电动汽车动力电池2详解

随着国家对新能源汽车行业扶植力度的加大，越来越多的新能源汽车走进大众的视野。

很多汽车品牌强势进军新能源汽车领域，使得新能源汽车技术不断成熟、供消费者选择的车型也越来越多，加上新能源汽车经济实用、绿色环保的特点，越来越多的家庭和企业将新能源汽车作为买车、换车的第一选择.新能源汽车江湖有句话:“新能源汽车，得电池者得天下”。

动力电池技术成了关乎一台新能源汽车性能的关键，因此本期文章，知科君为大家普及一下新能源电动汽车最重要的核心部件—-—汽车动力电池首先我们了解下电池，总称为化学电池,现阶段我们将总类的化学电池可以分为；一次电池,也称干电池，即不能够再充电的电池,如生活中常用的5号碱性电池;二次电池，即可充电的电池,这也是汽车动力电池最基本的要求;燃料电池,指正负极本身不含活性物质，活性材料连续不断从外部加入，如氢燃料电池；对于新能源汽车动力电池,我们主要关注化学电池中的二次电池和燃料电池，也就是有两条技术路线。

一条是以锂电池为主要研究方向的二次电池，目前发展迅速可谓“炙手可热”；另一条是一直被寄予厚望的以氢燃料为主要研究方向的燃料电池，氢燃料电池，目前与二次电池比起来,有一个很大的优势,就是可以在很快时间(五分钟左右）给电池加满燃料，而不是等上几个小时来充满电。

氢燃料电池充入的是氢气，而最终产生水分，也没有废旧电池回收的问题，可以说是真正的新能源汽车，但由于氢的来源问题还未实现大规模量产和工业化应用、以及最重要的安全、储存等方面因素，目前发展还是很大的瓶颈，不如二次电池发展的成熟。

在二次电池中，就目前锂电池无论在能量密度，循环寿命和环保性能上都具有很大的优势，是目前动力电池的首选,动力电池技术成了关乎一台新能源车型性能的关键,因此很多车企纷纷押宝在新能源电池领域。

目前市面上主流的新能源电动汽车电池种类大致归为铅酸电池、镍氢电池、钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂以及三元锂(镍钴锰酸锂）等几大门类。

今天知科君就带大家从目前市场上动力电池的主流技术路线。

新能源汽车动力电池工作原理随着对环境污染和能源危机的关注不断加深，新能源汽车成为了解决这些问题的有效手段之一、其中，动力电池是新能源汽车的重要组成部分，其工作原理对新能源汽车的性能和使用寿命具有重要影响。

本文将详细介绍新能源汽车动力电池的工作原理。

锂离子电池是一种以锂离子在正、负极之间的嵌脱锂反应来储存和释放电能的装置。

锂离子电池的主要组成部分包括正负极材料、电解质和隔膜。

正负极材料是锂离子在充放电过程中嵌脱锂的主要场所，电解质起到连接正负极和传输离子的作用，而隔膜则用于防止正负极直接短路。

在锂离子电池的充电过程中，正极材料（通常是氧化物）会释放出氧离子，而负极材料（通常是石墨）则会吸收并嵌入锂离子。

这样，锂离子便沿着电解质中的离子导电路径，由正极向负极移动，蓄积在负极材料内部。

当锂离子电池需要放电时，锂离子沿着相反的路径从负极材料中解离出来，并通过电解质传输到正极材料，释放出电能给电机驱动车辆。

锂离子电池的工作原理可用如下方程式表示：正极反应：LiCoO2 → Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-负极反应：xLi+ + xe- + 6C → LixC6其中，正极材料的氧化物会逐渐嵌入锂离子，负极材料的石墨会将锂离子嵌入其层状晶格中，从而储存和释放电能。

