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动力蓄电池技术主要包括电芯设计技术、电池包结构设计技术、热管理技术、电池包电子电气设计技术、电池包安全设计技术、电池包仿真分析技术等。
1. 电芯设计技术
电芯设计过程中包括动力学和热力学仿真及实验验证、材料开发和性能表征、电芯工艺参数设计及表征、安全和可靠性设计及验证、寿命预测、电芯关键项测试验证、产线工艺参数确定及验证等。
2. 电池包结构设计技术
电池包结构设计主要包括电池模组设计及箱体设计，根据整车对电池包的功能、性能、包络尺寸、能量密度或功率密度、重量、挂接点、防护等要求进行合理设计。
3. 热管理技术
热管理技术主要通过对动力电池系统包括电芯、模组、电池系统等不同层级模型的仿真、热测试和验证，优化设计出满足整车功能的架构及系统。
4. 电池包电子电气设计技术
电池包电子电气设计技术可以分为电气设计和电子设计两部分。电气设计主要包含高低压线束、插接器、铜巴、汇流排、端子、继电器、熔丝等电气件的设计。电子设计主要包括电池管理系统设计（包含硬件和软件设计），BMS作为电池包系统的控制核心，具有采集、保护、管理和警示等功能。
5. 电池包安全设计技术
电池包安全主要包含化学安全、电气安全、机械安全、功能安全。化学安全主要指电池包的化学稳定性和热稳定性，确保在各种运行条件下电池包不发生安全风险。电气安全主要包含主动防护和被动防护。主动防护包括绝缘保护、绝缘状态监控、接触阻抗检测、高低压插接器的闭锁装置及良好的电磁兼容性等。被动防护主要指灭火系统。机械安全主要针对电池包箱体及内部的结构件，保证在各种机械载荷和外部破坏的作用下，电池包的机械特性不会发生重大变化。功能安全主要针对电池管理系统，确保BMS在任何随机故障、系统故障或共因失效下，都不会导致安全系统故障。
6. 电池包仿真分析技术
电池包仿真分析技术指通过计算机建模和计算，对产品设计进行验证。在产品开发早期，仿真分析技术作为主要分析方法，用于验证产品设计的合理性，及时发现问题，减少设计变更和缩短开发周期；在产品开发后期，作为辅助分析手段，降低对实验测试的依赖，优化测试项及节约成本。
驱动汽车行驶的机械力源主要有来自发动机输出的机械力和电机输出的机械力两种，本章节讲述的是基于电机作为机械力源的电驱动总成技术。
1. 电驱动总成主要技术要求
作为电动汽车的核心部件，电驱动总成的性能、效率、尺寸、重量、NVH、可靠性等直接关系到车辆性能、驾驶体验甚至是整体效率。
由于电机工作的高效区覆盖范围远优于内燃机高效区范围，以及电机自身的启动力矩大、转速范围广、可反转的驱动特性优点，变速器仅需单档或双档即可实现燃油汽车多档变速器的输出特性。
电驱动总成集成化具有降低成本、提高效率、便于整车布置等诸多优势；部件工艺优化，例如扁线电机、SiC模组替代、油冷电机应用等，可实现降本增效。
2. 电驱动总成的电机种类
电驱动总成的主流电机应用为永磁同步电机和交流异步电机。
永磁同步电机以永磁体提供励磁，使电机结构较为简单，降低了加工和装配成本，且省去了集电环和电刷，提高了电机运行的可靠性；又因无需励磁电流带来的励磁损耗，提高了电机效率和功率密度。缺点是磁钢存在退磁问题，造价也较高。
交流异步电机相比永磁电机，由于励磁源不是永磁体，因此异步电机可工作在较高温度下，不需要考虑退磁的风险，且成本相对较低，此外不工作时的拖滞阻力较小。缺点是由于转子绕组需要励磁，耗电量较大，增加了铜耗，整体效率较低。
目前市场上的电动汽车都配置了永磁同步电机作为主驱应用；对于部分四驱车型，为降低整车综合能耗，也有采用交流异步电机作为辅驱应用，并逐渐成为四驱车型动力系统选型的趋势。
3. 电驱动总成集成化
将电机、电机控制器和变速器集成在一起，可以减少壳体用料、线束及插接器，从而节省布置空间、减轻重量、降低成本；动力总成集成化，不仅提高了系统效率，还降低了供应商层面的管理成本、沟通成本，也减少了原有分散采购带来的配套成本等。
