第二章--电动汽车动力电池的种类、外特性介绍

第二章电动汽车动力电池的种类、外特性介绍XiangyangAutovocationaltechnicalcollegeXiangyangAutovocationaltechnicalcollege1.术语解释电池（Battery）：指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间，能将化学能转化成电能的装置。XiangyangAutovocationaltechnicalcollege1.术语解释电动势（ElectromotiveForce）是一个表示电源特征的物理量，是指电源将其它形式的能量转化为电能的本领，在数值上，等于非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功。常用符号E。工作电源E，电阻RAB，限流电阻RP构成的测量电路，其中电流：待测电源EX与检流计G组成分路，调节滑动变阻器P使电流计G中电流为零，则EX=VAP=RAB×I0，波动开关K，改用标准电池ES，再次调节滑动变阻器使电流计G中电流为零，断开开关Ke测得滑动变阻器电阻RS，可得ES=RS×I0，PABRREI0电位差计测量电源电动势原理SSAPXERREXiangyangAutovocationaltechnicalcollege1.术语解释开路电压电池在开路状态下的端电压称为开路电压。电池的开路电压等于电池在断路时（即没有电流通过两极时）电池的正极电极电势与负极的电极电势之差。电池的开路电压用V开表示。XiangyangAutovocationaltechnicalcollege1.术语解释额定电压电池在常温下的典型工作电压，又称标称电压。它是选用不同种类电池时的参考。电池的实际工作电压随不同使用条件等于正、负电极的平衡电极电势之差。它只与电极活性物质的种类有关，而与活性物质的数量无关。电池类型额定电压铅酸电池2.0V镍氢电池1.5V磷酸铁锂电池3.2VXiangyangAutovocationaltechnicalcollege1.术语解释工作电压电池在某负载下实际的放电电压，通常是指一个电压范围。电池类型工作电压铅酸电池1.8V-2V镍氢电池1.1V-1.5V磷酸铁锂电池2.75V-3.6V终止电压指放电终止时的电压值，视负载和使用要求不同而异。电池类型终止电压铅酸电池1.6V-1.75V镍氢电池1.0V磷酸铁锂电池2.0VXiangyangAutovocationaltechnicalcollege1.术语解释充电电压指外电路直流电压对电池充电的电压，一般的充电电压要大于电池的开路电压，通常在一定的范围内。电池类型充电电压铅酸电池2.5V镍氢电池1.4-1.6V磷酸铁锂电池4.1-4.2V电压效率指电池的工作电压与电池电动势的比值。电池放电，由于存在电化学极化、浓差极化和欧姆压降，使电池的工作电压小于电动势。XiangyangAutovocationaltechnicalcollege1.术语解释容量完全充电的蓄电池在规定条件（如温度、放电率、终止电压等）下所释放的总的电量，单位为Ah。额定容量在设计规定的条件（如温度、放电率、终止电压等）下，电池应能放出的最低容量，单位为Ah，以符号C表示。n小时率容量完全充电的蓄电池以n小时率放电电流放电，达到规定终止电压时所释放的电量。XiangyangAutovocationaltechnicalcollege1.术语解释理论容量假设活性物质完全被利用，蓄电池可释放的容量。实际容量实际容量是指电池在一定的放电条件下实际放出的电量。它等于放电电流与放电时间的乘积，对于实用中的化学电源，其实际容量总是低于理论容量，而通常比额定容量大10%-20%。比容量指单位质量或单位体积的电池所能给出的电量，相应的称之为质量比容量和体积比容量。XiangyangAutovocationaltechnicalcollege1.术语解释容量受放电率的影响较大，所以常在字母C的右下角以阿拉伯数字标明放电率，如C20=50，表明在20时率下的容量为50A·h。电池的理论容量可根据电池反应式中电极活性物质的用量和按法拉第定律计算的活性物质的电化学当量精确求出。由于电池中可能发生的副反应以及设计时的特殊需要，电池的实际容量往往低于理论容量。XiangyangAutovocationaltechnicalcollege1.术语解释能量电池的能量是指在一定的放电制度下，电池所能输出的电能，通常用瓦时（Wh）表示。电池的能量反映电池做功能力的大小，也是电池放电过程中能量转换的量度。理论能量假设电池在放电过程中始终处于平衡状态，其放电电压保持电动势的数值，而且活性物质的利用率为100%，即放电容量等于理论容量，则在此条件下电池所输出的能量为理论能量，也就是可逆电池在恒温、恒压下所做的最大功。XiangyangAutovocationaltechnicalcollege1.术语解释实际能量指电池放电时实际输出的能量。它在数值上等于电池实际容量与电池平均工作电压的乘积。比能量比能量分为质量比能量和体积比能量。质量比能量是指单位质量电池所能输出的能量，单位常用Wh/kg；体积比能量是指单位体积电池所能输出的能量，也称能量密度，单位常用Wh/L，XiangyangAutovocationaltechnicalcollege1.术语解释功率密度表示指电池能输出最大的功率除以整个电池系统的重量或体积，单位是瓦/公斤或瓦/升。功率密度描述的是电池的倍率性能，即电池可以以多大电流放电。如果电动车电池的功率密度越大，则电动车在加速的时候会越快。XiangyangAutovocationaltechnicalcollege1.术语解释恒流放电以一个受控的恒定电流对电池进行放电。恒功率放电以一个受控的恒定功率对电池进行放电。倍率放电以额定电流倍数值对电池进行放电。XiangyangAutovocationaltechnicalcollege1.