mm(T)10Ah3.6V锰酸锂110mm(W) x 121mm(L) x 25.5mm(T)110mm(W) x 270.9mm(L) x 25.5mm(T)20Ah/50Ah3.2V磷酸铁锂容量电压电芯尺寸产品规格外观材料配方制造商OrganizationMoving Energy to You电芯尺寸产品规格外观材料配方制造商容量电压直径40.6mm，长138.8mm。重
6、量365+/-10g10Ah3.2V磷酸锂铁升阳PSE300mm x 120mm x 130mm300mm x 160mm x 130mm300mm x 480mm x 130mm10Ah / 30Ah3.2V磷酸锂铁兰阳Lyno直径18.4mm，长65.15mm。重量42.2g2.0Ah3.65V镍钴锰酸锂直径26.5mm，长70.2mm。重量98.7g3.0Ah3.86V锰酸锂能元E-One Moli98+/-1.0mm(W) x 130mm(L) x 7.7mm(T)10Ah3.65V镍钴锰酸锂98+/-1.0mm(W) x 130mm(L) x 7.7mm(T)7.5Ah3.2V磷酸锂
7、铁98+/-1.0mm(W) x 130mm(L) x 7.7mm(T)8.2Ah3.6V锰酸锂有Amita台台湾湾系系OrganizationMoving Energy to You直径 18.4mm，长 65mm2.0Ah2.2Ah3.62V镍钴锰酸锂SDI韩韩国国系系日日本本系系NEC82mm(W) x 150mm(L) x 5.6mm(T)82mm(W) x 150mm(L) x 6.5mm(T)4.3Ah5.2Ah3.7V锰酸锂62mm x 95mm x 13mm4.2Ah2.4V正极材料为锰酸锂负极材料为钛酸锂ToshibaPanasonic直径18mm，长65mm2.2Ah3.6
8、5V镍钴锰酸锂镍钴铝酸锂Sanyo直径18mm，长65mm2.6-3.1Ah3.65V镍钴锰酸锂Sony直径18mm，长65mm直径26mm，长65mm1.1Ah3Ah3.2V磷酸铁锂248.5mm(W) x 165mm(L) x 5.45.6mm(T)129mm(W) x 297mm(L) x 4.7mm(T)15Ah5.3Ah3.7V锰酸锂LGC5Ah 120mm x 12mm x 80mm20Ah 130mm x 23.5mm x 100mm40Ah 173mm x 32mm x 125mm60Ah 173mm x 45mm x 125mm5Ah/20Ah/40Ah/60Ah3.7V锰酸
9、锂SBL容量电压电芯尺寸产品规格外观材料配方制造商*除镍氢电池外, 负极未特别标示者, 皆为碳材.OrganizationMoving Energy to You 单体电池须经过一连的验证合格后 , 才可进入第二阶段的模块测试电池芯使用于新普电池组- 电池芯制程的考核- 电池厂的制程 /质系统稽核- 产能的考核- 电池性能 /可靠 /安全性测试- 电压 /内阻 /容分布- 电性表现 充放电能表现 /同温电性表现- 可靠 同温的寿命表现- 安全性测试- 电池模块的验证- 电性 /可靠 /安全性验证- 电池成组的质控制- 100%检查单体电池电压 /内阻- 单体电池之电压 /内阻 /容成组配对电池
10、芯测试&管 :电池品质管控OrganizationMoving Energy to You电池性能测试设备寿命循环测试设备与恒温烘箱高功测试设备电池单体充放电机真空测试冲击压毁与针过充 /过放 /短 热冲击测试高温测试 震动安全测试设备电池芯测试&管 :单体电池芯测试设备OrganizationMoving Energy to You-测单电池之电压/内阻/容分布以解电池的一致性.容于规格书的容范围电压 内阻于规格书的容范围电池芯测试&管 :电池芯-电压/内阻/容分布(以BP Swing为)OrganizationMoving Energy to You0 400 800 1200 1600
11、2000 2400 2800 3200 3600 4000 4400Capacity (mAh)2600280030003200340036003800400042004400Voltage (mV)Discharge C-rate characteristics RTBoston-Power Swing 4.4Ah (single cell)Constant charge: 0.7C (3.1A) CC-CV to 4.2V, 100mA cut-off0.2C (0.88A) CC discharge to 2.75V end: 4430mAh0.5C (2.2A) CC discharg
12、e to 2.75V end: 4398mAh1.0C (4.4A) CC discharge to 2.75V end: 4361mAh2.0C (8.8A) CC discharge to 2.75V end: 4137mAh2.5C (11A) CC discharge to 2.75V end: 4033mAh3.0C (13.2A) CC discharge to 2.75V end: 3944mAh注 : 0.2C 放电容为 100%.0 400 800 1200 1600 2000 2400 2800 3200 3600 4000 4400Capacity (mAh)260028
13、0030003200340036003800400042004400Voltage (mV)Charge C-rate characteristics RTBoston-Power Swing 4.4Ah (single cell)Constant discharge: 0.5C (2.2A) CC to 2.75V end0.2C (0.88A) CC-CV charge to 4.2V, 100mA: DSC 4371mAh 0.5C (2.2A) CC-CV charge to 4.2V, 100mA: DSC 43710.7C (3.1A) CC-CV charge to 4.2V,
