电动汽车动力电池基础知识
精选电动汽车动力电池培训课件
❖ 1913年，福特(Ford)建立了内燃机汽车装配流水线 ，几乎使装配速度提高了8倍，最终使每工作日每 隔10秒钟就有一台T型车驶下生产线。内燃机汽车 进入了标准化、大批量生产阶段。亨利-福特以大
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❖ 1969年宝马生产的电动汽车
❖ 意大利为了降低空气污染，20世纪80年代末建立 了电动汽车车队，共投入52辆电动汽车试验，所 有车均用铅酸电池。1990年菲亚特汽车公司生产 “熊猫一览 lef/ra”，载重量为1330kg，车速为 70km/h，续驶里程为100km，采用铅酸电池，或 改用镍镉电池车速可达100km/h ，续驶里程达 180km。
力的后轮驱动的子弹头型电动汽车，创造了时速 68mile (110km)的记录，并且续驶里程达到了约 290km。这也是世界上第一辆时速超过100公里的 汽车。
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❖ 卡米勒·杰纳茨驾驶的子弹头型电动汽车
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❖ 1900年，BGS公司生产的电动汽车创造了单次充 电行驶180mile的最长里程纪录。
❖ 1901年爱迪生发明了Fe-Ni电池；
❖ 1984年波兰的飞利浦（Philips）公司成功研制出 LaNi5储氢合金，并制备出MH-Ni电池。
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❖ 发明大王爱迪生和他的铁 镍电池
❖ 1991年，可充电的锂离子蓄电池问世，实验室制 成的第一只18650型锂离子电池容量仅为600mA·h ；
装了两台驱动电机 ，能以20mile/h的 速度行驶 25mile 。
了解动力电池的基本原理和工作方式
了解动力电池的基本原理和工作方式动力电池是电动汽车中的关键组件，它的基本原理和工作方式影响着电动汽车的性能和续航能力。
本文将介绍动力电池的基本原理和工作方式，帮助读者更好地了解电动汽车的核心技术。
一、基本原理动力电池是指用于驱动电动汽车的高性能电池。
它是由多个电池单元串联组成的，以提供所需的电能。
动力电池的基本原理是利用化学反应将化学能转化为电能，并通过导线将电能传递给电动汽车的电动机，从而驱动汽车运行。
动力电池通常采用可逆化学反应，即充放电过程可以反复进行。
常见的动力电池类型包括锂离子电池、镍氢电池等。
以锂离子电池为例，其内部由锂离子在正负极之间的迁移所引起的氧化还原反应来实现电能的转化。
二、基本工作方式动力电池的工作方式可以分为充电和放电两个过程。
1. 充电过程在充电过程中，外部电源向动力电池提供电能，使其内部化学反应逆转，从而将电能储存在电池中。
充电时，正极吸收电子，负极释放电子，并将这些电子通过外部电路传递给正极，使得正负极之间的化学反应进行逆转。
充电过程中的电能转化涉及到多个物理化学过程，包括离子扩散、电荷传递等。
充电速度和效率取决于电池的材料组成、电流大小以及充电温度等因素。
2. 放电过程在电动汽车工作时，动力电池会释放储存的电能，通过导线传递给电动机，从而驱动汽车运行。
放电过程中，正极释放电子，负极吸收电子，并将电子通过导线传递给负载（电动机），形成电流。
放电过程中电能的释放主要是由化学反应引起的电势差。
电池内部的化学反应会消耗正极和负极之间的化学物质，并最终导致电池失去储存电能的能力。
三、电池管理系统为了保证动力电池的安全和性能，电动汽车通常会配备电池管理系统（BMS）。
BMS通过监测电池电压、温度、电流等参数，实时掌握电池的状态，并采取相应的措施来确保电池的正常运行和寿命。
BMS还可以实现动力电池的均衡充放电，以避免电池容量不均匀导致的性能下降。
同时，BMS还能监测电池的温度，当电池温度过高时，会采取保护措施，如降低充电速度或停止充电，以防止电池损坏或甚至起火。
电动汽车动力电池的分类
电动汽车动力电池的分类
电动汽车动力电池的分类主要基于其化学成分和用途，可以分为以下几类：1.铅酸电池：铅酸电池是最早应用于电动汽车的电池，也是目前仍在使用的电
池之一。
它由铅、二氧化铅、硫酸和水等材料组成，具有成本低、电压稳定、维护简单等优点。
但铅酸电池的能量密度较低，充电速度较慢，且对环境有一定污染。
2.镍镉电池：镍镉电池是一种可充电的二次电池，由镍和镉两种元素组成。
它
具有较高的能量密度和放电率，能够提供较大的电流输出，因此常用于混合动力汽车和纯电动汽车。
但镍镉电池含有重金属元素，对环境有一定影响。
3.锂离子电池：锂离子电池是一种高能量密度、高电压、长寿命的二次电池，
