电动汽车动力电池研究综述

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电动汽车动力电池的发展综述

电动汽车动力电池的发展综述

电动汽车动力电池的发展综述专业:自动化摘要:在全球性资源紧缺与环境恶化的背景下,电动汽车由于其能源清洁、无污染排放等优势从概念走向产业蓬勃发展起来,作为电动汽车核心环节的动力电池也迎来了较好的发展机遇。

随着低成本、高能量密度、高功率密度的动力电池和低成本、质量轻、体积小的燃料电池商品化的实现,电动汽车必将成为21世纪的主流交通工具,但电动汽车动力电池目前还存在价格较高、续驶里程较短、动力性能较差等问题,而这些问题都是和电源技术密切相关的,电动汽车实用化的难点仍然在于电源技术,特别是电池(化学电源)技术。

因此,动力电池的发展是机遇与挑战并存,但发展前景还是可观的。

关键词:动力电池,新能源,环保,高效,需求,完善,感想正文:一、动力电池基本介绍动力电池即为工具提供动力来源的电源,多指为电动汽车、电动列车、电动自行车、高尔夫球车提供动力的蓄电池。

其主要区别于用于汽车发动机起动的起动电池。

其结构包括电池盖、正极(活性物质为氧化钴锂)、隔膜(一种特殊的复合膜)、负极(活性物质为碳)、有机电解液和电池壳。

它的特点有高能量和高功率;高能量密度;高倍率部分荷电状态下循环使用;工作温度范围宽(一30 一65℃);使用寿命长,要求5—10年,安全可靠等。

目前大量使用前习惯于将用于电动汽车的电池称为“动力电池”,因为电池厂家生产的同一类型的电池也不仅仅用于电动汽车,其他如电动自行车、备用电源、储能电站等均在采用这样的电池,也把其称为动力电池。

在GB/T 19596-2004①中动力蓄电池的定义为:为电动汽车动力系提供能量的蓄电池。

GB/T 18384.1-2001②中的定义为:能够给动力电路提供能量的所有电气相连的蓄电池包的总称。

动力电池的分类很多,包括铅酸蓄电池、镍镉蓄电池、镍氢蓄电池、铁镍蓄电池钠氯化镍蓄电池、银锌蓄电池、钠硫蓄电池、锂蓄电池、空气蓄电池(锌空气蓄电池、铝空气电池)、燃料蓄电池、太阳能蓄电池、超容量电容器、钠硫电池。

电动汽车动力电池的热管理与安全研究

电动汽车动力电池的热管理与安全研究

电动汽车动力电池的热管理与安全研究随着环保意识和节能减排的迫切需求,电动汽车逐渐成为人们关注的焦点。

而动力电池,作为电动汽车的重要组成部分,也成为备受关注的研究对象。

动力电池的性能优劣直接影响着电动汽车的行驶里程、成本和安全性。

其中,热管理与安全是电动汽车动力电池研究的重点领域。

本文旨在探讨电动汽车动力电池的热管理与安全研究现状和未来发展方向。

一、电动汽车动力电池的热管理由于电动汽车的高强度运行和高功率输出,动力电池会产生大量的热量。

当动力电池超过设计温度时,会导致电池老化,甚至发生灾难性事故,因此热管理成为了电动汽车动力电池研究的重点之一。

目前,电动汽车动力电池热管理主要采用被动散热、主动冷却和辅助加热等方式。

被动散热主要通过散热片和外罩等直接散热;主动冷却采用水冷和空冷等方式,通过循环制冷水或者风扇散热;辅助加热则是通过在电池内部设置加热元件,提高电池的工作温度。

然而,这些传统的热管理方式已经不能满足未来电动汽车对于长续航里程和高功率输出的需求。

因此,新型热管理技术正在被研究和发展。

例如,热奈米材料和相变材料等新型材料可以增强动力电池的热扩散速度和散热能力,提高电池的能量密度和安全性能。

此外,自适应冷却技术可以根据电池的不同工作状态,自动调整散热的速度和方式,提高电池的效率和性能。

二、电动汽车动力电池的安全研究动力电池的安全问题一直是电动汽车研究的热点问题,因为一旦电池发生事故,会给驾驶员、乘客、行人等带来不可挽回的损失。

目前,电动汽车动力电池的安全研究主要包括以下几个方面:(一)电池材料的优化设计和改进。

例如采用更为安全和稳定的材料,如磷酸铁锂电池等,可以大大降低安全风险。

(二)电池故障检测技术的提高。

通过学习电池故障模型和故障诊断方法,可以及时检测和处理电池的故障,避免事故的发生。

(三)电池安全保护系统的改进和完善。

例如,在电池周围设置防护罩、加装聚合物隔热材料、安装电气接触器等措施,可以有效避免电池的过热、短路、漏电等故障。

动力电池研究报告

动力电池研究报告

动力电池研究报告一、引言动力电池是一种被广泛应用于电动汽车、混合动力汽车及其他电动设备中的重要电源。

随着对于清洁能源的需求日益增长,动力电池的研究和发展也变得愈发重要。

本报告旨在对动力电池的研究进行概述,并探讨其未来发展趋势。

二、动力电池的种类动力电池主要有铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池和超级电容器等几种类型。