14、100mA: DSC 43661.0C (4.4A) CC-CV charge to 4.2V, 100mA: DSC 43651.5C (6.6A) CC-CV charge to 4.2V, 100mA: DSC 43642.0C (8.8A) CC-CV charge to 4.2V, 100mA: DSC 4362电池芯测试&管 :电池芯于室温下同充/放电速测试OrganizationMoving Energy to You0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500Capacity(mAh)260028003000320034003600
15、3800400042004400Voltage (mV)Discharge temperature characteristicsBoston-Power Swing 4.4Ah (1S)Constant charge condition : 25 0.7C (3080mA) CC/CV to 4.2V, 50mA cut-off. 25 :0.5C(2200mA) to 2.75V cut-off. (DSC 4402mAh) 45 :0.5C(2200mA) to 2.75V cut-off. (DSC 4369mAh) 60 :0.5C(2200mA) to 2.75V cut-off.
16、 (DSC 4367mAh) 0 :0.5C(2200mA) to 2.75V cut-off. (DSC 4325mAh) -10 :0.5C(2200mA) to 2.75V cut-off. (DSC 4199mAh) -20 :0.5C(2200mA) to 2.75V cut-off. (DSC 3905mAh) 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500Capacity (mAh) 85009000950010000105001100011500120001250013000Voltage (mV)Charge temperature
17、 characteristicsPanaCGR18650CG 2.2Ah (3S2P)Constant discharge condition: 25 , 0.5C (2200mA) to 9.0V cut-off. 25 :0.5C(2200mA) CC/CV to 12.6V, 220mA cut-off (DSC 4359mAh) 45 :0.5C(2200mA) CC/CV to 12.6V, 220mA cut-off (DSC 4420mAh) 60 :0.5C(2200mA) CC/CV to 12.6V, 220mA cut-off (DSC 4416mAh) 0 :0.5C(
18、2200mA) CC/CV to 12.6V, 220mA cut-off (DSC 4270mAh) -10 :0.5C(2200mA) CC/CV to 12.6V, 220mA cut-off (DSC 4118mAh) -20 :0.5C(2200mA) CC/CV to 12.6V, 220mA cut-off (DSC 3960mAh) 注 :于常温 25下之放电容为 100%放电曲线充电曲线电池芯测试&管 :单体电池于同温下之0.5C充/放电速测试60/45 /25 /0 /-10 /-20 OrganizationMoving Energy to You0 100 200 30
19、0 400 500 600 700Cycle0102030405060708090100110Percent(%)BP Swing4400 4.4Ah: Cycle life test(1S)(w/o BMU)Charge condition: 0.7C(3080mA)/1.0C(4400mA) CC/CV to 4.2V, 50mA cut-off.Discharge condition: 0.5C(2200mA) discharge to 3.0V.(700cycle=56.2%)(569cycle=51.1%)1.0C/1.0C ( RT ) cycle 1st = 4316mAh0.7
20、C/0.5C(45 ) cycle 1st = 4440mAh0.7C/0.5C( 5 ) cycle 1st = 4311mAh0.7C/0.5C( RT ) cycle 1st = 4287mAh(700cycle=81.3%)(700cycle=77.5%)电池芯测试&管 :电池芯寿命循环测试OrganizationMoving Energy to You完全充电完全充电完全充电完全充电完全充电完全充电完全充电完全充电完全充电完全充电完全放电完全充电完全充电完全充电测试前电池状况PassPassPassPassPassPassPassPassPassPassPassPassPassPas
21、s测试结果L1以 13kN之作用于两片铁板对电池作压扁测试压碎测试3.14L1将直径 2.5mm的钉子 , 以每秒 150mm的速贯穿测试电池之中央部位穿钉测试3.13L1将测试电池从 1.9m高处 ,任意方向坠在水地板 10次坠测试3.12L1将直径 15.8mm之圆棒，放置于测试电池中央部位正上方 , 然后将 9.1kg重的铁块从 610mm高处坠下去撞击测试3.11L0以振幅 0.8mm, 频 1055Hz，每分钟 1Hz的频变化在 XY方向各震动 45分钟振动测试3.10L1将测试电池浸泡于 5%盐水中 2小时泡盐水测试3.9L1将测试电池放置于烘箱内 , 以每分钟 52的升温速加热至