锂离子电池具有很多优点，包括高能量密度、较长的循环寿命、低自放电率等。

然而，锂离子电池也存在一些问题，如寿命限制、充放电速率限制和高温环境下的安全性问题。

因此，在实际应用过程中需要对动力电池进行管理和控制，以确保电池的安全和性能。

管理和控制动力电池的方法包括电池管理系统（BMS）和热管理系统。

电池管理系统通过采集电池组的电压、电流、温度等参数，对电池进行状态监测和故障诊断，以实现电池的平衡充放电、温度控制和寿命估计等功能。

热管理系统则通过散热器、冷却液等方式，对电池组进行散热，以确保电池工作在适宜的温度范围内，提高电池的寿命和安全性。

总之，新能源汽车动力电池的工作原理是通过锂离子在正负极材料之间的嵌脱锂反应来储存和释放电能，实现对电机的驱动。

634　动力电池组4.1　动力电池的性能指标电动汽车的动力电池组相当于内燃机驱动车辆的燃油箱，是电驱动装置的蓄能器。

动力电池是电动汽车的核心部件，动力电池技术是电动汽车发展的关键。

动力电池组主要有以下4个技术参数。

（1）比能量。

比能量又称质量比能量，是指单位质量电池所能输出的电能，单位是Wh/kg 。

比能量反映电池质量水平，影响电动汽车的整车质量和续航里程，是评价电动汽车的动力电池是否满足预定续驶里程的重要指标。

（2）比功率。

比功率又称质量比功率，是指单位质量电池所能输出的功率，单位是W/kg 。

比功率用来判断电动汽车的加速性能和最高车速，直接影响电动汽车的动力性能。

比功率越大，电动汽车加速和爬坡性能越好，最高车速越高。

（3）循环寿命。

电池经历一次充电和放电的过程称为一个循环，电池所能经历的充放电循环次数称为循环寿命。

循环寿命是衡量动力电池寿命的重要指标。

循环次数越多，动力电池的使用时间越长。

（4）成本。

电池的成本与新技术、原材料、制作工艺和生产规模等因素有关。

通常新开发的高比功率电池成本相对较高。

4.2　动力电池的类型新能源汽车电池种类较多，目前市场上主流动力电池为镍氢电池、锂离子电池和燃料电池。

现通常采用以电池正极材料来命名的规则。

（1）镍氢电池。

镍氢（NiMH ）电池的正极材料是氢氧化镍（NiOH ），负极材料是金属氢化物，电解液是30%的氢氧化钾水溶液。

单体镍氢电池的额定电压为1.2 V ，其比能量约为70 Wh/kg ～100 Wh/kg 。

镍氢电池基本上无记忆效新能源汽车高电压组件结构浅析（二）无锡汽车工程高等职业技术学校　吴书龙充分了解社会需求，所授课程内容在学生就业后要满足企业用人需求。

教师技能大赛为学生的专业技能培养提供了一个很好的平台。

因此，我们要抓住教师比赛这个契机，通过技能比赛在教学中实现专业学科的改革，提升专业教学水平。

学校各系部的主任根据比赛的赛项设置组织成立专业教研组，由参赛选手和专业教研组组成一支专业团队。

电动汽车动力电池的分类
电动汽车动力电池的分类主要基于其化学成分和用途，可以分为以下几类：1.铅酸电池：铅酸电池是最早应用于电动汽车的电池，也是目前仍在使用的电
池之一。