其中,锂离子电池是目前应用最广泛的一种。

1.铅酸电池铅酸电池是一种传统的成熟技术,具有成本低、容量大、可循环使用等优点。

然而,其能量密度较低,且存在环境污染的问题,因此在现代电动汽车中的应用受到了限制。

2.镍氢电池镍氢电池相比于铅酸电池具有更高的能量密度和更长的寿命。

然而,镍氢电池的成本较高,并且存在自放电率高、重量大等缺点,限制了其在电动汽车领域的应用。

3.锂离子电池锂离子电池由于其高能量密度、长寿命、重量轻等优点,在电动汽车领域得到了广泛的应用。

它具有较好的充放电性能和循环寿命,能够在较大范围内满足车辆的动力需求。

当前,锂离子电池技术正在不断发展中,面临挑战的问题包括安全性、能量密度和成本等方面。

4.超级电容器超级电容器是一种能够提供高功率输出的储能设备,具有快速充放电和长寿命等优点。

然而,超级电容器的能量密度相对较低,限制了其在电动汽车领域的大规模应用。

三、动力电池的关键技术动力电池的关键技术主要包括电池材料、电池结构、电池管理系统和快速充电技术等方面。

1.电池材料电池材料是动力电池性能的决定因素。

目前,锂离子电池中主要使用的是钴酸锂、锰酸锂和三元材料等。

未来的研究方向包括开发新型材料以提高能量密度和循环寿命。

2.电池结构电池结构对于电池的充放电性能、循环寿命和安全性等方面起着重要的影响。

通过改进电池结构,可以提高电池的能量密度和循环寿命。

3.电池管理系统电池管理系统是动力电池的核心技术之一,它能够对电池进行监测、诊断和控制,以提高电池的使用效率和稳定性。

4.快速充电技术快速充电技术可以缩短充电时间,提高电池的使用效率。

电动汽车动力电池研究综述引言

电动汽车动力电池研究综述引言

电动汽车动力电池研究综述引言随着全球能源危机愈演愈烈,电动汽车作为一种环保、可持续的交通工具备受关注。

电动汽车的发展离不开动力电池的支持,而动力电池在电动汽车的续航里程、充电时间等方面起着至关重要的作用。

因此,对动力电池技术进行深入研究具有重要意义。

本综述旨在对电动汽车动力电池的研究进展进行综述,以便深入了解当前研究的现状和发展趋势。

接着,我们将介绍锂离子电池的工作原理和结构。

锂离子电池是一种通过锂离子的嵌入和脱嵌实现电荷传输的二次电池。

它由正极、负极、电解质和隔膜等组成。

正极通常由锂离子化合物如钴酸锂、锰酸锂、三元材料等构成,而负极则使用碳材料。

电解质是锂离子在正负极之间进行传导的介质,而隔膜则起到隔离正负极的作用。

然后,我们将重点探讨锂离子电池的关键技术和挑战。

由于锂离子电池具有较高的能量密度和较长的循环寿命,因此近年来在电动汽车领域得到了广泛应用。

然而,锂离子电池仍然面临着容量衰减、寿命衰减、安全性、充电时间等问题。

因此,提高锂离子电池的能量密度、循环寿命和安全性,减少充电时间成为当前研究的重点。

研究人员通过选择合适的电极材料、优化电池结构、控制电池工作条件等方式来解决这些问题。

最后,我们将展望电动汽车动力电池的未来发展趋势。

随着能源危机和环境保护意识的提高,电动汽车市场将迎来更大的发展空间。

为了适应市场需求,未来的动力电池需要具备更高的能量密度和功率密度,更长的循环寿命,更安全的性能。

此外,充电技术的进一步改进和充电基础设施的建设也是电动汽车发展的关键。

总之,电动汽车动力电池研究是当前热门的课题之一、本综述通过对动力电池的分类、工作原理和结构以及关键技术和挑战的探讨,展示了锂离子电池在电动汽车领域的应用潜力和发展前景,为今后的研究提供了方向和思路。

希望通过不断改进和创新,能够为电动汽车发展做出重要贡献。

新能源汽车电池技术综述

新能源汽车电池技术综述

新能源汽车电池技术综述随着环境污染问题的不断加剧,对可持续发展的需求日益提高。

新能源汽车作为重要的绿色交通工具,正逐渐成为人们关注的焦点。

而电池作为新能源汽车的核心技术之一,其性能和稳定性对汽车的续航能力具有决定性的影响。

本文将对当前新能源汽车电池技术进行综述。

一、锂离子电池技术锂离子电池是目前新能源汽车最常用的电池技术之一,它具有高能量密度、长寿命、无污染等优点。

锂离子电池技术的核心在于正负极材料的选用和结构设计。

近年来,新型正负极材料的研发不断推进了锂离子电池的性能提升,如锰酸锂、钴酸锂和磷酸铁锂等。

同时,采用多元化合物优化材料结构和电池设计也有助于提升锂离子电池的效能。

二、固态电池技术固态电池是新一代电池技术的重要方向之一。

相比于传统液态电池,固态电池具有更高的能量密度、更快的充放电速率和更长的使用寿命。

而且,固态电池使用无机固体作为电解质,具有更好的稳定性和安全性。

然而,目前固态电池技术仍处于研发阶段,存在制造成本高、电解质导电性不足等问题,限制了其大规模商业化应用。

三、钠离子电池技术钠离子电池因其钠资源丰富、成本低廉等优势而备受关注。

相比锂离子电池,钠离子电池的电极材料、电解液和电池结构需要进行相应优化。

近年来,研究人员已经通过设计新型电极材料和电解液实现了钠离子电池的高效能工作。

然而,钠离子电池的循环寿命和能量密度仍然需要进一步提高,以满足实际应用需求。

四、液流电池技术液流电池是一种将电化学反应与储能分离的电池技术。

它通过将电解质溶液储存在外部的储液罐中,使得电池容量可以根据需求进行调整,有效解决了传统电池能量密度低的问题。

然而,液流电池的体积较大且复杂,目前仍然存在制造工艺复杂、成本较高等问题。

因此,液流电池技术在新能源汽车领域的应用仍待进一步研究与发展。

综上所述,新能源汽车电池技术的发展日新月异。

锂离子电池作为主流技术在不断进步,同时固态电池、钠离子电池和液流电池也有望成为未来发展的热点。

电动汽车用动力锂电池soc估计算法研究综述

电动汽车用动力锂电池soc估计算法研究综述

电动汽车用动力锂电池 SOC 估计算法研究综述一、SOC 估计算法的概述SOC 估计算法是指通过测量电池的电压、电流等参数,结合电池模型和电路分析等方法,对电池的 SOC 进行估计的算法。

在电动汽车中,SOC 估计算法的重要性不言而喻,它是能源管理、电池寿命预测和车辆安全等方面的基础。

二、基于测量参数的 SOC 估计算法基于测量参数的 SOC 估计算法是指通过测量电池的电压、电流等参数来估计 SOC 的算法。

该类算法具有较高的准确性和可靠性,是当前 SOC 估计算法研究的主流方向。

(1) 基于电压的 SOC 估计算法电压是电池的重要特性参数,其与电池的 SOC 密切相关。

基于电压的 SOC 估计算法主要包括线性算法和非线性算法两种。

线性算法主要是通过对电压进行线性变换,来估计 SOC。

非线性算法则是通过建立电压与 SOC 的非线性关系,来估计 SOC。

该类算法具有较高的精度和鲁棒性,在电动汽车中得到广泛应用。

(2) 基于电流的 SOC 估计算法电流是电池的另一个重要特性参数,其与电池的 SOC 也密切相关。

基于电流的 SOC 估计算法主要包括平均电流法和峰值电流法两种。

平均电流法主要是通过对电流进行平均值计算,来估计 SOC。

峰值电流法则是通过测量电流的峰值,来估计 SOC。

该类算法具有较高的准确性和可靠性,在电动汽车中得到广泛应用。

三、基于模型的 SOC 估计算法基于模型的 SOC 估计算法是指通过建立电池模型,来对 SOC 进行估计的算法。

该类算法具有较高的精度和鲁棒性,能够应对电池参数的不断变化和电池状态的不断变化。

(1) 基于电压模型的 SOC 估计算法电压模型是电池模型中最常用的模型之一,它通过对电压进行建模,来估计 SOC。

基于电压模型的 SOC 估计算法主要包括线性模型法和非线性模型法两种。

线性模型法主要是通过对电压进行线性变换,来估计 SOC。

非线性模型法则是通过建立电压与 SOC 的非线性关系,来估计 SOC。

电动汽车电池技术的研究和发展

电动汽车电池技术的研究和发展

电动汽车电池技术的研究和发展随着经济的发展和环保意识的逐渐增强,电动汽车越来越受到人们的关注。

而其中最重要的一个元素就是电池技术。

电池是电动汽车的心脏,充电速度和续航能力的提升,都离不开电池技术的进步。

本文将从以下三个方面来探讨电动汽车电池技术的研究和发展。

一、电动汽车电池技术的分类电动汽车电池主要分为铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池三种。