由锂离子在正负极之间移动实现充放电。
锂离子电池具有较高的能量密度、较长的寿命、较低的自放电率、环保等优点，是当前电动汽车电池的主流选择。
4.燃料电池：燃料电池是一种将燃料的化学能通过电化学反应转化为电能的装
置。
它由燃料、氧化剂、电极和电解质等组成，具有高效、环保、高能量密度等优点。
燃料电池的燃料可以是氢气、甲烷、乙醇等，氧化剂可以是氧气、空气等。
以上是电动汽车动力电池的主要分类，不同类型的电池各有其优缺点，选择适合的电池类型需要根据实际需求进行权衡。
电动汽车的动力系统和电池技术
电动汽车的动力系统和电池技术随着全球环境变化和政府节能减排政策的逐渐加强，电动汽车逐渐成为了当今社会推动绿色交通的重要手段。
电动汽车相比传统汽车，具有清洁、零排放、安全、安静、较低的运行成本等优势，因此备受消费者的青睐。
本文将从动力系统和电池技术两个方面对电动汽车进行介绍。
一、电动汽车的动力系统电动汽车的动力系统主要包括三种：纯电动、插电式混合动力和燃料电池混合动力。
纯电动汽车只依靠电池驱动电机，不依赖于其他能源；插电式混合动力辅以发动机发电，延长了行驶距离；燃料电池混合动力则利用氢气来驱动电动机。
动力系统中最关键的部分是电机和电控系统。
电机控制系统需要负责电机的启动、停止、转速控制和扭矩控制等。
常见的电机种类包括永磁同步电机、异步电机等。
其中永磁同步电机具有高效、高速、高扭矩、轻量化等特点，被广泛应用于电动车辆中。
另外，电池是电动汽车动力系统不可或缺的部分。
电动汽车需要用电池来储存能量，供电机在车辆行驶中提供动力。
在电动汽车中，常见的电池种类包括传统铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等。
锂离子电池是当今最常用的电动车电池，具有能量密度大、重量轻、寿命长、自放电小等优点。
二、电动汽车的电池技术电池技术是电动汽车发展的关键技术之一。
以下介绍几种常见的电池技术。
1.镍氢电池技术镍氢电池由镍氢负极和氢化物正极组成，具有能量密度高、长寿命等优点，是电动汽车的常用电池。
然而，镍氢电池的较大缺点是重量大、体积大，充电速度慢，因此限制了其在电动汽车中的应用。
2.锂离子电池技术锂离子电池具有体积小、重量轻、能量密度高、自放电率低等特点，当前是电动汽车的主流电池技术。
锂离子电池分为单体电池和组合电池，通常采用多个单体电池串联或并联来组成电动汽车的电池组。
3.超级电容器技术超级电容器是介于电池和电容器之间的产品，具有超长的寿命、超快的充电速度和良好的低温性能。
在电动汽车领域，超级电容器常用于辅助动力系统，可在起步加速时提供可靠的短时高功率输出。
新能源汽车纯电动车动力电池
新能源汽车纯电动车动力电池随着可再生能源的发展，新能源汽车已成为未来发展的趋势。
新能源汽车的发展关键在于电池技术，因为动力电池是纯电动车的核心部件，它的性能和质量直接决定了汽车的续航里程。
本文将详细介绍纯电动车动力电池的相关知识。
动力电池的定义和作用动力电池是指为纯电动车提供动力所必需的电池，用于储能和提供动力。
它是纯电动车的核心部件，对纯电动车的续航里程、性能和使用寿命都有很大的影响。
动力电池主要由电池单体、电池管理系统、电池充电系统等组成。
作为电动汽车的核心部件，造就着电动汽车行驶的里程和动力输出。
同时也是影响纯电动汽车价格的重要因素。
动力电池的构成动力电池主要由电池单体、电池管理系统、电池充电系统等组成。
通常，动力电池采用锂离子电池或钴酸锂电池作为电池单体。
1.电池单体：电池单体是动力电池的基本组成部分，它由一定数量的电池组成，在电动汽车中通常由数百个甚至数千个电池单体组成。
电池单体的性能决定了整个电池的性能，常见的电池单体规格有18650和26650两种，其中18650是一种直径为18毫米，长度为65毫米的圆柱形电池单体，而26650则是一种直径为26毫米，长度为65毫米的圆柱形电池单体。
2.电池管理系统：电池管理系统是动力电池的关键部分，它负责监测每个电池单体的电压和温度，并通过数据处理系统将这些信息集中控制，以保证电池单体的正常工作。
例如：保护电池免受过充、过放或短路等异常情况。
同时，电池管理系统还会通过外部冷却和加热装置控制电池温度，保证电池处于正常工作的温度范围之内。
3.电池充电系统：电池充电系统是指将电池充满电的装置，它主要由电池充电器和充电管理系统组成。
电池充电系统负责控制电池的充电过程，保证电池充电安全可靠。
动力电池的类型根据电池单体的不同材质和结构，动力电池可以分为多种类型，目前市面上使用的动力电池主要有以下几种：1.钴酸锂电池钴酸锂电池是目前市场上使用最为广泛的动力电池，充电速度快，能量密度高，具有优良的循环寿命和安全性能，缺点是价格较高。
新能源汽车电池板块培训PPT课件：新能源汽车动力电池基础理论知识
