動力電池系統(tǒng)ppt課件(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 41，充電曲線如圖 46所示。在圖 46中，曲線從左到右放電容量依次增加。 ③ 充電溫度對充電特性的影響。在不同環(huán)境溫度下對鋰離子電池進行充電，以某額定容量 200Ah鋰離子電池為例，采用恒流限壓方式，記錄充電截止條件是充電電流下限為 1A的充電參數(shù)，見表42。 ④ 放電特性影響因素。 (1)充放電特性 圖 44 鋰離子電池基本充放電電壓曲線 鋰離子電池充電從安全、可靠及兼顧充電效率等方面考慮，通常采用兩段式充電方法。第 1階段為恒流限壓，第 2階段為恒壓限流。鋰離子電池充電的最高限壓值根據(jù)正極材料不同而有一定的差別。 以額定容量 100Ah某鋰離子電池為例，在 SOC=40%、恒溫 20℃的情況下，采用不同充電率充電，充電曲線如圖 45所示。 圖 45 鋰離子電池充電曲線 ① 充電電流對充電特性的影響 在恒溫環(huán)境溫度 20℃ 下，對額定容量 100鋰離子電池在不同 SOC、以 。試驗參數(shù)見表 41，充電曲線如圖 46所示。在圖 46中，曲線從左到右放電容量依次增加。 表 41 不同放電深度充電試驗參數(shù) ② 放電深度對充電特性的影響 在恒溫環(huán)境溫度 20℃ 下，對額定容量 100鋰離子電池在不同 SOC、以 。試驗參數(shù)見表 41，充電曲線如圖 46所示。在圖 46中，曲線從左到右放電容量依次增加。 圖 46 鋰離子電池 20℃ 、 ② 放電深度對充電特性的影響 在不同環(huán)境溫度下對鋰離子電池進行充電，以某額定容量 200Ah鋰離子電池為例，采用恒流限壓方式，記錄充電截止條件是充電電流下限為 1A的充電參數(shù)，見表 42。 表 42 不同溫度電池充電參數(shù) ③ 充電溫度對充電特性的影響 ④ 放電特性影響因素。 圖 47 鋰離子電池 100A()放電過程的曲線 以某額定容量 200 鋰離子電池為例。在環(huán)境溫度 20℃ 情況下，將電池充滿電，分別在 20℃ ， 0℃ ， 20℃ 進行不同放電電流下的放電試驗，100A（ ）放電過程的曲線如圖 47所示。 (2)安全性 ① 材料穩(wěn)定性。鋰離子電池在一些濫用狀態(tài)下，如高溫、過充、針刺穿透以及擠壓等情況下，會導致電極和有機電解液之間的強烈作用，如有機電解液的劇烈氧化、還原或正極分解產生的氧氣進一步與有機電解液反應等。這些反應產生的大量熱量如不能及時散到周圍環(huán)境中，必將導致電池內熱失控的產生，最終導致電池的燃燒、爆炸。因此，正負電極、有機電解液相互作用的熱穩(wěn)定性是制約鋰離子電池安全性的首要因素。 (2)安全性 ② 制造工藝。鋰離子電池的制造工藝分為液態(tài)和聚合物鋰離子電池。無論是什么結構的鋰離子電池，電極制造、電池裝配等制造過程都會對電池的安全性產生影響。如正極和負極混料、涂布、輥壓、裁片或沖切、組裝、加注電解液的量、封口、化成等諸道工序的質量控制，無一不影響電池的性能和安全性。漿料的均勻度決定了活性物質在電極上分布的均勻性，從而影響電池的安全性。漿料細度太大，電池充放電時會出現(xiàn)負極材料膨脹與收縮比較大的變化，可能出現(xiàn)金屬鋰的析出；漿料細度太小，會導致電池內阻過大。 (2)安全性 涂布加熱溫度過低或烘干時間不足，會使溶劑殘留，黏結劑部分溶解，造成部分活性物質容易剝離；溫度過高可能造成黏結劑炭化，活性物質脫落形成電池內短路。 