浅谈混合电动汽车用锂离子动力电池
一、混合电动汽车与锂离子电池
中国是一个经济正在高速发展的发展中国家，汽车已成为城市的主要污染源，也是每年要花费大量外汇进口石油的原因。油电混合式电动车（HEV）和电油混合式电动车（PHEV）是目前国际上发展最快的两类电动车。HEV完全靠加油站添加燃料，不需要外部充电，这种车辆排放的污染气体不到通常汽车的30%，油耗通常可降低25-50%，丰田年销售几十万量的Prius等已在市场上获得了成功。PHEV电池的容量较大，可以完全依靠电力行驶一定的里程，也有人称之为插电式混合电动汽车，一般PHEV一次充满电可行驶20－80Km，短途行驶则完全依靠电力运行，当需要长距离行驶时，油箱中有油，切换到HEV模式运行，这种车辆可以更大幅度地减少汽油的用量，对于家用小轿车，美国有人预测其节油可达90％。PHEV的另一个好处是可充分利用夜间的低谷电以实现电网电力的充分利用，受到电网公司的欢迎。HEV和PHEV的行驶距离和加油方式均和通常汽油车没有区别，易于为消费者接受，不仅在美国受到热捧，近期也有报道德国有超过30％的人表示愿意购买混合动力汽车。
电池是混合电动汽车的核心部件，在可预见的将来，镍氢电池和锂离子电池是混合电动动汽车的主要电池。锂离子电池是目前世界最新一代的充电电池，它的负极是碳素材料，正极是含锂的过渡金属化合物LiCoO2 、LiMn2O4 、LiFePO4等，电解质是锂盐的有机溶液或聚合物。充电时，正极中的锂离子脱离LiCoO2 、LiFePO4或LiMn2O4晶格，经过电解质输运嵌入电池的碳材料负极，放电时则相反。与其他蓄电池比较，锂离子蓄电池具有电压高、比能量高、充放电寿命长、无记忆效应、无污染、快速充电、自放电率低、工作温度范围宽和安全可靠等优点，已成为手机、笔记本电脑等移动电子设备的基本配备电源。相比于镍氢电池，混合电动汽车采用锂离子电池可使得电池组的重量下降40-50%，体积减少20-30%，能源效率也有一定程度的提高。此外，在很长的一段时期内，锂离子电池的成本还可能会大幅度降低，到最后，在混合动力车中它的成本与镍氢电池相比就相对较低，预期会得到广泛应用。图1显示的是对混合电动汽车领域，锂离子电池和镍氢电池在未来几年内，随着销量的增加的一个成本预测。由于镍氢电池使用大量的有色金属，而且其生产制造工艺基本定型，其成本下降的空间很小。而锂离子电池，可以完全不使用较贵金属，如正极采用锰酸锂和磷酸铁锂的电池，其原
材料成本下降空间非常大，而且随着其制造工艺的进一步成熟，制造成本也有大幅度下降的可能。预计在不久的将来，车用锂离子电池的成本将下降到镍氢电池的三分之二。
图1、锂离子电池成本预测1
目前锂离子电池行业正在和即将发生结构上的重大调整，汽车工业要求锂离子动力电池的寿命比小型电池长两倍以上，成本降50％，单体容量增加10倍以上，生产规模增加几十甚至上千倍。动力电池的产业化正伴随着材料、工艺和装备的重大革新开始起飞，传统的钴基氧化物正极材料正在为成本更低和安全性好的锰基氧化物和磷酸盐材料取代，用于小型电池的电极制备工艺也将会逐渐地被高效、低能耗和污染小的新工艺所取代，大型动力电池的散热和高功率输入/出要求使电芯结构从卷绕式圆柱走向叠片式方型，相应的材料制备技术、电池制造技术、工艺和装备不断地创新和深入发展。大规模的产业发展对资源和环境也造成了挑战，发展锂离子电池回收处理技术以实现材料的循环使用也已成为一个紧迫的任务。
二、混合电动汽车用锂离子动力电池的电性能
理想的混合电动汽车电源对比功率和比能量这两项核心指标都要求达到很高的水平，且能在宽广的工作温度范围内工作，寿命更要求与汽车的使用寿命相当，从表1即可看出HEV轿车要求其电池组具有很高的比功率、高比能量和超长寿命。如电池组重量小于40Kg，电芯总重量应小于30Kg，寿命中止时比功率应
达1700W/Kg，比能量应达70W/Kg，考虑到功率和容量衰减的因素和宽广的工作温度范围，要求生产出的电池具有更高的比功率和比能量。目前国内的高功率锂离子电池已具有80Wh/Kg的比能量和高于2000W/Kg的比功率，国外已有
3000W/Kg高功率锂离子电池用于电动车辆的报道。公开资料显示SAFT America、Yardney等正在研制比功率高达10000W/Kg的锂离子电池。车用锂离子电池的寿命要同事考虑里程寿命和周期寿命，里程寿命测试方法是按照车辆模拟工况做循环寿命测试，依据被测电池组性能达到设定的中止条件时的循环次数推测电池组的里程寿命。周期寿命主要考虑电池搁置状态下性能会发生自然衰减，与电池温度有密切的关系，一般通过室温和高温搁置的对比测试来预测电池组的周期寿命，汽车工业要求电池具有15年的周期寿命目前对我们仍然是一个很大的挑战。表1显示的是理想的HEV轿车对电池组的主要的电性能的要求。
从表1中我们可以看出，对于HEV轿车来说，大电流充放电，长寿命和宽工作温度范围是混合汽车用高功率电池的最重要指标。
苏州星恒电源有限公司借助国家汽车重大专项的支持，依托中科院物理所的基础研究支持，经过几年的努力，其生产的车用锂离子蓄电池的电性能基本达到了混合电动车用高功率电池的要求。图2显示的是8Ah混合电动车用高功率电池的20C倍率放电曲线。从图中可以看出，在50％SOC下20C放电，其放电深度可以超过75％。
图2、高功率8Ah电芯50％SOC下20C放电性能（>75%DOD）作为家用的汽车，在冬天使用时，外界气温降低于0度，低温大电流启动也是一项车用电池的基本性能要求。图3显示的是高功率8Ah锂离子电池的低温倍率特性。在－10度的环境中保存24小时以上的电池，在5C放电倍率下，仍能够放出超过3Ah的电能。
图3、高功率8Ah电芯低温倍率特性
图4显示的是在极低温情况下的电池的放电特性。
图4、极低温放电性能
对于高功率电池而言，其倍率特性是其一个基本的性能要求，但由于锂离子电池体系的特殊性，存在随着时间和使用次数的增加，电池的内阻等会有所增加。那么如何保证即使在寿命终止时，电池的倍率特性仍能满足车用的要求，也就成了一个关键因素。下图显示的是高温55度条件下电芯内阻随着搁置时间的变化情况，可以看出高功率电芯随着高温搁置时间其内阻增加量很少。
图5、高温搁置后电芯内阻增加
三、车用锂离子电池的安全性
锂离子电池的安全性事故是指锂离子电池使用过程中发生爆炸和起火事故，在充电过程中、充电后使用过程中和交通事故引起电池组机械性损坏时均有可能发生。影响锂离子电池安全性的主要因素有电池的电极材料、电解液以及制造工艺和使用条件等。电池滥用时,内部发生的不可控化学反应与放出的热量直接相
关，锂离子电池电解液的有机成分为碳酸酯，闪点低，沸点也较低，正极为强氧化性化合物，负极为强还原性化合物，当电池中热量的产生速度大于散热速度时, 就会造成电池内部压力过大引起爆炸，或外壳破裂后与空气接触，因温度高和锂负极的高活泼性引燃起火。