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-
03
主流动力电池介绍
镍氢电池
镍氢电池具有无污染、高比能、大功率、 快速充放电、耐用性等许多优异特性。与铅蓄电池相比，镍氢电池 除具有比能量高、质量轻、体积小、循环寿命长的特点外，还具有以下特点:
使用寿命短； 充电时间长； 铅是重金属，存在污染。
03
主流动力电池介绍
镍氢电池
——运用电动汽车
镍氢电池正极是活性物质氢氧化镍，负
极是储氢合金，用氢氧化钾作为电解质，
在正负极之间有隔膜，共同组成镍氢单
体电池。在金属铂的催化作用下，完成
充电和放电的可
逆反应。
构造及工作原理
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-
价格高。制造成本高，电池价格昂贵。
需要配备辅助电池系统。通常在燃料 电池汽车上还要增加辅助电池，来储 存燃料电池富裕的电能和汽车在减速 时接受再生制动的能量。
22
03
主流动力电池介绍
质子交换膜燃料电池
基本结构：
质子交换膜、催化剂层、扩散层、集流板
质
子
不仅是一种将阳极的燃料和阴极的氧化
交
剂隔开的隔膜材料，还是电解质和电极
燃料种类单一。主要是液态氢、气态 氢以及碳水化合物经过重整后转换的 氢，氢气的产生、存储、保管、运输 和灌装或重整，都比较复杂，对安全 性要求高。
新能源汽车动力电池介绍
新能源汽车特点及分类
新能源汽车
IAC Confidential
电动汽车 燃气汽车
生物燃料汽车 煤制醇醚汽车 新型燃油汽车
混合动力汽车
(HEV)
纯电动汽车
(EV)
燃料电池汽车
(FCV)
新能源汽车比较及发展趋势
关键技术性能比较及发展趋势
新能源汽车
混合动力 (HEV)
纯电动 (EV)
燃料电池 (FCV)
IAC Confidential
动力电池系统测试标准介绍
适用高能量电池测试标准(GB/T 31467.2-2015)
IAC Confidential
动力电池系统测试标准介绍
安全性要求与测试(GB/T 31467.3-2015)
IAC Confidential
动力电池系统测试内容举例
电池一致性测试
电压（V）
循环性能（次） 过渡金属 环保性 安全性能
适用温度范围
成本 应用
磷酸铁锂 LiFePO4
170 130~140
3.2~3.7
＞2000 非常丰富
锰酸锂
LiMn2O4 148
LiMnO2 286
100~12 200 0
3.8~3. 3.4~4.3 9
＞500
差
丰富
丰富
钴酸锂 LiCoO2
274 135~140
優點
缺點
定位
鈷酸鋰 三元材料 錳酸鋰 磷酸鐵鋰
Tesla Rodster 容量密度大
穩定性、安全性不足
在3C市場中佔據90% 以 上份額,不適合做動力電池
能量密度高，電化學穩定 Tesla Model S 性好
日產 聆風 BYD E6
动力电池的基础知识
动力电池的基础知识新能源汽车三大(电池、电机、电控)核心技术，对主机厂工程师而言，动力电池知识是必须要知道的。
但是目前许多工程师对动力电池知识了解甚少，主要原因是，动力电池是电化学领域的，而汽车学院的没有这个课程。
下面做一些简要介绍，供大家参考。
一、电池是什么？其功能是什么？先说水池吧。
水杯、水桶、水缸、水池、这里的杯、桶、池、塘，有一个共同的特点，其基本功能是装水的，不同是容积大小不一样。
水是液体，有一个基本属性，水是能高处流向低地处的。
基本常识是，人们可能没有思考，水池原来是空的，水池的水是人倒进去的，在水水池的低处钻一个孔，一池子水最后会放干的。
这个过程里有什么科学道理？a)空水池，空的容积才能盛水；b)水自己进不了水池里，是人倒进去的；c)有水压的存在，水才会从高处往地处流动的。
同理，电池是盛“电”的容积，电池里面原来也是“空”的，是没有电的，电是人充进去的，电池能放电，是因为电池里面有电压差。
水池是物理学原理，是装的液体，水是分子结构的；电池是电化学学原理，是装的带“电”的，是比分子更小的离子。
二、干电池的基本常识大家常见在体收音机、收录机、照相机、电子钟、玩具等电池，归类为干电池。
在干电池里面的电解质是一种不能流动的糊状物，才叫做干电池(见图1)，这是相对于具有可流动电解质的电池说的。
图1 干电池外形及内部结构其外壳是用锌做成的圆筒型容器，锌筒中央立着一根碳棒,碳棒顶端固定着一个铜帽。
碳棒和锌筒叫做干电池的电极。
聚集正电荷的碳棒叫正极,(符号+，表示电池的正极)，聚集负电荷的锌筒叫负极(符号-，表示电池的负极)。
放电的基本原理：碳极周围填满了二氧化镁，锌电极组成了干电池的外壳，碳电极则放在中心。
电子是有电子化了的锌金属(氧化作用)所给出，流进外部的电路到达炭电极。
靠近碳电极的二氧化镁得到电子(还原作用)生成氢氧离子，并形成了新的化合物叫做氧化镁。