其中铅酸电池是历史上使用最为广泛的一种电池,因其电压平稳、经济实用等特点,依然被很多低速、低端电动汽车采用。

镍氢电池是一种高储能和高功率输出能力的电池,因此被广泛应用于混合动力电动汽车领域。

而锂离子电池从近几年开始逐渐普及,因其比镍氢电池更加轻便、寿命更长、能量密度更高等优势,逐渐成为目前电动汽车中应用最为广泛的电池技术。

二、电动汽车电池技术的发展趋势1. 能量密度的提高能量密度是电池的关键技术指标,也是电动汽车行驶里程和续航时间的重要保障。

在这方面,锂离子电池是目前最具潜力的技术。

随着材料科学和化学工程技术的发展,锂离子电池的能量密度将不断提高,从而进一步增加电动汽车的续航能力。

2. 充电速度的加快电动汽车的充电速度一直是制约电动汽车普及的一个瓶颈。

传统的充电方式需要数小时才能充满电,而快速充电可以在短短数十分钟内完成充电。

目前,研究人员正在尝试制造更快速的充电器,同时改进锂离子电池的电子结构和化学材料,以加快充电速度,推动电动汽车可用性的提高。

3. 智能化和可重复使用电池的寿命是影响电动汽车综合运营成本的重要因素之一。

目前已经出现了可重复使用的锂离子电池技术,这将极大地降低电动汽车的使用成本。

研究人员还在积极推进电池智能化的研发,包括实现电池监控与管理、提高热稳定性和安全性等方面的研究。

三、电动汽车电池技术存在的问题与挑战1. 安全锂离子电池存在燃烧和爆炸等安全问题,这是影响电池技术在电动汽车中广泛应用的主要障碍之一。

为了保证更高的安全性和可靠性,研究人员亟需开发新的电池技术、更高效的电池管理系统和更严格的安全标准。

新能源汽车动力电池SOH建模方法研究综述

新能源汽车动力电池SOH建模方法研究综述

新能源汽车动力电池SOH建模方法研究综述摘要:受环境污染和能源危机的影响,新能源汽车被列为国家重点扶持产业,近几年新能源汽车的产销量逐年递增。

由于锂离子电池在能量密度、功率密度、环境友好度和循环寿命方面有着优异的表现,成为动力电池主流选择。

然而,锂离子电池健康状态SOH(State of Health)不可避免地会随着使用而逐渐衰减,对电池的安全性及正常使用带来挑战。

因此,基于动力电池全生命周期运行数据进行建模分析并以此来估算动力电池SOH,对电池健康状态评估具有必要性。

本文选择遗传算法、基于模糊逻辑系统算法、神经网络算法、卡尔曼滤波算法、基于动态贝叶斯网络算法等建模方法进行了介绍,系统研究各不同算法的特征、优缺点和准确度,为动力电池SOH建模方法选择提供参考。

SOH算法的研究将为动力电池健康预警提供有力支撑。

关键词:新能源汽车;锂离子电池;健康状态;建模方法1 前言新能源汽车的动力电池安全可靠运行的一个日益重要的问题。

动力电池的健康状态SOH可以被理解为一个反映电池总体状况的测量值,或者与新鲜状态相比其提供指定性能的能力。

而掌握动力电池的SOH后可以预测电池的使用寿命,从而避免系统意外中断,防止造成损坏或危险事件。

所以SOH的估算是电池应用中最重要的问题之一。

动力电池的各特性性能参数,如容量和电阻会随着使用和时间发生变化,必须建立可用于动态系统的复杂数据模型和算法以达到估算SOH的目的。

电池的健康状态SOH是现在电池的性能和其在理想条件下全新状态的性能对比。

SOH可以由某温度下测量充放电的容量得出。

电池的SOH的定义为:其中为现在的实际容量,为电池出厂时的额定容量SOH能显示电池在充电和放电时的性能表现,从而反映出电池的寿命和健康情况。

基于对电池SOH的精确估算,可以对电池是否需要进行更换做出判定以及电池价值的评估提供参考。

计算锂离子电池SOH的方法主要分为两大类,第一类是以实验测量为基础的方法,包括直接测量、内阻测量和电化学阻抗测量法;第二类是建立自适应模型根据电池管理系统记录的数据进行计算的方法。