随着集成化程度的逐渐深化，动力总成从简单的部件拼接，向着一体化设计融合发展。电机和减速器作为动力输出模块，其内部的零部件和结构设计也在变化，例如壳体共用、电机输出轴和变速器输入轴共用等。
与此同时，整车电压电控的相关模块，例如车载充电机（On Board Charger，OBC）、DC/DC变换器、电压分配单元（Power Distribution Unit，PDU）等也向集成化发展，出现独立的三合一电源总成（集成OBC、DC/DC变换器、PDU），以及与电机、电机控制器、变速器等集成的五合一动力总成、八合一动力总成等。
1. 能量管理技术
能量管理在车辆能量转换过程中扮演着“能量协调者”的角色，旨在不影响性能与安全的前提下，对能量进行科学合理的分配与控制，使整车能量利用效率达到最优，实现节能降耗的目的。电动汽车能量管理是一个多维度的控制系统，其包含了软、硬件两方面的内容：硬件方面主要是驱动系统部件、热管理系统部件以及其他附件的能量利用效率；软件方面主要是能量管理策略，包括驱动控制策略、能量回收策略、整车热管理策略、低压附件策略等。
电动汽车的能量传递路径主要可分为两条：一条是动力传递路径，由动力电池经配电系统、电驱动总成、半轴到达车轮；另一条是电气传递路径，由动力电池经配电系统到达用电设备，包括空调压缩机、PTC（Positive Temperature Coefficient）加热器、低压附件等。电动汽车能量管理的一个重要工作思路是通过对整车能量流进行测试分析，分解出能量流经的各个部件的能耗，并对能耗较高的部件进行优化提升，实现从零部件最优到整车综合最优的目标。
电动汽车能量管理的另一个重要工作方向是能量管理策略的匹配优化：
（1）驱动控制策略
基于综合寻优的设计原则，并结合驱动系统方案与特性，合理开发加速控制、能量回收以及转矩分配等车辆纵向控制策略，使得台架工况及大部分实际用车工况下的车辆驱动能耗趋于最优。
（2）整车热管理策略
不同于燃油汽车的热管理，电动汽车的热管理包含了动力蓄电池热管理，乘员舱热管理（空调系统）和电驱动总成热管理，系统更为复杂，因此需要从系统集成的角度出发，统筹热量与电驱动总成及整车之间的关系，根据环境温度与使用工况的不同，开发整车多系统耦合的热管理策略，减少能量损失。
（3）低压附件策略
随着汽车的电动化和智能化发展，电动汽车的低压用电设备逐步增多，其消耗的能量占比也逐渐提高，因此根据工况与需求合理匹配水泵、油泵、电子风扇、鼓风机等低压元器件的控制策略，对降低整车能耗具有重要意义。
电动汽车能量管理是从整车层面对各子系统进行能量的综合优化利用。随着能量管理需求由单一维度向多维度转变，对电动汽车能量管理的要求也由粗放式控制向精细化管理发展。因此，集成化与精细化将成为电动汽车能量管理的未来发展趋势。
2. 动力蓄电池热管理技术
动力蓄电池系统是电动汽车的核心部件，锂离子电池在高低温充放电时，充、放电功率和能量会因温度受到限制。因此，热管理技术在动力蓄电池系统设计中越来越重要。热管理技术主要通过对动力电池系统包括电芯、模组、电池系统等不同层级模型的仿真计算、测试验证，优化设计出匹配的热管理系统。设计热管理系统的初衷是转移动力蓄电池系统在充放电过程中的多余热量或向其提供热量，以使其能保持在适宜的工作温度范围内，并具有较好的温度均匀性。由于受到外界环境温度的影响，热管理系统的设计需考虑冷却、加热、保温三方面。
当前，依据传热介质的不同，动力电池热管理系统主要有三种形式：空气介质热管理系统，液体介质热管理系统，相变材料热管理系统。影响热传递的因素有：①流体传热是强制对流传热还是自然对流传热；②流体有无相变；③流体的流动状态是层流还是湍流；④换热表面的几何因素，包括形状、大小、与运动方向的相对位置、粗糙度等；⑤流体的物性性质，包括密度、动力黏度、导热系数、比热容等。因此，对流换热过程是一个复杂的物理过程，尤其涉及流体的湍流和相变。