氧化反应把电池负极的电子推出去，而还原反应则在正极吸收它们。
纯电动汽车动力电池基础知识培训
电池基础知识培训目录◆电池的基础概念◆锂电池的简介◆锂电池常用的基本术语◆锂电池Pack组成及串并联方式◆动力电池系统构成与专业领域简介◆动力电池模组与Pack设计关键技术◆动力电池行业常用国标简介什么叫电池？电池是一种能够将化学能转化为电能的一种装置。
1.按工作性质分2.按电解液分3. 按电池所用正、负极材料划分4.按用途分5.及其它总体分类1.按工作性质分：一次电池（原电池） 二次电池（可充电池）区别简介：1、一次电池和二次电池的最大不同是充电，一次电池用完也就是说放电后不能再以充电的方式反复使用；而二次电池则可以反复的充电、放电，所谓的循环。
2、另一明显的区别就是它们能量和负载能力，以及自放电率，二次电池能量远比一次电池高，然而他们的负载能力相对要小。
3、从电化学角度来说，电化学反应若是可逆的，则属于二次电池，不可逆的，属于一次电池。
锌锰电池是一次电池，如平常说的干电池，2号、5号、7号；铅酸蓄电池、锂电属于二次电池。
4、应用一般来说，一次电池适合于微小电流的器具，如遥控器、胡须刀等；而二次电池基本上没有受到限制。
2.按电解液分：碱性电池：电解质主要以氢氧化钾火熔液为主的电池；如（锌锰电池、镉镍电池，镍氢电池等）酸性电池：主要以硫酸水溶液为介质的电池；如（锌锰干电池、也称酸性电池，海水电池等）有机电解液电池：主要以有机溶液为介质的电池；如（锂电池、锂离子电池等）3.按电池正负负极材料划分：锌系：锌锰电池、锌银电池等；镍系：镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等； 锂系：锂锰、锂铁、锂镍钴锰电池等；其它体系5.及其他总体分类：电池原电池锌锰电池碱锰银锌…蓄电池铅酸镍镉镍氢锂离子…燃料电池质子交换膜碱性固体氧化物熔融碳酸盐…物理电池超级电容器飞轮电池核电池太阳能电池…1981年发表了第一个锂离子电池方面专利。
八十年代末，SONY公司利用此发现制成LIB。
实验室制成的第一只18650型锂离子电池容量仅为600mAh。
电动汽车动力电池的基本要求和具体分类
电动汽车动力电池的基本要求和具体分类
电动汽车动力电池的基本要求是高能量密度、长寿命、较高的充放电效率、安全可靠以及成本合理等。
具体分类如下：
1. 锂离子电池：目前是最常用的动力电池，具有高能量密度、较长寿命、较高的充放电效率和较低的自放电率。
常见的有锂铁磷酸铁锂电池、锰酸锂电池、三元材料锂离子电池等。
2. 镍氢电池：具有高能量密度和较长寿命，但充放电效率相对较低。
主要用于混合动力和纯电动汽车的中小型车辆。
3. 铅酸电池：具有较低的能量密度和较短的寿命，但成本较低。
主要用于电动公交车和低速电动车等。
4. 固态电池：相较于传统液态电解液，使用固态电解质，具有更高的能量密度、更长的寿命和更好的安全性能。
目前仍处于研发阶段，尚未商业化应用。
5. 金属空气电池：利用金属与氧气反应来产生电能，具有极高的能量密度，但存在反应性不稳定和放电速度较慢等问题。
目前仅在特定场景下应用。
需要注意的是，不同类型的电动汽车可能会使用不同种类的动力电池，具体取决于使用需求、成本效益以及技术发展情况等因素。
动力电池基础知识..课件
不同的放电方式（如恒流放电、恒压放电等）会影响电池的放电效 率和寿命。
03
动力电池的构成与材料
动力电池的构成
电芯
动力电池的核心部分，负 责存储和释放电能。
电池管理系统
用于监控电池状态、控制 充放电过程，确保电池安 全运行。
冷却系统
用于保持电池在适宜的温 度范围内工作，确保电池 性能和寿命。
无人机需要轻量化的能源供应系统 ，动力电池具有高能量密度和轻量 化的特点，因此也是无人机的能源 供应方案之一。
02
动力电池的工作原理
电池的基本工作原理
电池是一种能量转换装置
01
电池能够将化学能、光能、热能等转换为电能，为各种电子设
备提供动力和隔膜组成，这些部分共同作
动力电池的材料
正极材料
电解液
如钴酸锂、三元材料等，决定了电池 的能量密度和性能。
作为正负极之间的传输介质，对电池 的离子导电性和安全性至关重要。
负极材料
如石墨、钛酸锂等，影响电池的充放 电性能和寿命。
动力电池的性能指标
01
02
03
04
能量密度
单位重量或体积内所存储的电 能，直接影响车辆的续航里程
无线充电技术为电动汽车充电提供了新的解决方案，可实现快速、方便 、自动化的充电，未来有望成为电动汽车充电的主流方式。
03
智能电池管理系统
智能电池管理系统能够实现电池的实时监测、控制和优化，提高电池的
安全性、寿命和性能，是未来动力电池发展的重要方向。
动力电池对环境的影响与可持续发展
减少碳排放
动力电池的使用能够减少燃油车的碳排放，从而降低空气污染和 全球温室效应。
。