一般来说，安全性是和锂离子电池储存的总能量成反比的，电动自行车所用锂离子电池组的重量为3~4公斤，比手机大了100多倍。电动摩托车用重量15~20公斤的锂离子蓄电池，混合电动汽车所用电池组重量在30－100公斤，纯电动小轿车将用到300~400公斤的蓄电池，至于电动大巴或电动大货车的电池用量将是1500~2000公斤，更是“手机”的75000~100000倍。随着电池容量的增加，电池体积也在增加，其散热性能变差，出安全事故的可能性大幅度增加。因此，将锂离子蓄电池做成动力电池，就必须提高其安全性能，单体电池愈大，要求达到的安全性指标也就愈高。如沿用手机电池常用的钴酸锂和石墨作为锂离子动力电池的正负极材料，电池大型化后的安全性将无法得到保障。
国内刚开始开展锂离子电池电动车研发时，曾出现若干爆炸和燃烧事故，一个主要的原因是使用通常手机电池采用的钴酸锂做为电池的正极材料。钴酸锂材料的理论比能量超过270mAh/g，但为保证其循环性，实际使用比容量只有理论容量的一半，即140mAh/g左右。在使用过程中发生某些意外的情况下，比如管理系统损坏而导致电池充电电压过高，正极中剩余的一部分锂就会脱出经电解液到负极表面以金属锂的形式沉积，而金属锂的表面电沉积极易形成“枝晶”，从而刺穿隔膜，将正负极短路，引起起火爆炸等安全事故。另外，金属锂非常活泼，熔点也低，在电池温度局部过高或者壳体破损接触空气的情况下易于着火。当时寻找替代钴酸锂的正极材料以解决安全问题是动力型锂离子电池研发人员最优先考虑的问题。我国高功率锂离子电池安全问题在“十五”期间，得到了较好的解决。采用改性锰酸锂材料降低了正极的氧化性，活性锂的含量也比钴酸锂的低。但有关负极、电解液和制造、使用等方面的问题仍需注意，锰酸锂单体电池容量可以大到什么程度也还有争论，日本批量生产的锰酸锂电池单体容量不大，如公开报道的用于东京电力3000辆车的电池为216只13Ah的锰酸锂电池。
采用可耐更高温度的新型隔膜和加阻燃剂的电解液也是提高锂离子电池安全性的技术手段。
下图显示的是苏州星恒用于燃料电池混合电动轿车的高功率8Ah锰酸锂电池经过各种安全试验后的部分实物照片。
图6 短路试验图7 挤压试验
图8 针刺试验图9 高温炉热试验
图10 金属块体挤压
应该说，在国家863重大项目的支持下，在包括物理所同事在内的广大兄弟单位的帮助支持下，苏州星恒经过多年的努力，针对使用锰酸锂作为正极材料的8Ah 高功率电芯的安全性方面取得了不错的成绩。
四、锂离子电池的设计与制造
按电池外形分，车用锂离子电池芯可以分为圆柱和方形(包括软包装型)两种类型，圆柱形锂离子电池内部极组为卷绕式，壳盖间采用塑料密封胶卷，以机械方式进行卷边压缩密封，电池盖子是一个组合件，具有多种保护功能，其中有在内压过高时自动破裂的安全阀和压力过高时断路保护机构。方形锂离子电池内部极组可为卷绕式或叠层式，目前的商品电池均采用卷绕式为主，方形电池采用激光焊接，实现了壳盖一体化，壳或盖上有内压过高时自动破裂的安全阀。
国外企业前几年公布的动力锂离子电池一般采用卷绕方式，但基于卷绕的锂离子动力电池工艺有致命的弱点，卷绕式电池芯内的极片和隔膜在电池充放电过
程中受到的局部应力非常不一致，在小电池因其直径小应力影响不是很大，但对于体积大10倍以上的动力电池，则易于出现极片断裂和其他问题。叠片式生产工艺可采用极片包膜工艺以解决卷绕式电芯在高温下经常遇到的因隔膜收缩而导致的短路问题，从电池的散热角度讲也是更为合理的设计。根据最近公开的信息，日本最新的电动汽车用锂离子电池即采用锰酸锂正极材料和叠片式结构。
电池的制造涉及材料筛选和评价、极片制造、电芯制造和电池组装配等一系列流程，制造过程直接关系到对电池的一致性、安全性。电极材料的好坏直接决定了电芯所能达到的性能极限，需要组装扣式电池测量电极材料的比容量、首次效率、循环性等电化学性能，并对电极材料的粒度、比表面、的表面微观形貌、晶相、成分及振实密度等进行全面分析。电极的质量直接关系到电芯的质量，正负极片的制备主要包括制浆工艺、涂膜工艺、干燥压光等工艺过程。这些工艺过程主要影响浆料的涂布特性、材料在集流体上的附着是否牢固、正负极片的厚度及均匀性、极片的孔隙率及压实密度等性能，近年来，国内大型涂布机、滚压机等关键设备的开发成功为锂离子动力电池产业的发展奠定了坚实的基础，目前好的厂家极片重量误差可小于±1％，厚度误差小于5μm。电池的制造涉及多方面因素，锂离子动力电池的生产对工艺、装备和管理等诸方面提出了更高的要求。
五、结语：
电动汽车产业发展的迫切需要高功率动力电池的支撑，我国锂离子电池产业的技术升级也需要发展动力电池技术。至今我国已成为仅次于日本的锂离子电池生产大国，但远非强国。目前小型电池多采用手工生产，产品质量参次不齐，低价竞争激烈。动力电池的产业化刚刚开始，能满足混合电动汽车15年使用寿命要求的电池技术仍然是空白。鉴于车用锂离子动力电池等高端产品的技术难度极高，通过科研、工程技术和管理人员的共同努力，预期未来几年会在材料、技术、工艺和装备等方面取得突破性进展，生产出“汽车级”的高功率电池产品。
电动车辆动力电池组电压采集电路设计 作者：张彩萍， 张承宁， 李军求 作者单位：北京理工大学机械与车辆工程学院,100081 刊名： 电气应用 英文刊名：ELECTROTECHNICAL APPLICATION 年，卷(期)：2007,26(12) 被引用次数：3次 参考文献(4条) 1.朱正动力电池组分布式管理系统设计及实车试验 2006 2.卢居霄;黄文华;陈全世电动汽车电池管理系统的多路电压采集电路设计[期刊论文]-电源技术 2006(05) 3.何朝阳;戴君蓄电池在线监测系统的设计与实现[期刊论文]-今日电子 2006(10) 4.童诗白;华成英模拟电子技术基础 2000 本文读者也读过(3条) 1.张彩萍.张承宁.李军求.张玉璞.ZHANG Cai Ping.ZHANG Cheng Ning.LI Jun Qiu.ZHANG Yu Pu电动车用动力电池状态检测与显示系统设计[期刊论文]-电子技术应用2008,34(9) 2.赵慧勇.罗永革.王保华.刘珂路.Zhao Huiyong.Luo Yongge.Wang Baohua.Liu Kelu多路电压采集单元模块仿真设计[期刊论文]-湖北汽车工业学院学报2010,24(2) 3.卢居霄.黄文华.陈全世电动汽车电池管理系统的多路电压采集电路设计[期刊论文]-电子设计应用2006(5) 引证文献(3条) 1.张彩萍.张承宁.李军求.张玉璞电动车用动力电池状态检测与显示系统设计[期刊论文]-电子技术应用 2008(9) 2.雷晶晶.李秋红.龙泽.王太宏.张金顶锂电池组单体电压精确检测方法[期刊论文]-电源技术 2012(3) 3.雷晶晶.李秋红.陈立宝.张金顶.王太宏动力锂离子电池管理系统的研究进展[期刊论文]-电源技术 2010(11)引用本文格式：张彩萍.张承宁.李军求电动车辆动力电池组电压采集电路设计[期刊论文]-电气应用 2007(12)
