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1、,本章要求: 1.了解蓄电池的性能指标； 2.知道混合动力汽车对蓄电池的基本要求； 3.熟悉铅酸蓄电池的构造及工作原理； 4.了解钠离子电池的构造及原理； 5.了解超级电容车的基本情况。,第二章 电动汽车电能源,一、蓄电池的性能指标,1.电压 2.电池容量 3.能量 4.功率 5.电池的内阻 6.循环次数 7.使用年限 8.放电速率 9.自放电率 10.成本,二、混合动力汽车对蓄电池的基本要求,1.比能量,连续2h放电率的比能量至少不低于44(Wh)/kg。 2.充电时间短,蓄电池的正常充电时间应小于6h。 3.连续放电率高，自放电率低，连续1h放电率可以达到额定容量的70%左右， 自放电率要
2、低，蓄电池能够长期存放。 4.不需要复杂的运行环境 5.安全可靠 蓄电池应干燥、洁净，电解质不会渗漏腐蚀接线柱和外壳。 6.寿命长、免维修、制造成本低 蓄电池的循环寿命不低于1000次，在使用寿命限定期间内，不需要进行维护和修理。,第一节 铅酸蓄电池,一、铅酸蓄电池的种类,二、铅酸蓄电池的构造,铅酸蓄电池的基本单元是单体电池(Battery Cell)，每个单体电池都是由正极板、负极板和装在正极板和负极板之间的隔板组成。每个单体电池的基本电压为2V，然后将不同容量的单体电池按使用要求进行组合，装置在不同的塑料外壳中，来获得不同电压和不同容量的铅酸蓄电池。,三、铅酸蓄电池的工作原理,如图所示阀控
3、铅酸蓄电池(VRLA Valve Regulated Lead Acid Battery )，有两个主要特点:一是密封，二是干态。,第二节 镍-氢(Ni-MH)和镍-镉(Ni-Cd)电池,一、镍-氢(Ni-MH)电池,. 镍-氢(Ni-MH)电池的工作原理,. 镍-氢电池的构造镍-氢电池正极是活性物质氢氧化镍Ni(OH)2，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。镍-氢电池的基本单元是单体电池，每个单体电池都由正极板、负极板和装在正极板和负极板之间的隔板组成，通常镍-氢电池的外形有方形和圆形两种。,3.镍
4、-氢电池的充、放电特性 )放电特性D型(镍-氢电池6个单体电池组件)放电时，2C的功率输出时的质量比功率可达到600W/kg以上，3C的功率输出时的质量比功率可达到500W/kg以上，深度范围内质量比功率的变化比较平稳，对混合动力汽车的动力性能的控制十分有利，电池的寿命可以达到10万km以上。 )充电特性D型镍-氢电池的充电接受性很好，充电效率几乎达到100%能够有效地接受混合动力汽车在制动时反馈的电能。,)寿命。 如图所示为本田Insight镍氢电池组，本田新Insight的电池系统是在原电动汽车电池基础上改良而成。电池组置于行李舱底板，由120颗松下1.2V镍-氢电池组成，串联合计电压为1
5、44V，支持电流输入50A，输出100A，系统限制可用4A时,以延长电池寿命。,二、镍-镉(Ni-Cd)电池,1.镍-镉(Ni-Cd)电池的工作原理镍-镉电池是以羟基氢氧化镍为正极，金属镉为负极，水溶性氧化钾溶液为电解质，在镍-镉电池充电和放电的化学反应过程中，电解液基本上不会被消耗。,2.镍-镉电池特性1）快速充电能力强，充电18min即可从40达到80容量。2）镍-镉电池有记忆效应，镍-镉电池中采用的镉(Cd)是一种有害的重金属，在电池报废后必须进行有效回收。,第三节 锂离子电池和钠硫电池,一、锂离子电池,磷酸铁锂(LiFePO4)动力电池虽在2002年出现，但从各种锂离子电池的性能对比看
6、，磷酸铁锂电池是目前最适合用于电动汽车产业化运用的电池。如图所示锂电池的结构示意图。,二、钠硫电池,钠硫电池的工作原理如图所示，钠硫电池是以Na-氧化铝(A12O3 )为电解质和隔膜，并分别以金属钠和多硫代钠为负极和正极的二次电池，熔融硫和钠分别作阴阳极。,第四节 超级电容和飞轮电池,一、超级电容,超级电容器又叫黄金电容、法拉电容，它通过极化电解质来储能，属于双层电容的一种。目前，主要的双层结构超级电容主要有炭电极双电层电容器，金属氧化物电极双层电容器和有机聚合物电极双层电容器。如图所示为公司超级电容 。,二、飞轮电池,. 基本的工作原理飞轮电池实际上是一种机电能量转换和储存装置，飞轮可以储存能量，根据飞轮能够储存和释放能量的特性研制的一种机械式蓄电池就是飞轮蓄电池。,2.发电机和电动机通常通过轴承和飞轮连接在一起，这样，在实际常用的飞轮储能装置中，主要包括以下部件:飞轮、轴、轴承、电动机、真空容器和电力电子装置，飞轮储能装置结构的示意图如图所示。,1.蓄电池的性能指标有哪些？ 2.混合动力汽车对蓄电池有哪些基本要求？ 3.简要叙述铅酸蓄电池的构造及工作原理； 4.叙述超级电容车在我国的应用情况。,练习题,
