任务3 动力电池性能检测
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繁多，性能各异。常用以表征其性能的指标有电性能、机械 性能、储存性能等，有时还包括使用性能和经济成本。电池主要性能指标如下：
（1）电压 电压分电动势、额定电压、开路电压、放电电压和终止电压等。 1）电动势 电池的电动势，又称电池标准电压或理论电压，为组成电池的两个电极的平衡电位之差。 2）端电压 电池的端电压是指电池正极与负极之间的电位差。
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2）比容量 为了比较不同系列的电池，常用比容量的概念。比容量是指单位质量或单位体积的电池所能给出 的电量，相应地称为质量比容量或体积比容量。 电池在工作时通过正极和负极的电量总是相等的。但是，在实际电池的设计和制造中，正、负极 的容量一般不相等，电池的容量受容量较小的电极的限制。实际电池中多为正极容量限制整个电池的 容量，而负极容量过剩。
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3）开路电压 电池的开路电压是无负荷情况下的电池端电压。开路电压不等于电池的电动势。必须指出，电 池的电动势是从热力学函数计算而得到的，而电池的开路电压则是实际测量出来的。 4）工作电压 电池在某负载下实际的放电电压，通常是指一个电压范围。例如，铅酸蓄电池的工作电压为 1.8V～2V；镍氢电池的工作电压为1.1V～1.5V；锂离子电池的工作电压为2.75V～3.6V。 5）额定电压 指该电化学体系的电池工作时公认的标准电压。例如，锌锰干电池为1.5V，镍镉电池为1.2V， 铅酸蓄电池为2V。 6）终止电压 指放电终止时的电压值，根据放电电流大小、放电时间、负载和使用要求的不同而不同。以铅 酸蓄电池为例:电动势为2.1V，额定电压为2V，开路电压接近2.1V，工作电压为1.8V～2V，放电终 止电压为1.5V～1.8V。放电终止电压根据放电率的不同，其终止电压也不同。
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（4）效率 电池作为能量存储器，充电时把电能转化为化学能储存起来，放电时把电能释放出来。在这个可 逆的电化学转换过程中，有一定的能量损耗。通常用电池的容量效率和能量效率来表示。 对于电动汽车，续驶里程是最重要指标之一，在电池组电量和输出阻抗一定的前提下，根据能量 守恒定律，电池组输出的能量转化为两部分:一部分作为热耗散失在电阻上；另一部分提供给电机控制 器转化为有效动力。两部分能量的比率取决于电池组输出阻抗和电机控制器的等效输入阻抗之比，电 池组的阻抗越小，无用的热耗就越小，输出效率就更大。
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1）容量效率 容量效率是指电池放电时输出的容量与充电时输入的容量之比。影响电池容量效率的主要因素是 副反应。当电池充电时，有一部分电量消耗在水的分解上。此外，自放电、电极活性物质的脱落、结 块、孔率收缩等也降低容量输出。 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，影响能量效率的 原因是电池存在内阻，它使电池充电电压增加，放电电压下降。内阻的能量损耗以电池发热的形式损 耗掉。
一、任务导入 二、获取信息 三、任务实施 四、任务考核
学习目录
任务导入
一辆电动汽车因动力电池组损坏而无 法运行，动力电池组总成需要分解进行单 体检测，你的主管要求你进行测量动力电 池相关的数据，你能完成这个任务吗？
获取信息
引导问题1 :
动力电池有哪些主要的性能指标？
1.储能电池的主要性能指标 动力电池是储能电池的一种，学习动力电池的性能指标，首先要了解储能电池的性能指标。
获取信息
（3） 容量和比容量 1）容量 指电池在充足电以后，在一定的放电条件下所能释放出的电量，以符号C表示，其单位为安时 (A·h)或毫安时(mA·h)，容量与放电电流大小有关，与充放电截止电压也有关系。电池的容量可分为理 论容量、额定容量、实际容量和标称容量。 a.理论容量 假设电极活性物质全部参加电池的电化学反应所能提供的电量， 是根据法拉第定律计算得到的最 高理论值。 b.额定容量 额定容量也称保证容量，是指设计和制造电池时，按照国家或相关部门颁布的标准，保证电池在 一定的放电条件下能够放出的最低限度的电量。
