Unit2-电动汽车用动力电池(XXXX版本-新能源汽车结构与

新能源汽车结构与原理新能源汽车结构与原理武汉理工大学汽车工程学院QINLing2.1Induction2.1Induction2.1Induction2.2Lead-acidBattery2.2Lead2.2Lead--acidBatteryacidBattery2.4LithiumBattery2.4LithiumBattery2.4LithiumBattery2.3Nickel-metalHydrideBattery(Ni-MH)2.3Nickel2.3Nickel--metalHydrideBatterymetalHydrideBattery(Ni(Ni--MH)MH)新能源汽车结构与原理U2-BatteryUnit2BatteryforEV2.5FuelCell2.52.5FuelCellFuelCell2.6SolarCellandothers2.6SolarCellandothers2.6SolarCellandothersTHINK2.1Q2-1：电动汽车对动力电池有何特殊的要求？Q2-2：电动车用电池同普通电池有和区别?Q2-3：如何比较车载电池的性能？新能源汽车结构与原理U2-Battery2.1.1TypesofEVBattery2.1.1TypesofEVBattery2.1.1TypesofEVBattery2.1.2PIofEVBattery2.1.2PIofEVBattery2.1.2PIofEVBattery2.1.3RequirementsforEVBattery2.1.3RequirementsforEVBattery2.1.3RequirementsforEVBattery2.1Introduction新能源汽车结构与原理U2-Battery2.1Introduction2.1.1TypesofBattery第一款铅酸蓄电池发明人：Volt（伏特）国家：意大利17991887可商用的干电池（碳锌电池）发明人：WilhelmHellesen（赫勒森）国家：英国1890可充电铁镍电池发明人：爱迪生（ThomasEdison）国家：美国新能源汽车结构与原理U2-Battery可商用的铅酸蓄电池发明人：GeorgeLeclanche（雷克兰士）国家：法国18602.1Introduction2.1.1TypesofBattery新能源汽车结构与原理U2-Battery1．化学电池利用物质的化学反应发电。化学电池按工作性质分为原电池、蓄电池、燃料电池和储备电池。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。2.1.1TypesofEVBattery2.1.1TypesofEVBattery2.1.1TypesofEVBattery2.1.2PIofEVBattery2.1.2PIofEVBattery2.1.2PIofEVBattery2.1.3RequirementsforEVBattery2.1.3RequirementsforEVBattery2.1.3RequirementsforEVBattery2.1Introduction新能源汽车结构与原理U2-Battery2.1Introduction2.1.2PIofEVBattery新能源汽车结构与原理U2-Battery1．电压（1）端电压：电池正极与负极之间的电位差。（2）开路电压：在无负载情况下的端电压。（3）电动势：组成电池的两个电极的平衡电位之差。（4）额定电压：标准条件下工作时应达到的电压。（5）放电电压：接通负载后放电过程中显示的电压。（6）终止电压：电池的最低工作电压。2.1Introduction2.1.2PIofEVBattery新能源汽车结构与原理U2-Battery终止电压开路电压端电压放电电压额定电压负载2.1Introduction2.1.2PIofEVBattery新能源汽车结构与原理U2-Battery2．容量（1）理论容量：把活性物质的质量按照法拉第电磁感应定律计算而得到的最高理论值。为了比较不同系列的电池，常用比容量，单位为Ah/L，Ah/kg（2）实际容量：在一定条件下的输出电量，等于放电电流与放电时间乘积，单位Ah，实际容量≤理论容量。（3）标称容量：鉴别电池的近似安时值。（4）额定容量：保证电流在一定的放电条件下应该放出的最低限度的容量。（5）荷电状态：在一定放电倍率下，剩余电量与相同条件下额定容量的比值。反应电池容量的变化。2.1Introduction2.1.2PIofEVBattery新能源汽车结构与原理U2-Battery3．内阻电流流过电池内部受到的阻力，使电池电压降低，此阻力称为电池内阻。由于电池内阻作用，电池放电时端电压低于电动势和开路电压。充电时端电压高于电动势和开路电压。4．能量电池的能量是指在一定放电制度下，电池所能输出的电能，单位是W·h或kW·h。它影响电动汽车的行驶距离。（1）比能量：电池单位质量能输出的电能。常用比能量来比较不同的电池系统。其反映了电池的质量水平。其影响EV的整车质量和续驶里程，为评价EV的动力电池是否满足预定的续驶里程的重要PI。（2）理论能量。（3）实际能量。（4）能量密度。2.1Introduction2.1.2PIofEVBattery新能源汽车结构与原理U2-Battery5．功率电池的功率是指电池在一定放电制度下，单位时间内所输出能量的大小，单位为瓦（W）或千瓦（kW）。（1）比功率（2）功率密度6．输出效率（1）容量效率式中，为电池的容量效率；为电池放电时输出的容量；为电池充电时输入的容量。%100×=充放CCcη2.1Introduction2.1.2PIofEVBattery新能源汽车结构与原理U2-Battery6．