卓沃电动叉车的结构特点及技术特性 卓沃电动平衡叉车是以直流电源（电瓶）为动力的装卸及搬运车辆。据国外资料统计，日本电动叉车产量就已经超过了叉车总量的1/3。在德国、意大利等一些西欧国家，电动叉车所占的比例达到50%左右。电动叉车的迅速发展主要得益于各生产厂家的不断进步。产品外形大多采用了流线型设计，造型更加美观。主要生产厂家实现了规模生产和零部件专业化生产和装配流水线作业。加工精度、自动化程度都提高了。在新材料、新工艺方面，最重要的体现是晶体管控制器（SCR和MOS管）应用。它的出现使电动叉车的使用性能得到很大的提高，从总体上说，电动叉车的耐用性、可靠性和适用性都得到显著提高，完全可以与内燃机叉车相抗衡。本文主要评述市场上销量较大的四支点电动平衡叉车的结构特点及发展。 1、车体 车体是叉车的主体结构，一般都是由5mm以上钢板制成，其特点是无大梁，车体强度高，可承受重载。就电瓶在叉车车体上的放置位置而言，有两种不同的制造技术，即电瓶安置于前后桥之间或后桥之上。这两种技术代表了叉车设计的两种最优选择，且各有优缺点，稳定性好，但是车体内的可利用空间较小，因此限制了电瓶的容量，这对于载重量不超过3t的叉车并不突出，但对于那些运动情况复杂，8h工作时间内电瓶容量要求高的大吨位叉车就变得严重了。采用大容量电瓶，以延长电动叉车的持续工作时间，从而扩大电动叉车的使用范围，这是各叉车制造商共同追求的目标。第二种情况，当电瓶布置在叉车后桥上时，叉车的重心提高了，整机稳定性受到影响，由于叉车的高度增加，司机的座位提高，因而司机在操作时视野更开阔，特别是搬运体积大的货物时就更适用了。当电瓶安置在后桥上，电机和液压泵的维修更方便，因为拆走电瓶和脚踏板后，电机和液压泵便一目了然。目前，国内企业生产的电动叉车，大多采用的是第二种技术，而国外企业则两种情况都有。 2、门架 目前，国内外电动叉车大部分已经采用宽视野门架，起升液压缸由中间放置改为两侧放置。液压缸的放置位置有两种：一种是液压缸位于门架后面；另一种是液压缸位于门架外测。门架一般分为标准型、两节型或三节型。国内叉车的起升高度一般在2~5m之间，且以3m 及3m以下的居多，而国外电动叉车的起升高度一般在2~6m之间，由于仓库的立体化程度高，因此起升高度3m以上，电动叉车的需求量比国内高得多。 3、驾驶室 由于多数电动叉车用于室内搬运，因此一般没有封闭的驾驶室，只安装起防护作用的护顶架。世界上比较先进的电动叉车，按先进的人机工程学原理开发研制，采用舒适的液压减振悬挂式座椅，能够根据驾驶员的身高和体重进行调整。双踏板加速系统在叉车改变行驶方向时无需转向，方向盘立柱的倾角可根据驾驶员的要求进行调节。中心液压操纵杆集门架的升降和前后于一体。所以这些新设计都大大地减轻了驾驶员的劳动强度。 4、驱动系统 驱动系统是电动叉车的关键部件之一。各种叉车在驱动系统的结构上存在很大的差别，有单电机布置形式上也存在差别。由于是双电机驱动，加速和爬坡性能好，牵引力大，采用了电子整速系统，替代原来的机械差速系统，使用性得到了很大的提高。
《新能源汽车技术》课程教学大纲 课程代码:0803515018 课程名称: 新能源汽车技术 英文名称: Technology on clean energy vehicles 总学时: 36 讲课学时: 36 学分:2 适用对象: 18级汽修，汽配 先修课程: 新能源汽车导论、新能源汽车技术、汽车理论、电力电子技术。 一、课程的性质、目的和任务 《新能源汽车技术》课程是车辆工程专业一门重要的专业必修课，涉及新能源汽车的电机、电池及控制方面的知识。通过本课程的教学，要求学生了解和掌握新能源汽车的基本原理、理论和设计，掌握混合动力电动汽车构造，电驱动系统，串联式、并联式和轻度混合动力电驱动的设计方法，能量存储系统，再生制动，燃料电池及其在车辆中的应用，以及燃料电池混合动力电驱动系统设计等，为以后从事汽车及新能源汽车检测、服务、科研等方面工作打下良好的基础。 二、教学基本要求 学完本课程应达到以下基本要求: (1)掌握电动汽车构造，了解电驱动系统组成。 (2)掌握串联式、并联式和轻度混合动力电驱动的设计方法。 (3)掌握能量存储系统，了解车辆再生制动。 (4)掌握燃料电池及其在车辆中的应用，了解燃料电池混合动力电驱动系统设计。 教学内容及要求 共分八章教学内容，对每章内容均要求作了解和掌握。第一章环境影响与现代交通运输的历史 第一章 1.1新能源汽车的概述（定义及分类） 了解新能源汽车的定义与分类； 了解发展新能源汽车的重要意义
1.2新能源汽车的发展 了解国内外新能源汽车的发展现状； 了解我国新能源汽车的发展战略； 熟知新能与汽车的关键技术。 第二章 2.新能源汽车高压与防护 掌握新能源高压系统的结构； 熟知新能源汽车高压隐患部位； 掌握新能源汽车高压安全操作规范。 第三章 3.1储能装置概述 了解电池的类型； 掌握电池的主要性能指标； 知道电动汽车对电池的要求 3.2蓄电池 熟知蓄电池的类型的特点； 了解电池的充电方法； 知道蓄电池的测试内容及方法。 3.3燃料电池 了解燃料电池的发展情况； 了解燃料电池的类型，熟知燃料电池的优缺点； 了解燃料电池的结构原理。 3.4超级电容及飞轮电池 简单了解的太阳电池的发展和应用情况； 掌握超级电容的类型原理和优缺点及应用情况； 了解飞轮电池的原理和应用。 3.5电动汽车能量管理系统 熟悉燃料能量管理系统的功能和组成； 了解纯电动汽车和混合动力汽车的能量管理系系统。 3.6电动汽车能量回收系统 熟悉燃料能量回收系统的方法和类型； 掌握电动汽车能量回收系统的组成； 了解典型的能量回收系统。
纯电动汽车及动力电池发展现状调研 一、纯电动汽车发展现状 所谓纯电动汽车,是指完全由可充电电池作为动力源、以驱动电机及其控制系统驱动行驶的汽车。纯电动汽车（BatterｙEleｃtric Ｖehiｃle，BEＶ)与混合动力汽车（HｙbriｄEｌｅcｔric Ｖehicｌｅ，HEV）和燃料电池汽车（Fuel ＣelｌElｅctric Ｖeｈiｃle,ＦＥV）是目前主要的新能源汽车类型。 １.1 发展纯电动汽车的必要性 (１）促进节能减排。与传统汽车相比，纯电动汽车具有更高的能源利用效率，同时也具有二氧化碳减排的潜力。机动车污染排放是城市空气污染的主要来源之一,20１３年春季北京出现多次大面积雾霾天气,机动车尾气是主要原因之一。在上海,中心城区的主要大气污染物可吸入颗粒物、氮氧化物、挥发性有机物分别有6６%、９0%和26%来自机动车尾气。大力推广纯电动汽车是交通领域实现低碳的最佳方案,纯电动汽车行驶过程中不产生二氧化碳，即使考虑到中国目前电力生产过程中的二氧化碳排放,纯电动汽车仍然具有13%~68%的减排能力。随着我国能源结构和电力生产方式的转变,纯电动汽车必将在未来发挥更大的减排作用。 图１.１传统汽车与纯电动汽车综合能量效率比较(单位:%) (２）降低石油对外依存度。汽车保有量的迅速增加为我国能源安全带来严峻挑战。我国汽车保有量与原油对外依存度变化趋势见图1.２。最新数据显示,截止到２01２年底,中国汽车保有量已达２.4亿辆，与此相对应的是20１2年中国原油对外依存度达到56.4%，创下历史新高。如果不采取措施，“十二五”中将原油依存度控制在61%的计划将很难实现。在此背景下，如何满足未来汽车的能源需求，是关系到我国能源安全的关键问题。电动汽车由于其电力来源多样化，不仅更加适合中国以煤炭为主的资源禀赋,而且能够与中国大力发展可再生能源