新能源汽车动力电池技术研究

新能源汽车动力电池技术研究

新能源汽车动力电池技术研究第一章:引言在过去的几十年中,汽车产业一直是全球经济中最重要的行业之一。

然而,随着全球环境保护意识的增强,传统的燃油汽车对环境和人类健康的负面影响也日益显现。

因此,新能源汽车已成为未来汽车发展的趋势。

其中,动力电池技术是新能源汽车的核心技术之一。

本文旨在探讨新能源汽车动力电池技术的研究现状和发展趋势,具有一定的专业性和科学性。

我们首先从电池的基本原理开始介绍,接着讨论新能源汽车电池的类型和特点,然后重点介绍新能源汽车动力电池的技术研究和应用现状,并对未来的发展趋势进行了探讨。

第二章:电池的基本原理电池是一种能够将化学能转化为电能的装置。

电池包括正极、负极和电解质,其中正极是一种电极,负极是另一种电极,二者之间被电解质隔开。

当正极和负极之间连接导电线时,由于化学反应,电荷在电解质中流动,从而产生电能。

电池的电能主要由两个参数决定:电压和容量。

电压是电池产生的电能与电池本身的内阻之间的比例,单位为伏特(V)。

电池的容量指的是电池在单位时间内能够放电的电荷量,单位为安时(Ah)。

第三章:新能源汽车电池的类型和特点随着新能源汽车的发展,目前主要的新能源汽车电池类型主要有铅酸蓄电池、镍氢电池和锂离子电池。

铅酸蓄电池是一种较为简单、成本较低的电池类型。

它具有较高的启动功率和较长的使用寿命,但是它的容量较低和自放电率较高。

铅酸电池通常用于传统的燃油汽车和混合动力汽车的发动机起动电池。

镍氢电池是一种环境友好、能量密度较高的电池类型。

它具有较长的使用寿命和稳定的性能特点。

镍氢电池通常被用于混合动力汽车和纯电动汽车的副电池。

锂离子电池是目前新能源汽车使用较多的电池类型之一。

它具有高能量密度、较长的使用寿命、较低的自放电率等特点。

由于其较小的体积和重量,锂离子电池是一种比较理想的电池选择。

目前,纯电动汽车和部分混合动力汽车中都采用了锂离子电池。

第四章:新能源汽车动力电池的技术研究和应用现状新能源汽车动力电池技术的研究和应用是新能源汽车发展的重中之重。

新能源汽车动力电池技术研究

新能源汽车动力电池技术研究

新能源汽车动力电池技术研究一、前言新能源汽车是现代汽车工业的重要发展方向之一,随着环保意识的不断增强和政策的鼓励,新能源汽车的市场前景越来越广阔。

其中,动力电池技术是新能源汽车的核心技术之一,也是影响电动汽车续航里程和性能的重要因素。

本文将针对新能源汽车动力电池技术作深入研究。

二、动力电池技术概述动力电池是新能源汽车的储能装置,它主要由电芯、电池管理系统(BMS)和外壳组成。

电芯是电池的核心组件,负责存储和释放电能。

BMS是电池管理系统,能够对电池进行实时监控,保证电芯工作在安全的电压和电流范围内。

外壳则是电池包的外部结构,用于支撑电芯,防止电芯受到机械挤压。

动力电池的种类较多,包括铅酸蓄电池、镍氢电池、磷酸铁锂电池、锰酸锂电池、三元材料锂电池等。

其中,三元材料锂电池具有能量密度高、寿命长、安全性好等优点,是目前最常用的新能源汽车动力电池。

三、三元材料锂电池技术1. 电芯结构三元材料锂电池由正极、负极、隔膜和电解液组成。

其中,正极材料一般为锂镍锰钴氧化物(NMC)、锂钴氧化物(LCO)等;负极材料为石墨、石墨烯等;隔膜为聚丙烯(PP)或聚烯烃(PE);电解质为碳酸盐电解液、丙酮腈电解液等。

2. 电芯性能(1) 能量密度三元材料锂电池的能量密度较高,目前已经达到了200Wh/kg左右。

能量密度的提高能够增加电池的储能能力,提高电动汽车的续航里程。

(2) 寿命三元材料锂电池的寿命可以达到1000次以上,具有较长的使用寿命,符合新能源汽车的实际使用需求。

(3) 安全性三元材料锂电池的安全性比较高,由于有BMS的保护和控制,能够在电芯电压、电流、温度等参数出现异常时自动切断电池的电路,从而保护电池。

四、动力电池技术的发展趋势1. 能量密度的提高新能源汽车的续航里程是消费者关注的重点之一,而能量密度是决定续航里程的重要因素之一。

目前,国内外的研究机构都在探索如何提高动力电池的能量密度,以满足消费者更高的需求。

电动汽车用动力电池模型仿真及寿命特性研究

电动汽车用动力电池模型仿真及寿命特性研究

动力电池的电流特性是指电池在充放电过程中电流的变化规律。电池的充电电 流和放电电流受多种因素影响,如电池的容量、充放电倍率、温度等。在电动 汽车行驶过程中,电流的实时监测有助于实现动力电池系统的能量管理和控制。
3、温度特性
动力电池的温度特性是指电池在充放电过程中温度的变化规律。电池的温度影 响其充放电性能和安全性。高温条件下,电池的容量和寿命会降低;低温条件 下,电池的充放电性能会受到影响。因此,对动力电池的温度进行实时监测和 调控至关重要。
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5、结合人工智能、大数据等技术手段,实现对动力电池性能和寿命的实时监 测与预测,为电动汽车的运行和维护提供有力支持。
总之,电动汽车用动力电池模型仿真及寿命特性的研究对提高电动汽车的性能 和推动其普及具有重要意义。通过不断深入的研究和探索,有望为电动汽车领 域的发展提供更多有益的成果。
参考内容
随着全球对环保和可持续发展的重视,电动汽车以其清洁、高效的特性越来越 受到人们的青睐。其中,锂离子动力电池作为电动汽车的核心组成部分,其寿 命和性能对电动汽车的可靠性具有举足轻重的影响。本次演示将探讨电动汽车 用锂离子动力电池的寿命试验方法,分析影响电池寿命的因素,并对试验结果 进行深入剖析。
1、针对电动汽车的实际运行工况,优化动力电池的充放电策略,以提高电池 的使用效率和寿命;
2、深入探讨动力电池内部的电化学反应机制,研究活性物质的结构变化与性 能之间的关系;
3、利用新兴的材料和技术手段,例如固态电解质、超级电容器等,提升动力 电池的性能和寿命;
4、加强动力电池的热管理研究,开发高效的冷却和加热系统,以适应电动汽 车在不同环境下的使用需求;
4、内阻特性
动力电池的内阻特性是指电池在充放电过程中内阻的变化规律。内阻的大小直 接影响着电池的功率输出和能量损耗。内阻受多种因素影响,如电池的材料、 结构、温度等。通过对内阻特性的研究,有助于对动力电池的性能进行优化。

新能源汽车动力电池的研究与开发

新能源汽车动力电池的研究与开发

新能源汽车动力电池的研究与开发随着环保意识的增强以及石油资源的日益减少,新能源汽车作为下一代汽车发展的重要方向,受到越来越多人的关注。

而在新能源汽车中,动力电池是至关重要的能源存储设备。

本文将对新能源汽车动力电池的研究与开发进行探讨。

一、动力电池的基本原理动力电池是一种高容量、高性能的二次电池,可为电动汽车、混合动力汽车等提供动力源。

动力电池的基本原理是通过化学反应把电能转化成化学能,再将化学能转化成电能,以达到存储和输出电能的效果。

动力电池通常采用锂离子电池、钴酸锂电池、三元材料电池等,其中锂离子电池是目前应用最为广泛的一种动力电池,因为它具有体积小、重量轻、能量密度高、充放电效率高等优点。