鋰離子動力電池的應用 (1)在便攜式電器方面的應用 (2)在交通行業(yè)的應用 (3)在軍事裝備及航空航天事業(yè)中的應用 (4)其他 (1)在便攜式電器方面的應用 目前移動電話、筆記本電腦、微型攝像機等需要便攜式電源的用電器已經成為人們生活中不可缺少的一部分。在電源方面，無一例外的選擇鋰離子電池作為市場的主流。據(jù)統(tǒng)計， 2022年全球手機產量超過 20億部，形成了龐大的鋰離子電池應用市場 。 (2)在交通行業(yè)的應用 隨著社會文明的進步，人們的保環(huán)意識提高并對環(huán)境的要求日益高漲。環(huán)保的交通工具已經進入人們的視野。目前，我國以電動自行車為主的電動輕型車呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的趨勢，鋰離子動力電池已開始在部分高端車型應用。在電動汽車開發(fā)方面，鋰離子動力電池已經成為主流。在國內眾多汽車研制和生產企業(yè)開發(fā)的電動汽車車型大部分采用鋰離子電池。國際上，已經進入市場銷售的純電動汽車和插電式混合動力電動汽車，如日產公司的 LEAF，美國特斯拉（ Tesla Motors）公司的 Tesla Model S以及通用公司的 VOLT均采用了鋰離子電池系統(tǒng)。 (3)在軍事裝備及航空航天事業(yè)中的應用 在軍事裝備中，鋰離子電池主要用作動力啟動電源、無線通信電臺電源、微型無人駕駛偵察飛機動力電源等。此外，諸如激光瞄準器、夜視器、飛行員救生電臺電源、船示位標電源等現(xiàn)在也普遍采用鋰離子電池。在航天領域，鋰離子電池已經用于地球同步軌道衛(wèi)星和低軌道通信衛(wèi)星，作為發(fā)射和飛行中校正、地面操作的動力。 (4)其他 鋰離子電池由于自身的結構特點和特殊的工作原理，決定了其原材料豐富、環(huán)保、比容量高、循環(huán)性能和安全性能好等特點，在醫(yī)療行業(yè)（例如，助聽器、心臟起搏器等）、石化行業(yè)（例如，采油動力負荷調整）、電力行業(yè)（例如，儲能電源）等均具有廣闊的應用前景。其在追求能源綠色化的今天，具有更加重要的意義。 其他電池 鉛酸電池 鎳氫電池 超級電容器 燃料電池 鉛酸電池 圖 48 鉛酸電池的結構 鉛酸電池外型各異，但主要構成部件相似，主要包括正負極板、隔板、電解液、電池殼、電池蓋、排氣栓等。鉛酸電池單體內還有鏈條、極柱、液面指示器等零部件。 鉛酸電池 圖 49 鉛酸電池的反應原理 鎳氫電池 ? 鎳氫電池是在鎳鎘電池的基礎上發(fā)展起來的一種新型綠色電池，其正極主要成分為氫氧化物，負極主要成分為儲氫合金，電解質為氫氧化鉀水溶液，隔膜主要有尼龍纖維、聚丙烯纖維和維綸纖維電池隔膜。 ? 鎳氫電池中沒有鉛、鎘等重金屬元素，不會對環(huán)境造成污染，能滿足混合動力電動汽車所要求的高能量、高功率、長壽命和足夠寬的工作溫度范圍要求。但是和鉛酸電池相比，鎳氫電池價格較高，而且自放電損耗大，對環(huán)境溫度敏感，還有記憶效應和充電發(fā)熱等問題。 ? 鎳氫電池以其高功率密度、耐久性好的優(yōu)點，曾在混合動力電動汽車上廣泛應用，如日本豐田公司的普銳斯（ Prius）混合動力電動汽車采用的就是 288V、 。 超級電容器 圖 410 超級電容器的結構 超級電容器（ Ultracapacitor）是一種介于電解質電容器和電化學蓄電池之間的儲能裝置，其儲能方式與傳統(tǒng)電容器不同。 燃料電池 圖 411 燃料電池的結構與原理圖 燃料電池與普通化學電池相類似，兩者均通過化學反應將化學能轉換成電能；但從實際應用角度來看，兩者之間存在較大差別。 動力電池管理系統(tǒng) 基本構成 主要功能 基本構成 圖