电动汽车用动力电池 摘要 能源危机和环境恶化已成为传统汽车发展的最大障碍,而发展电动汽车能够很好的解决这些问题.电动汽车不仅能够减少燃油消耗,提高经济性,而且还能降低尾气的排放,提高环境质量.电动汽车的关键技术之一是动力电池,动力电池的好坏一方面决定着电动汽车的成本,另一方面决定着电动汽车的动力性和续驶里程,这2个方面也是电动汽车与传统的燃油汽车竞争的关键所在.能否开发出性价比高的动力电池对电动汽车的未来发展具有至关重要的作用. 关键词：铅酸蓄电池，正负极板，电极，电解液，电子等等。 前言 电池是电动汽车的动力源，是能量的储存装置，也是目前制约电动汽车发展的关键因素。要使电动汽车能与燃油汽车相竞争，关键是开发比能高，比功率大，使用寿命长，成本低的电池...... 电动汽车使用的动力电池可以分为化学电池，物理电池和生物电池三大类。在三大电池当中化学电池又分为：原电池，蓄电池，燃料电池和储备电池，从化石燃料向可再生能源转换的能源革命中蓄电池所起的作用非常大，政府民间都在大力进行研发。物理电池是利用大自然的能量来吸附储存，有太阳能电池，超级电容器，飞轮电池等等。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，生物太阳能电池等。 电动汽车用动力电池的性能指标主要是：电压，容量，内阻，能量，功率，输出功率，自放电率，使用寿命等，根据电池种类不同，其性能指标也有所不同。 电动汽车对动力电池的要求是：（1）比能量高：主要是为了提高电动汽车的继驶里程；（2）比功率大：为了能使电动汽车的加速行驶以及负载能力；（3）充放电效率高；（4）相对稳定性好；（5）使用成本低；（6）安全性好等等。 正文 在电池的发展史之中，铅酸蓄电池是最成熟的电动汽车蓄电池。我们常用的铅酸蓄电池主要分为三类，分别为普通蓄电池、干呵蓄电池和免维护蓄电池三种。铅酸蓄电池是蓄电池的一种，主要是采用稀硫酸做电解液，用二氧化铅和绒状铅分别作为电池的正极和负极的一种酸性蓄电池。 基本构造：铅酸蓄电池主要由以下部分构成：1.硬橡胶管 2.负极板 3.正极板4。隔板5.鞍子6.汇流排7.封口胶8.电池槽盖9.连接10.极柱11.排气栓
电动汽车动力电池的维护与检修 王楠 摘要:主要针对电动汽车动力电池运行检修管理, 研究了电池接收检验、运行管理、日常维护、运行检测与安全管理等关键环节, 结合电池运行的技术特点, 对电池的日常检测、维护与检修等进行了分析, 分析了电池受到电压,温度以及外界因数等典型故障的原因分析及维护方法, 同时提出了提高动力电池运行与检修水平以及电动电池保养的措施。 关键词:电动汽车动力电池检测与维护 目录: 摘要 1、动力电池的检修内容 (1)电压异常(2)温度异常(3)外观异常(4)检测振动对电池的影响 2、动力电池的检测系统总成 3、动力电池的维护 (1)充电不足与过充电 (2)大电流放电与过放电 (3)要及时充电 (4)短时充电 4、如何解决电池硫化与修复仪的使用 引言:在环境污染日益加剧,能源形势日益严峻的现代生活中,电动汽车无疑以其对排碳量减少无可非议的贡献受到全球的关注。当前与电动汽车有关的研究热点很多,但电池技术无疑就是其中重之又重的一块领域。现在应用于电动汽车的电池大多为电化学电池,在电池的发展史之中,铅酸蓄电池就是最成熟的电动汽车蓄电池,动力电池在能量、安全性、使用寿命等各个方面进行一代又一代的优化,才有了今天相对较为完备的电池体系。在今年4月21日至29日的北京国际车展当中备受人瞩目的典型车型都就是新出的纯电动汽车,不管就是国内还就是国外,许多汽车厂商都推出了自己的纯电动车型。由此可见在未来的汽车发展当中电动汽车将成为未来汽车发展的主要方向,然而由于受到电池技术的影响,纯电动汽车一直难以推广到市场。本文主要就是结合电池产业的厂商,引出当下比较主流的电池技术,从中了解电动汽车动力电池的结构,并结合各电池厂商分析可以怎样改正,以及探究了电动电池的检测与维护方法。 动力电池的结构 1、电池盖 2、正极－－活性物质为氧化钴锂 3、隔膜－－一种特殊的复合膜 4、负极－－活性物质为碳 5、有机电解液 6、电池壳 动力电池的特点 1、高能量(EV)与高功率(HEV); 2、高能量密度;
电动汽车用动力电池分类及其发展趋势 / 、八 1 前言 上个世纪80 年代以来, 随着全球经济的稳步发展, 汽车的产量和保有量急剧增加。这些燃油汽车所排放的废气造成空气质量日趋恶化。环境问题, 特别是大气环境污染问题, 已引起世界各国, 尤其是发达国家的普遍关注。同时, 目前世界石油资源日趋紧张, 石油价格始终居高不下。因此, 各国政府和各大汽车企业都正在加紧开发无排放或低排放、低油耗的清洁汽车。 进入90 年代, 以美欧为主的一些西方国家开始制订并逐步执行严厉的汽车尾气排放标准, 低能耗、无污染的绿色汽车开始成为人们关注的热点。而电动汽车又是能达到这一目标的为数很少的环保型汽车。迫于形势的要求, 各种新材料和新技术在电动汽车上不断被开发应用, 电动汽车的发展异常迅猛。 2 电动汽车用动力电池分类 2.1 铅酸电池 铅酸电池是采用金属铅作为负极，二氧化铅作为正极，用硫酸作为电解液，放电时，铅和二氧化铅都与电解液反应生成硫酸铅。充电时反应过程正好相反。现在比较广泛的采用免维护的阀控式铅酸电池（VRLA）。总体上说，铅酸电池具有可靠性好、原材料易得、价格便宜等优点，比功率也基本上能满足电动汽车的动力性要求。但它有两大缺点；一是比能量低，所占的质量和体积太大，且一次充电行驶里程较短；另一个是使用寿命短，使用成本过高。由于铅酸电池的技术比较成熟，经过进一步改进后的铅酸电池仍将是近期电动汽车的主要电源。 2.2 镍金属电池 镍氢蓄电池正极活性物质采用氢氧化镍，负极活性物质为贮氢合金，电解液为氢氧化钾溶液，电池充电时，正极的氢进入负极贮氢合金中，放电时过程正好相反。在此过程中，正、负极的活性物质都伴随着结构、成分、体积的变化，电解液也发生变化。相对于其他电池，N 12MH 电池的优异特性表现在：高比 能量（衡量电动车一次充电行驶里程）已与锂离子电池水平相当；高比功率（赋予电