它由铅、二氧化铅、硫酸和水等材料组成，具有成本低、电压稳定、维护简单等优点。

但铅酸电池的能量密度较低，充电速度较慢，且对环境有一定污染。

2.镍镉电池：镍镉电池是一种可充电的二次电池，由镍和镉两种元素组成。

它
具有较高的能量密度和放电率，能够提供较大的电流输出，因此常用于混合动力汽车和纯电动汽车。

但镍镉电池含有重金属元素，对环境有一定影响。

3.锂离子电池：锂离子电池是一种高能量密度、高电压、长寿命的二次电池，
由锂离子在正负极之间移动实现充放电。

锂离子电池具有较高的能量密度、较长的寿命、较低的自放电率、环保等优点，是当前电动汽车电池的主流选择。

4.燃料电池：燃料电池是一种将燃料的化学能通过电化学反应转化为电能的装
置。

它由燃料、氧化剂、电极和电解质等组成，具有高效、环保、高能量密度等优点。

燃料电池的燃料可以是氢气、甲烷、乙醇等，氧化剂可以是氧气、空气等。

以上是电动汽车动力电池的主要分类，不同类型的电池各有其优缺点，选择适合的电池类型需要根据实际需求进行权衡。

新能源汽车电池讲解新能源汽车电池是新能源汽车的核心部件之一，它的性能和使用寿命直接影响着新能源汽车的续航里程和使用成本。

本文将从电池的种类、工作原理、性能参数和发展趋势等方面进行讲解。

一、电池的种类新能源汽车广泛使用的电池主要有锂离子电池、镍氢电池和固态电池等。

其中，锂离子电池因其能量密度高、自放电率低、无记忆效应等特点，成为新能源汽车的主流电池技术。

二、电池的工作原理电池是通过化学反应将化学能转化为电能的装置。

锂离子电池的工作原理是利用锂离子在正负极之间的迁移来实现充放电过程。

在充电时，锂离子从正极材料（如钴酸锂）迁移到负极材料（如石墨）上，电池储能；在放电时，锂离子从负极材料迁移到正极材料上，释放出电能。

三、电池的性能参数电池的性能参数包括能量密度、功率密度、循环寿命和安全性等。

能量密度指的是单位体积或单位质量的电池储存的能量，决定了新能源汽车的续航里程；功率密度指的是电池单位体积或单位质量的输出功率能力，影响着新能源汽车的加速性能和动力输出；循环寿命是指电池能够进行多少次充放电循环而保持性能不衰退，影响着电池的使用寿命；安全性是指电池在充放电过程中是否容易发生过热、短路等安全问题。

四、电池的发展趋势随着新能源汽车市场的快速发展，电池技术也在不断进步。

未来，电池的发展趋势主要包括提高能量密度、提高循环寿命、降低成本和提高安全性等方面。

提高能量密度可以进一步增加新能源汽车的续航里程，提高循环寿命可以延长电池的使用寿命，降低成本可以降低新能源汽车的价格，提高安全性可以保障用户的用车安全。

新能源汽车电池是新能源汽车的核心部件之一，其性能和使用寿命对新能源汽车的续航里程和使用成本有着重要影响。

随着电池技术的不断进步，相信新能源汽车电池的性能会越来越优异，未来新能源汽车市场将迎来更广阔的发展前景。

◆文/北京 李玉茂纯电动汽车学习入门(三)——动力电池系统(上)李玉茂 (本刊编委会委员、特约编辑)中国汽车工程学会认证资深工程师、中国汽车工程学会汽车应用与服务分会特聘专家，从事汽车维修工作40余年，在大众车系电控系统故障诊断领域经验丰富。

现任北京市工业技师学院汽车技术应用系顾问，清华大学、北京理工大学师资培训基地汽车专业专家。

(接2021年第8期)一、单体锂电池1.组成与分类单体(Cell)也称电芯，是将化学能转化为电能的最小单元，单体锂电池由正极、负极、电解液、隔膜、外壳等组成，如图1所示。

锂电池按正极所用材料分类，有钴酸锂L i x C o O 2、锰酸锂Li x MnO 2、镍酸锂Li x Ni O 2、磷酸铁锂Li x Fe PO 4、三元锂Li(CoMnNi)O 2。

三元锂是钴、锰、镍按一定比例混合，这些锂化合物材料是晶状体结构材料。

负极材料为石墨，充电后成为锂-碳层间化合物Li X C 6。

液态锂离子电池的正极与负极之间是隔膜和电解液，隔膜只允许锂离子Li+往返通过，阻止电子e-通过，在正负极之间起到绝缘作用。

固态锂离子电池的隔膜、电解液由聚合物电解质膜代替, 聚合物可以是干态，也可以是胶态，目前大部分采用聚合物胶体电解质膜。

2.形状与包装单体电池的形状有方形、圆柱形、板状等，如图2所示。

方形又分方形叠片式、方形卷绕式；圆柱形又分圆柱叠片式、圆柱卷绕式。

包装类型有硬包、软包，硬包使用钢壳、铝壳，软包使用铝塑。

电动车大多采用方形硬包电池，特斯拉采用18650电芯， 18表示直径为18mm，65表示长度为65mm，0表示圆柱形电池。

笔记本电脑、手机采用板状软包电池。

锂单体电池标称电压3.7V ，一般正常电压范围3.2～4.2V 。

磷酸铁锂单体电池标称电压3.2V ，一般正常电压范围2.7～3.7V 。

比亚迪公司推出磷酸铁锂刀片电池，如图3所示，电芯长度可大于2m，宽度大于10cm，厚度不到2cm，优点：①电池能量密度比传统电池增加1/3以上；②材料成本降低1/4左右；③电池体积小,可为车辆节省空间；④电池重量轻，降低自身重量的能源消耗，续航里程增加。

