新能源汽车电池技术培训资料(共11页)

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1、新能源汽车的心脏（xnzng）汽车电池技术简介 时间：2012-05-11 13:04:53 来源（liyun）： 作者： 内燃机汽车的心脏是动力系统，而新能源汽车的心脏则是电池系统，因为电池系统的好坏直接关系到车辆的续航里程、使用方便程度等。（dn dn） 当前新能源动力汽车最大的技术瓶颈恰恰就局限在电池系统上，比如充电时间、充电效率、能量密度、体积、材质、安全还是质量等。 电池的三大分类 汽车使用的电池主要分为三大类，分别是化学电池、物理电池和生物电池，分别是： 化学电池，化学电池是利用物质的化学反应来产生电能的电池系统，主要分为原电池、蓄电池、燃料电池和储备电池四种。 1、原电池，其实就是

2、一次性电池是指放电后不能再通过一般的充电方式恢复活性物质而继续使用的电池。例如锌锰干电池、锂锰电池、锌空气电池、一次锌银电池等都是此类一次性电池。一次电池的工作原理 2、蓄电池又称二次电池，是指放电后可以通过充电恢复活性物质而继续使用的电池。其实就是我们目前最常见的可充电电池，比如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池等。蓄电池是目前汽车上最常见的一种电池。 3、燃料电池又称接触式电池，是指从电池外部不断输入电池中参与反应的活性物质的电池，或者可以说燃料电池其实就是一个发电站，比如质子交换膜燃料电池、碱性染料电池、磷化电池等

3、酸性燃料电池等 4、备用电池。这类电池是指在储存（chcn）过程中，正负极不与电解液直接接触的电池。使用前注入电解液，使正负极接触，之后电池进入备用放电状态，如镁电池、热电池等。 备用（chbi）电池 物理电池（dinch）。物理电池是利用光、热、物理吸附等物理能来发电的电池，如太阳能电池、超级电容器、飞轮电池等。太阳能电池（dinch） 生物电池。生物电池是利用生物化学反应（huxu fnyng）来发电的电池，如微生物电池。酶电池、生物太阳能电池等。微生物电池的工作原理 新能源汽车对（duy）电池系统的要求，就像内燃机车对发动机的各种要求一样，新能源汽车对电池组也有着严苛的要求，而这些项目对于

4、对电池组的要求直接关系到新能源汽车在电驱动方面的性能（q dn）等问题：1、比能量。为了增加电驱动的续航里程，车上的动力电池需要最大限度的储存能量，但前提是不能增加太多的车身重量和占用空间，所以电池组需要有较高的比能量。2、比功率。为了使电驱动的加速性能、爬坡性能、负载性能能与内燃机车相媲美，所以对电池组的比功率会有很高的要求。3、充放电效率。电池中的能量要经过充电-放电-充电的循环，高德的充放电效率对电驱动的行驶效率起着至关重要的作用。4、稳定性。 电池组应在快速充电和放电的往复条件下保持性能稳定性，使其在电力系统使用条件下达到足够的放电循环次数。5.成本。除了降低电池

5、除了初期购置成本外，还要增加电池的使用寿命。6、安全性。电池不能自燃、燃烧，在车辆发生碰撞时不会对驾驶员和乘客造成人身伤害。铅酸电池自1958年发明以来，已经有100多年的使用和发展历史，广泛应用于内燃机车的动力端。新能源汽车使用的铅酸电池需要为车辆提供动力，因此其主要发展方向是提高比能量、增加循环寿命。铅酸电池是最成熟的新能源电池体系，1881年世界上第一辆电动三轮车就采用了铅酸电池。铅酸电池技术成熟、可靠，原材料价格低廉，同时比能量基本能满足电驱动的动力要求，因此在新能源汽车上得到广泛的应用。铅酸电池铅酸电池（尤丁）的优点：

6. 1.除锂离子电池（丁奇）外，铅酸电池在现场电池中电压最高，为2.0V；2.制造成本低；3.可制成从1Ah到几千Ah各种大小、结构的电池；4.高倍率放电性能好，可用于发动机启动；5.电能效率可达60%；6.高低温性能好，可在-4060条件下工作；7.便于浮充使用，无“记忆”效应，荷电状态容易识别。铅酸电池的缺点：1.比能量低，新能源汽车所需的整体质量和体积比较大，一次充电续驶里程比较短；2.使用寿命短，后期使用成本高；3.充电时间长；4.铅是重金属，有污染，与新能源动力汽车理念相悖。 镍氢电池 镍氢电池是20世纪90年代发展起来的。

7、一种新型电池，它的正极活性物质（wzh）主要由镍构成，负极活性物质以氢合金为支撑，属于碱性电池。镍氢电池比能量高，功率大，适合大电流放电，可循环充放电，无污染，是一种绿色能源。目前很多新能源动力车型使用的电池组都会选择镍氢电池，大众（dzhng）版途锐使用的电池就是镍氢电池。镍氢电池（tdin）的特点：镍氢电池具有无污染、比能量高、功率大、充放电快、耐用等诸多特点。与铅酸电池相比，镍氢电池具有比能量高、重量轻、循环寿命长的特点，同时还具有以下特点：1、比功率高。 商业化镍氢电池功率可达1350W/kg;2、循环次数多。目前电动汽车使用的镍氢动力电池组，8

