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电动汽车动力电池及其充放电原理分析
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2017-11-10
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引言：
这篇科普文章中引用了网络上的信息，谈到巨大的电池板是怎么组成的，充放电的本质，特别值得细究的是单颗电芯18650的充电电流有多大。这样聊着聊着，我居然还是抛出了一系列问题，欢迎同行朋友加我微信，给我电话，讨论这些问题：
问题1：BMS管理电池，采集的数据是基于每一个电池包，还是每一节18650电芯？
问题2：一节18650电芯等效的电容量是多大？
问题3：对于8000F的超大电容，充电的直流电压上叠加的纹波电压是否影响到充电效果？ 是否影响电容的寿命？
问题4： 200A被分流之后，每节18650电芯的充电电流是多少？
问题5： 为什么国内车载充电机的功率一般是3.3KW和6.6KW？
问题6：假设用3.3KW车载充电机给特斯拉Model S充电，对应的每节18650的充电电流多大？ 充电一次需要多长时间？
问题7：两条技术路线：未来电动汽车是否会不配备“车载充电机”，都用直流充电桩？ 还是未来电动汽车的“车载充电机”会做得容量更大，个人乘用车充电以交流充电桩为主？
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“充电桩之芯及其它”系列之一： 《大风起兮云飞扬，充电桩市场呈现中国特色的“大热”》（点击左下方“阅读原文”查阅）一文中，我们罗列了多地政府的“十三五”充电桩规划。这些规划大都没有明确是要安装交流充电桩还是直流充电桩。交流充电桩和直流充电桩价格差别那么大，政府规划中不区分开来，预算怎么做？ 这说明，政府还没有想那么细，预算也还没有做那么细。
本文将概述电动汽车动力电池及其充放电原理，由之谈到充电桩的分类。
一，简单了解电动汽车的“动力电池”
毋庸置疑，电动汽车的核心技术在于动力电池。用于电动汽车的动力电池目前主要有两种，磷酸铁锂电池和三元锂电池，两者的本质区别是正极材料不一样，磷酸铁锂电池正极材料是磷酸铁锂，三元锂电池正极材料是镍钴锂。性能上的差别不在本文科普范围。
在网络上流传过一篇拆解特斯拉Model S电池的过程，图文并茂，这篇文章可以很好地帮我们科普电动汽车电池的组成。
特斯拉Model S的电池板由16组电池组串联而成，每组电池组由6组电池包串联组成，每组电池包由74节18650电芯并联组成，也就是说，每个电池组由444节18650电芯组成，整个Model S的电池组板共有7104节18650电芯组成，它们是74节并联，96节串联。如图1所示：
图1 电动汽车的电池组板
单颗18650-电池包-电池组-电池板，18650是直径18mm，长度65mm的小圆柱，7000多节串串并并的，最终组成牢固的电池板，重达900公斤，这个实现过程是有很多技术活的。
这篇科普文章中引用了网络上的信息，谈到巨大的电池板是怎么组成的，充放电的本质，特别值得细究的是单颗电芯18650的充电电流有多大。这样聊着聊着，我居然还是抛出了一系列问题，欢迎同行朋友加我微信，给我电话，讨论这些问题：
问题1：BMS管理电池，采集的数据是基于每一个电池包，还是每一节18650电芯？
问题2：一节18650电芯等效的电容量是多大？
问题3：对于8000F的超大电容，充电的直流电压上叠加的纹波电压是否影响到充电效果？ 是否影响电容的寿命？
问题4： 200A被分流之后，每节18650电芯的充电电流是多少？
问题5： 为什么国内车载充电机的功率一般是3.3KW和6.6KW？
问题6：假设用3.3KW车载充电机给特斯拉Model S充电，对应的每节18650的充电电流多大？ 充电一次需要多长时间？
问题7：两条技术路线：未来电动汽车是否会不配备“车载充电机”，都用直流充电桩？ 还是未来电动汽车的“车载充电机”会做得容量更大，个人乘用车充电以交流充电桩为主？
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“充电桩之芯及其它”系列之一： 《大风起兮云飞扬，充电桩市场呈现中国特色的“大热”》（点击左下方“阅读原文”查阅）一文中，我们罗列了多地政府的“十三五”充电桩规划。这些规划大都没有明确是要安装交流充电桩还是直流充电桩。交流充电桩和直流充电桩价格差别那么大，政府规划中不区分开来，预算怎么做？ 这说明，政府还没有想那么细，预算也还没有做那么细。
本文将概述电动汽车动力电池及其充放电原理，由之谈到充电桩的分类。
一，简单了解电动汽车的“动力电池”
毋庸置疑，电动汽车的核心技术在于动力电池。用于电动汽车的动力电池目前主要有两种，磷酸铁锂电池和三元锂电池，两者的本质区别是正极材料不一样，磷酸铁锂电池正极材料是磷酸铁锂，三元锂电池正极材料是镍钴锂。性能上的差别不在本文科普范围。
在网络上流传过一篇拆解特斯拉Model S电池的过程，图文并茂，这篇文章可以很好地帮我们科普电动汽车电池的组成。
特斯拉Model S的电池板由16组电池组串联而成，每组电池组由6组电池包串联组成，每组电池包由74节18650电芯并联组成，也就是说，每个电池组由444节18650电芯组成，整个Model S的电池组板共有7104节18650电芯组成，它们是74节并联，96节串联。如图1所示：
图1 电动汽车的电池组板
单颗18650-电池包-电池组-电池板，18650是直径18mm，长度65mm的小圆柱，7000多节串串并并的，最终组成牢固的电池板，重达900公斤，这个实现过程是有很多技术活的。
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