电动汽车电池

　　电动汽车电池分两大类，蓄电池和燃料电池。

　　蓄电池实用于纯电动汽车，包罗铅酸蓄电池、镍基电池、钠硫电池、二次锂电池、氛围电池。

　　燃料电池专用于燃料电池电动汽车，包罗碱性燃料电池(AFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC )、固体氧化物燃料电池(SOFC)、质子互换膜燃料电池(PEMFC )、直接甲醇燃料电池(DMFC )。

　　功效编辑

　　随着电动汽车的种类差别而略有差别。在仅装备蓄电池的纯电动汽车中，蓄电池的作用是汽车驱动体系的惟一动力源。而在装备传统发动机(或燃料电池)与蓄电池的混淆动力汽车中，蓄电池既可饰演汽车驱动体系重要动力源的脚色，也可充任帮助动力源的脚色。可见在低速和启动时，蓄电池饰演的是汽车驱动体系重要动力源的脚色;在全负荷加快时，充任的是帮助动力源的脚色;在正常行驶或减速、制动时充任的是储存能量的脚色。

　　构成编辑

　　燃料电池由。燃料在阳极氧化，氧化剂在阴极还原。要是在阳极(即外电路的负极，也可称燃料极)上一连供应气态燃料(氢气)，而在阴极(即外电路的正极，也可称氛围极)上一连供应氧气(或氛围)，就可以在电极上一连产生电化学反响，并产生电流。由此可见，燃料电池与通例电 池差别，它的燃料和氧化剂不是储存在电池内，而是储存在电池外部的储罐中。当它事情(输出电流并做功)时，必要不中断地向电池内输人燃料和氧化剂并同时排挤反响产品。因此，从事情方法上看，它雷同于通例的汽油或柴油发电机。由于燃料电池事情时要一连不停地向电池内送入燃料和氧化剂，以是燃料电池利用的燃料和氧化剂均为流体(气体或液体)。最常用的燃料为纯氢、种种富含氢的气体(如重整气)和某些液体(如甲醇水溶液)，常用的氧化剂为纯氧、净化氛围等气体和某些液体(如过氧化氢和硝酸的水溶液等)。

　　燃料电池阳极的作用是为燃料和电解液提供大众界面，并对燃料的氧化产生催化作用，同时把反响中产生的电子传输到外电路大概先传输到集流板后再向外电路传输。阴极(氧电极)的作用是为氧和电解液提供大众界面，对氧的还原产生催化作用，从外电路向氧电极的反响部位传输电子。由于电极上产生的反响大多为多相界面反响，为进步反响速率，电极一样通常接纳多孔质料并涂有电催化剂。

　　电解质的作用是运送燃料电极和氧电极在电极反响中所产生的离子，并能制止电极间直

　　接通报电子。

　　隔阂的作用是传导离子、制止电子在电极间直接通报和分开氧化剂与还原剂。因此隔阂

　　必须是抗电解质腐化和绝缘的物质，并具有精良耐润湿性。

　　电池组

　　电动汽车电池组由多个电池串联叠置构成。一个典范的电池组约莫有96个电池，充电到4.2V的锂离子电池而言，如许的电池组可产生凌驾400V的总电压。只管汽车电源体系将电池组看作单个高压电池，每次都对整个电池组举行充电和放电，但电池控制体系必须独立思量每个电池的环境。要是电池组中的一个电池容量轻微低于其他电池，那么颠末多个充电/放电周期后，其充电状态将渐渐偏告别的电池。要是这个电池的充电状态没有周期性地与别的电池均衡，那么它终极将进入深度放电状态，从而导致破坏，并终极形成电池组妨碍。为防备这种环境产生，每个电池的电压都必须监督，以确定充电状态。别的，必须有一个装置让电池单独充电或放电，以均衡这些电池的充电状态。

　　电池组监督体系的一个重要思量因素是通讯接口。就PC板内的通讯而言，常用的选项包罗串行外设接口(SPI)总线、I2C总线，每种总线的通讯开销都很低，实用于低滋扰环境。另一个选项是控制器局域网(CAN)总线，这种总线在汽车应用中被广泛利用。CAN总线非常鲁棒，具有偏差检测和妨碍容限特性，但是它的通讯开销很大，质料本钱也很高。只管从电池体系到汽车主CAN总线的毗连是值得要的，但在电池组内接纳SPI或I2C通讯是有上风的。

　　分类编辑

　　电动汽车用池按电解液分为：

　　a. 碱性电池。即电解液为碱性水溶液的电池;

　　b. 酸性电池。即电解液为酸性水溶液的电池;

　　c. 中性电池。即电解液为中性水溶液的电池;

　　d. 有机电解质溶液电池。即电解液为有机电解质溶液的电池。

　　按活性物质的存在方法分为：

　　a. 活性物质生存在电极上。可分为一次电池(非再生式，原电池)和二次电池(再生式，蓄电池);

　　b. 活性物质一连供应电极。可分为非再生燃料电池和再生燃料电池。

　　按电池的某些特点分为：

　　a. 高容量电池;

　　b. 免维护电池;

　　c. 密封电池;

　　d. 燃结式电池;

　　e. 防爆电池;

　　f. 扣式电池、矩形电池、圆柱形电池等。

　　只管由于化学电源品种繁多，用途广泛，形状差别大，使上述分类方法难以同一，但风俗上按其事情性子及存贮方法差别，一样通常分为四类：

　　一次电池，又称“原电池”，即放电后不克不及用充电的方法使它回复再起的电池。换言之，这种电池只能利用一次，放电后电池只能被遗弃了。这类电池不克不及再充电的缘故原由，或是电池反响自己不行逆，或是条件限定使可逆反响很难举行。如：

