2.1.3 动力电池从单体到系统

通常，没有附加任何其他零部件的单个电池称为电芯或电池单体。电池单体的电压通常在5V以内，电子消费品电池单体容量一般在10A·h以内，动力电池单体容量一般在2～200A·h范围内（个别产品超过此范围）。

对于电子消费品来说，大多数用电池单体就够了，如手机和平板电脑。而对于电动车来说，需要几百伏的电压才能满足电驱系统的高效率（乘用车一般需要200～400V，客车一般则需要500～700V），需要几百安时的容量（或者说几十到几百千瓦时的电量）才能满足续驶里程的要求。因为电池单体无法提供这么高的电压和能量，所以必须由很多单体电池串联来满足电压要求，单体并联满足容量要求，或者说通过串联和并联来同时满足电压和电量的要求，如图2-4所示。

图2-4 消费类与汽车类动力电池对比

为便于理解电池系统串并联，我们把电芯理解成一个容器，如图2-5所示，容器高度为标称电压，容器截面积为标称容量，容器容积为满电量（电量等于容量乘以电压）。当前所装物体容积占满电量的百分比是SOC。

图2-5 电芯关键参数示意图

当N只电芯电池全并联或全串联时，如图2-6所示，系统电量为单电芯的N倍。从实用角度看，如果电芯容量够大，已满足系统要求，则全部串联就可以满足。

图2-6 电芯串并联示意图

若电芯的容量不够大，更大电量系统则需要电芯既有串联又有并联。实际应用主要有先并后串、先串后并、混联3种成组模式，如图2-7所示。

图2-7 电芯串并联类型、优缺点与应用

图2-7 电芯串并联类型、优缺点与应用（续）