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

比如整車廠會針對要設(shè)計(jì)的整車，在考慮安全設(shè)計(jì)、線束連接線設(shè)計(jì)、接插件設(shè)計(jì)等相關(guān)要求后，形成一個有限的動力電池系統(tǒng)空間大小。然后在有限的空間約束下，進(jìn)行電池模組、電池管理系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、高壓系統(tǒng)等布置，保證電池單體及模塊均勻散熱，保證電池的一致性，提高電池系統(tǒng)的壽命與安全。設(shè)計(jì)時要考慮到的一些整體和通用性原則包括安全性好、高比能量、高比功率、溫度適應(yīng)性強(qiáng)、使用壽命長、安裝維護(hù)性強(qiáng)、綜合成本低等。

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

一種典型的動力電池系統(tǒng)

因此動力電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程一般如下：

（1）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。

動力電池系統(tǒng)作為電動汽車的重要組成部分，下文主要按其的具體結(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)這四個主要部分。

1.電池模組的結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)

動力電池模組是指動力電池單體經(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，是組成動力電池系統(tǒng)的次級結(jié)構(gòu)之一。動力電池單體即電芯，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。在查閱資料統(tǒng)計(jì)得到的不同材料電芯基本性質(zhì)如下表所示。

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)而影響整個動力電池系統(tǒng)的性能。因此在進(jìn)行動力電池系統(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。