第四章新能源汽车动力电池概述VIP专享VIP免费

新能源汽车动力电池技术主讲教师：籍少敏Email:smji@xtu.edu.cn第四章新能源汽车动力电池概述4.1动力电池概述4.2动力电池类型4.3电池的性能指标4.4电动汽车对动力蓄电池的要求电动汽车的技术特征类型蓄电池电动汽车混合动力电动汽车燃料电池电动汽车驱动方式电动机驱动内燃机驱动电动机驱动电动机驱动能量系统蓄电池超级电容器蓄电池超级电容器内燃机发电单元燃料电池能源和基础设施电网充电设备加油站电网充电设备氢气甲醇或汽油乙醇主要特点零排放ZEV不依赖原油初期成本高已经销售很低排放行驶里程长依赖原油结构复杂已有销售零排放或超低排放能源效率高不依赖原油行驶里程长成本高研发中主要问题蓄电池和管理系统高的驱动性能充电设施多能源管理与优化控制依赖行驶周期蓄电池评估与管理燃料电池燃料处理器燃料系统4.1动力电池概述4.1动力汽车概述4.1动力汽车概述4.1动力汽车概述4.1动力汽车概述4.2电池的类型电池分为化学电池、物理电池和生物电池三大类。1．化学电池（1）化学电池是利用物质的化学反应发电，按工作性质分为原电池、蓄电池、燃料电池和储备电池。原电池是指电池放电后不能用简单的充电方法使活性物质复原而继续使用的电池。蓄电池是指电池在放电后可以通过充电的方法使活性物质复原而继续使用的电池，这种充放电可以达数十次到上千次循环。燃料电池又称连续电池，是指参加反应的活性物质从电池外部连续不断地输入电池，电池就连续不断地工作而提供电能。储备电池是指电池正负极与电解质在储存期间不直接接触，使用前注入电解液或者使用其它方法使电解液与正负极接触，此后电池进入待放电状态。（2）化学电池按电解质分为酸性电池、碱性电池、中性电池、有机电解质电池、非水无机电解质电池、固体电解质电池等。（3）化学电池按电池的特性分为高容量电池、密封电池、高功率电池、免维护电池、防爆电池等。（4）化学电池按正负极材料分为锌锰电池系列、镍镉镍氢系列、铅酸系列、锂电池系列等。4.2电池的类型2．物理电池物理电池是利用光、热、物理吸附等物理能量发电的电池，如太阳能电池、超级电容器、飞轮电池等。3．生物电池生物电池是利用生物化学反应发电的电池，如微生物电池、酶电池、生物太阳电池等。迄今已经实用化的车用动力蓄电池有传统的铅酸蓄电池、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池。在物理电池领域中，超级电容器也应用于电动汽车中。生物燃料电池在车用动力中应用前景也十分广阔，以氢为燃料的燃料电池和氧化物燃料电池的研发已进入重要发展阶段。4.2电池的类型4.3电池的性能指标电池的性能指标主要有电压、容量、内阻、能量、功率、输出效率、自放电率、使用寿命等，根据电池种类不同，其性能指标也有差异。1．电压电动势又称电池标准电压或理论电压，为组成电池的两个电极的平衡电位之差电池的端电压是指电池正极与负极之间的电位差；开路电压是指电池在没有负载情况下的端电压，开路电压不等于电池的电动势，电动势是从热力学函数计算得到的，开路电压是实际测量出来的；工作电压是电池在某负载下的实际放电电压，通常是指一个电压范围；例如铅酸蓄电池工作电压是1.8~2V，镍氢电池是1.1~1.5V，锂电池是2.75~3.6V.额定电压是电池在标准规定条件下工作时应达到的电压；充电电压是外电路对电池充电的电压，一般充电电压要大于电池的开路电压。充电终止电压是蓄电池充足电时，极板上的活性物质已达到饱和状态，再继续充电，电池的电压也不会上升，此时的电压称为充电终止电压；放电终止电压是指电池放电终止时的电压值，视负载和使用要求不同而异。以铅酸蓄电池为例：电动势2.1V，额定电压2V，开路电压接近2.1V，工作电压1.8~2V，放电终止电压1.5~1.8V.电压效率指电池的工作电压与电池的电动势的比值4.3电池的性能指标2．容量电池在一定的放电条件下所能放出的电量称为电池的容量。常用单位为安培小时，它等于放电电流与放电时间的乘积。电池的容量可以分为理论容量、实际容量、标称容量和额定容量等。理论容量是把活性物质的质量按法拉第定律...