空气介质热管理系统，是动力蓄电池系统应用最早的一种热管理技术，成本低、实现简单且安全。利用空气的自然流动或者强迫流动，将电池多余热量带走或者将外部热量传递给电池，保持动力蓄电池系统处于适宜的工作温度范围内。由于空气比热小，且动力蓄电池系统空间有限，其换热能力受限。
液体介质热管理系统，是当前动力电池系统应用最多也是最普遍的一种热管理技术，常用的冷却液是50%乙二醇溶液，其具有热容量大、冰点低的优势。配合冷板和流道的设计，通过驱动冷却液在流道中的循环流动进行换热，冷却液温度的调整可实现冷却、加热功能。
相变材料热管理系统，是利用介质潜热的吸收和释放来实现热管理系统大而快的换热量需求。在充分考量动力蓄电池系统结构及实现成本的基础上，比亚迪研制出新型的热泵空调电池热管理系统，在保留液体介质热管理系统的冷板换热模式基础上，配合冷板流道设计，将换热介质改为与空调系统同样的制冷剂（R134a、R1234yf等），流体的换热从显热变成潜热，换热量大大提升，且瞬时换热速度加快。且热泵空调电池热管理系统与液体介质热管理系统相比，节省了冷却液回路、水泵及板式换热器，降低了系统成本；系统中换热由两次换热变为一次换热，换热效率提高，减少了换热的损失能耗。
动力蓄电池系统的热管理技术是一项系统工程，不仅与动力蓄电池系统本身相关，还需要电动汽车其他系统间的互相配合，以实现最优的能量管理。
充电指供电侧为电动汽车动力蓄电池提供电能的方式，放电指电动汽车动力蓄电池向需求侧传输电能的方式。根据车辆接口能量供给侧电源类型将充电分为交流充电和直流充电。当能量以交流电供给时，称为交流充电；当能量以直流电供给时，称为直流充电。根据车辆接口能量输出侧电源类型将放电分为交流放电和直流放电。当能量以交流电供给时，称为交流放电；当能量以直流电供给时，称为直流放电。
1. 充电技术
电动汽车充电可以类比于内燃机汽车的加油，是电动汽车能量补充的主要方式。此外，电动汽车可以进行电池更换来“瞬间”补满电能，不过，由于电动汽车用动力蓄电池规格难以统一，再加上其他复杂因素，换电技术尚未得到广泛应用。
电动汽车充电方式按照电能传输介质的不同，可以分为导体输电的传导充电和空间传输电磁波的无线充电，其中传导充电较为传统和成熟。目前，市场上的绝大部分充电设施都能提供传导充电服务。
电动汽车以及充电桩将交流或者直流电网（电源）调整为校准的电压/电流，为电动汽车动力蓄电池提供电能。根据为电动汽车提供电能的类型，可以分为交流充电系统和直流充电系统。
（1）电动汽车交流充电系统
由交流桩为电动汽车车载充电机提供交流电源，再由车载充电机将其转换为直流电能，采用传导方式为电动汽车动力蓄电池充电所组成的系统。
1）车载充电机：车载充电机是一种将公共电网交流电转换成车载储能装置可储存的直流电的一种电能转换装置。按照电气原理分类，由功率电路、驱动电路、控制电路以及端口电路组成。
目前，国内纯电动汽车高压电气系统集成方面技术水平相对较高。比亚迪公司不断推出了集成度与功率密度提升的产品（图1-24～图1-27）。功率密度从最早的0.77kW/L提升到现在的2.15kW/L，充电效率从最早的90%提升至现在的94%。
图1-24 比亚迪车型的二合一总成
图1-25 比亚迪车型的三合一总成
图1-26 比亚迪车型的四合一总成
图1-27 比亚迪车型的多合一总成
2）交流充电桩：交流充电盒采用落地安装或壁挂式等安装方式，采用传导方式为具有车载充电装置的电动汽车提供交流电源的专用供电装置，具有过电流保护、短路保护、漏电保护、紧急停机等功能。交流充电桩产品操作简单、使用方便可靠、占地面积小，主要应用于现有车库、停车场等占地空间小的场所（图1-28）。
图1-28 比亚迪车型配置的交流充电盒
（2）电动汽车直流充电系统
通过非车载充电机（直流充电桩）将电网的交流转换为直流电能，采用传导方式为电动汽车动力蓄电池充电所组成的系统。
2. 放电技术
根据交直流放电模式适用场景分为交流V2L（Vehicle-to-Load）、直流V2L、交流V2V（Vehicle-to-Vehicle）、直流V2V、直流V2G（Vehicle-to-Grid）五种方式。
（1）交流V2L
