电动汽车蓄电池充电体系之研究

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1、电动汽车蓄电池充电体系之研究1绪论1.1课题的研究意义能源是生活的源泉，环境是生活的依靠，经济是生活的动力。随着全球经济的高速发展，人们生活水平的不断提高，汽车已成为人们日常生活比不可少的交通工具。而煤、石油、天然气等这些不可再生资源却日渐枯竭，寻找新型的可再生能源和替代能源已成为人类社会可持续发展的必经之路。人们对生活品质的要求越来越高，对环境质量也越来越重视，随着汽车普及化，汽车尾气排放成为环境污染的主要之一，含有HC、NO、CO、CO2等污染气体，对环境、身体健康影响很大。在资源紧缺和环境污染严重的双重压力下，迫使我们要重新考虑汽车的动力问题。全球都在探索新型途径来解决：一方面控制汽

2、车污染物的排放和降低汽车用油量的消耗，在世界各地的大型汽车公司都在积极地研发、推广新技术，如三元催化器、废气再循环、柴油机废气烟雾颗粒过滤器等；另一方面提高各种汽车清洁技术的研发和应用，即推广各种超低或零排放的汽车，如纯电动汽车、混合电动汽车、燃料电池汽车等。电动汽车因具有较低排放或零排放、低噪音、低能源利用等特点，使其成为全球汽车业研究、开发和应用热点，已得到各国政府、科研机构和汽车厂商的高度重视，前景一片光明。1.1.2V2G技术随着电动汽车和智能电网技术的推广，动力电池可能作为智能电网中的移动储能单元，在白天用电高峰期，动力电池给电网传输电能；在晚间费用电高峰期，电网给动力电池充电，

3、这种电能的双向流动名为车电互联V2G(VehicletoGrid)。V2G技术是近年提出的一门新电网技术,其既和电网交互信息，又和电动汽车交互信息，信息主要有电能转换、客户需求信息、电网状态、汽车信息、计量计费信息等。涉及到很多技术领域，使得电网技术更加的智能化，有助于电动汽车技术的推广，解决了电动汽车对电网带来的符合压力，能削峰填谷、调峰备用发电容量、提高能量利用率及作为应急电源使用，节约大量备用设备资本，具有清洁、高效、环保、安全、可靠等特点。现今，已有很多国家开始研究它了，如美国、德国等。1.2电动汽车的现状1.2.1分类电动汽车概括起来可分为纯电动汽车（BEV)、混合动力电动汽车（

4、HEV)、燃料电池电动汽车(FCEV)等。电动汽车模型如图2所示。如图2(a)，充电电池作为电动汽车唯一动力源来驱动汽车。BEV的续航里程与动力电池的容量相关，而其容量又受很多因素影响，提高电动汽车的续航里程，便要尽量选用高功率密度的动力电池和优化动力电池的充放电效率等。因BEV结构简单，独立动力源等特点，且车型设计一般偏向于小型化，特别适合于城市交通运输。1.2.2发展现今，国外很多大型知名汽车公司都很重视电动汽车的研发，不惜花费巨额，政府部门还制定了相关法规和优惠政策，推动电动汽车的发展。很多国家己建立了相对较完善的电动汽车充电站的基础设施，初步形成了可行性的运行体系。美、英、等国是纯

5、屯动汽车生产的代表国，他们生产的轿车和电动客车上市。英国电动汽车的使用量已达数万辆；法国是纯电动汽车推广应用最为成功的国家之一。纯电动汽车常被用于各国奥运会的绿色交通工具，如亚特兰大美国出产；悉尼用英国出产；北京奥运会运用了我国自主研发的纯电动汽车，实现了奥林匹克公园中心区域交通零排放、零污染、低噪音。中国在电动汽车的研发上，相对于欧美各国起步较晚，但从维护能源安全、改善大气环境、提高汽车产业的竞争力及实现我国汽车业跨越式发展的战略考虑。我国很多城市的大气污染已达到不容忽视的地步，汽车尾气的排放是城市大气环境的主要污染源之一，随着中国经济的快速发展，汽车持有量也迅速增加，随之带来的石油进口

6、成为大问题，所以电动汽车的推广已迫在眉梢。2锂电池的充放电特性及模型分析锂动力电池是本研究课题的核心部件，首先对其介绍。在绪论里已简述了现今常用的几款动力电池，并对其性能做了比较，最终选取性价比较高的锂电池。本章将着重介绍锂电池的特性和模型。2.1锂电池的介绍2.1.1工作原理裡是锂电池的核心，是自然界最轻的金属，想获得高比能量的锂，需让锂电池的电极材料嵌入大量的锂。锂电池的种类虽多，工作原理却均相似。如图4，锂电池充电时，锂离子从正极材料的晶格中脱离出来，经电解质溶液和隔膜，嵌入负极材料的晶格中；放电时，则是相反过程。在充放电全过程中，锂离子往返于负极材料间，称为摇椅式电池。锂电池种类繁

7、多：按外型分为方型和柱形；按外包装材料分为铅壳型、钢壳型、软包型；按电解质溶液状态分为聚合物锂和液态锂；按正极材料分为：钴酸锂(LiCo02)电池、猛酸锂锂（LiMn204)电池、镇酸(LiNi02)电池、憐酸铁锂(LiFeP04)电池等。如表2，前三种锂电池已产量化，而后一种还未完全市场化。LiCo02因含有稀缺的钴元素而价格昂贵，且在充电和高温状态下存在安全问题，不太适用于大容量高功率场合；Lmn204电池环保性能好