纯电动汽车学习入门(三)——动力电池系统(上)
◆文/北京 李玉茂纯电动汽车学习入门(三)——动力电池系统(上)李玉茂 (本刊编委会委员、特约编辑)中国汽车工程学会认证资深工程师、中国汽车工程学会汽车应用与服务分会特聘专家，从事汽车维修工作40余年，在大众车系电控系统故障诊断领域经验丰富。
现任北京市工业技师学院汽车技术应用系顾问，清华大学、北京理工大学师资培训基地汽车专业专家。
(接2021年第8期)一、单体锂电池1.组成与分类单体(Cell)也称电芯，是将化学能转化为电能的最小单元，单体锂电池由正极、负极、电解液、隔膜、外壳等组成，如图1所示。
锂电池按正极所用材料分类，有钴酸锂L i x C o O 2、锰酸锂Li x MnO 2、镍酸锂Li x Ni O 2、磷酸铁锂Li x Fe PO 4、三元锂Li(CoMnNi)O 2。
三元锂是钴、锰、镍按一定比例混合，这些锂化合物材料是晶状体结构材料。
负极材料为石墨，充电后成为锂-碳层间化合物Li X C 6。
液态锂离子电池的正极与负极之间是隔膜和电解液，隔膜只允许锂离子Li+往返通过，阻止电子e-通过，在正负极之间起到绝缘作用。
固态锂离子电池的隔膜、电解液由聚合物电解质膜代替, 聚合物可以是干态，也可以是胶态，目前大部分采用聚合物胶体电解质膜。
2.形状与包装单体电池的形状有方形、圆柱形、板状等，如图2所示。
方形又分方形叠片式、方形卷绕式；圆柱形又分圆柱叠片式、圆柱卷绕式。
包装类型有硬包、软包，硬包使用钢壳、铝壳，软包使用铝塑。
电动车大多采用方形硬包电池，特斯拉采用18650电芯， 18表示直径为18mm，65表示长度为65mm，0表示圆柱形电池。
笔记本电脑、手机采用板状软包电池。
锂单体电池标称电压3.7V ，一般正常电压范围3.2～4.2V 。
磷酸铁锂单体电池标称电压3.2V ，一般正常电压范围2.7～3.7V 。
比亚迪公司推出磷酸铁锂刀片电池，如图3所示，电芯长度可大于2m，宽度大于10cm，厚度不到2cm，优点：①电池能量密度比传统电池增加1/3以上；②材料成本降低1/4左右；③电池体积小,可为车辆节省空间；④电池重量轻，降低自身重量的能源消耗，续航里程增加。
项目三 电动汽车的动力电池及其电池管理系统
（五）燃料电池
氢燃料电池的燃料是氢和氧，生成物是清洁的水，它本身工作不产 生一氧化碳和二氧化碳，也没有硫和微粒排出。因此，氢燃料电池汽 车是真正意义上的零排放、零污染的汽车，是解决当今交通能源和环 境问题的最佳方案之一，代表着汽车未来的发展方向。 燃料电池也不需要像其他电池那样进行长时间的充电，它只需要像 给汽车加油一样补充燃料即可达到与燃油车一样的行驶里程。燃料电 池电动汽车的行驶里程仅与燃料箱中的燃料有关，而与燃料电池的尺 寸无关。
6）超级电容
超级电容是为了满足混合电动汽车能量和功率实时变化要求而提出 的一种能量存储装置。它是一种电化学电容，兼具电池和传统物理电 容的优点。超级电容往往和其他蓄电池联合应用作为电动汽车的动力 电源，可以满足电动汽车对功率的要求而不降低蓄电池的性能。
7）飞轮电池
飞轮电池是20世纪90年代才提出的新概念电池，它突破了化学电池 的局限，用物理方法实现储能。飞轮电池是一种以动能方式存储能量 的机械电池，它由电动／发电机、功率转换、电子控制、飞轮、磁浮 轴承和真空壳体等部分组成，具有高功率比、高能量比、高效率、长 寿命和环境适应性好等优点。
4）高温钠电池
高温钠电池主要包括钠氯化镍电池和钠硫蓄电池两种。钠氯化镍电 池是1978年发明的，其正极是固态NiCl2，负极为液态Na，电解质为 固态 β-Al2O2陶瓷，充放电时钠离子通过陶瓷电解质在正负电极之间 漂移。
5）锌空气电池
锌空气电池是一种机械更换，采用离车充电方式的高能电池，正极 为锌，负极为碳（吸收空气中的氧气用），电解液为KOH。
（二）电动汽车动力电池的应用现状
1．铅酸电池 由于铅酸电池的供电成本大体和柴油机供电相等，同时应用历史最 长、技术最成熟、安全性最好、成本最低、市场化程度高，因此铅酸 电池仍然是低端电动汽车市场的主要动力电池。
动力电池基础知识
动力电池的主要性能参数1、电压：开路电压=电动势+电极过电位，工作电压=开路电压+电流在电池内部阻抗上产生的电压降。
电动势由电极和电解质材料特性决定，电极的过电位与材料活性、荷电状态和工况有关。
2、内阻：电池在短时间内的稳态模型可以看作为一个电压源，其内部阻抗等效为电压源内阻，内阻大小决定了电池的使用效率。
电池内阻包括欧姆电阻和极化电阻两部分，欧姆电阻不随激励信号频率变化，又称交流电阻，在同一充放电周期内，欧姆电阻除温升影响外变化很小。
极化电阻由电池电化学特性对外部充放电表现出的抵抗反应产生，与电池荷电、充放强度、材料活性都有关。
同批电池，内阻过大或过小者都不正常，内阻过小可能意味材料枝晶生长和微短路，内阻太大又可能是极板老化、活性物质丧失、容量衰减，内阻变化可以作为电池裂化的充分性参考依据之一。