二、动力电池在新能源汽车中的应用由于动力电池具有快速充电、低自放电、长寿命等特点,使得它在新能源汽车中的应用得以广泛推广。

目前,世界各大车企都在积极研发新能源汽车,并将动力电池作为重要的技术突破方向。

在新能源汽车中,动力电池不仅是能源存储设备,同时还是动力输出装置。

目前,新能源汽车的动力电池系统通常由电池单体、电池组、电池管理系统等组成,能够为车辆提供持续稳定的动力输出。

三、动力电池研究与开发的技术挑战尽管新能源汽车动力电池具有很多优点,但该技术仍然面临着许多技术挑战。

例如,新能源汽车动力电池在使用过程中,充放电周期变化频繁,会导致电极膨胀、失活等问题,这就要求电池材料有更高的稳定性和耐腐蚀性。

同时,为了达到更高的能量密度,需对电池的正负极材料、电解液、隔膜等进行优化。

另外,动力电池的温度控制也十分重要,因为电池的温度过高或过低会影响电池的性能和寿命。

因此,研究和开发动力电池温度控制系统也是新能源汽车动力电池研究的重点方向之一。

四、动力电池的未来发展未来,随着技术的不断创新和改进,动力电池在新能源汽车中的应用趋势将更为广泛。

首先,动力电池的能量密度将继续提升,这意味着同等体积中能装载更多的能量,提高了新能源汽车的行驶里程。

动力电池研究报告

动力电池研究报告

动力电池研究报告动力电池是指用于驱动电动车辆的电池,是电动汽车的重要组成部分。

动力电池的研究对于电动汽车的发展具有重要意义。

本报告将介绍动力电池的基本原理、研究进展和前景。

动力电池是一种通过化学反应储存电能的装置。

它由正极、负极和电解液组成。

正极材料常用的有锂铁磷酸盐、钴酸锂等,负极材料常用的有石墨、硅等。

电解液一般是有机溶液,能够传递离子并形成闭合电路。

动力电池的研究主要集中在提高能量密度、延长寿命和降低成本方面。

提高能量密度意味着能够储存更多的电能,从而提高电动车辆的续航里程。

研究人员通过改进材料、优化电池结构和提高制造工艺等途径来实现能量密度的提升。

目前,动力电池的能量密度已经有了较大的进展,但仍然需要进一步提高。

延长寿命是指动力电池能够在一定的时间内保持良好的性能。

寿命受很多因素影响,包括充电过程中的化学反应、电池的循环次数等。

研究人员通过改进电池的结构和材料、优化电池管理系统等途径来延长电池的寿命。

然而,电池的寿命仍然是一个挑战,需要进一步的研究。

降低成本是推动电动汽车普及的关键因素之一。

目前,动力电池的成本主要由材料、制造工艺和其他配套设备决定。

研究人员通过寻找更便宜的材料,改进制造工艺和增加规模生产等途径来降低成本。

随着技术的进步和规模效应的产生,动力电池的价格已经大幅降低,但仍然需要进一步努力。

动力电池的研究前景广阔。

随着电动汽车市场的快速发展,对动力电池的需求将不断增加。

同时,动力电池的技术也将不断创新和进步。

未来,随着更多的研究投入和技术进步,动力电池的能量密度将继续提高,寿命将延长,成本将进一步降低。

这将进一步推动电动汽车的发展和普及。

综上所述,动力电池的研究对于电动汽车的发展具有重要意义。

目前,动力电池的研究集中在提高能量密度、延长寿命和降低成本方面。

随着技术的进步和规模效应的产生,动力电池的性能将不断提高,价格将进一步降低。

未来,动力电池的前景将更加广阔。

新能源汽车动力电池系统故障诊断研究综述

新能源汽车动力电池系统故障诊断研究综述

新能源汽车动力电池系统故障诊断研究综述摘要:目前世界各国都面临着一定程度的能源危机以及环境问题,因此各个国家都不约而同地开始发展电动汽车、混合动力的汽车等新能源汽车。

目前大多数新能源汽车所装载的电池是锂离子电池,其优势在于储存的能量密度比较高、功率相对更大、使用时限较长并且不具备记忆性。

随着新能源汽车行业领域的飞速发展,与之相关的各种新能源汽车着火的报道却越来越多,引发火灾主要的原因就是动力电池系统发生故障,为了有效解决这一问题,本文显示介绍对故障进行诊断的方式,叙述动力电池系统发生内部故障以及外部故障的原因,同时其重点在于阐述动力电池故障诊断方式研究的现状。

关键词:新能源汽车;动力电池系统;故障诊断1对动力电池系统故障进行诊断的方式动力电池系统故障按照故障位置的不同分为内部故障和外部故障两大类。

要想对故障进行诊断必须要依照目前已有的相关数据信息对故障进行详细分析,并将故障信息当中具有鲜明特点的元素提取出来,依照相关的理论对故障类型进行归纳分析,最终得出诊断的结果。

为了能够对发生故障的位置进行更加精准的定位,必须要做好相关工作,如对故障进行检测、对故障进行分离以及对故障进行辨别等。

当前,对故障进行诊断的技术与计算机网络技术、大数据、人工智能技术等进行合理的融合,已经成为一门涉及多学科的新型技术。

对故障进行诊断的方式主要分为三类,第一类是基于知识进行诊断,第二类是基于模型进行诊断,第三类是基于数据信息进行诊断,其中基于模型进行诊断的方式以及基于数据信息进行诊断的方式也被称作是定量分析诊断方式。

基于知识的故障诊断技术目前更加依赖于人工对故障进行分析、利用推理的方式进行分析以及利用逻辑进行评估等等,这种类型的故障诊断技术不应用数学模型,更依赖于图论法、专家法等等,目前应用比较广泛的有故障树法等等。

基于模型的故障诊断方式主要是利用对系统测量所得到的数值进行比较,以及通过数学模型对系统的输出值进行估算,来做到对故障进行检测并将故障进行有效隔离,这一类型的故障诊断方式常用的步骤,包括将残差生成以及对残差进行评价。

新能源汽车动力电池的研究与发展趋势

新能源汽车动力电池的研究与发展趋势

新能源汽车动力电池的研究与发展趋势随着全球气候变化的凸显,环保和可持续发展成为重要的议题。

因此,新能源汽车不仅成为国家政策重点,也成为全球汽车行业的焦点。

而其中最为关键的一部分便是动力电池。

动力电池作为新能源汽车的核心部件,其发展趋势和技术水平也一直备受关注。

在过去几年中,动力电池得到了长足的发展,同时也存在着许多亟待解决的问题。

本文将从三个方面探讨新能源汽车动力电池的研究与发展趋势。

一、动力电池的发展历程动力电池的发展经历了多年的探索和发展。

最初,为了降低新能源汽车的制造成本,锂离子动力电池成为主流。

但由于电量密度较低和循环寿命短等缺陷,限制了锂离子动力电池的进一步发展。

接下来,钴酸锂电池、磷酸铁锂电池和三元锂电池等也相继问世,但是它们都存在不同的问题。

例如,钴酸锂电池具有高能量密度,但使用过程中存在安全隐患;磷酸铁锂电池尽管安全性良好,但其电量密度低于钴酸锂电池和三元锂电池。

三元锂电池则是目前最为普及的动力电池,同时也存在续航里程较短的问题。

随着科技的不断进步,固态电池、钙钛矿电池,和锂硫电池等新型动力电池也相继问世。

其中,固态电池最为被看好。

由于其具有高功率密度、高循环寿命、安全高效和环保等特点,被认为是下一代动力电池的主力军。

二、新能源汽车动力电池的趋势1. 高能量密度和低成本目前,电动汽车的续航里程仍受到动力电池能量密度限制,以及动力电池生产成本高昂的制约。

因此,研究和开发具有高能量密度和低成本的动力电池是摆在汽车制造商面前的一项重要任务。

为此,科学家们进行了大量的研究,以寻求更高效的电极材料、改良电解液和提高电池生产工艺。

同时,制造商们也在推广电池技术,以促进成本降低,使得新能源汽车的生产和销售更加可行。

2. 智能化控制和实现互联网+汽车新能源汽车的发展趋势是智能化和互联网+。

随着4G和5G技术的推广,汽车生态系统正在逐渐形成。

动力电池在整个生态环境中发挥着至关重要的作用。

首先,智能化控制系统可以对电池的状态进行实时监测和控制,包括电池的电量、温度、健康状况等,以提高电池使用寿命和安全性。

电动汽车动力电池SOC估算方法综述

电动汽车动力电池SOC估算方法综述

Vm/VCOSOC(%)图1 某三元电池OCV—SOC曲线影响很大。

发展趋势综上所述,SOC 估算方法可归纳为离线估算法和在线估算法,安时积分法与开路电压法属于离线估算法,卡尔曼滤波法与神经网络法属于在线估算法。

各种估算方法比较,见表1。

在线估算法由于其精度较高,属于目前热门研究方向,但脑神经元系统的新型算法,它依据大量的样本数据和神经网络模型,以回路电流、电池端电压与电池温度为输入参数,SOC 为输出参数,通过大量的数据分析,实时输出电池SOC 。

