电动汽车用蓄电池-(第13讲)PPT课件
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免维护电池
使用中不需加水、自放电少、耐过充电性能好、使用寿命长
1.汽车蓄电池的寿命有多长
• 蓄电池的设计寿命是27个月、一般家 庭用车比较省、新车的电池很多用到3-4年。
• 影响蓄电池寿命的几个因素是：车况、路 况、驾驶员的习惯，一般车越新电池越省、 因为马达好用省电池、发电机好用蓄电池 能充分的充电、车旧了以后、尤其是那两 个大件马达发电机更换以后，由于市场上 这两种产品的原厂货和翻新货差价巨大、 所以车主很容易不换原厂配件、之后蓄电 池就比较容易坏了
2) 比功率大
• 指单位质量或单位体积电池所能输出的功 率，分别称为质量比功率( W·kg － 1 ) 和体 积比功率( W·L － 1 ) 。比功率越高，则单 位时间电池的输出能量越大，电动汽车的 加速性能和爬坡性能就愈优越。
• 3) 循环或使用寿命长：在一定的工况条件 下，电池容量降到某一额定值前所经历的 充放电次数。循环寿命越长，则电池在正 常使用周期内支撑电动汽车行驶的里程数 就越多，有助于降低车辆使用期内的运行 成本。
2.3 燃料电池
电池是以水为能量的生成装置，以纯氢为燃料时 可以实现零排放，燃料补充迅速。２０世纪９０ 年代以来燃料电池成为各个发达国家竞相开发的 电动车电池。加拿大、美国、日本、德国等国家 处于领先地位，其中以加拿大的巴德拉公司最为 先进。由于汽车运行工况复杂，如果单独用燃料 电池作动力源会导致燃料电池后备功率很大，引 起重量增加，成本上升，氢气利用低的问题。所 以，目前的燃料电池几乎全部采用燃料电池加辅 助动力源的混合驱动方案。目前以氢为燃料的电 动汽车在性能上已经基本赶上了燃油汽车。但是， 高成本制约了发展
• 缺点是要依附传统电池系统给它充电。
2.6 飞轮电池
• 飞轮电池是一种以动能方式存储能量的机械电池， 长寿命和环境适应性好等优点。飞轮电池中的电 机ຫໍສະໝຸດ Baidu充电时以电动机形式运转，在外电源的驱动 下，电机带动飞轮高速旋转（可达到２００００ ０ｒ／ｍｉｎ），即用电给飞轮电池“充电”， 增加了飞轮的转速从而增大其动能。放电时，电 机则以发电机状态运转，在飞轮的带动下对外输 出电能，完成机械能（动能）到电能的转换。要 开发适合电动汽车的实用性飞轮电池，就必须进 一步提高它的安全性并降低成本。
4、研发单位
参与企业：国家电网、南方电网、国电南瑞、许继电气 、奥特迅、中恒电气、动力源、上海普天
5、技术岗位
3 电动汽车对动力电池的要求
• 1) 能量密度高：指电池的质量比能量 ( W·h·kg － 1 ) 和体积比能量( W·h·L － 1 ) ，亦即单位质量或单位体积的电池所能 供给的能量。 比能量越高，同一质量或同 一体积电池所储存和释放的电能就越多。 显然，使用比能量高的电池体系有助于降 低动力电池的质量和体积，提高电动汽车 的有效载量，乃至它的一次充电续驶里程。 因此，能量密度是评价动力电池应用性能 的一个最重要指标。
但它有两大缺点；一是比能量低，所占的质量 和体积太大，另一个是铅酸的污染性。
但它的技术比较成熟，经过进一步改进后的铅 酸电池仍将是近期电动汽车的主要电源。
2.2 锂离子蓄电池
锂离子电池使用锂碳化合物作负极，锂化过 渡金属氧化物作正极，液体有机溶液或固体 聚合物作为电解液。在充放电过程中，锂离 子在电池正极和负极之间往返流动。放电时， 锂离子由电池负极通过电解液流向正极并被 吸收，充电时，过程正好相反。 锂离子电池解决放电寿命短的问题。同时锂 离子电池具有高电池单体电压、高比能量和 能量密度，可以说是当前比能量最高的蓄电 池，所以体积较小，但是工作不稳定。使用 成本较高。
2.4 太阳能电池
• 太阳能电池是一种把光能转换为电能的装 置。目前，已研制出了使用太阳能电池的 电动汽车样车，但是由于太阳能电池还存 在光电转换效率不高、体积太大、电池系 统配置较复杂等问题，近期内只能作为电 动汽车的补充电源，还不能大规模的生产 应用。但太阳能作为最清洁的、取之不尽 用之不竭的能源，对它的研究和应用必将 会取得长足的进步。
2.5 超级电容
• 超级电容器，又叫双电层电容器、电化学电容 器、通过极化电解质来储能。兼具电池和传统物 理电容的优点。其特点是寿命长、效率高、放电 迅速。超级电容往往和其它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。超级电容的使用 将减少汽车对蓄电池大电流放电的要求，达到减 少蓄电池体积和延长蓄电池寿命的目的。
2 电动汽车的电池
2.1 铅酸电池 铅酸电池是采用金属铅作为负极，二氧化铅作
为正极，用硫酸作为电解液，放电时，铅和二氧 化铅都与电解液反应生成硫酸铅。充电时反应过 程正好相反。现在比较广泛的采用免维护的阀控 式铅酸电池（ＶＲＬＡ）。总体上说，铅酸电池 具有可靠性好、原材料易得、价格便宜等优点， 比功率也基本上能满足电动汽车的动力性要求。