术语解释放电率为测算蓄电池或原电池的容量大小，以恒定电流放电时的电流值。习惯上有两种表达方式：（1）“小时率”由于电池的放电电流影响其容量，生产厂在规定其产品的额定容量C时必须标明其放电率。如C20=60A·h，表示这种电池以20小时率放电时额定容量为60安·时，故放电率（即放电电流）I20=60/20=3A。（2）“C放电率”或称电池额定容量C的“倍率”。仍设C20=60A·h则放电倍率为0.05C、lC或10C，分别表示放电电流为3安、60安或600安时其容量应为60安·时。放电率愈大，电池能输出的容量愈小。XiangyangAutovocationaltechnicalcollege1.术语解释连续放电时间电池不间断放电至终止电压时，从开始放电至终止放电的时间。XiangyangAutovocationaltechnicalcollege1.术语解释放电深度（DOD)表示蓄电池放电状态的参数，等于实际放电容量与额定容量的百分比。放电深度的高低和二次电池（蓄电电池或充电电池）的充电寿命有很深的关系，当二次电池的放电深度越深，其充电寿命就越短，会导致电池的使用寿命变短，因此在使用时应尽量避免深度放电。XiangyangAutovocationaltechnicalcollege1.术语解释自放电率对于所有化学电源，即使在与外电路没有接触的条件下开路放置，容量也会自然衰减的现象称为自放电。电池自放电的大小，用自放电率来衡量，一般用单位时间内容量减少的百分比表示：自放电率=（储存前的容量-储存后的容量）/储存前的容量×100%电池的自放电率主要由电极材料、制造工艺、储存条件等多方面因数决定，一般情况下，低温和低湿条件下，电池的自放电率低，有利于电池的存储。XiangyangAutovocationaltechnicalcollege1.术语解释XiangyangAutovocationaltechnicalcollege1.术语解释充电从外部电源供给蓄电池直流电，将电能以化学能的方式贮存起来的过程。浮充电随时对蓄电池用恒压充电，使其保持一定的荷电状态。涓流充电为补充自放电，使蓄电池保持在近似完全充电状态的连续小电流充电。XiangyangAutovocationaltechnicalcollege1.术语解释恒流充电以一个受控的恒定电流对电池进行充电。研究和实践表明：电池充电过程对电池寿命影响最大，放电过程的影响则较少。也就是说绝大多数的蓄电池不是使用坏的，而是被“充坏”的。由此可见一个好的充电器对蓄电池的使用寿命有十分重要的影响。脉冲充电充放电时间比例为5:1的一种充电方式，脉冲充电器的电路结构由以下几部分组成：电路滤波、一次整流滤波、PWM变换、二次整流滤波、脉冲电路、充放电电路和反馈控制。该电路与普通开关电源电路相比，多了脉冲产生电路与充放电电路部分。XiangyangAutovocationaltechnicalcollege1.术语解释恒压充电以一个受控的恒定电压给蓄电池充电的方式。XiangyangAutovocationaltechnicalcollege1.术语解释感应式充电利用电池感应对蓄电池进行充电的方式。XiangyangAutovocationaltechnicalcollege1.术语解释传导式充电利用电传导对蓄电池进行充电的方式。XiangyangAutovocationaltechnicalcollege1.术语解释均衡充电为确保蓄电池中所有单体蓄电池荷电状态均匀的一种延续充电。均衡充电分为主动均衡充电和被动均衡充电XiangyangAutovocationaltechnicalcollege1.术语解释被动均衡充电法在一般的电池管理系统中，每个电池单元都通过一个开关连接到一个负载电阻。这种被动电路可以对个别被选中的单元放电。但该方法只适用于在充电模式下抑制最强电池单元的电压攀升。为限制功耗，此类电路一般只允许以100mA左右的小电流放电，从而导致充电平衡耗时可高达几小时。XiangyangAutovocationaltechnicalcollege1.术语解释主动均衡充电法在一般的相关资料中有很多种主动平衡法，均需要一个用于转移能量的存储元件。如果用电容来做存储元件，将其与所有电池单元相连就需要庞大的开关阵列。更有效的方法是将能量存储在一个磁场中。该电路中的关键元件是一个变压器。XiangyangAutovocationaltechnicalcollege1.术语解释充电特性充电时蓄电池的电流、电压等与时间之间的关系。完全充电蓄电池内所有可利用的活性物质都已经转变成完全荷电的状态。荷电状态（SOC）蓄电池放电后剩余容量与全荷电容量的百分比。XiangyangAutovocationaltechnicalcollege1.术语解释寿命电池的寿命分为贮存寿命和使用寿命贮存寿命：贮存寿命又分干储存寿命和湿贮存寿命，对于在使用过程中加入电解液的电池储存寿命，习惯上称为干贮存寿命，干贮存寿命可以很长。对于出厂前已加入电解液的电池贮存寿命，习惯上称为湿贮存寿命。湿贮存时自放电严重，寿命较短。使用寿命：是指电池实际使用的时间长短，对一次电池而言，电池使用寿命是表征给出额定容量的工作时间。对充放电循环寿命，是衡量二次电池性能的一个重要参数，在一定的充放电制度，电池容量将至某一规定值之前，电池能耐受的充放电次数，称为二次电池的循环寿命。XiangyangAutovocationaltechnicalcollege1.术语解释循环寿命循环寿命是蓄电池在满足规定条件下所能达到的最大充放电循环次数。在规定循环寿命时必须同时规定充放电循环试验的制度，包括充放电速率、放电深度和环境温度范围等。XiangyangAutovocationaltechnicalcollege1.术语解释内阻电池的内阻是指电流通过电池内部时受到的阻力。它包括欧姆内阻和极化内阻，极化内阻又包括电化学极化内阻和浓差极化内阻。由于内阻的存在，电池的工作电压总是小于电池的电动势或开路电压