输出效率（2）能量效率能量效率也称电能效率，是指电池放电时输出的能量与充电时输入的能量之比，即式中，为电池的能量效率；为电池放电时输出的能量；为电池充电时输入的能量。%100×=充放．自放电率自放电率是指电池在存放期间容量的下降率，即电池无负荷时自身放电使容量损失的速度。自放电率式中，为电池存储前的容量（Ah）；为电池存储后的容量（Ah）；为电池存储的时间，常用天、月计算。%100××−=TCCCaba2.1Introduction2.1.2PIofEVBattery新能源汽车结构与原理U2-Battery8．放电速率（放电率）放电速率一般用电池在放电时的时间或放电电流与额定电流的比例来表示。（1）时率（时间率）电池以某种电流强度放电，放完额定容量所经过的放电时间。汽车用电池一般用20h率容量表示。（2）倍率（电流率）电池以某种电流强度放电的数值为额定容量数值的倍数。2.1Introduction2.1.2PIofEVBattery新能源汽车结构与原理U2-Battery9．使用寿命使用寿命是指电池在规定条件下的有效寿命期限。电池发生内部短路或损坏而不能使用，以及容量达不到规范要求时电池使用失效，这时电池的使用寿命终止。电池的使用寿命包括使用期限和使用周期。使用期限是指电池可供使用的时间，包括电池的存放时间。使用周期是指电池可供重复使用的次数。2.1.1TypesofEVBattery2.1.1TypesofEVBattery2.1.1TypesofEVBattery2.1.2PIofEVBattery2.1.2PIofEVBattery2.1.2PIofEVBattery2.1.3RequirementsforEVBattery2.1.3RequirementsforEVBattery2.1.3RequirementsforEVBattery2.1Introduction新能源汽车结构与原理U2-Battery2.1Introduction2.1.3RequirementsforEVBattery新能源汽车结构与原理U2-Battery电动汽车对动力电池的要求主要有：（1）比能量高（2）比功率大（3）充放电效率高（4）相对稳定性好（5）使用成本低（6）安全性好2.1Introduction2.1.3RequirementsforEVBattery新能源汽车结构与原理U2-Battery1991年，美国先进开发联合体（USABC）对EV用动力电池制定的开发目标，如下表：2.1Induction2.1Induction2.1Induction2.2Lead-acidBattery2.2Lead2.2Lead--acidBatteryacidBattery2.4LithiumBattery2.4LithiumBattery2.4LithiumBattery2.3Nickel-metalHydrideBattery(Ni-MH)2.3Nickel2.3Nickel--metalHydrideBatterymetalHydrideBattery(Ni(Ni--MH)MH)新能源汽车结构与原理U2-BatteryUnit2BatteryforEV2.5FuelCell2.52.5FuelCellFuelCell2.6SolarCellandothers2.6SolarCellandothers2.6SolarCellandothers2.2Lead-acidBattery新能源汽车结构与原理U2-Battery车用铅酸蓄电池2.2.1LABattery的发展动态2.2.1LABattery2.2.1LABattery的发展动态的发展动态2.2.2LABattery的分类与结构2.2.2LABattery2.2.2LABattery的分类与结构的分类与结构2.2.3LABattery的特点2.2.3LABattery2.2.3LABattery的特点的特点2.2Lead-acidBattery新能源汽车结构与原理U2-Battery2.2.4LABattery的工作原理2.2.4LABattery2.2.4LABattery的工作原理的工作原理2.2.5LABattery的充放电特性及方法2.2.5LABattery2.2.5LABattery的充放电特性及方法的充放电特性及方法2.2.6SOCofLABattery2.2.6SOCofLABattery2.2.6SOCofLABattery2.2Lead-acidBattery2.2.1LABattery的发展动态新能源汽车结构与原理U2-Battery蓄电池是1859年由法国人普兰特（Plante）发明的，至今已有一百多年的历史。铅酸蓄电池自发明后，在化学电源中一直占有绝对优势。这是因为其价格低廉、原材料易于获得，使用上有充分的可靠性，适用于大电流放电及广泛的环境温度范围等优点。它的主要发展方向是提高比能量，增大循环使用寿命。2.2Lead-acidBattery2.2.1LABattery的发展动态新能源汽车结构与原理U2-Battery开口式（富液式）蓄电池123富液式免维护蓄电池阀控密封免维护蓄电池1971年，美国Gates公司发明了吸液式超细玻璃棉隔板（AbsorbentGlassMat）技术，即阀控式蓄电池（VRLA）的AGM技术。解决：电池内部氧气的复合循环。开创了铅酸蓄电池发展历史上的一个新里程碑。二十世纪七十年代，出现了富液式免维护蓄电池，采用铅钙合金，水分解的速度减小，在一定程度上解决了电池充电失水问题，蓄电池在3-5年的使用期限内，不需补加水，但蓄电池需要直立安装，充电时仍有少量气体和酸雾溢出，主要应用于汽车等车辆启动。最早的开口式铅酸蓄电池，内部有流动的电解液，充电、放电时会析出气体和酸雾，内部硫酸溶液在使用运输过程容易溢出，污染环境，对使用者有一定的危险性，如酸液腐蚀衣服。灼伤皮肤，损毁设备