纯电动汽车的基本结构和原理 与燃油汽车相比，纯电动汽车的结构特点是灵活，这种灵活性源于纯电动汽车具有以下几个独特的特点。首先，纯电动汽车的能量主要是通过柔性的电线而不是通过刚性联轴器和转动轴传递的，因此，纯电动汽车各部件的布置具有很大的灵活性。其次，纯电动汽车驱动系统的布置不同，如独立的四轮驱动系统和轮毂电动机驱动系统等，会使系统结构区别很大；采用不同类型的电动机，如直流电动机和交流电动机，会影响到纯电动汽车的重量、尺寸和形状；不同类型的储能装置，如蓄电池，也会影响纯电动汽车的重量、尺寸及形状。另外，不同的能源补充装置具有不同的硬件和机构，例如，蓄电池可通过感应式和接触式的充电机充电，或者采用更换蓄电池的方式，将替换下来的蓄电池再进行集中充电。 纯电动汽车的结构主要由电力驱动控制系统、汽车底盘、车身以及各种辅助装置等部分组成。除了电力驱动控制系统，其他部分的功能及其结构组成基本与传统汽车相同，不过有些部件根据所选的驱动方式不同，已被简化或省去了。所以电力驱动控制系统既决定了整个纯电动汽车的结构组成及其性能特征，也是纯电动汽车的核心，它相当于传统汽车中的发动机与其他功能以机电一体化方式相结合，这也是区别于传统内燃机汽车的最大不同点。 1、电力驱动控制系统 电力驱动控制系统的组成与工作原理如图5.1所示，按工作原理可划分为车载电源模块、电力驱动主模块和辅助模块三大部分。 1)车载电源模块 车载电源模块主要由蓄电池电源、能源管理系统和充电控制器三部分组成。
(1)蓄电池电源。蓄电池是纯电动汽车的唯一能源，它除了供给汽车驱动行驶所需的电能外，也是供应汽车上各种辅助装置的工作电源。蓄电池在车上安装前需要通过串并联的方式组合成所要求的电压一般为12V或24V的低压电源，而电动机驱动一般要求为高压电源，并且所采用的电动机类型不同，其要求的电压等级也不同。为满足该要求，可以用多个12V 或24V的蓄电池串联成96～384V高压直流电池组，再通过DC／DC转换器供给所需的不同电压。也可按所需要求的电压等级，直接由蓄电池组合成不同电压等级的电池组，不过这样会给充电和能源管理带来相应的麻烦。另外，由于制造工艺等因素，即使同一批量的蓄电池其电解液浓度和性能也会有所差异，所以在安装电池组之前，要求对各个蓄电池进行认真的检测并记录，尽可能把性能接近的蓄电池组合成同一组，这样有利于动力电池组性能的稳定和延长使用寿命。 (2)能源管理系统。能源管理系统的主要功能是在汽车行驶中进行能源分配，协调各功能部分工作的能量管理，使有限的能量源最大限度地得到利用。能源管理系统与电力驱动主模块的中央控制单元配合在一起控制发电回馈，使在纯电动汽车降速制动和下坡滑行时进行
目录 1引言 (2) 2电动汽车对动力电池的发展及要求3? ２.1动力电池的发展 (3) ２.2?电动汽车对动力电池的要求 ............................................................. ４3?铅蓄电池?4 3.１铅蓄电池工作原理 (4) 3.2铅蓄电池性能特点 (5) ３.3铅蓄电池应用范围5? 4?镍氢电池........................................................................................................... ６ 4.1?镍氢电池工作原理 (6) ４.2镍氢电池性能特点.......................................................................... ６ ４.３?镍氢电池应用范围 (7) 5?锂离子电池7? 5．１?锂离子电池工作原理?错误!未定义书签。 5.２?锂离子电池性能特点7? 5.3锂离子电池应用范围8? 6?电动汽车动力电池发展趋势?８ ６．1铅蓄电池发展趋势.......................................................................... ８ 6.2?镍氢电池发展趋势 (9) 6.３?锂离子电池发展趋势 ......................................................................... ９ 7?结论................................................................................................................. 1０参考文献11? ? 电动汽车动力电池研究综述
特斯拉电动汽车动力电池管理系统解析 1. Tesla目前推出了两款电动汽车，Roadster和Model S，目前我收集到的Roadster的资料较多，因此本回答重点分析的是Roadster的电池管理系统。 2. 电池管理系统（Battery Management System, BMS）的主要任务是保证电池组工作在安全区间内，提供车辆控制所需的必需信息，在出现异常时及时响应处理，并根据环境温度、电池状态及车辆需求等决定电池的充放电功率等。BMS的主要功能有电池参数监测、电池状态估计、在线故障诊断、充电控制、自动均衡、热管理等。我的主要研究方向是电池的热管理系统，因此本回答分析的是电池热管理系统(Battery Thermal Management System, BTMS). 1. 热管理系统的重要性 电池的热相关问题是决定其使用性能、安全性、寿命及使用成本的关键因素。首先，锂离子电池的温度水平直接影响其使用中的能量与功率性能。温度较低时，电池的可用容量将迅速发生衰减，在过低温度下（如低于0°C）对电池进行充电，则可能引发瞬间的电压过充现象，造成内部析锂并进而引发短路。其次，锂离子电池的热相关问题直接影响电池的安全性。生产制造环节的缺陷或使用过程中的不当操作等可能造成电池局部过热，并进而引起连锁放热反应，最终造成冒烟、起火甚至爆炸等严重的热失控事件，威胁到车辆驾乘人员的生命安全。另外，锂离子电池的工作或存放温度影响其使用寿命。电池的适宜温度约在10~30°C之间，过高或过低的温度都将引起电池寿命的较快衰减。动力电池的大型化使得其表面积与体积之比相对减小，电池内部热量不易散出，更可能出现内部温度不均、局部温升过高等问题，从而进一步加速电池衰减，缩短电池寿命，增加用户的总拥有成本。 电池热管理系统是应对电池的热相关问题，保证动力电池使用性能、安全性和寿命的关键技术之一。热管理系统的主要功能包括：1）在电池温度较高时进行有效散热，防止产生热失控事故；2）在电池温度较低时进行预热，提升电池温度，确保低温下的充电、放电性能和安全性；3）减小电池组内的温度差异，抑制局部热区的形成，防止高温位置处电池过快衰减，降低电池组整体寿命。 2. Tesla Roadster的电池热管理系统 Tesla Motors公司的Roadster纯电动汽车采用了液冷式电池热管理系统。车载电池组由6831节18650型锂离子电池组成，其中每69节并联为一组（brick），再将9组串联为一层（sheet），最后串联堆叠11层构成。电池热管理系统的冷却液为50%水与50%乙二醇混合物。
