鉅大LARGE | 點擊量：2427次 | 2018年06月06日
電動汽車電池組知識
電動汽車電池分兩大類，蓄電池和燃料電池。蓄電池適用于純電動汽車，包括鉛酸蓄電池、鎳基電池、鈉硫電池、二次鋰電池、空氣電池。
燃料電池專用于燃料電池電動汽車，包括堿性燃料電池（AFC）、磷酸燃料電池（PAFC）、熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）、固體氧化物燃料電池（SOFC）、質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）、直接甲醇燃料電池（DMFC）。
電動汽車電池功能
隨著電動汽車的種類不同而略有差異。在僅裝備蓄電池的純電動汽車中，蓄電池的作用是汽車驅(qū)動系統(tǒng)的惟一動力源。而在裝備傳統(tǒng)發(fā)動機（或燃料電池）與蓄電池的混合動力汽車中，蓄電池既可扮演汽車驅(qū)動系統(tǒng)主要動力源的角色，也可充當輔助動力源的角色?？梢娫诘退俸蛦訒r，蓄電池扮演的是汽車驅(qū)動系統(tǒng)主要動力源的角色;在全負荷加速時，充當?shù)氖禽o助動力源的角色;在正常行駛或減速、制動時充當?shù)氖莾Υ婺芰康慕巧?/p>
電動汽車電池組成
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
燃料電池由陽極、陰極、電解質(zhì)和隔膜構成。燃料在陽極氧化，氧化劑在陰極還原。如果在陽極（即外電路的負極，也可稱燃料極）上連續(xù)供給氣態(tài)燃料（氫氣），而在陰極（即外電路的正極，也可稱空氣極）上連續(xù)供給氧氣（或空氣），就可以在電極上連續(xù)發(fā)生電化學反應，并產(chǎn)生電流。由此可見，燃料電池與常規(guī)電池不同，它的燃料和氧化劑不是儲存在電池內(nèi)，而是儲存在電池外部的儲罐中。當它工作（輸出電流并做功）時，需要不間斷地向電池內(nèi)輸人燃料和氧化劑并同時排出反應產(chǎn)物。因此，從工作方式上看，它類似于常規(guī)的汽油或柴油發(fā)電機。由于燃料電池工作時要連續(xù)不斷地向電池內(nèi)送入燃料和氧化劑，所以燃料電池使用的燃料和氧化劑均為流體（氣體或液體）。最常用的燃料為純氫、各種富含氫的氣體（如重整氣）和某些液體（如甲醇水溶液），常用的氧化劑為純氧、凈化空氣等氣體和某些液體（如過氧化氫和硝酸的水溶液等）。
燃料電池陽極的作用是為燃料和電解液提供公共界面，并對燃料的氧化產(chǎn)生催化作用，同時把反應中產(chǎn)生的電子傳輸?shù)酵怆娐坊蛘呦葌鬏數(shù)郊靼搴笤傧蛲怆娐穫鬏敗ｊ帢O（氧電極）的作用是為氧和電解液提供公共界面，對氧的還原產(chǎn)生催化作用，從外電路向氧電極的反應部位傳輸電子。由于電極上發(fā)生的反應大多為多相界面反應，為提高反應速率，電極一般采用多孔材料并涂有電催化劑。
電解質(zhì)的作用是輸送燃料電極和氧電極在電極反應中所產(chǎn)生的離子，并能阻止電極間直接傳遞電子。隔膜的作用是傳導離子、阻止電子在電極間直接傳遞和分隔氧化劑與還原劑。因此隔膜必須是抗電解質(zhì)腐蝕和絕緣的物質(zhì)，并具有良好耐潤濕性。
電池組
電動汽車電池組由多個電池串聯(lián)疊置組成。一個典型的電池組大約有96個電池，充電到4.2V的鋰離子電池而言，這樣的電池組可產(chǎn)生超過400V的總電壓。盡管汽車電源系統(tǒng)將電池組看作單個高壓電池，每次都對整個電池組進行充電和放電，但電池控制系統(tǒng)必須獨立考慮每個電池的情況。如果電池組中的一個電池容量稍微低于其他電池，那么經(jīng)過多個充電/放電周期后，其充電狀態(tài)將逐漸偏離其它電池。如果這個電池的充電狀態(tài)沒有周期性地與其它電池平衡，那么它最終將進入深度放電狀態(tài)，從而導致?lián)p壞，并最終形成電池組故障。為防止這種情況發(fā)生，每個電池的電壓都必須監(jiān)視，以確定充電狀態(tài)。此外，必須有一個裝置讓電池單獨充電或放電，以平衡這些電池的充電狀態(tài)。
電池組監(jiān)視系統(tǒng)的一個重要考慮因素是通信接口。就PC板內(nèi)的通信而言，常用的選項包括串行外設接口（SPI）總線、I2C總線，每種總線的通信開銷都很低，適用于低干擾環(huán)境。另一個選項是控制器局域網(wǎng)（CAN）總線，這種總線在汽車應用中被廣泛使用。CAN總線非常魯棒，具有誤差檢測和故障容限特性，但是它的通信開銷很大，材料成本也很高。盡管從電池系統(tǒng)到汽車主CAN總線的連接是值得要的，但在電池組內(nèi)采用SPI或I2C通信是有優(yōu)勢的。
私人購買新能源汽車補貼標準出臺后，部分試點城市的“再補貼”政策也隨即出臺，新能源汽車消費正逐步啟動。面對廣闊的市場前景，國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)、中海油、中石化等巨頭紛紛跑馬圈地，各地掀起一股興建充電站的風潮。
截至目前，上海漕溪、深圳龍崗、成都石羊、唐山南湖、延安、鄭州、南寧等地已經(jīng)建成、在建或近期將開建大量的充電站，其中上海計劃在三年內(nèi)達到5000個充電樁的規(guī)模；長春計劃三年內(nèi)建成15個充電站和5000個充電樁……電池尺寸、充電接口是否統(tǒng)一？電池質(zhì)量能否過關？快速充電對電池的損害究竟有多大？等一系列問題開始暴露出來。
按活性物質(zhì)的存在方式分為：
一次電池，又稱“原電池”，即放電后不能用充電的方法使它復原的電池。換言之，這種電池只能使用一次，放電后電池只能被遺棄了。這類電池不能再充電的原因，或是電池反應本身不可逆，或是條件限制使可逆反應很難進行。如：
鋅錳干電池Zn│NH4Cl·ZnCl2│MnO2（C）
鋅汞電池Zn│KOH│HgO
銀鋅電池Zn│KOH│Ag2O
二次電池
二次電池，又稱“蓄電池”，即放電后又可用充電的方法使活性物質(zhì)復原而能再次放電，且可反復多次循環(huán)使用的一類電池。這類電池實際上是一個化學能量貯存裝置，用直流電將電池充足，這時電能以化學能的形式貯存在電池中，放電時，化學能再轉(zhuǎn)換為電能。如：
鉛酸電池Pb│H2SO4│PbO2
鎳鎘電池Cd│KOH│NiOOH
鎳氫電池H2│KOH│NiOOH
鋰離子電池LiCoO2│有機溶劑│6C
鋅空氣電池Zn│KOH│O2（空氣）
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