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《纯电动汽车动力电池及管理系统设计教学课件作者董艳艳第２章.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第２章 纯电动汽车动力电池的基本概念２.１ 动力电池的概念及分类２.２ 动力电池的原理与结构２.３ 动力电池的参数及性能指标２.４ 电动汽车对动力电池的要求返回２.１ 动力电池的概念及分类２.１.１ 动力电池的概念对于动力电池,目前尚无统一的定义。动力电池的名称来源于动力机械应用领域(如潜艇等),并一直沿袭下来,但全球电动汽车行业基本约定:为电动汽车提供驱动动力的电池统称为动力电池,包括传统的铅酸蓄电池、镍氢电池以及新兴的锂离子电池等。手机、笔记本电脑等消费类电子产品使用的锂电池一般统称为锂电池,以区别于电动汽车用锂电池———动力锂
2、电池。动力电池是电动汽车发展最关键的技术。在ＧＢ/Ｔ１９５９６—2004中,动力电池(ＴｒａｃｔｉｏｎＢａｔｔｅｒｙ)的定义为:为电动汽车动力系统提供能量的蓄电池。下一页返回２.１ 动力电池的概念及分类２.１.２ 动力电池的分类１.按照电池的工作性质及使用特征分类按电池的工作性质及使用特征分类,动力电池一般可分为一次电池、二次电池、储备电池和燃料电池四类。(１)一次电池。一次电池又称“原电池”或者“干电池”,即放电后不能用充电的方法使它复原的电池。换言之,这种电池只能使用一次,放电后电池只能废弃。这类电池不能再充电的原因,或是电池反
3、应本身不可逆,或是条件限制使可逆反应很难进行,如锌锰干电池、锌汞电池、银锌电池等。(２)二次电池。上一页下一页返回２.１ 动力电池的概念及分类二次电池又称“蓄电池”,即放电后又可以用充电的方法使活性物复原而能再次放电,且可反复循环使用的一类电池。这类电池实际上是一个化学能量储存装置,用直流电将电池充足,这时电能以化学能的形式储存在电池中,放电时,化学能再转换为电能,如铅酸蓄电池、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池等。迄今已经实用化的车用动力电池有传统的铅酸蓄电池、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池。(３)储备电池。储备电池又称“激活电池”,
4、是正、负极活性物质和电解液不直接接触,使用前临时注入电解液或用其他方法使电池激活的一类电池。上一页下一页返回２.１ 动力电池的概念及分类这类电池的正、负极活性物质化学变质或者自放电,因与电解液的隔离而基本上被排除,从而使电池能长时间储存,如镁银电池、钙热电池和铅高氯酸电池等。(４)燃料电池。燃料电池又称“连续电池”,即只要活性物连续注入电池,就能长期不断地连续放电的一类电池。它的特点是电池自身只是一个载体,可以把燃料电池看成一种需要电能时将反应物从外部送入的一种电池,如氢燃料电池、肼空燃料电池等。必须指出的是,上述分类方法并不意味着
5、某一种电池体系只能分属一次电池、二次电池、储备电池或燃料电池,恰恰相反,某一种电池体系可以根据需要设计成不同类型的电池。上一页下一页返回２.１ 动力电池的概念及分类２.按照电池的反应原理分类按电池的反应原理,可以将电池分为化学电池、物理电池和生物电池三大类。(１)化学电池。化学电池利用物质的化学反应发电,其按照工作性质,可分为原电池、蓄电池、燃料电池和储备电池;按照电解质不同,可分为酸性电池、碱性电池、中性电池、有机电解质电池、非水无机电解质电池和固体电解质电池等;按照电池的特性,可分为高容量电池、密封电池、高功率电池、免维护电池和
6、防爆电池等。(２)物理电池。上一页下一页返回２.１ 动力电池的概念及分类物理电池是利用光、热、物理吸附等物理能量发电的电池,如太阳能电池、超级电容和飞轮电池等。在物理电池领域中,超级电容器也应用于纯电动汽车和混合动力电动汽车中。(３)生物电池。生物电池是利用生物化学反应发电的电池,如微生物电池、酶电池和生物太阳电池等。生物燃料电池在车用动力中应用前景也十分广阔,以氢为燃料的燃料电池和氢化物燃料电池的研发已进入重要发展阶段。上一页返回２.２ 动力电池的原理与结构动力电池是由许多单体电池组合而成的,这些单体电池存储了可转换为电能的化学能
7、。一个或多个这样的电化学单体电池串联起来就形成了一块电池,把成组的单体电池封装到一个箱体中就构成了一个电池模块。电池组就是将多个独立的电池模块并联或者串联到一起,从而为功率电子驱动系统提供所需的总电压和能量。动力电池组如图２－１所示。电池的基本单元是单体电池,它的基础理论包括电解质的使用、化学反应的发生以及电池的电动势。下面以常见的化学电池(ＣｅｌｌＣｈｅｍｉｓｔｒｉｅｓ)为例来介绍电池的结构和原理,使读者对电池的内部结构及发生的化学变化有一定的了解。下一页返回２.２ 动力电池的原理与结构２.２.１ 动力电池的组成存储在电池中的能量
8、在电池的化学部件进行充放电时所含有的自有能量是不同的,只有当单体电池的基本化学部件工作时,化学能才能转化为电能。这些基本部件就是电池的基本组成部分,包括正极活性材料、负极活性材料、电解质、隔膜、外壳及导电栅、汇流柱、极柱以及安全阀,具