《电动客车安全要求》 征求意见稿编制说明 一、工作简况 1、任务来源 为引导和规范我国电动客车产业健康可持续发展，提高电动客车安全技术水平，落实工业和信息化部建设符合电动客车特点的整车、电池、电机、高压线束等系统的安全条件及测试评价标准体系的要求，全国汽车标准化技术委员会于2016年8月启动了本强标的立项和编制工作。 2、主要工作过程 根据有关部门对电动客车安全标准制定工作的要求，全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会组织成立“电动客车安全要求工作组”（以下简称工作组），系统开展电动客车安全要求标准的制定工作。 （1）GB《电动客车安全要求》于2016年底完成立项（计划号20160968-Q-339），2016年12月29日在南充电动汽车整车标准工作组会议上组建了标准制定的核心工作组，启动了强标制定工作，并由起草组代表介绍了标准的背景、编制思路、以及与相关标准的协调性关系。 （2） 2017年2月-3月，基于已开始执行的《电动客车安全技术条件》（工信部装[2016]377号，以下简称《条件》）的工作基础，工作组向电动客车行业主要企业、检测机构等16家单位征求《条件》的实施情况反馈与强制性国标制定建议。 （3） 2017年4月18日，工作组在重庆组织召开标准制定讨论会，会议对《条件》制定情况进行了回顾，对收集到的《条件》执行情况进行了分析讨论。根据讨论结果，针对共性问题形成了专项征求意见表。 （4） 2017年5月-6月，工作组根据重庆会议讨论结果向行业进行强标制定专项意见征求意见。 （5） 2017年6月6日，在株洲召开工作组会议，会议对专项征求意见期间收集的反馈意见进行研究讨论。 （6）2017年6月-10月，工作组依据意见反馈情况和会议讨论结果进行标
1.纯电动汽车: 指由蓄电池或其他储能装置作为电源的汽车。 指将一部分动能转化为电能并储存在储能设备装置内的制动过程。 指电动汽车在动力蓄电池完全充电状态下，以一定的行驶工况，能连续行驶 的最大距离。 4. 逆变器：指将直流电转化为交流电的变换器。 5. 整流器：指将交流电变化为直流电的变换器。 DC 变换器：指将直流电源电压转换成任意直流电压的变换器。 7. 单体蓄电池：指构成蓄电池的最小单元，一般由正、负极及电解质组成。 8. 蓄电池放电深度： 指称为“DOD ,表示蓄电池的放电状态的参数，等于实际放电 量与额 定容量的百分比。 9. 蓄电池容量：指完全充电的电池在规定条件下所释放的总的电量，用 “SOC ，指蓄电池放电后剩余容量与全荷电容量的百分比。 15.蓄电池充电终止电压： 指蓄电池标定停止充电时的电压。 16.蓄电池放电终止电压： 指蓄电池标定停止放电时的电压。 17.蓄电池能量效率： 指放电能量与充电能量之比值。 18.蓄电池自放电： 指蓄电池内部自发的或者不期望的化学反应造成的电量自动减少的现 象。 19. 车载充电器：指固定安装在车上的充电器。 20. 恒流充电：指以一个受控的恒定电流给蓄电池进行充电的方式。 21. 感应式充电：指利用电磁感应给蓄电池进行充电的方式。 22. 放电时率：电流放至规定终止电压所经历的时间。 23. 连续放电时间：指蓄电池不间断放电至中止电压时，从开始放电到中止电压的时间。 24.记忆效应：指蓄电池经过长期充放电后显示出明显的容量损失和放电电压下降，经过数 2.再生制动: 3.续驶里程: 11.蓄电池完全充电: 指蓄电池内所有的活性物质都转换成完全荷电的状态。 12.蓄电池的总能量: 指蓄电池在其寿命周期内电能输出的总和。 13.蓄电池能量密度: 指从蓄电池的单位质量或体积所获取的电能。 14.蓄电池功率密度: 指从蓄电池的单位质量或单位体积所获取的输出功率。 C 表示。 10.荷电状态：称为
电动汽车充电桩特点、组成及技术指标 一、交流充电桩 1、主要技术参数 输入交流电压:22０Ｖ±１0% 输出交流电压：２20 V ±１0％ 输出最大电流:16 A(3.5KＷ)／３２A(7KＷ)/63A（14K Ｗ)/100A(40KW） 额定交流频率：50 Ｈz 工作环境:－ 20 ℃～＋ 5０℃,５% ～９5%无凝露 储存环境：- 25 ℃ ~ + 70 ℃，５% ～ 95％无凝露 2、交流充电桩的控制构成
３、交流充电桩的功能 3.1充电桩人机界面 3.2充电桩状态指示 故障指示灯：设置1个红灯,是故障信号总的指示灯,指示的故障包括联锁失败、过流、过压、欠压、失电、断路器跳闸(短路、漏电）、刷卡机故障；运行状态指示灯:设置1个绿灯,绿灯闪烁指示在充电状态,绿灯常亮指示充电完成或空闲状态； 3.3充电桩保护功能 具有漏电保护、短路保护、过流、过压、欠压保护等保护功能。除短路和漏电保护外,其它保护功能通过充电控制器控制接触器实现，以实现自恢复；短路和漏电保护选用带漏电保护的微型断路器实现。 3.4计量计费功能 3.４.1电度表 3.4.２刷卡方式(RＦID卡或IC卡) ３.4.3充电方式 １）按电量充电 2) 按时间长短充电 ３) 充满为止 4) 按金额充 按充电启动方式划分，有以下两种方式 1) 即到即充
2) 定时充电 3．4．４充电计费过程 １）充电客户可在管理中心租用充值卡,在卡内预存充电金额。（可考虑收取充值卡押金) 2)充电前将卡插入充电桩读卡器,充电桩读取卡信息，进入操作界 面，进入操作界面后,提示用户接上充电接头，充电桩读取卡 内余额，作为充电参考,设置好参数后,卡被锁定，充电接口机 械锁定。 3)开始充电,充电桩将提示将卡取走,充电桩进入充电状态，禁止任 何操作，只有再次插入启动该次充电的卡才能进行操作。 4)用户将卡插入充电桩读卡器，此时,可以查询充电状态，或者手 动结束充电，充电桩将费用从卡内扣除，解除对该卡的锁定， 解除对充电接口的机械锁定。 5）充电结束后,客户可将充值卡在就近营业网点办理退费手续,退还卡内余额及充值卡押金。 3.４.5结算系统 包括结算系统、结算设备、售卡/充值系统等。 3．5通讯功能 通过ＲS4８5与计量计费系统通讯,提供充电信息以及充电桩的工作状态。 3.6急停按钮 具备急停按钮，以便在紧急情况时能够强行终止充电。急停按钮