　　锌锰干电池 Zn│NH4ClZnCl2│MnO2(C)

　　锌汞电池 Zn│KOH│HgO

　　银锌电池 Zn│KOH│Ag2O

　　二次电池，又称“蓄电池”， 即放电后又可用充电的方法使活性物质回复再起而能再次放电，且可重复多次循环利用的一类电池。这类电池现实上是一个化学能量贮存装置，用直流电将电池富足，这时电能以化学能的情势贮存在电池中，放电时，化学能再转换为电能。如：

　　铅酸电池 Pb│H2SO4│PbO2

　　镍镉电池 Cd│KOH│NiOOH

　　镍氢电池 H2│KOH│NiOOH

　　锂离子电池 LiCoO2│有机溶剂│6C

　　锌氛围电池 Zn│KOH│O2(氛围)

　　储备电池，又称“激活电池”，是正、负极活性物质和电解液不直接打仗，利用前暂时注入电解液或用其他方法使电池激活的一类电池。这类电池的正、负极活性物质的化学变质或自放电，因与电解液的断绝而根本上被清除，从而使电池能永劫间贮存。如：

　　镁银电池 Mg│MgCl2│AgCl

　　钙热电池 Ca│LiCl-KCl│CaCrO4(Ni)

　　铅高氯酸电池 Pb│HclO4│PbO2

　　燃料电池，又称“一连电池”，即只要活性物质一连地注入电池，就能恒久不停地举行放电的一类电池。它的特点是电池自身只是一个载体，可以把燃料电池当作一种必要电能时将反响物从外部送入电池的一种电池。如：

　　氢燃料电池 H2│KOH│O2

　　肼空燃料电池 N2H4│KOH│O2(氛围)

　　性能参数编辑

　　化学电池品种繁多，性能各别。常用以表征其性能的指标有：电性能、机器性能、贮存性能等，偶然还包罗利用性能和经济本钱。我们重要先容其电性能和贮存性能。电性能包罗：电动势、额定电压、开路电压、事情电压、停止电压、充电电压、内阻、容量、比能量和比功率、贮存性能和自放电、寿命等。贮存性能重要取决于电池的自放电巨细。

　　电动势

　　电池的电动势，又称电池尺度电压或理论电压，为电池断路时正负南北极间的电位差。

　　额定电压

　　额定电压(或公称电压)，系指该电化学体系的电池事情时公认的尺度电压。

　　开路电压

　　电池的开路电压是无负荷环境下的电池电压。开路电压不即是电池的电动势。必须指出，电池的电动势是从热力学函数盘算而得到的，而电池的开路电压则是现实丈量出来的。

　　事情电压

　　系指电池在某负载下现实的放电电压，通常是指一个电压范畴。

　　⑸ 停止电压

　　系指放电停止时的电压值，视负载和利用要求差别而异。

　　充电电压

　　系指外电路直流电压对电池充电的电压。一样通常的充电电压要大于电池的开路电压，通常在肯定的范畴内

　　内阻

　　蓄电池的内阻包罗：正负极板的电阻，电解液的电阻，隔板的电阻和毗连体的电阻等。

　　正负极电阻

　　现在广泛利用的铅酸蓄电池正、负极板为涂膏式，由铅锑合金或铅钙合金板栅架和活性物质两部门构成。因此，极板电阻也由板栅电阻和活性物质电阻构成。板栅在活性物质内层，充放电时，不会产生化学变化，以是它的电阻是板栅的固有电阻。活性物质的电阻是随着电池充放电状态的差别而变化的。

　　当电池放电时，极板的活性物质变化为硫酸铅(PbSO4)，硫酸铅含量越大，其电阻越大。而电池充电时将硫酸铅还原为铅(Pb)，硫酸铅含量越小，其电阻越小。

　　电解液电阻

　　电解液的电阻视其浓度差别而异。在划定的浓度范畴内一旦选定某一浓度后，电解液电阻将随充放电水平而变。电池充电时，在极板活性物质还原的同时电解液浓度增长，其电阻降落;电池放电时，在极板活性物质硫酸化的同时电解液浓度降落，其电阻增长。

　　隔板电阻

　　隔板的电阻视其孔率而异，新电池的隔板电阻是趋于一个牢固值，但随电池运行时间的延伸，其电阻有所增长。由于，电池在运行历程中有些铅渣和其他沉积物在隔板上，使得隔板孔率有所降落而增长了电阻。

　　毗连体电阻

　　毗连体包罗单体电池串联时毗连条等金属的固有电阻，电池极板间的毗连电阻，以及正、负极板构成极群的毗连体的金属电阻，若焊接和毗连打仗精良，毗连体电阻可视为一牢固电阻。

　　每只电池所出现的内阻便是上述物体电阻的总和，电池内阻R与电动势、端电压及放电电流的干系：Rs=(E-Uf)If

　　电池的内阻在放电历程中会渐渐增长，而在充电历程中则渐渐减小。以是，电池在充放电历程中，端电压也会因其内阻的变化而变更。故端电压在放电时低于电池的电动势，充电时又高于电池的电动势。