交流V2L是电动汽车动力蓄电池通过放电设备与负荷相连，作为储能单元从车辆交流接口为负荷供电的运行方式。
（2）直流V2L
直流V2L是电动汽车动力蓄电池通过放电设备与负荷相连，作为储能单元从车辆直流接口为负荷供电的运行方式。
（3）交流V2V
交流V2V是电动汽车通过放电设备与另一辆电动汽车相连，通过车辆交流接口为另一辆电动汽车供电的运行方式。
（4）直流V2V
直流V2V是电动汽车通过放电设备与另一辆电动汽车相连，通过车辆直流接口为另一辆电动汽车供电的运行方式。
（5）直流V2G
直流V2G是电动汽车动力蓄电池通过放电装置与公共电网相连，作为储能单元参与公共电网供电的运行方式。
1. 控制器硬件开发技术
随着集成电路设计与制造技术的不断发展，集成芯片的功能越来越强大，硬件方案也逐渐多样化。软件设计的重要性逐渐提高，但硬件电路设计的重要性不容忽视。软件设计得再完美，若硬件电路设计不合理，系统的性能也将大打折扣，严重时甚至不能正常工作。硬件的安全设计在整个产品开发流程中是必不可少的重要环节，因此在硬件设计初期就需要将安全设计的理念融入设计的整个过程中。
硬件电路的设计一般分为设计需求分析、原理图设计、印刷电路板（Printed Circuit Board，PCB）设计、工艺文件处理等几个阶段。
1）在需求分析阶段，着重考虑硬件方案的可实现性，充分了解当前市场方案以及芯片资源。
2）在原理图设计阶段，着重考虑关键电路的容错率以及失效后的保护机制，可以对部分功能电路进行电路仿真，以验证与理论是否相符。
3）在PCB设计阶段，要着重考虑电源布局的合理性以及关键信号的抗干扰性，如有必要应建立模型进行信号完整性（Signal Integrity，SI）和电源完整性（Power Integrity，PI）的仿真，根据结果调校布线及原理参数。在布线完成后，需要对个别元器件、布线、覆铜、叠层等间距进行既定规则的循环冗余校核（Cyclic Redundancy Check，CRC）检查，修正优化设计。
4）在工艺文件处理阶段，需要着重考虑光学定位点、丝印、文字以及过孔（Vertical Interconnect Access，VIA）的位置及大小，确保能达到生产贴片以及后期维修识别的工业要求，最终需要在丝印层添加好硬件的版本及品牌等信息。
2. 控制器软件开发技术
在智能化趋势下，传统分布式电子电气架构开始向域集中式架构转变，对大量相同功能的ECU进行整合，交由域控制器进行统一的管理调度，使软件能够独立于底层硬件进行上层软件的开发，实现软硬件解耦范围的进一步扩大。
在软硬件解耦趋势下，汽车计算平台正从“信号导向”向“服务导向（Service Ori-ented Architecture，SOA）”转变。基础硬件与嵌入式软件的传统强耦合关系被打破，底层基础软件与上层应用软件开始呈现标准化、相互独立、松耦合的特点，意味着在修改或新增某一软件功能时，只需对上层服务组件进行代码编写，不需要进行底层软件重复开发，提高软件开发效率。
基础软件用于实现汽车系统软硬件解耦，为后续汽车系统服务提供可复用、稳定的软件支撑，其架构与性能直接影响上层应用的开发效率和质量，帮助实现上层软件的多功能应用与创新发展，带动汽车技术的革新与产品差异化发展，成为智能汽车产业发展的关键一环。基础软件在汽车中具有如下特点：可维护，可升级，可实现功能与信息安全和故障隔离等，提高了整车开发的效率，为上层多元的应用软件开发提供了通用化平台，成为“软件定义汽车”中不可或缺的中坚力量。
应用软件建立在基础软件基础上，基础软件通过统一应用软件接口为应用软件提供调用和服务。应用软件的开发和运行可以不依赖具体传感器和车型。不同的市场参与方（包括政府主管机构、主机厂、供应商、高速路或停车场等交通设施管理者和个人）都可以开发应用。应用可以被打包、部署、启动、调度和升级。应用程序的功能可通过用户、路端以及云端来定义，并通过应用场景触发。借助基础软件层的支撑，应用程序的开发将向轻量化方向发展，越来越聚焦在业务逻辑本身所决定的规则制定上。