3、温升：电池温升定义为电池内部温度与环境温度的差值。
多数锂电池充电时属吸热反应，放电时为放热反应，两者都包含内阻热耗。
充电初期，极化电阻最小，吸热反应处于主导地位，电池温升可能出现负值，充电后期，阻抗增大，释热多于吸热，温升增加，过充时，随不可逆反应的出现，逸出气体，内压升高、温度升高，直到变形、爆裂。
4、内压：电池内部压力，由于电池内部反应逸出气体导致气压增大，气压过大将撑破壳体和发生爆裂，基于安全考虑，一方面锂电池都设计了单向的防爆阀门，一方面用塑壳制造。
析气反应常伴随着不可逆反应，也就意味着活性物质的损失、电池容量的下降，无析气、小温升充放电是最理想的工况。
5、电量：电学里，电量用Wh(瓦时)表示，是能量单位，一度电等于1kWh;电池常用Ah(安时)计算电量，对于动力电池侧重于功率和能量大小，用Wh更直接一些，因为电池的电压是变化的，其全程变化量可达到极大值的一半左右，用Ah计算电量不能正确描述电池的动力驱动能力，但Ah作为电池的电量单位自有其历史和道理，在不引起歧义的地方两种电量单位都可以使用。
汽车动力电池基础知识
汽车动力电池基础知识一、概述汽车动力电池是电动汽车的动力来源，其性能直接影响着电动汽车的性能指标。
因此，了解汽车动力电池的基本知识对于购买和使用电动汽车至关重要。
二、汽车动力电池的种类目前市场上主要有三种类型的汽车动力电池：铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池。
1. 铅酸电池：铅酸电池是最早的汽车动力电池，具有成本低、可靠性高、安全性好的优点。
但是，它的能量密度较低，充电速度较慢，且在使用寿命结束后不易回收。
2. 镍氢电池：镍氢电池是一种环保型的汽车动力电池，具有较高的能量密度、充电速度和循环寿命。
但是，它的成本较高，自放电率也较高。
3. 锂离子电池：锂离子电池是目前最常用的电动汽车动力电池，具有高能量密度、长循环寿命、低自放电率等优点。
但是，它的成本较高，且对充电条件的要求也较为严格。
三、汽车动力电池的性能指标1. 电压：汽车动力电池的电压通常为12V或24V，根据车型不同而有所差异。
2. 容量：汽车动力电池的容量通常以Ah（安时）为单位，表示电池能够存储的电量。
容量越大，电池的续航里程就越高。
3. 内阻：汽车动力电池的内阻越小，电流的传输效率就越高，电池的效能也就越好。
4. 循环寿命：汽车动力电池的循环寿命指的是电池在充满电和放完电之间的循环次数。
循环寿命越长，表示电池的使用寿命越长。
5. 自放电率：汽车动力电池的自放电率表示电池在不使用情况下的电量损失率。
自放电率越低，表示电池的储存性能越好。
四、汽车动力电池的使用与维护1. 正确使用：在使用汽车动力电池时，要遵循车辆制造商的使用说明，避免过度充电或过度放电。
同时，要保持电池组的完整性，避免任何可能导致短路的情况。
2. 定期维护：建议定期对汽车动力电池进行检查和维护，包括清洁电池表面、检查连接是否牢固、检查电解液的状态等。
此外，还要保持电池组的良好通风和适当的温度，以延长电池的使用寿命。
3. 充电：在充电时，要使用合适的充电设备和合适的充电方式（如慢充或快充）。
动力电池基础知识
五、保护板结构
5.1、保护IC 5.2、MOS 5.3、电阻 5.4、电容 5.5、PCB板
五、保护板结构
5.1、保护板IC 5.1.1、什么是锂离子电池保护IC？
答：在锂离子电池使用过程中，过充电、过放电对锂电 池的电性能都会造成一定的影响，为避免使用中出现这 种现象，专门设计了一套电路，并用微电子技术把它小 型化，成为一个芯片，该芯片俗称锂电池保护IC。
五、保护板结构
另外一种TSSOP-8封装较薄。
五、保护板结构
5.2.2、MOS FET 在电路中起什么作用？它是怎样工作的？
答：MOS FET通常有三只脚，分别称为漏极D、源极S、栅极G。它在电子线路中的功能 可用下图简单说明。
D
简言之，MOS FET 在电子电路中可把它看作是一只特殊的开关。当栅极G得到了一个高电 平，右图的开关就闭合；电流在D.S之间通过。当栅极G得到的不是高电平，而是低电 平，则D.S 之间开关看作开路，电流不能通过
VIOV2 0.5±0.1mv (0.4 0.5 0.6 )
6) 短路检测电压： VSHORT -1.3V
Байду номын сангаас
(-1.7 -1.3 -0.6 )
7) 过充电检测延时： tcu
1s
（0.5 1 2 ）
8) 过放电检测延时 ：tdl
125ms
（62.5 125 250 ）
9) 过流延时：
TioV1 8ms
（4 8 16 ）
22mΩ——45mΩ 19mΩ——30mΩ 16mΩ——20mΩ
五、保护板结构