神经网络法能够实时、精确地估算出电池SOC ,但是它的缺点是需要对大量的参考数据进行训练,且SOC 估计误差受训练数据和训练方法的图2 某铁锂电池OCV —SOC 曲线图3 锂离子电池电模型SOC (%)O C V / m V(下转第19页)等效阻抗等效电压源序号对比项内容1结构优势同轴电驱动桥方案由电机、行星减速器、差速器与桥壳同轴布置成一个整体,转动链短,零部件少,结构简单电机直驱方案由分散独立的电机、万向传动总成和车桥等零部件组成,传动链长,零部件多,结构相对复杂2空间布置优势同轴电驱动桥方案动力及传动系统同轴布置、高度集成,有效释放底盘空间,直接将车桥系统布置在底盘上即可电机直驱方案需要将电机、万向传动轴总成和车桥等布置在底盘上,占空间较多,不方便整车布置3节能环保优势同轴电驱动桥方案电机直驱+行星减速器传动,转动惯量低,综合传动效率比直驱高(纯机械传动效率≥96%)电机直驱方案传动链长,传动效率没有同轴电驱动桥方案高(纯机械传动效率≤90%)4传动原理同轴电驱动桥方案车桥外接电池,通过电机带动电机轴的旋转,再经过差速器、行星减速器带动轮毂转动,驱动车轮电机直驱方案通过电机输出转矩,传递到万向传动轴,再经主减速器、差速器和半轴驱动车轮转动。

5重量优势同轴电驱动桥方案相比电机直驱方案重量轻(10%~25%),有效降低电耗,电机转速高,外形尺寸小,功率密度高,延长续驶里程电机直驱方案传动系统重量大,外形尺寸大,功率密度相对低6技术优势同轴电驱动桥方案使用同轴驱动集成化技术,能实现较高能量回馈,符合未来驱动桥集成化发展趋势电机直驱方案集成化程度相对较低,能量回馈较低7维护保养优势同轴电驱动桥方案降低在生命周期中维护保养成本,维护保养相对简单电机直驱方案零部件总成多,维护保养相对复杂表2 同轴电驱动桥布置方案优势在高效率区间,有效降低电耗;⑤减速机构减速为车轮提供驱动力。

电动汽车用动力锂离子电池寿命问题研究综述

电动汽车用动力锂离子电池寿命问题研究综述

从使用过程来 看 , 动力 电池寿命 的外部 因素主要包 括 : 电
流、 温度 、 荷 电状态( s o Q点及 其变化 范围。研究发现 , S O C过 高或过低 、 高温 、 低温大 电流充 电等会 加速 动力 电池的 老化 。 图 2给 出了某锰酸锂 电池在不 同温度下 1 C满 充放循环 的容
( C l e a nE n e r g y Au t o mo t i v e E n g i n e e r i n gCe n t e r &S c h o o l o f Au t o mo t i v eS t u d i e s , T o n g j i U n i v e r s i t y , S h a n g h a i 2 0 1 8 0 4 . C h i n a )
离子 电池 的能量 特性 降低 。G u y s a r r e 等 ] 得出类似 的结论。而 J o h n N e wma n n研 究小组 以及 Mi c h a e l A. R o s c h e r 等_ 9 _ 则通 过
建立相 变模 型 , 分 析得 出 : 电池 内阻增加 、 容 量减小 主要 是 因
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DA I Ha i — f e n g , Z H OU Ya n — x i n , GU We i - j u n , WE I X u e — z h e , S U N Z e — c h a n g
动力 电池 已成 为 电动汽车 动力 系统 中的关 键 技术之 一 。

新能源汽车动力电池技术研究报告

 新能源汽车动力电池技术研究报告

新能源汽车动力电池技术研究报告以下为新能源汽车动力电池技术研究报告的相关参考内容:1. 技术概述新能源汽车动力电池技术是指以电化学反应产生电能,并以电能驱动电动汽车行驶的一种技术。

动力电池是新能源汽车的核心部件,直接影响车辆的性能和使用寿命。

目前主要采用的电池类型有锂离子电池、燃料电池和钠离子电池等。

2. 技术现状锂离子电池是目前新能源汽车主要采用的动力电池技术,具有能量密度高、安全性好、寿命长、成本低等优点。

但其存在着充电时间长、温度敏感、寿命受使用环境影响等问题。

燃料电池具有零排放、高效率、可持续使用等特点,但其成本较高、储氢难度大、需要大规模建设氢气加氢站等问题仍待解决。

钠离子电池在新能源汽车领域也有着广泛的应用前景,但其技术研究和市场应用仍处于起步阶段。

3. 技术发展趋势针对锂离子电池存在的问题,新能源汽车动力电池技术的发展趋势主要有以下几个方面:一是提高能量密度,延长电池寿命;二是加快充电速度,缩短充电时间;三是提高安全性,避免电池过热、短路等问题;四是优化电池管理系统,提高整车效率。

4. 技术应用分析新能源汽车动力电池技术的应用在不断扩大,涉及到电动乘用车、公交车、物流车以及电动两轮车等多个领域。

未来,随着新能源汽车市场的不断扩大和科技的不断进步,新能源汽车动力电池技术将进一步得到完善和应用,成为推动汽车产业可持续发展的重要力量。

5. 技术发展对策加大新能源汽车动力电池技术研发力度,加强电池制造技术和电池管理系统的研究,提高电池的能量密度和安全性;加强与外部供应商和科研机构的合作,共同推进新能源汽车动力电池技术的研究和应用;完善相关政策法规,搭建产学研用合作平台,建立新能源汽车动力电池产业链,打造全球领先的产业生态系统。