纯电动汽车用动力电池的分类及应用的研究 发表时间：2017-10-20T13:34:18.647Z 来源：《防护工程》2017年第16期作者：李永光 [导读] 作为电动汽车特别是纯电动汽车动力源的动力电池，其相应特性必须满足电动汽车行驶。 中国汽车技术研究中心排放节能部耐久试验室天津东丽区 300300 摘要：随着全世界石油被大量开采，能源危机越来越严重，同时，大量消耗石油所带来的环境问题也逐渐成为了各国，各类人群所关心的重大课题。因此，开发替代石油的、零污染或低污染的交通工具成为各国追求的目标，而电动汽车的无低污染优点，正迎合汽车发展的主要方向。动力电池技术是电动汽车的核心技术之一，动力电池性能的好坏与发展电动汽车的前景息息相关。鉴于此，文章重点就纯电动汽车用动力电池的分类及其应用进行探究。 关键词：纯电动汽车；动力电池；分类；应用 作为电动汽车特别是纯电动汽车动力源的动力电池，其相应特性必须满足电动汽车行驶、安全性能要求电池热管理系统的设计对电池温度、电压均衡，电池系统性能有重要影响，继而影响动力电池的安全、一致和耐久性能。因此，开展纯电动汽车动力电池分类及应用研究十分重要。 一、纯电动汽车的主要特点 纯电动汽车相对于传统燃油汽车而言，主要差别在于个大部件驱动电机，控制器，动力电池和充电器，纯电动汽车的性能也与大部件的选用配置直接相关。纯电动汽车时速快慢和启动速度取决于驱动电机的功率和性能，纯电动汽车的驱动电机目前有直流有刷、无刷、永磁、电磁之分，再有交流步进电机等，另外，驱动电机的调速控制也分有级调速和无级调速，有采用电子调速控制器和不用调速控制器之分。电动机有轮毅电机、轮边电机、单电机、多电机和组合电机驱动等纯电动汽车续驶里程长短和安全性取决于动力电池容量和性能，动力电池的重量通常会占到整车重量的五分之一到六分之一，其性能取决于选用何种动力电池，如铅酸、镍氢、铿离子等，不同类型的动力电池其比功率，比能量，循环寿命等特性亦不相同。电动汽车控制器通过总线获得电机和电池系统的相关信息，进行分析和运算，通过总线给出电机控制和电池管理指令，实现整车驱动控制、能量优化控制和制动回馈控制。充电器是采用高频电源技术，运用先进的智能动态调整充电技术。一般充电机采用恒流、恒压、小恒流智能个阶段充电方式，充电机自身还具有反接、过载、短路、过热等多重保护功能及延时启动，软启动、断电记忆自启动功能等，能实现科学的充电控制技术，全自动充电机能在蓄电池充足后自动关机，确保蓄电池不过充，不欠充，延长蓄电池寿命。 二、纯电动汽车蓄电池的种类 （一）铅酸电池 铅酸电池是采用金属铅作为负极，二氧化铅作为正极，用硫酸作为电解液，放电时，铅和二氧化铅都与电解液反应生成硫酸铅。充电时反应过程正好相反。现在比较广泛的采用免维护的阀控式铅酸电池。总体上说，铅酸电池具有可靠性好、原材料易得、价格便宜等优点，比功率也基本上能满足电动汽车的动力性要求。但它有两大缺点；一是比能量低，所占的质量和体积太大，且一次充电行驶里程较短；另一个是使用寿命短，使用成本过高。由于铅酸电池的技术比较成熟，经过进一步改进后的铅酸电池仍将是近期电动汽车的主要电源。 （二）镍金属电池 镍氢蓄电池正极活性物质采用氢氧化镍，负极活性物质为贮氢合金，电解液为氢氧化钾溶液，电池充电时，正极的氢进入负极贮氢合金中，放电时过程正好相反。在此过程中，正、负极的活性物质都伴随着结构、成分、体积的变化，电解液也发生变化。相对于其他电池，Ｎｉ２ＭＨ电池的优异特性表现在：高比能量（衡量电动车一次充电行驶里程）已与锂离子电池水平相当；高比功率（赋予电动车良好的启动、加速、爬坡性能）其性能已高于锂离子电池；长寿命特性（赋予电池良好的经济性）平均寿命３００～６００次；安全性能高，无污染物，被誉为“绿色电源”。但是目前阻碍其应用的一个重要问题是初始成本太高，而且还有记忆效应和充电发热等问题，充电发热会引发安全问题，因此，要求发展相应可靠的能量管理系统。 （三）锂离子蓄电池 锂离子电池使用锂碳化合物作负极，锂化过渡金属氧化物作正极，液体有机溶液或固体聚合物作为电解液。在充放电过程中，锂离子在电池正极和负极之间往返流动。放电时，锂离子由电池负极通过电解液流向正极并被吸收，充电时，过程正好相反。锂离子电池基本上解决了蓄电池的２个技术难题，即安全性差和充放电寿命短的问题。同时锂离子电池具有高电池单体电压、高比能量和能量密度，可以说是当前比能量最高的电池，工作稳定。它的性能指标都可以满足ＵＳＡＢＣ制定的电动车中期目。缺点是自放电率高，初始成本较高。 （四）锂聚合物电池 锂聚合物电池又称高分子锂电池，它也是锂离子电池的一种，但是与液锂电池相比具有能量密度高、更小型化、超薄化、轻量化以及高安全性和低成本等多种明显优势。在形状上，锂聚合物电池具有超薄化特征，可以配合各种产品的需要，制作成任何形状与容量的电池。聚合物锂离子电池所用的正负极材料与液态锂离子都是相同的，电池的工作原理也基本一致。它们的主要区别在于电解质的不同，锂离子电池使用的是液体电解质，而聚合物锂离子电池则以固体聚合物电解质来代替，这种聚合物可以是“干态”的，也可以是“胶态”的，目前大部分采用聚合物胶体电解质。聚合物锂离子电池可以采用高分子作正极材料，其质量比能量将会比目前的液态锂离子电池提高50％以上。此外，聚合物锂离子电池在工作电压、充放电循环寿命等方面都比锂离子电池有所提高。基于以上优点，聚合物锂离子电池被誉为下一代锂离子电池。 三、纯电动汽车充电电池的常用类型 目前电动汽车一般采用铅酸电池、镍氢电池或者锂离子电池等充电电池。铅酸电池技术成熟、价格便宜，但其污染严重，比能量低，一般应用于大型不间断供电电源以及电动自行车；镍氢电池安全性高、耐过充过放性能好，但其比能量低、低温性能差、自放电率高，一般应用于混合电动汽车以及电动工具；锂离子电池相比以上2种电池具有比能量高、循环寿命长、充电功率范围宽、倍率放电性能好、污染
混合动力汽车课程教学设计 一、任务引入 （时间： 5分钟） 【知识回顾】 1、纯电动汽车的概念？ 2、纯电动汽车的优缺点分析？ 3、纯电动汽车的主要组成及各组成部分的结构类型？ 4、目前市场上有哪些纯电动车型？ 【任务分析】 混合动力汽车是燃油汽车向纯电动汽车发展过程中的过渡车型。目前，最常见的混合动力汽车是同时带有内燃机和电动机两种能量转换装置的车辆，俗称“油——电混合动力汽车”。这类车辆的储能装置其中一个是汽油或者柴油燃油箱，为汽油机或者柴油机提供能量，另一个是能够充电的储能装置，可以是蓄电池、超级电容、飞轮储能装置等，他们为电动机提供电能推动车辆，在必要时还可以吸收发动机多余能量和制动能量转换过来的电能。 【目标要求】 1.了解混合动力汽车的分类 2.掌握混合动力汽车的结构与原理 3.掌握混合动力汽车动力系统的选择 【教学活动设计】 教师活动：创设情境，展示教具；学生活动：体会场景，