5.3、电阻 5.3.1、电阻在保护板电路中起到什么作用？
答：电阻（Resistor）是所有电子电路中使用最多的元件。电阻的主要
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能量密度 Wh/kg Wh/L
铅酸电池 30—50 50—80
镍镉电池
50—60 130—150
镍氢电池 60—70 190—200
锂电池 130—150 350—400
基础知识——电池基本概念
放电倍率（A）：放电倍率是指在规定时间内放出其额
定容量（C）时所需要的电流值，它在数值上等于电池额定 容量的倍数。
1. 定义：电池在储存过程中，容量会逐渐下降，其减少的容量不电池容量 的比例，称为自放电率。 2. 原因：由于电极在电解液中的丌稳定性，电池的两个电极发生了化学反 应，活性物质被消耗，转为电能的化学能减少，电池容量下降。 3. 影响因素：环境温度对其影响较大，过高温度会加速电池的自放电 4. 表示：电池容量衰减（自放电率）的表达方法和单位为：%/月。 5. 产生结果：电池自放电将直接降低电池的容量，自放电率直接影响电池 的储存性能，自放电率越低，贮存性能越好。
基础知识——电池基本概念
放电平台：指放电曲线中电压基本保持水平的部分。放电平台越高、
越长、越平稳，电池的放电性能越好。
电池组的一致性：由多个单体电芯串连、并联在一起就组成
了电池组。电池组的整体性能和寿命取决于其中性能较差的一个电芯，这就 要求电池组中每个电芯性能的一致性要高。除了单体电芯本身性能的误差和 原材料质量的好坏，最主要原因是制造工艺，工艺的改迚对提高电池的质量 非常重要。
容量是电池电性能的重要指标，它由电极的活性物质决定。
• 容量用C表示，单位用Ah（安时）或mAh（毫安时）表示。 • 公式：C=It,即电池容量（Ah）＝电流（A）x放电时间（h）。 • 容量为10安时的电池，以5安培放电可放2小时，以10安培放电可放1小
时。 • 电池的实际容量主要取决于以下几个因素：活性物质的数量、质量；活
2.安全性能
挤压 针刺 短路 过充 过放 热冲击 热循环
基础知识——充放电特性
基础知识——循环特性
基础知识——循环特性
1、常温倍率放电特 性
15Ah电池倍率放电
基础知识——倍率放电特性
15Ah 电池在不同温度下放电性能
基础知识——电池安全性试验
基础知识——电池使用维护
从正极“跳迚”电解液里，“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达负极
不早就跑过来的电子结合在一起。
正极上发生的反应为 LiMn2O4 ==Li1-xMn2O4+Xli++Xe(电子)
负极上发生的反应为 6C+XLi+Xe==LixC6
4.放电过程
电池放电,此时负极上的电子e从通过外部电路跑到正极上,正锂离子Li+从负极
• 工作电压：是指电池在工作状态下即电路中有电流流过时电池正负极之间的电 势差。在电池放电工作状态下，当电流流过电池内部时，必须克服内阻的阻力， 故工作电压总是低于开路电压。
• 放电截止电压：指电池充满电后迚行放电，放完电时达到的电压（若继续放电 则为过度放电，对电池的寿命和性能有损伤）。
• 充电限制电压：充电过程中由恒流变为恒压充电的电压。
1、电池充电 在0～45℃环境温度下以专用锂离子电池充电 器对电池组充电，直至充满指示灯显示绿色。 若电池组运行（放电）时间短，则不需要每天 进行充电。 2、电池放电 在-20～45℃环境温度下进行放电。充放电电 压范围为4.20～3.00V
基础知识——电池使用维护
1、电池充电 在0～45℃环境温度下以专用锂离子电池充电 器对电池组充电，直至充满指示灯显示绿色。 若电池组运行（放电）时间短，则不需要每天 进行充电。 2、电池放电 在-20～45℃环境温度下进行放电。充放电电 压范围为4.20～3.00V
基础知识——聚合物锂离子电池的特点
丌爆炸，丌起火 无漏液问题 设计灵活 高能量、高功率 无污染，无记忆效应
基础知识——锂电池基本结构
主要材料：正极、负极、电 解液、隔膜 结构：圆形、方形；叠片、 卷绕 形态：聚合物(软包装)、液 态锂离子(钢壳)
基础知识——锂电池工作原理
充电
充电方式
铅酸电池
镍镉电 镍氢电 锂离子电池
池
池
恒流后恒压 恒流 恒流 恒流后恒压
控制方法
电压2.3V 、 涓流
温度或 电压4.2V 、涓流 ΔV
基础知识——电池基本概念
充、放电深度（SOC DOD）： 电池保有容量数值的表示方法。充、放电 深度以百分比率来表示，如：容量为 10Ah的电池放电后容量变为2Ah，可以 称为80%DOD；容量为10Ah的电池， 充电后容量为8Ah，80%SOC。形容满 充满放，通常称为100%DOD。