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7）充电电压 指外电源的直流电压对电池充电的电压。一般的充电电压要大于电池的开路电压，通常在一定 的范围内。例如，镍镉电池的充电电压为1.45V～1.5V；锂离子电池的充电电压为4.1V～4.2V；铅 酸蓄电池的充电电压为2.25V～2.7V。 8）电压效率 指电池的工作电压与电池电动势的比值。电池放电，由于存在电化学极化、浓差极化和欧姆压 降，使电池的工作电压小于电动势。改进电极结构(包括真实表面积、孔率、孔径分布、活性物质粒 子的大小等)和加入添加剂（包括导电物质、膨胀剂、催化剂、疏水剂、掺杂等）是提高电池电压效 率的两个重要途径。
《新能源汽车动力电池与充电系统检修》
任务3 动力电池性能检测
教学目标
知识目标 （1）能够描述储能电池的主要性能指标； （2）能够描述动力电池性能指标的含义及检测方法。
技能目标 （1）能够进行动力电池电压的测量； （2）能够进行动力电池及单个电池电压数据检测。
素养目标 （1）能够制订工作计划，独立完成工作学习任务。 （2）能够在工作过程中，与小组其他成员合作、交流并进行学习任务分工，具备团队 合作和安全操作的意识。 （3）养成服从管理，规范作业的良好工作习惯。 （4）培养安全工作的习惯。
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c.实际容量 实际容量是指电池在一定的放电条件下实际放出的电量。它等于放电电流与放电时间的乘积，对 于实用中的化学电源，其实际容量总是低于理论容量而通常比额定容量大10%～20%。电池容量的大 小，与正、负极上活性物质的数量和活性有关，也与电池的结构和制造工艺、电池的放电条件(电流、 温度)有关。影响电池容量因素的综合指标是活性物质的利用率。换言之，活性物质利用的越充分，电 池给出的容量也就越高。采用薄型电极和多孔电极，以及减小电池内阻，均可提高活性物质的利用率 ，从而提高电池实际输出的容量。 d.标称容量 标称容量(或公称容量)是用来鉴别电池适当的近似值。在指定放电条件时，一般指0.2C放电时的放 电容量。
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（2）内阻 内阻是指电池在工作时，电流流过电池内部所受到的阻力，电池在短时间内的稳态模型可以看作 一个电压源，其内部阻抗等效为电压源的内阻，内阻大小决定了电池的使用效率。电池包括欧姆内阻 和极化内阻，极化内阻又包括电化学极化内阻和浓差极化内阻。例如铅酸蓄电池的内阻包括正负极板 的电阻、电解液的电阻、隔板的电阻和连接体的电阻等。
（1）电压 电压分电动势、额定电压、开路电压、放电电压和终止电压等。 1）电动势 电池的电动势，又称电池标准电压或理论电压，为组成电池的两个电极的平衡电位之差。 2）端电压 电池的端电压是指电池正极与负极之间的电位差。
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2）比容量 为了比较不同系列的电池，常用比容量的概念。比容量是指单位质量或单位体积的电池所能给出 的电量，相应地称为质量比容量或体积比容量。 电池在工作时通过正极和负极的电量总是相等的。但是，在实际电池的设计和制造中，正、负极 的容量一般不相等，电池的容量受容量较小的电极的限制。实际电池中多为正极容量限制整个电池的 容量，而负极容量过剩。
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3）开路电压 电池的开路电压是无负荷情况下的电池端电压。开路电压不等于电池的电动势。必须指出，电 池的电动势是从热力学函数计算而得到的，而电池的开路电压则是实际测量出来的。 4）工作电压 电池在某负载下实际的放电电压，通常是指一个电压范围。例如，铅酸蓄电池的工作电压为 1.8V～2V；镍氢电池的工作电压为1.1V～1.5V；锂离子电池的工作电压为2.75V～3.6V。 5）额定电压 指该电化学体系的电池工作时公认的标准电压。例如，锌锰干电池为1.5V，镍镉电池为1.2V， 铅酸蓄电池为2V。 6）终止电压 指放电终止时的电压值，根据放电电流大小、放电时间、负载和使用要求的不同而不同。以铅 酸蓄电池为例:电动势为2.1V，额定电压为2V，开路电压接近2.1V，工作电压为1.8V～2V，放电终 止电压为1.5V～1.8V。放电终止电压根据放电率的不同，其终止电压也不同。
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（4）效率 电池作为能量存储器，充电时把电能转化为化学能储存起来，放电时把电能释放出来。在这个可 逆的电化学转换过程中，有一定的能量损耗。通常用电池的容量效率和能量效率来表示。 对于电动汽车，续驶里程是最重要指标之一，在电池组电量和输出阻抗一定的前提下，根据能量 守恒定律，电池组输出的能量转化为两部分:一部分作为热耗散失在电阻上；另一部分提供给电机控制 器转化为有效动力。两部分能量的比率取决于电池组输出阻抗和电机控制器的等效输入阻抗之比，电 池组的阻抗越小，无用的热耗就越小，输出效率就更大。