快速了解新能源电动汽车“三电”的核心技术新能源电动汽车的核心技术，主要由三大部分组成，一为动力电池，二为电机，三为电控。

下面我们来分析每一块产品的具体功能，相关重要参数。

看点01动力电池功能动力电池是电动车的心脏，相当于我们传统燃油车的燃料，提供电动车行驶的能源。

动力电池的主要参数为能量密度千瓦时（KwH kg）），主要评估在1公斤的电池，能够提供多少的动力能量，相当于我们的传统汽车的1L油能跑多少公里。

当然电压大小，电流大小，电池衰减这些参数也很重要。

不同电池类型的性能对比：铅酸电池性格：脾气挺好，就是笨笨的优点：价格低、电压稳定缺点：续驶能力低、污染严重、能量密度低应用车型：多用于低速电动车磷酸铁锂电池性格：老好人，但笨重且脾气古怪优点：寿命长、充电快、使用安全等缺点：能量密度低、比容量低、低温性能较差等磷酸铁锂电池是锂离子电池中的一种，其特点是不含有钴等贵金属元素，其使用的原料为磷和铁，这些元素不仅资源丰富，而且价格也比较低廉。

因此，说磷酸铁锂电池就像个“老好人”，容易被人接受。

此外，电池安全性高、高温性能好、充放电效率高、环保等也都是它的优势所在。

不过，它也有自己的缺点，由于电池的能量密度较低，使得它的体积也相对较庞大；电池容量较小，使得它的续驶能力也比较低；报废后，可回收的价值很低；而且，由于其低温性能较差，因此它不喜欢待在“寒冷”的地方，你说它是不是脾气怪怪的。

三元锂电池性格：小而精，但情绪化优点：能量密度高、循环性能好缺点：稳定性较差、耐高温性较差、寿命短、大功率放电率较低三元锂电池最大的优点在于其能量密度高，所以电池的体积就会相对较小，而这可以有效地降低车辆的体积，且电池容量较大，从而使其续驶里程有所提高。

但是，这个“小精灵”性格却有点情绪化。

由于三元锂电池在高温情况下，结构不稳定，这就使得电池的安全性较差，且目前的造价也比较高。

不过，由于其“小而精”的优势，加之消费者对续驶里程的要求越来越高，所以近几年越来越受到车企的关注。

动力电池模组的结构认知引言概述：动力电池模组是电动汽车中的重要组成部分，其结构认知对于电动汽车的性能和安全具有重要意义。

本文将从五个大点出发，详细阐述动力电池模组的结构认知。

正文内容：一、电池单体1.1 正极材料：介绍正极材料的种类和特点，如锂铁磷酸铁锂、锰酸锂等。

1.2 负极材料：介绍负极材料的种类和特点，如石墨、硅等。

1.3 电解液：解释电解液的组成和作用，如锂盐溶液等。

1.4 分隔膜：讲解分隔膜的功能和材料，如聚丙烯膜等。

1.5 电池壳体：介绍电池壳体的材料和结构，如铝合金壳体等。

二、电池模组2.1 电池模组的定义：解释电池模组的概念和作用。

2.2 电池模组的结构：详细描述电池模组的组成部分，如电池单体、连接件等。

2.3 散热系统：介绍电池模组的散热系统，如散热片、散热管等。

2.4 电池管理系统：讲解电池模组中的电池管理系统的功能和作用。

2.5 安全保护系统：阐述电池模组中的安全保护系统，如过充保护、过放保护等。

三、电池包3.1 电池包的定义：解释电池包的概念和作用。

3.2 电池包的结构：详细描述电池包的组成部分，如电池模组、连接器等。

3.3 冷却系统：介绍电池包的冷却系统，如冷却液循环系统等。

3.4 电池包管理系统：讲解电池包中的电池管理系统的功能和作用。

3.5 安全保护系统：阐述电池包中的安全保护系统，如温度保护、电流保护等。

四、电池系统4.1 电池系统的定义：解释电池系统的概念和作用。

4.2 电池系统的结构：详细描述电池系统的组成部分，如电池包、电池管理系统等。

4.3 电池系统的布局：讲解电池系统在电动汽车中的布局方式，如底盘布局、后备箱布局等。

4.4 系统控制策略：介绍电池系统的控制策略，如SOC控制、SOH估计等。

4.5 故障诊断与维护：阐述电池系统的故障诊断和维护方法，如故障检测、容量衰减等。

五、电池系统的发展趋势5.1 新型材料的应用：介绍新型材料在电池系统中的应用，如硅负极材料、固态电解质等。