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什么是新能源車用的電池包?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2021年05月21日  

可以說在純電動整車中,電池就是他的心臟,同樣的,在混合動力整車中,電池也可以認為是另一個心臟。電池通過電源插頭進行外部充電,向電動機供電,驅動整車行駛,同時儲存制動回收的能量。


目前世界上研發的動力鋰電池最成功的就是化學電池,在充電時,將電能轉化為化學能;而在放電時,將化學能轉化為電能。


汽車應用中將很多個獨立的電化學單元串聯起來形成蓄電池組,也即電池包。


以比亞迪電池包為例,該電池包共有10個模組,每個模組10個單體,每個單體3.3V,電池包電壓為330V。


電池性能指標


電池開路電壓:指電池斷路時兩極之間的電位差;


電池工作電壓:指電池放電時兩極之間的電位差;


放電曲線:指在一定放電條件下持續放電時,電池的工作電壓隨時間的變化曲線;


電池容量:指在一定放電條件下,電池輸出的電量或有效時間,通常以安時(Ah)表示電池規格;


電池能量:指在一定放電條件下,電池對外做功時所輸出的電能,單位為Wh或者KWh;


比能量:指單位質量的電池所能輸出的能量,單位為Wh/kg或KWh/kg;


電池功率:指電池在單位時間內輸出的能量,單位為W或者KW;


比功率:指在短時間內,沒單位質量的電池對應的最大功率,單位為W/kg或KW/kg;


電池壽命:指用電池的使用時間或充電循環循環次數表示電池的耐用性。


電池分類


目前,在汽車中應用到的電池重要有鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池和鋰鐵電池幾大類。表中給出了各種電池的重要性能參數。


同時,很多人還會提到燃料動力電池,燃料動力電池是一種原電池,借助于電化學過程,其內部燃燒的化學能直接轉化為電能。


它從表面上看同樣具有正、負電極和電解質等,像一個蓄電池,但實質上它不能儲電,而是一個發電廠,所以文中將不再討論。


1.鉛酸電池


鉛酸電池是當今汽車應用中最為普遍采用的蓄電池技術,比如傳統的12V車輛電子系統蓄電池就是這種電池。


鉛酸電池使用硫酸水溶液為電解質,電極由海綿狀鉛和海綿狀氧化鉛制成。鉛酸電池要維護,這意味著要補充蒸餾水以確保必要的電解液。


鉛酸電池至今廣泛使用,因為其具有成本低,技術成熟的優勢。但由于其能量密度低,溫度特性差,并不適用于作為新能源汽車的動力電源。并且如若出現損壞,電解質硫酸會泄露,存在安全隱患。


2.鎳鎘電池


鎳鎘電池是采用金屬鎘做負極活性物質、氫氧化鎳做正極活性物質的堿性電池。用氫氧化鉀水溶液做電解質溶液。


鎳鎘電池具有免維護的特點,已應用于汽車啟動電源。


鎳鎘電池還具有使用溫度范圍寬、循環和使用壽命長、不易損壞及發生電解質泄露的特點,但受記憶效應限制,無法完全深度放電和過度放電,鎳鎘電池最致命的缺點是,在充放電過程中假如處理不當,會出現嚴重的記憶效應,使得服務壽命大大縮短。


所謂記憶效應就是電池在充電前,電池的電量沒有被完全放盡,久而久之將會引起電池容量的降低,在電池充放電的過程中(放電較為明顯),會在電池極板上出現些許的小氣泡,日積月累這些氣泡減少了電池極板的面積也間接影響了電池的容量。


因此,這種電池不高效。同時,鎘及鎘的化合物是有毒的,對環境污染嚴重,所以這類電池正逐漸被鎳氫電池所取代。


3.鎳氫電池


鎳氫電池屬于堿性電池,其特性類似于鎳鎘電池,但不存在重金屬污染問題,被稱為綠色電池。其電極采用鎳化合物和另外一種金屬的化合物,電解質為氫氧化鉀。


目前鎳氫電池所能達到的性能指標為:單體電池標稱電壓為1.2V,比能量7095Wh/kg,比功率200-300W/kg,能量效率高達70%,循環使用壽命超過1000次。


鎳氫電池的優點是:比功率、比能量均高于鉛酸電池和鎳鎘電池,循環使用壽命在車用電池中是最高的;快速充電和深度放電性能好,充電效率高,無重金屬污染。


鎳氫電池的缺點是:成本高,價格為相同容量鉛酸電池的5-8倍,單體電池電壓低,自放電損耗大。


在前幾年,隨著混合動力汽車的產業化,鎳氫電池受到了非常普遍的關注。許多公司都把鎳氫電池作為混合動力汽車的首選電池。


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