免维护电池
使用中不需加水、自放电少、耐过充电性能好、使用寿命长
1.汽车蓄电池的寿命有多长
• 蓄电池的设计寿命是27个月、一般家 庭用车比较省、新车的电池很多用到3-4年。
• 影响蓄电池寿命的几个因素是：车况、路 况、驾驶员的习惯，一般车越新电池越省、 因为马达好用省电池、发电机好用蓄电池 能充分的充电、车旧了以后、尤其是那两 个大件马达发电机更换以后，由于市场上 这两种产品的原厂货和翻新货差价巨大、 所以车主很容易不换原厂配件、之后蓄电 池就比较容易坏了
2) 比功率大
• 指单位质量或单位体积电池所能输出的功 率，分别称为质量比功率( W·kg － 1 ) 和体 积比功率( W·L － 1 ) 。比功率越高，则单 位时间电池的输出能量越大，电动汽车的 加速性能和爬坡性能就愈优越。
• 3) 循环或使用寿命长：在一定的工况条件 下，电池容量降到某一额定值前所经历的 充放电次数。循环寿命越长，则电池在正 常使用周期内支撑电动汽车行驶的里程数 就越多，有助于降低车辆使用期内的运行 成本。
2.3 燃料电池
电池是以水为能量的生成装置，以纯氢为燃料时 可以实现零排放，燃料补充迅速。２０世纪９０ 年代以来燃料电池成为各个发达国家竞相开发的 电动车电池。加拿大、美国、日本、德国等国家 处于领先地位，其中以加拿大的巴德拉公司最为 先进。由于汽车运行工况复杂，如果单独用燃料 电池作动力源会导致燃料电池后备功率很大，引 起重量增加，成本上升，氢气利用低的问题。所 以，目前的燃料电池几乎全部采用燃料电池加辅 助动力源的混合驱动方案。目前以氢为燃料的电 动汽车在性能上已经基本赶上了燃油汽车。但是， 高成本制约了发展
• 缺点是要依附传统电池系统给它充电。
2.6 飞轮电池
• 飞轮电池是一种以动能方式存储能量的机械电池， 长寿命和环境适应性好等优点。飞轮电池中的电 机ຫໍສະໝຸດ Baidu充电时以电动机形式运转，在外电源的驱动 下，电机带动飞轮高速旋转（可达到２００００ ０ｒ／ｍｉｎ），即用电给飞轮电池“充电”， 增加了飞轮的转速从而增大其动能。放电时，电 机则以发电机状态运转，在飞轮的带动下对外输 出电能，完成机械能（动能）到电能的转换。要 开发适合电动汽车的实用性飞轮电池，就必须进 一步提高它的安全性并降低成本。
4、研发单位
参与企业：国家电网、南方电网、国电南瑞、许继电气 、奥特迅、中恒电气、动力源、上海普天
5、技术岗位
3 电动汽车对动力电池的要求
• 1) 能量密度高：指电池的质量比能量 ( W·h·kg － 1 ) 和体积比能量( W·h·L － 1 ) ，亦即单位质量或单位体积的电池所能 供给的能量。 比能量越高，同一质量或同 一体积电池所储存和释放的电能就越多。 显然，使用比能量高的电池体系有助于降 低动力电池的质量和体积，提高电动汽车 的有效载量，乃至它的一次充电续驶里程。 因此，能量密度是评价动力电池应用性能 的一个最重要指标。
但它有两大缺点；一是比能量低，所占的质量 和体积太大，另一个是铅酸的污染性。
但它的技术比较成熟，经过进一步改进后的铅 酸电池仍将是近期电动汽车的主要电源。
2.2 锂离子蓄电池
锂离子电池使用锂碳化合物作负极，锂化过 渡金属氧化物作正极，液体有机溶液或固体 聚合物作为电解液。在充放电过程中，锂离 子在电池正极和负极之间往返流动。放电时， 锂离子由电池负极通过电解液流向正极并被 吸收，充电时，过程正好相反。 锂离子电池解决放电寿命短的问题。同时锂 离子电池具有高电池单体电压、高比能量和 能量密度，可以说是当前比能量最高的蓄电 池，所以体积较小，但是工作不稳定。使用 成本较高。
2.4 太阳能电池
• 太阳能电池是一种把光能转换为电能的装 置。目前，已研制出了使用太阳能电池的 电动汽车样车，但是由于太阳能电池还存 在光电转换效率不高、体积太大、电池系 统配置较复杂等问题，近期内只能作为电 动汽车的补充电源，还不能大规模的生产 应用。但太阳能作为最清洁的、取之不尽 用之不竭的能源，对它的研究和应用必将 会取得长足的进步。
2.5 超级电容
• 超级电容器，又叫双电层电容器、电化学电容 器、通过极化电解质来储能。兼具电池和传统物 理电容的优点。其特点是寿命长、效率高、放电 迅速。超级电容往往和其它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。超级电容的使用 将减少汽车对蓄电池大电流放电的要求，达到减 少蓄电池体积和延长蓄电池寿命的目的。
2 电动汽车的电池
2.1 铅酸电池 铅酸电池是采用金属铅作为负极，二氧化铅作
为正极，用硫酸作为电解液，放电时，铅和二氧 化铅都与电解液反应生成硫酸铅。充电时反应过 程正好相反。现在比较广泛的采用免维护的阀控 式铅酸电池（ＶＲＬＡ）。总体上说，铅酸电池 具有可靠性好、原材料易得、价格便宜等优点， 比功率也基本上能满足电动汽车的动力性要求。