新能源汽车中的电池技术

新能源汽车中的电池技术汇报人：XXX新能源汽车中的电池技术Contents目录新能源汽车的发展背景1新能源汽车介绍2新能源汽车的电池技术3市售新能源汽车4汇报人：秦宁新能源汽车中的电池技术汽车工业面临的三大问题标题框及正文框中的文字可直接改为您所需文字更改文字环境污染温室效应石油短缺新能源汽车中的电池技术汽车的发展01汽车总量02数量增速03占全球比例新能源汽车中的电池技术新能源汽车的发展从新能源汽车的发展来看，各国扶持补贴政策起到了重大作用，这与光伏行业扶持补贴具有类似性，只是新能源汽车比光伏行业落后一个阶段。随着第二阶段扶持补贴政策作用的逐渐显现，以及目前各国的持续性投入，新能源汽车逐渐进入收获阶段。指采用非常规车用燃料作为动力来源（或使用常规车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车概念纯电动汽车（BEV）、混合动力汽车（油气混合、油电混合）、燃料电池电动汽车（FCEV）、燃气汽车（液化天然气、压缩天然气）、液化石油气汽车、氢能源动力汽车、太阳能汽车和其他新能源（如高效储能器）汽车等。新能源汽车类型电池技术、电机技术、电控技术。新能源汽车的关键技术铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池、燃料电池、太阳能电池、其他动力电池。新能源汽车的电池种类新能源汽车中的电池技术新能源汽车中的电池技术纯电动汽车（BEV）01纯电动汽车概念纯电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶的车辆。一般采用高效率充电电池为动力源。电动汽车的电动机相当于传统汽车的发动机，蓄电池相当于原来的油箱，由于电能是二次能源，可以来源于风能、水能、热能、太阳能等多种方式。02纯电动汽车结构电动汽车由底盘、车身、电池组、电动机、控制器和辅助设施蓄电池六部分组成。由电动机、电池组和控制器等组成的电力驱动及控制系统是电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。新能源汽车中的电池技术03纯电动车的工作原理纯电动汽车主要由蓄电池、电动/发电机等部件组成。蓄电池向电动机提供电能来驱动汽车。在制动或减速时，电机作为发电机来回收能量。新能源汽车中的电池技术04纯电动汽车的特点一二三四无污染，噪音小。电动汽车无内燃机汽车工作时产生的废气，不产生排气污染，对环境保护和空气的洁净是十分有益的，几乎是“零污染”。电动汽车无内燃机产生的噪声，电动机的噪声也较内燃机小。能源转化效率高。同时可回收制动、下坡时的能量，提高能量的利用效率；在城市运行，电动汽车停车时不消耗电量，使其能源效率已超过汽油机汽车；同样的原油经过粗炼，送至电厂发电，经充入电池，再由电池驱动汽车，其能量利用效率比经过精炼变为汽油，再经汽油机驱动汽车高。结构简单，维修方便。电动汽车较内燃机汽车结构简单，运转、传动部件少，维修保养工作量小。当采用交流感应电动机时，电机无需保养维护，更重要的是电动汽车易操纵。平抑电网的峰谷差。可在夜间利用电网的廉价“谷电”进行充电，起到平抑电网的峰谷差的作用。五动力电源使用成本高，续驶里程短。目前电动汽车尚不如内燃机汽车那样技术成熟，尤其是动力电源（电池）的寿命短使用成本高；电池的储能量小，一次充电后行驶里程不理想。新能源汽车中的电池技术电力驱动及其控制技术电动汽车整车技术电池及能量管理技术电池技术电动汽车用电池的主要性能指标是比能量(E)、能量密度(Ed)、比功率(P)、循环寿命(L)和成本(C)等。要使电动汽车能与燃油汽车相竞争，关键就是要开发出比能量高、比功率大、使用寿命长的高效电池。电动汽车车用动力蓄电池经过3代发展，已取得了突破性的进展。05纯电动汽车的关键技术能量管理技术在电动汽车上实现能量管理的难点，在于如何根据所采集的每块电池的电压、温度和充放电电流的历史数据，来建立一个确定每块电池还剩余多少能量的较精确的数学模型。