22、 150 , 并保持在 150下 1小时。加热测试3.8L0将测试电池放置于绝对压 11.6KPa中 6小时低压测试3.7*-20 60之温变化需在 5分钟内完成L0在 -20 2小时 60 2小时之温冲击下，做20次的循环测试。热冲击3.6L0将测试电池放置于烘箱内 , 以每分钟 52的升温速加热至 100 , 并保持在 100下 5小时。高温测试3.5L1以 1C将电池逆向充电 90分钟逆向充电3.4L0以 0.2C的放电电对测试电池进强制放电至额定容的 250。过放测试3.3L0以 3C/10V充电 (10V达到即停止 )或 1C/5V充电 90分钟。过充测试3.2L1用电阻 50m以下
23、之电线，在室温下 , 将测试电池的正负两极短 1小时以上。外部短测试3.1判断标准测试条件测试项目穿钉测试压碎测试撞击测试注： L0:电池外观无异状； L1:电池外观液 . 以上测试项目皆可有爆炸起火燃烧之现象 .电池芯测试&管 :电池芯安全性测试OrganizationMoving Energy to You电池 安全性验证-电性/结构性/环境 安全测试电池验证电池 电压/内阻/容分布电池 电性表现-输出电表现/同温电性表现电池 寿命验证- 同充放电/同环境温测试电池模块安全测试0 4000 8000 12000 16000 20000 24000Time (sec)360003800040
24、0004200044000460004800050000520005400056000Voltage (mV)Cell surface temperature in discharging20406080100120140160180200220Temperature (degree C)Pana CGR18650CG 13S8P (w/o BMU)Constant charge: 3A CC-CV to 54.6V, 400mA cut-off3A CC discharge to 39V: 18570mAh, Tmax= 32.5 5A CC discharge to 39V: 18384m
25、Ah, Tmax= 35.5 10A CC discharge to 39V: 18282mAh, Tmax= 41.5 15A CC discharge to 39V: 18301mAh, Tmax= 48.9 20A CC discharge to 39V: 18269mAh, Tmax= 56.5 25A CC discharge to 39V: 18189mAh, Tmax= 63.1 30A CC discharge to 39V: 18018mAh, Tmax= 69.2 0 50 100 150 200 250 300Cycle0102030405060708090100110P
26、ercentofinitial capacity(%)Cycle characteristics RT13S8P core pack (w/o BMU)Charge: 7.5A CC-CV to 54V, 400mA cut-off (rest 20min)Discharge: 20A CC to 39V end (rest 30min) Pana CGR18650CG 2.2Ah: 90.4% (300th cycle)Lishen LR1865SF 2.2Ah: 68.7% (300th cycle)电池模块电性验证电动车0 400 800 1200 1600 2000 2400 2800
27、 3200 3600 4000 4400Capacity (mAh)2600280030003200340036003800400042004400Voltage (mV)Discharge C-rate characteristics RTBoston-Power Swing 4.4Ah (single cell)Constant charge: 0.7C (3.1A) CC-CV to 4.2V, 100mA cut-off0.2C (0.88A) CC discharge to 2.75V end: 4430mAh0.5C (2.2A) CC discharge to 2.75V end
28、: 4398mAh1.0C (4.4A) CC discharge to 2.75V end: 4361mAh2.0C (8.8A) CC discharge to 2.75V end: 4137mAh2.5C (11A) CC discharge to 2.75V end: 4033mAh3.0C (13.2A) CC discharge to 2.75V end: 3944mAh0 100 200 300 400 500 600 700Cycle0102030405060708090100110Percent(%)BP Swing4400 4.4Ah: Cycle life test(1S
29、)(w/o BMU)Charge condition: 0.7C(3080mA)/1.0C(4400mA) CC/CV to 4.2V, 50mA cut-off.Discharge condition: 0.5C(2200mA) discharge to 3.0V.(700cycle=56.2%)(569cycle=51.1%)1.0C/1.0C ( RT ) cycle 1st = 4316mAh0.7C/0.5C(45 ) cycle 1st = 4440mAh0.7C/0.5C( 5 ) cycle 1st = 4311mAh0.7C/0.5C( RT ) cycle 1st = 42
30、87mAh(700cycle=81.3%)(700cycle=77.5%)电池芯测试&管 :电池能验证OrganizationMoving Energy to You 单体电池电性测试 寿命测试 安全性测试 电池厂稽核 寿命测试 安全性测试 BMU测试 供货商管 定期稽核电池芯测试&管 :电池芯供货商管程OrganizationMoving Energy to YouBMS解决方案OrganizationMoving Energy to You客制化 BMSOptic Fiber油电混合动车288V电动机车48V/96V客制化 LECUCAN/LINI2C/RS48524V/36V 36038