8、0%放电点深循环可达1000次以上，是铅酸电池的3倍以上，100%DOD循环寿命也在500次以上，在混合动力汽车中可使用五年以上； 3、无污染，镍氢电池不含铅、镉等对人体有害的金属； 4、耐过充过放，无记忆效应； 5、使用温度范围宽，正常工作温度范围为-3050℃，存储温度范围为-40706，安全，能抵抗短路、挤压、穿刺、跌落、加热、振动等情况，不会爆炸或燃烧。 锂离子电池 锂离子电池于1990年由日本索尼公司最早推向市场，是世界上最新一代的可充电电池体系。 它与其他电池相比具有电压高、比能量高、充放电寿命长、无记忆效应、无污染、充电速度更快、自放电率低、工作温度范围一级、安全等优点。

9、混合动力汽车与镍氢电池相比，采用锂离子电池，但电池系统质量下降40%-50%，体积减小20%-30%，能量效率也有所提高。锂离子电池的工作原理（磷酸铁锂电池其实只是锂离子电池的一个分支）锂离子电池根据正极材料不同，可分为锰酸锂电池、磷酸铁电池和镍钴锂离子电池（镍钴锰离子电池）。目前大部分新能源车型采用的第一代锂离子电池为锰酸锂电池，成本较低，安全性较高，但循环寿命较差，同时在高温条件下循环寿命短，甚至在高温条件下会出现锰离子溶解现象。目前大部分新能源车型采用的第二代电池组为磷酸铁电池，这也是锂离子电池未来的发展方向。 锂离子电池的优点 1.工作原理

10、工作电压高，它的工作电压为3.6V，是镍氢、镍镉电池工作电压的3倍；2、比能量高，它的比能量达到150Wh/kg，是镍镉电池的3倍，是镍氢电池的1.5倍；3、循环寿命长，它的循环寿命可达千次以上，在较低深度放电时可达数万次，超过其它几种二次电池；4、自放电率低，锂离子电池的自放电率仅为68%，远低于镍镉电池和镍氢电池。5、无记忆性、无污染、可随意成型。 锂离子电池的缺点 1.成本高，主要是因为正极材料LiCoO的成本较高，但如果以每单位（dnwi）瓦时价格计算，其实比镍氢电池要低，与镍镉电池相同，但比铅酸电池要高。 2.必须设置专门的保护电路（dinl）防止过充。 燃料电池（rn lio din ch）燃料

11、燃料电池（FC）是一种将物质发生化学反应时释放的能量直接转换成电能的化学电池，工作时需要不断供给活性物质（反应物质）、燃料和氧化剂。由于它把燃料通过化学反应释放的能量转换成电能，所以叫燃料电池。燃料电池的发展是建立在电化学、电催化、电极过程动力学、材料学、化学过程、自动化等学科的基础上的。最早的燃料电池是1839年格罗夫利用水电解产生的氢和氧制成的。燃料电池的优缺点其实按照燃料电池汽车的工作原理，所谓的燃料电池其实就像串联式混合动力汽车的工作原理一样，它的燃料电池并不是纯粹意义上的电池，而是一个传输电能的“发动机”，它把化学能转换成电能，然后传输给电池。

12.再将电能传送给电动机，其实也可以称为串联式混合动力汽车，但其优点更多：1.例如其能量转换效率较高，氢氧化物氧化反应将释放出的化学能转换成电能，不经过热机过程，不受卡诺循环的限制；2.无污染，其排放物只是可食用的纯净水，或者开车时不需要带太多饮用水。3.结构简单，燃料电池汽车（质子交换膜燃料电池）的电池模块为积木式结构，使电池组的组装和维护非常方便。同时，由于其工作机理是将一些运动部件错开，工作时只产生水，因此其运行时的噪音也会较低。4.氢能来源充足，氢是一种来源非常广泛的能源（），是一种可再生资源，例如可以从石油、天然气、甲醇、

13、通过烷烃重整、水光解等方法得到氢气。但是缺点也是存在的，它的成本和其他新能源一样很高，同时氢气的纯度要求很高，由于氢气是活性物质，所以对于它的储存设备的要求也相当严格，使得它在技术含量和成本上不低于其他新能源。这些也是制约燃料电池发展的主要瓶颈。 虽然奔驰在燃料电池方面已经取得了不错的进展，但是其瓶颈还是卡在电池能量密度、制造成本等问题上。内容提要（1）汽车电池技术简介，新能源汽车的心脏时间：2012-05-11 13:04:53来源：作者：内燃机汽车的心脏是动力系统，但是新能源汽车的心脏是电池系统，因为电池系统的好坏直接关系到车辆的续航里程、使用难易程度等，而新能源动力汽车最大的技术瓶颈恰恰限制在电池系统上，比如充电时间、充电效率、能量密度、体积、材质、安全还是质量等。（2）6.高低温性能好，可以在-4060的条件下工作