新能源汽车中的电池技术混合动力汽车（HEV）01混合动力汽车概念混合动力汽车多采用传统的内燃机和电动机作为动力源，通过混合使用热能和电力两套系统开动汽车。使用的内燃机既有柴油机又有汽油机，因此可以使用传统汽油或者柴油，也有的发动机经过改造使用其他替代燃料，例如压缩天然气、丙烷和乙醇燃料等。使用的电动力系统中包括高效强化的电动机、发电机和蓄电池。蓄电池使用的有铅酸电池、镍锰氢电池和锂电池，将来应该还能使用氢燃料电池。新能源汽车中的电池技术02混合动力汽车的工作原理按发动机和电动机的耦合方式不问，可分为串联式混合动力汽车(SHFV)、并联式混合动力汽车(PHEV)、混联式（中、并联式）混合动力汽车（PSHEV）三种形式。1串联式混合动力汽车新能源汽车中的电池技术2并联式混合动力汽车新能源汽车中的电池技术3混联式混合动力汽车新能源汽车中的电池技术03混合动力电动汽车的特点混合动力汽车是将原动机、电动机、能量存储装置等组合在一起，它们之间的良好匹配和优化控制，可充分发挥内燃机汽车和电动汽车的优点，避免各自的不足。由于有原动机作为辅助动力，蓄电池的数量和质量可以减少，因此汽车自身重量可以减小。1汽车的续驶里程和动力性可达到内燃机水平。2借助原动机的动力，可带动空调、真空动力、转向助力及其它辅助电器，无需消耗蓄电池组有限的电能。3可使原动机在最佳的工况区域稳定运行，避免或减少了发动机变工况下的不良运行，使得发动机的排污和油耗大为降低。1在人口密集的商业区、居民区等地可用纯电动方式驱动车辆，实现零排放。2可通过电动机提供动力，因此可配备功率较小的发动机，并可通过电动机回收制动、减速时的能量，进一步降低能耗和排污。3与纯电动汽车相比与内燃机汽车相比先进车辆控制技术的应用能量再生制动回收系统新能源汽车中的电池技术04混合动力电动汽车的关键技术动力传动系统匹配动力电池及其管理系统整车能量管理控制系统驱动电动机及其控制技术动力电池及其管理系统动力电池是混合动力汽车的基本组成单元，其性能直接影响驱动电动机的性能，从而影响整车的燃油经济性和排放性能。能否开发适合混合动力汽车的专用动力电池是决定混合动力汽车能否大量推广使用的重要因素之一。如何全面、准确的对动力电池进行管理，是决定电池能否发挥最佳效能的重要因素。整车能量管理控制系统混合动力汽车的整车能量控制系统的主要功能是进行整车功率控制和工作模式切换的控制。整车能量控制必须通过有效地控制混合动力系统的工作才能实现，此外，能量控制还需考虑其他车载电气附件和机械附件的能量消耗，如空调、动力转向、制动助力等系统的能耗，以综合考虑整车的能量使用。新能源汽车中的电池技术燃料电池电动汽车（FCEV）01燃料电池电动汽车的概念燃料电池电动汽车是采用燃料电池作为电源，是一种节能、无污染、环保型的汽车，是未来汽车发展的一条重要的技术路线。新能源汽车中的电池技术02燃料电池汽车的结构燃料电池汽车主要由贮氢罐、燃料电池组、电机控制系统、驱动电机、超级电容或辅助蓄电池及热交换器等部件组成。03燃料电池电动汽车的工作原理使氢在汽车搭载的燃料电池中，与大气中的氧发生化学反应，产生出电能发动电动机，由电动机带动汽车中的机械传动结构，进而带动汽车的前后万象轴、后桥等行走机械结构，转动车轮驱动汽车。核心部件燃料电池采用的能源的直接来源就是石化裂解反应提取的纯液化氢；间接来源是甲醇、天然气、汽油等烃类化学物质。新能源汽车中的电池技术03燃料电池电动汽车的特点效率高续驶里程长设计方便灵活制造成本和使用成本过高辅助设备复杂启动时间长……优缺点低噪声绿色环保过载能力强新能源汽车中的电池技术燃料电池反应中需要使用贵金属铂作为催化剂，使得成本居高不下。催化材料在后续使用中，储存和运输氢成本高昂，氢的储存条件很严格，一般主要有高压气态、低压液态两种储存方法，但这两种方法的单位能量所占体积都非常大，且设备昂贵。氢的存储运输加氢站等配套设施不够完善，如何提高加氢站安全性也需要高额的前期投入。