31、0V 576V产品项目 电动自车纯电动车 电动大巴解决方案电池管系统(BMS)OrganizationMoving Energy to YouProtocolFeatureCAN LIN I2C/SMBus RS485Type of Applicationreal-time systemLow level communicationCommunication between ICCommunication between systemPhysical Layer Twisted pairSingle wire Two wire Twisted pairData Rate 500kBit/s 2
32、.420kBit/s 100k3.4M Bit/s10M Bit/sNoise immunity high middle low highNo. of devices Max.40 Max.16 Max.1024 slave Max.32Require H/W TX/RX ICYes. Yes. No, Yes.Data Collision DetectionYes. No. No. No.BMS可支持之通讯协议OrganizationMoving Energy to You电侦测单元整车管系统BMS Microcontroller保护及报警功能电池状态讯息提报通讯支持过电压低电压过充电过放电
33、过温低温电压电温电健康状态循环次数Can BusCan Bus+讯号隔离讯号隔离ON/OFF车上低压电源系统VDD模块 1LECU电压侦测温侦测平衡功能模块 2模块 3绝缘阻抗侦测模块 1LECU电压侦测温侦测平衡功能模块 2模块 3模块 1LECU电压侦测温侦测平衡功能模块 2模块 3Can Bus电动车电池管系统方块图OrganizationMoving Energy to YouBMSVMSCan Bus+ON/OFFIsolated+12VVDD单模块单模块单模块单模块 Balance Control电侦测单元Can Bus储能电感 ,透过 BMS开关换可将能转移至相临模块主动平衡管方
34、块图OrganizationMoving Energy to YouBattery Module X8DC充电站AC充电站AC/DC 转换直连结器直电充电讯息沟通交电(AC110)直电直电充电讯息沟通交连结器储能模块(电池组 )电池管系统 (BMS)- 电池状态信息开发平台电池管系统(BMS)搭配充电器开发平台OrganizationMoving Energy to You电池成组设计技术 :阻抗最佳化与电径阻抗均衡定义:R1:电池阻抗R2,R3 :线阻Q1 Balance Switch 调控R4 Balance 电阻由上参数可计算:1.电池组的内阻变化。2. 测组装焊点或丝松动阻抗增加3.
35、警报系统R1R2R3R4132Q1V1技术指标:1. 电池组的内阻阻抗调变检测. (Operating range :mOhm Ohm , Accurary 1 Ohm)2. 建警报系统. (BMS Interface : Can bus, Ethernet ).OrganizationMoving Energy to You电池成组设计技术 :锂电池高并电平衡监控系统技术指标:1. 任一条径无法供电它仍可径回供电.2. 工作环境温：-30 - +603. 电池组寿命：循环寿命2000次（80%DOD），时效周期84. 电池组内单体电池容差1%，交内阻差10%；5. 电池组能总效90%Orga
36、nizationMoving Energy to You电池成组设计技术 :高精的电池管系统(BMS)提供可靠的残电(SOC)与续航哩程显示技术指标:1. 电源管系统- 建电压校正递回技术.(Operating Range 320V760V)2. 电源管系统- 建电校正递回技术.(Operating Range 10A150A)3. 电池管系统- SOC预估误差5%，4. 具有SOH诊断功能,5. 达到系统自放电10（14天，250C, 60% SOC）OrganizationMoving Energy to You电池成组设计技术 :自我诊断系统提供实时系统故障报警与电池健康状况显示(SOH
37、)技术指标:1. 电源管系统- 建系统状况诊断技术. Cell-Impedance Detection Physical layer Diagnostic Information report and broadcasting2. 电源管系统- 改善错误检知正技术. Error detection of Data Link layer Data Recovery and CorrectionOrganizationMoving Energy to You电池成组设计技术 :国际标准SAE1939与延伸通讯接口开发技术指针(系统通讯能):1. CAN 2.0B：250k Bit/sec2. 最大节点数30个3. 通讯调变长08字节4. 通讯方式：点对点、广播OrganizationMoving Energy to You电池成组设计技术 :主动式平衡系统技术指标:1. 对象:锂离子电池2. 实现范围及方式 : Idle /Charge /Discharge mode3. 电池效能 : 90% of Design Capacity ,500 cycles at 25C4. 工作环境温：-30 - +605. 低85%能源损耗1. 锂电池与能的转换高效2. 减小平衡时热产生对锂电池的伤害3. 可在任何时候启动平衡方程(Idle/Charge/Discharge)