“跳迚”电解液里，“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达正极，不早
就跑过来的电子结合在一起。
正极上发生的反应为
Li1-xMn2O4+xli++xe(电子) ==LiMn2O4
负极上发生的反应为
LixC6 == 6C电池性能
1.电化学性能
充电特性 放电特性 循环寿命 倍率充电特性 倍率放电特性 低温特性 电池组放电特性
以10Ah电池丼例： 以2A放电,则放电倍率为0.2C 以20A放电,则放电倍率为2C
基础知识——电池基本概念
充电方式 ：
CC/CV：CC即恒流，以固定的电流对电池充电；CV即恒 压，以固定的电压对电池充电，充电电流会随著电池充满逐 渐下降。
涓流充电：指以小於0.1C电流对电池充电，一般在电池接 近充满电时，迚行补充充电时采用，若电池对充电时间没有 严格要求的话，建议采用涓流充电方式充电。
严禁将电池直接接入电源插座
禁止将电池丢于火或加热器中
禁止随意拆卸电池
禁止敲击或抛掷、踩踏电池等
禁止用钉子或其它利器刺穿电池
禁止用金属直接连接电池正负极短路
严禁颠倒正负极使用电池
谢谢！
基础知识——电池基本概念
能量密度（Wh/Kg）：指单位体积或单位质量所释放的
能量，通常用体积能量密度（Wh/L）或质量能量密度（Wh/kg）表示。 如一节锂电池重325g，额定电压为3.7V，容量为10Ah，则其能量密度 为113Wh/kg，下表为理论值，在实际应用情冴中需要考虑电池结构中 的壳体、零件等各方面因素。目前锂电池的能量密度是镍镉和镍氢电池 的3和1.5倍，能量密度的高低是由材料密度不结构决定的 。
聚合物锂离子动力电池 基础知识培训
二零一一年三月
目录
１．电池的基本概念 ２．锂离子电池的工作原理 ３．锂离子电池的性能 ４．聚合物锂离子动力电源模块 ５．聚合物锂离子动力电池的使用维护
基础知识——电池基本概念
电压（V）：
1. 开路电压：指电池在没有连接外电路或者外负载时的电压。开路电压不电池的 剩余能量有一定的联系，电量显示就是利用这个原理。
电池内阻是一个非常复杂而又非常重要的特性，影响内阻的因素有：① 材料；②结构等。
由于内阻的存在，当电池放电时，电流经过内阻要产生热量，消耗能量， 电流越大，消耗能量越多，所以内阻越小，电池的性能越好，丌仅电池的实 际工作电压高，消耗在内阻上的能量也少。
基础知识——电池基本概念
自放电率（％/月）：
化成：电池制成后，通过一定的充放电方式将其内部正负极活性物质
激活，改善电池的充放电性能及自放电、贮存等综合性能的过程称为化成。 电池经过化成后才能体现其真实的性能。同时化成过程中的分选过程能够提 高电池组的一致性，使最终电池组的性能提高。
基础知识——锂离子电池的变革
第一代 钢壳液态锂离子电池 第二代 软包装液态锂离子电池 第三代 聚合物锂离子电池
性物质的利用率。
基础知识——电池基本概念
电池能量（Wh）：
1.定义：指电池储存的能量的多少，用Wh来表示 2.公式：能量（Wh）＝额定电压（V）×工作电流（A）×工作
时间（h)。 3.丼例：3.2V15Ah单体电芯的能量为48Wh，3.2V100Ah电池
组的能量为320Wh。电池能量是衡量电池带动设备做功的重 要指标，容量丌能决定做功的多少。
基础知识——电池基本概念
记忆效应：
1. 定义：电池的记忆效应是指未完全放电的电池，在下一次充电时所能充 电的百分比。
2. 原因：电池内物质产生结晶，如镍镉电池中,Cd丌断聚集成团形成大块金 属镉，降低了负极的活性。
3. 避免：为了消除电池的记忆效应，在充电之前，必须先完全放电，然后 再充电。
锂离子电池无记忆效应!
料中的Li失去电子，迚入电解 液，电解液内的Li+向正极秱 动
基础知识——锂电池组成原理
1. 正极构造
LiMn2O4(锰酸锂)+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+集流体（铝箔） 正极
2. 负极构造
石墨+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+ 集流体（铜箔） 负极
3. 充电过程
电源给电池充电,此时正极上的电子e从通过外部电路跑到负极上,正锂离子Li+
基础知识——电池使用维护
4、电池其它使用说明
为防止电池可能发生泄漏、发热、燃烧，请注意以下预防措施：
警
告！
严禁将电池浸入海水或水中，保存不用时，应放置于阴凉干燥的环境中
产品不得受剧烈机械冲撞、爆晒、雨淋
禁止将电池在热高温源旁，如火、加热器等使用和留置
充电时请选用锂离子电池专用充电器
开路电压 工作电压 放电截止电压 充电限制电压
铅酸电池 2.1—2.2V 2.0V
1.7V
2.3v
镍镉电池 1.4V
1.2V
1.0V
镍氢电池 1.4V
1.2V
1.0V
锂电池 4.1—4.2V 3.6-3.7V 2.6－2.7V