电动汽车动力电池的耐久性研究

电动汽车动力电池的耐久性研究

电动汽车动力电池的耐久性研究第一章:引言随着环保意识的普及,电动汽车逐渐成为人们的另一种选择。

但是,电动汽车的实用性问题一直是人们热议的话题之一,其中最重要的就是电池的耐久性问题。

作为电动汽车最关键的零部件,电池的性能和寿命问题必须引起重视。

因此,本文就电动汽车动力电池的耐久性进行探讨。

第二章:电动汽车动力电池介绍电动汽车动力电池是电动汽车最关键的零部件之一,是其能源来源,它的性能和寿命直接影响整个车辆的性能和使用寿命。

目前,电动汽车斩获了众多市场,许多大型汽车制造商都在竞相研发电动汽车。

而电动汽车的动力电池不同于普通的存储电池,它通常采用的是锂离子电池或固态电池。

第三章:电动汽车动力电池的耐久性因素电动汽车动力电池的耐久性与许多因素有关,如电池的化学组成、存储温度、电池的充电和放电速率以及电池的使用频率等等。

在实际使用中,电池的寿命会逐渐降低,而这主要是由于电池内部的化学变化和物理磨损所致。

第四章:电动汽车动力电池的寿命测试方法衡量电动汽车动力电池耐久性的主要方法是进行寿命测试,而测试电池寿命也聚焦于两个方面:容量的降低和内阻的增加。

目前,电池的寿命测试主要包括实时测试、加速测试和模拟测试这三种。

第五章:电动汽车动力电池的寿命提高方案随着电动汽车逐渐进入大众视野,越来越多的研究和实践证明电动汽车动力电池的耐久性是可以有效提高的。

目前,提高电动汽车动力电池的寿命主要从以下几个方面入手:电池管理系统的优化、电池内部结构和材料的改进和电池的快速充电等方面。

第六章:结论电动汽车动力电池的耐久性问题是目前电动汽车面临的一个重要问题。

看似寿命短暂是一个致命的问题,然而,众多的电动汽车制造商正在不断的提出新的解决方案,以确保电动汽车动力电池的可靠性。

在未来,我们相信,随着技术的不断发展,电动汽车的性能和寿命问题将得到更好的解决。

电动汽车动力电池的设计与研发

电动汽车动力电池的设计与研发

电动汽车动力电池的设计与研发随着环保意识的不断提高,电动车逐渐成为一种趋势和未来发展方向。

但是,电动车的最大瓶颈一直是电池技术。

电动汽车的动力电池是电动汽车的心脏,动力电池的制造技术和质量对于电动汽车将来的发展起着至关重要的作用。

本文将从设计和研发两个方面对于电动汽车动力电池进行探讨。

一、动力电池的设计动力电池作为电动汽车的能量中心,设计合理与否直接影响到电动汽车的性能表现。

例如电动车的续航里程、加速、载重等方面表现出色的车型,都是利用了科学的动力电池设计制造工艺,从而实现了对动力电池性能的掌控。

(一)化学成分设计动力电池是由电解质、正极和负极、隔膜和集电体等基本部件组成的。

其中,电解质是动力电池充放电反应中至关重要的组成部分。

一般来说,动力电池的主要成分是钴酸锂、三元锂和磷酸铁锂等。

在三者中,钴酸锂具有能量密度高、循环寿命短、易老化、高温膨胀性强等缺点;而磷酸铁锂具有循环寿命长、安全性能高、环保等优点,但其能量密度相对较低。

三元锂则是两种电池的综合,具有良好的性能表现,成为动力电池设计中的主流选择。

(二)尺寸和形状设计动力电池的尺寸和形状设计需要考虑到电动汽车结构的特殊性,也就是相比较于普通车型其空间大大减少,重量增加。

因此,要将动力电池的体积和外形尽量精简并且符合车辆尺寸,这就需要对动力电池的设计进行细致的分析和研究。

随着电动汽车的发展,动力电池的形状也在不断改善,从最初的板状,到后来的长条状,现在的动力电池设计则更多的是采用方形或圆柱形,且通过一些复杂的几何变换和组合达到尺寸和形状的精简。

(三)散热设计散热是动力电池的一个十分重要的设计要素,因为散热不好会导致动力电池过热而失去性能。

因此,动力电池的散热设计十分关键。

动力电池需要散发的热量很大,为了确保动力电池不会因为高温而失去性能,需要在设计中安排散热系统。

这样,动力电池才能不断释放热量,确保其长期运行。

二、动力电池的研发动力电池的研发即是动力电池的制造过程。

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目录1引言 (2)2电动汽车对动力电池的发展及要求3ﻩ2.1动力电池的发展 (3)2.2ﻩ电动汽车对动力电池的要求 ............................................................. 43ﻩ铅蓄电池ﻩ43.1铅蓄电池工作原理 (4)3.2铅蓄电池性能特点 (5)3.3铅蓄电池应用范围5ﻩ4ﻩ镍氢电池........................................................................................................... 64.1ﻩ镍氢电池工作原理 (6)4.2镍氢电池性能特点.......................................................................... 64.3ﻩ镍氢电池应用范围 (7)5ﻩ锂离子电池7ﻩ5.1ﻩ锂离子电池工作原理ﻩ错误!未定义书签。

5.2ﻩ锂离子电池性能特点7ﻩ5.3锂离子电池应用范围8ﻩ6ﻩ电动汽车动力电池发展趋势ﻩ86.1铅蓄电池发展趋势.......................................................................... 86.2ﻩ镍氢电池发展趋势 (9)6.3ﻩ锂离子电池发展趋势 ......................................................................... 97ﻩ结论................................................................................................................. 10参考文献11ﻩﻬ电动汽车动力电池研究综述摘要:电动汽车电池既是发展电动汽车的核心,更是电力工业与汽车行业的关键结合点。

结合电动汽车的发展和要求,概述了车用动力电池的基础情况,重点介绍了3种主要电动汽车电池:铅蓄电池、镍氢电池和锂离子电池的工作原理、性能特点、应用范围,并对3种电池的发展趋势进行了简单的阐述和展望。

1引言诞生百年之久的汽车,给人类生活带来了极大的便利、时尚和文明,也已成为全球最具发展潜力的实体产业。

然而近10年来日益普及的燃油汽车,给人类社会增加了无法回避的能源和环境压力。

新能源汽车是时下应对危机、金融开放、双边贸易、气候变化和新能源合作等各类国际峰会的热门议题。

新能源汽车已成为各国政府在金融危机与能源、环境和气候等硬约束下,引导汽车产业变革的方向标,更是国内外汽车企业谋求产品转型和提高可持续国际竞争力的战略举措。

以燃油作为产生动力源的传统汽车,它只要处于发动和行驶的状态,就在加剧人类社会面临的日益严峻的石油能源供求形势和环境保护压力,一是石油能源保障问题,逐步枯竭的碳化石油自然资源,大约有40-50%正被汽车消耗着,汽车使全球石油能源的安全保障难度加大;二是二氧化碳的减排,全球20%至30%的二氧化碳排放源自于汽车。

导致全球气候变暖,汽车是最重要的源头之一,全球十大国际大都市的空气污染监测表明,约35%以上的氮氧化物等有害气体来源汽车的排放[1]。

要保持汽车产出的可持续发展,保证人类生存环境的和谐美好,汽车产业必须寻找新的替代能源,必须对汽车发动机进行一场新的技术革命。

新能源汽车的技术路线有两个方面:一是替代燃料的系统。

采用生物燃料、煤基燃料及天燃气来替代传统的汽柴油的技术路线,部分技术已实现;另外一个就是比较根本性或革命性的燃料系统变革:纯电驱动、插电式混合动力、油电混合动力以及燃料电池[2]。

从技术来看电动汽车并没有碳减排的效果,但是为未来碳减排技术应用提供一个前提,也就是说我们从每辆单车的碳排放的治理集中到上一个环节,就是发电环节碳排放的治理和控制。

另外未来新能源,风电、太阳能发电等这些清洁能源比重上升,会进一步降低电动汽车碳排放的程度。

电动汽车的组成包括电池、驱动电机、电机调速控制系统、电池管理系统和车体五个主要部分。

而生产电动汽车关键的三个组成部分为:电池、电机、电控[3]。

电池为电动汽车的驱动电动机提供电能,电动机将电源的电能转化为机械能,通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置[4]。