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1）容量效率 容量效率是指电池放电时输出的容量与充电时输入的容量之比。影响电池容量效率的主要因素是 副反应。当电池充电时，有一部分电量消耗在水的分解上。此外，自放电、电极活性物质的脱落、结 块、孔率收缩等也降低容量输出。 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，影响能量效率的 原因是电池存在内阻，它使电池充电电压增加，放电电压下降。内阻的能量损耗以电池发热的形式损 耗掉。
一、任务导入 二、获取信息 三、任务实施 四、任务考核
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一辆电动汽车因动力电池组损坏而无 法运行，动力电池组总成需要分解进行单 体检测，你的主管要求你进行测量动力电 池相关的数据，你能完成这个任务吗？
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引导问题1 :
动力电池有哪些主要的性能指标？
1.储能电池的主要性能指标 动力电池是储能电池的一种，学习动力电池的性能指标，首先要了解储能电池的性能指标。
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（3） 容量和比容量 1）容量 指电池在充足电以后，在一定的放电条件下所能释放出的电量，以符号C表示，其单位为安时 (A·h)或毫安时(mA·h)，容量与放电电流大小有关，与充放电截止电压也有关系。电池的容量可分为理 论容量、额定容量、实际容量和标称容量。 a.理论容量 假设电极活性物质全部参加电池的电化学反应所能提供的电量， 是根据法拉第定律计算得到的最 高理论值。 b.额定容量 额定容量也称保证容量，是指设计和制造电池时，按照国家或相关部门颁布的标准，保证电池在 一定的放电条件下能够放出的最低限度的电量。
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7）充电电压 指外电源的直流电压对电池充电的电压。一般的充电电压要大于电池的开路电压，通常在一定 的范围内。例如，镍镉电池的充电电压为1.45V～1.5V；锂离子电池的充电电压为4.1V～4.2V；铅 酸蓄电池的充电电压为2.25V～2.7V。 8）电压效率 指电池的工作电压与电池电动势的比值。电池放电，由于存在电化学极化、浓差极化和欧姆压 降，使电池的工作电压小于电动势。改进电极结构(包括真实表面积、孔率、孔径分布、活性物质粒 子的大小等)和加入添加剂（包括导电物质、膨胀剂、催化剂、疏水剂、掺杂等）是提高电池电压效 率的两个重要途径。
《新能源汽车动力电池与充电系统检修》
任务3 动力电池性能检测
教学目标
知识目标 （1）能够描述储能电池的主要性能指标； （2）能够描述动力电池性能指标的含义及检测方法。
技能目标 （1）能够进行动力电池电压的测量； （2）能够进行动力电池及单个电池电压数据检测。
素养目标 （1）能够制订工作计划，独立完成工作学习任务。 （2）能够在工作过程中，与小组其他成员合作、交流并进行学习任务分工，具备团队 合作和安全操作的意识。 （3）养成服从管理，规范作业的良好工作习惯。 （4）培养安全工作的习惯。
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c.实际容量 实际容量是指电池在一定的放电条件下实际放出的电量。它等于放电电流与放电时间的乘积，对 于实用中的化学电源，其实际容量总是低于理论容量而通常比额定容量大10%～20%。电池容量的大 小，与正、负极上活性物质的数量和活性有关，也与电池的结构和制造工艺、电池的放电条件(电流、 温度)有关。影响电池容量因素的综合指标是活性物质的利用率。换言之，活性物质利用的越充分，电 池给出的容量也就越高。采用薄型电极和多孔电极，以及减小电池内阻，均可提高活性物质的利用率 ，从而提高电池实际输出的容量。 d.标称容量 标称容量(或公称容量)是用来鉴别电池适当的近似值。在指定放电条件时，一般指0.2C放电时的放 电容量。
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（2）内阻 内阻是指电池在工作时，电流流过电池内部所受到的阻力，电池在短时间内的稳态模型可以看作 一个电压源，其内部阻抗等效为电压源的内阻，内阻大小决定了电池的使用效率。电池包括欧姆内阻 和极化内阻，极化内阻又包括电化学极化内阻和浓差极化内阻。例如铅酸蓄电池的内阻包括正负极板 的电阻、电解液的电阻、隔板的电阻和连接体的电阻等。