動(dòng)力電池系統(tǒng)對(duì)于電動(dòng)汽車而言，猶如汽油之于傳統(tǒng)燃油車，是車輛的重要能量來(lái)源或唯一能量來(lái)源。我們知道，動(dòng)力電池（電芯）技術(shù)是電動(dòng)汽車的三大核心技術(shù)之一，但是如果考慮技術(shù)復(fù)雜度和重要性，動(dòng)力電池系統(tǒng)集成技術(shù)比動(dòng)力電池的單體技術(shù)尤有過(guò)之。
動(dòng)力電池系統(tǒng)內(nèi)部，除了作為能量載體的動(dòng)力電池之外，還包括電池管理系統(tǒng)（BMS）、電壓/ 電流/ 溫度傳感器（也可能有煙霧/ 化學(xué)/ 濕度傳感器）、熱管理系統(tǒng)、高低壓線束/ 連接器、開(kāi)關(guān)器件（繼電器、保險(xiǎn)絲、MSD等）、安裝組件（支架，托盤(pán)、壓桿、螺栓等）、殼體、輔助組件（密封圈、橡膠墊、密封膠、卡扣、扎帶）等。動(dòng)力電池系統(tǒng)產(chǎn)品，涉及的專業(yè)領(lǐng)域包括電子、電氣、信息、軟件工程、半導(dǎo)體、電磁學(xué)、材料、電化學(xué)、化學(xué)工程、機(jī)械工程、傳熱學(xué)、工程熱力學(xué)、流體力學(xué)等眾多學(xué)科（圖1），技術(shù)整合難度和系統(tǒng)集復(fù)雜度可想而知。
圖1 動(dòng)力電池系統(tǒng)構(gòu)成與相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域
做個(gè)形象的比喻，動(dòng)力電池系統(tǒng)如同一支軍隊(duì)，要打一場(chǎng)持續(xù)很久的戰(zhàn)爭(zhēng)（5 ～ 10 年）。系統(tǒng)里面的一個(gè)個(gè)動(dòng)力電池單體（電芯），就是軍隊(duì)的作戰(zhàn)單元——士兵，承擔(dān)基本的作戰(zhàn)任務(wù)（存儲(chǔ)或釋放電能），是軍隊(duì)的基石。電池管理系統(tǒng)（BMS）如同軍隊(duì)的司令部，接受上級(jí)指令（通信），搜集情報(bào)（采樣），運(yùn)籌帷幄（計(jì)算），下達(dá)作戰(zhàn)命令（控制），必要時(shí)還要做戰(zhàn)術(shù)后撤（保護(hù)）。熱管理系統(tǒng)如同軍隊(duì)的后勤保障體系，為了保障士兵能夠打勝仗，需要令其吃好喝好睡好（加熱或冷卻），保持較佳的戰(zhàn)斗狀態(tài)。各類傳感器如同偵察兵，負(fù)責(zé)情報(bào)采集，線束和連接器則如同通信和運(yùn)輸系統(tǒng)，負(fù)責(zé)信息的傳遞和兵力的輸送。其他一些組件，就好像軍隊(duì)的各類物資，雖不承擔(dān)主要職能，但是對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)勝負(fù)都有重大影響。
在動(dòng)力電池系統(tǒng)的生命周期中，可能要經(jīng)歷各種各樣的情況，有時(shí)候在低于–30℃的冰天雪地，寒冷干燥；有時(shí)候在夏季的太陽(yáng)下暴曬，溫度高達(dá)50℃以上，酷熱潮濕；有時(shí)候在海邊，受到鹽霧侵蝕；有時(shí)候要涉水，甚至?xí)L(zhǎng)時(shí)間浸泡在水中；有時(shí)候要跨越艱難險(xiǎn)阻的道路，經(jīng)受強(qiáng)烈的振動(dòng)；有時(shí)候還會(huì)遇到強(qiáng)烈的碰撞，以至于扭曲變形?？墒遣还苁褂铆h(huán)境如何變化，動(dòng)力電池系統(tǒng)都應(yīng)該能夠穩(wěn)定可靠地工作，直至達(dá)到產(chǎn)品退役的條件，這才算是合格的產(chǎn)品。
系統(tǒng)簡(jiǎn)單模型
系統(tǒng)安全分析需要將復(fù)雜系統(tǒng)簡(jiǎn)化成易于理解的物理、電氣和數(shù)學(xué)模型，讓分析人員能夠非常清晰地了解組成系統(tǒng)的子系統(tǒng)、子系統(tǒng)之間的接口，系統(tǒng)與外部環(huán)境的接口，系統(tǒng)如何運(yùn)行，以及系統(tǒng)的功能等要素。
動(dòng)力電池系統(tǒng)的定義：動(dòng)力電池系統(tǒng)是一個(gè)能量存儲(chǔ)裝置，包括電池單體（電芯）或電池模組，電路和電控單元（電池管理系統(tǒng)），以及相關(guān)的電氣和結(jié)構(gòu)組件。我們將動(dòng)力電池系統(tǒng)的簡(jiǎn)單物理模型描繪成圖2 所示。
圖2 動(dòng)力電池系統(tǒng)物理框圖
從圖2 可以看出，動(dòng)力電池系統(tǒng)被特定的環(huán)境和邊界所包圍，內(nèi)部子系統(tǒng)包括電芯、電池管理系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、高低壓電氣組件（開(kāi)關(guān)、保險(xiǎn)絲、線束、連接器等），以及相關(guān)的結(jié)構(gòu)組件（殼體、緊固件等），系統(tǒng)與外部的接口包括通風(fēng)接口，高壓接口、低壓和通信接口、冷卻接口、安裝接口等?；谏鲜鲎酉到y(tǒng)及接口，進(jìn)一步描繪系統(tǒng)的電氣模型，如圖3 所示。
圖3 動(dòng)力電池系統(tǒng)電氣模型框圖