目前开发的电动汽车的性能问题都与电池技术发展紧密相关。

2电动汽车对动力电池的发展及要求2.1动力电池的发展1837年Davidson于阿伯丁制造了世界上第1辆以电池为动力源的车辆。

在19世纪末到20世纪初之间,电动汽车由于缺乏成熟的电池技术和合适的电池材料发展得非常缓慢,以内燃机为动力的传统汽车占领了市场[5]。

第1代现代电动汽车EV1由美国通用汽车公司在1996年制造,它采用的是铅酸电池技术。

1999年研发的第2代通用汽车公司的电动汽车以镍氢电池为动力源,一次充电的行驶里程是前者的1.5倍,同样因无竞争力而退出市场。

同期,日本丰田汽车公司利用镍氢电池技术制造了将内燃机和电动机相结合的第3代电动汽车,即混合动力车(hybrid electric vehicles,HEVs)。

HEV是具备多个动力源(主要是汽油机、柴油机和电动机),根据情况同时或者分别使用几个动力源的机动车辆[6]。

镍氢电池成为在电动汽车电池技术的研究领域和市场应用中最受关注的电池。

2006年锂离子电池技术的迅速发展,特别是在安全性方面的大幅提高,使之逐步被应用于纯电动车和混合动力车,成为镍氢电池强劲的竞争者。

2007 年,插电式的混合动力车(plug-inHEVs,PHEV)诞生了。

PHEV 与HEV最大的不同是它的电池能量可来自于电网,而不完全依靠内燃机化石燃料提供。

当电池电量高时,PHEV采用纯电动车模式(动力完全来自电池)行驶,电池电量降低时,进入传统的HEV模式。

2008 年,金融危机、国际油价的高位震荡和节能减排等产生巨大的外部压力,全球汽车产业正式进入能源转型时期。

世界各国对发展电动汽车实现交通能源转型这样的技术路线达成了高度共识;电动汽车电池产业同样进入了加速发展的新阶段。

2.2电动汽车对动力电池的要求动力电池为电动汽车的驱动电机提供电能,是电动汽车的重要组成部分。

现代电动汽车的发展和推广所考虑的动力电池应满足以下几方面的要求[7]: 1)高能量和能量密度;2)高功率和功率密度;3)快速充电和深度放电的能力;4)可循环使用,寿命长;5)高充电和放电效率;6)安全性能高且成本合理;7)免维护;8)环保且可以回收;9)能与汽车工程有机结合。

纵观电动车的整个发展过程,出现过多种不同类型的汽车和电池,其中产生巨大影响并商业化使用直到现在的电动汽车动力电池主要有铅蓄电池、镍氢电池和锂离子电池。

本文将针对这三种重要的电动汽车动力电池的研究、应用和发展趋势进行介绍。

3铅蓄电池铅蓄电池是一种传统的电池产品,自1859年发明至今已有150多年的历史,但该产业的发展仍方兴未艾。

铅蓄电池目前仍是化学电池中市场份额最大、使用范围最广的电池,销售额居二次电池之首,特别在起动和大型储能等应用领域, 较长时期内尚难以被其他新型电池替代[8]。

3.1铅蓄电池工作原理铅蓄电池(RLAB)的正极为PbO2,负极为海绵钛Pb,电解液为稀硫酸溶液。

其反应机理为:正极:PbSO4+2H2O→PbO2+3H++HSO4−+2e−负极: H++PbSO4+2e−→Pb+HSO4−总反应:2PbSO4+2H2O→Pb+PbO2+H++2HSO4−3.2铅蓄电池性能特点应用于电动汽车的新一代阀控式密封铅蓄电池不须维护,允许深度放电,可循环使用;然而铅蓄电池比能量和比功率低的致命弱点,根本原因是金属铅的密度大。

功率密度虽可以通过增大电极的表面积来提高,却会增加侵蚀速度而缩短电池的使用寿命。

充放电方式也会严重影响它的使用寿命,长期过充电产生的气体会导致极板的活性物质脱落,不适合放电到低于额定容量的20%,反复过度放电同样导致寿命急剧缩短;此外,在没有定期充满的情况下会有硫酸盐晶体析出,硫酸盐晶体会使电池的孔隙度降低,限制活性物质的进入,导致电池的容量减小。

在典型的HEV应用中,电池经常工作于一个高倍率部分荷电状态,使用寿命和性能表现会因此受到严重影响。

3.3铅蓄电池应用范围小型铅蓄电池主要用于便携式家用电器,如手提式吸尘器、磁带录像机、电动玩具、报警器、应急照明等,也大量用于计算机和小型不间断电源。

中型铅酸电池多用于起动、照明、点火等,如汽车、高尔夫车和自动导向车等都用这类电池。

而大型铅酸蓄电池也广泛应用于邮电通讯、瞬时备用电源、大型UPS电源、太阳能和风能发电系统的配套能源,,在负载调峰用电方面也有较多应用。

同时,铅酸蓄电池(AGM-VRLA和Gel-VRLA)在国内主要应用于电动自行车、电动巴士等。

4镍氢电池4.1镍氢电池工作原理镍氢电池以金属氢化物为负极活性材料,以Ni(OH)2为正极活性材料,以氢氧化钾水溶液为电解液。

其充放电机理为:充电时由于水的电化学反应生成氢原子,立即扩散到合金中,形成氢化物(MH),实现负极贮氢;镍电极活性物质Ni(OH)2释放出一个电子,变为充电态的NiOOH。

而放电时氢化物分解出的氢原子又在合金表面氧化为水,NiOOH吸收一个电子还原为Ni(OH)2,镍氢电池在充放电过程中的电化学反应如下:正极:Ni(OH)2+OH−→NiOOH+H2O+e−负极:M+xH2O+xe−→MH x+xOH−电池的总反应:M+xNi(OH)2→MH x+xNiOOH4.2镍氢电池性能特点镍氢电池(Ni-MH电池,镍金属氢化物电池)和同体积的镍镉电池相比,容量增加一倍,充放电循环寿命也较长,并且无记忆效应。

镍氢电池具有以下特点:比能量高,是Ni-Cd蓄电池的1.5~2.0倍,大约在60~80Wh/kg;工作电压1.2V,与Ni-Cd蓄电池相同;可快速充电、放电;体积比能量130~170Wh/L;循环使用寿命500~1 000/次;可以取代有毒、废电池难以处理的Ni-Cd蓄电池,被誉为“绿色环保电池”;具有大容量、大功率的驱动型电池,同时又是一种物质“活性”较强、容易外逸、封装技术要求很高的电池[9]。

镍氢电池广泛应用受限的原因是其在低温时容量减小和高温时充电耐受性的限制;此外,价格也是制约镍氢电池发展的主要因素,原材料如金属镍非常昂贵。

镍氢电池虽比铅酸电池储存更多的能量,但过放电会造成永久性损伤,荷电状态(state of charge,SOC)必须被限制在一个较小的范围内,电池储存的大部分能量并没有被实际使用,如丰田Prius只能使用电池20%的能量[9]。

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