配套设施建设04燃料电池电动汽车的的发展瓶颈新能源汽车中的电池技术05燃料电池电动汽车的关键技术整车布置车载储氢系统车载蓄电系统燃料电池系统燃料电池系统燃料电池是燃料电池汽车发展的最关键技术之一，燃料电池系统的核心是燃料电池堆。燃料电池堆技术发展趋势可用耐久性、低温启动温度、净输出比功率以及制造成本4个要素来评判。多能源动力系统的能量管理策略电动机及其控制技术整车与动力系统的参数选择与优化整车热管理车载储氢系统储氢技术是氢能利用走向规模化应用的关键。目前，常见的车载储氢技术系统有高压储氢、低温储氢和金属氢化物储氢3种基本方法。如何有效减小储氢系统的重量与体积，是车载储氢技术研发的重点。理想的方法是采用储氢材料与高压储氢复合的储氢新模式。该模式的难点在于开发吸、放氢性能好，成型加工型良好、质量轻的储氢材料。新能源汽车中的电池技术电动汽车用动力电池电动汽车对动力电池的要求车用动力电池电动汽车比能量高。以提高续驶里程，减小汽车重量，缩小安装电池的空间。1比功率大。以提高加速行驶、爬坡和负载行驶的性能。2循环寿命长。增加电池正常周期内的行驶里程数，降低成本。3均匀一致性良好。以避免性能差的单节电池影响电池组的使用性能。4高低温性能好、环境适应性强。以适应不同的地理环境和气温条件。5安全性好。以避免泄漏、撞击等意外引起的起火或爆炸等危险事故。6价格低廉。降低电池制造成本，以提高市场竞争力。7绿色、环保。要求电池材料环境友好、无二次污染，且可再生利用。8分类方法电池种类按工作性质原电池、蓄电池、燃料电池、储备电池按电解质酸性电池、碱性电池、中性电池、有机电解质电池、非水无机电解质电池、固体电解质电池按电池的特性高容量电池、密封电池、高功率电池、免维护电池、防爆电池按正负极材料锌锰电池系列、镍镉镍氢系列、酸铅系列、锂电池系列新能源汽车中的电池技术01电池的分类电池可以分为化学电池、物理电池和生物电池三大类。1）化学电池2）物理电池利用光、热、物理吸附等物理能量发电，如太阳能电池、超级电容器、飞轮电池等。3）生物电池利用生物化学反应发电，如微生物电池、酶电池、生物太阳能电池等。新能源汽车中的电池技术02铅酸蓄电池构造及工作原理PbSO4+2H2O+PbSO4---PbO2+2H2SO4+Pb(充电反应)(硫酸铅)(水)(硫酸铅)阳极：PbSO4+2H2O－2e－===PbO2+4H++SO42－阴极：PbSO4+2e－===Pb+SO42－PbO2+2H2SO4+Pb---PbSO4+2H2O+PbSO4(放电反应)(过氧化铅)(硫酸)(海绵状铅)负极：Pb+SO42－－2e－===PbSO4↓正极：PbO2+4H++SO42－+2e－===PbSO4↓+2H2O新能源汽车中的电池技术1）除锂离子电池外，在常用蓄电池中，铅酸蓄电池的电压最高，为2.0V；2）价格低廉；3）可制成小至1A·h大至几千安时的各种尺寸和结构的蓄电池；4）高倍率放电性能良好，可用于引擎启动；5）高低温性能良好，可在-40~60℃条件下工作；6）电能效率高达60%；7）易于浮充使用，没有“记忆”效应；1）比能量低，在电动汽车中所占的质量和体积比较大，一次充电行驶里程短；2）使用寿命短；3）充电时间长；4）铅是重金属，存在污染。铅酸蓄电池的特点新能源汽车中的电池技术M+Ni(OH)2→MH+NiOOH(充电反应)阳极：Ni(OH)2+OH--e-→NiOOH+H2O阴极：M+H2O+e-→MH+OH-MH+NiOOH→M+Ni(OH)2(放电反应)负极：MH+OH--e-→M+H2O正极：NiOOH+H2O+e-→Ni(OH)2+OH-03镍氢电池构造及工作原理新能源汽车中的电池技术镍氢电池的特点能耐过充过放。4无污染。镍氢电池不含铅、镉等对人体有害的金属。3比功率高。目前商业化的镍氢功率型电池能做到1350W/kg。1循环次数多。目前电动车镍氢动力电池，80%放电深度可循环1000次以上，是铅酸蓄电池的3倍以上。2使用温度范围宽。正常使用温度范围宽-30~55℃；储存温度范围-40~70℃。6无记忆效应。5安全可靠。短路、挤压、针刺、安