感知实物。 二、知识准备 （时间：60分钟） 【相关知识】 1.导入新课 混合动力汽车是燃油汽车向纯电动汽车发展过程中的过渡车型。目前，最常见的混合动力汽车是同时带有内燃机和电动机两种能量转换装置的车辆，俗称“油——电混合动力汽车”。这类车辆的储能装置其中一个是汽油或者柴油燃油箱，为汽油机或者柴油机提供能量，另一个是能够充电的储能装置，可以是蓄电池、超级电容、飞轮储能装置等，他们为电动机提供电能推动车辆，在必要时还可以吸收发动机多余能量和制动能量转换过来的电能。下面我们一起进入混合动力汽车的学习。 2.讲授新知识 引导问题 1：什么样的车可称为混合动力汽车呢？ 教学开展：通过课件展示几款混合动力汽车的图片，总结归纳纯电汽车的概念。可设置互动，有学生从教材上找出概念并总结回答 一、混合动力汽车的概念 1、广义：混合动力汽车通常是指由两种以上不同动力源驱动的汽车； 例如：油电混合动力汽车、气电混合动力汽车。目前天然气汽车通常也是油气混合动力的一种。（目前新能源汽车主要介绍油电混合动力汽车） 2、狭义：混合动力电动汽车（Hybrid Electrical Vehicle，简称HEV）：指同时装备两种动力来源——热动力
基于单片机控制的电动车锂电池组设计方案 摘要：针对目前电动车锂电池组所用的保护电路大多都由分立原件构成，存在控制精度不够高、技术指标低、不能有效保护锂电池组等特点，提出一种基于单片机的电动车36 V锂电池组保护电路设计方案。利用高性能、低功耗的ATmega16L 单片机作为检测和控制核心，用由MC34063构成的DC /DC变换控制电路为整个保护电路提供稳压电源，辅以LM60测温、MOS管IRF530N作充放电控制开关，实现对整个电池组和单个电池的状态监控和保护功能，达到延长电池使用寿命的目的。 随着电动自行车的逐渐普及，电动自行车的主要能源---锂电池也成为众人关心的焦点。锂电池与镍镉、镍氢电池不太一样，因其能量密度高，对充放电要求很高。当过充、过放、过流及短路保护等情况发生时，锂电池内的压力与热量大量增加，容易产生爆炸，因此通常都会在电池包内加保护电路，用以提高锂电池的使用寿命。针对目前电动车锂电池组所用的保护电路大多都由分立原件构成，存在控制精度不够高、技术指标低、不能有效保护锂电池组等特点，本文中提出一种基于单片机的电动车36 V锂电池组（由10节3. 6 V锂电池串联而成）保护电路设计方案，利用高性能、低功耗的ATmega16L 单片机作为检测和控制核心，用由 MC34063构成的DC /DC变换控制电路为整个保护电路提供稳压电源，辅以LM60 测温、MOS管IRF530N作充放电控制开关，实现对整个电池组和单个电池的状态监控和保护功能，达到延长电池使用寿命的目的。 1 保护电路硬件设计 本系统以单片机为数据处理和控制的核心，将任务设计分解为电压测量、电流测量、温度测量、开关控制、电源、均衡充电等功能模块。系统的总体框图如图1所示。
安徽天康特种车辆装备有限公司 动力电池系统设计规范 编制： 审核： 批准： 日期： 2015年8月21日发布2015年10月22日实施安徽天康特种车辆装备有限公司发布
目录 前言.................................................................................................................................... I I 电动汽车动力系统设计规范 . (1) 1.概述 (1) 2.设计原则 (1) 3.参考引用标准 (1) 4.术语和定义 (2) 5.设计要求 (4) 6.设计验证 (24)
前言 本规范规定山东省普天新能源汽车（山东）有限公司开发的专用车辆时的线束设计规范。 本规范由安徽天康特种车辆装备有限公司产品开发部提出。。 本规范由安徽天康特种车辆装备有限公司批准。 本规范主要起草人：李劲松 本规范于2015年8月首次发布。
电动汽车动力系统设计规范 1.概述 动力电池系统是电动汽车的重要组成部分，为电动汽车驱动提供能量来源。由于电池系统是高电压高能量密度产品，在设计电池系统时，主要从箱体设计、电池成组设计、电池安全、以及电池管理系统设计等方面进行。 2.设计原则 动力电池系统设计以满足车辆动力要求为前提，同时从电池系统自身内部结构和安全设计、电池管理等方面进行设计，主要包括以下几个部分： （1）电池箱外观尺寸：电池箱体尺寸主要根据车辆提供的电池安装空间进行设计，并且要考虑到接插件和机械连接部位的尺寸影响。电池箱内部尺寸，主要从整体设计考虑，从电池的排布、线束的排布以及电池管理系统尺寸位置、热管理系统尺寸及位置等方面进行设计。电池箱的外观设计主要从材质、表面防腐蚀、绝缘处理、产品标识等方面进行设计。 （2）电池性能参数：电池系统参数，比如电压平台、额定容量、额定能量、最大可持续放电电流、瞬间峰值放电电流、瞬间峰值充电电流等，在设计时要根据车辆的动力参数和要求进行匹配。 （3）电池管理：动力电池系统管理主要通过电池管理系统完成。通过制定电池的充放电策略、温度管理策略、报警策略等实现对电池系统的管理。 （4）整车对电池系统的管理：通过整车控制器与电池管理系统的通信进行电池系统的管理。具体通过制定通信协议完成 3.参考引用标准 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版 1
名词解释 1.纯电动汽车：指由蓄电池或其他储能装置作为电源的汽车。 2.再生制动：指将一部分动能转化为电能并储存在储能设备装置内的制动过程。 3.续驶里程：指电动汽车在动力蓄电池完全充电状态下，以一定的行驶工况，能连续行驶的最大距离。 4.逆变器：指将直流电转化为交流电的变换器。 5.整流器：指将交流电变化为直流电的变换器。 6.DC/DC变换器：指将直流电源电压转换成任意直流电压的变换器。 7.单体蓄电池：指构成蓄电池的最小单元，一般由正、负极及电解质组成。 8.蓄电池放电深度：指称为“DOD”，表示蓄电池的放电状态的参数，等于实际放电量与额定容量的百分比。 9.蓄电池容量：指完全充电的电池在规定条件下所释放的总的电量，用C表示。 10.荷电状态：称为“SOC”，指蓄电池放电后剩余容量与全荷电容量的百分比。 11.蓄电池完全充电：指蓄电池内所有的活性物质都转换成完全荷电的状态。 12.蓄电池的总能量：指蓄电池在其寿命周期内电能输出的总和。 13.蓄电池能量密度：指从蓄电池的单位质量或体积所获取的电能。 14.蓄电池功率密度：指从蓄电池的单位质量或单位体积所获取的输出功率。 15.蓄电池充电终止电压：指蓄电池标定停止充电时的电压。 16.蓄电池放电终止电压：指蓄电池标定停止放电时的电压。 17.蓄电池能量效率：指放电能量与充电能量之比值。 18.蓄电池自放电：指蓄电池内部自发的或者不期望的化学反应造成的电量自动减少的现象。 19.车载充电器：指固定安装在车上的充电器。 20.恒流充电：指以一个受控的恒定电流给蓄电池进行充电的方式。 21.感应式充电：指利用电磁感应给蓄电池进行充电的方式。 22.放电时率：电流放至规定终止电压所经历的时间。 23.连续放电时间：指蓄电池不间断放电至中止电压时，从开始放电到中止电压的时间。 24.记忆效应：指蓄电池经过长期充放电后显示出明显的容量损失和放电电压下降，经过数次完全充放电循环后可恢复的现象. 25.蓄电池的循环寿命：在一定的充放电制度下，电池容量下降到某一规定值时，电池所能