《电动汽车电源概述》PPT课件

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1、电动汽车电源概述1电动车辆的电源1.1电源的种类和发展1、电动车辆用动力电池储能电源是制约电动车辆发展的关键因素，要使电动车辆进入实用过程，对储能电源提出的要求是：比能量高，比功率大，使用寿命长，成本低廉。比能量(单位质量或体积输出的电量)决定了电动车辆的续驶里程。电动车辆的储能电源受车重和布置空间的限制，一次充电后的行驶里程决定于电池携带的总电量，比能量提高就可以增加电动车辆的储备能量。比功率(单位质量或体积输出的功率)则决定了电动车辆的动力性(诸如加速能力、爬坡能力和负载运行能力)。使用寿命长(电池充放电循环次数多

2、)对延长电池的更换周期是至关重要的，可降低车辆的总使用费用。成本低廉则降低了电动车辆的初购价格和总的使用费用。此外，缩短电池的充电时间和使用中电池的安全性也是必须考虑的问题。目前，电动车辆所采用的储能电源有:铅酸(Pb-H2SO4)蓄电池镍镉(Ni-Ca)电池钠硫(Na-S)电池尚在研究的有:镍氯(Ni-MH)电池锂(Li)电池锌(Sn)—空气电池飞轮电池(Fly—wheelBatteries)燃料电池太阳能电池等。几种储能电源的性能参数如表3-1所示。表1—1储能电源的性能参数电池类别铅酸电池铅酸电池(改进型)镍镉电

3、池镍氢电池锂电池钠硫电池锌空气电池飞轮电池比能量(W．h／kg)30—40555575-80100118160150比功率(W／kg)150-200225190160-230>200243小>5000循环寿命(次)500-700>2000>6001200短25年备   注成本低，充电慢准双极且铅布电池成本高，可快速充电无污染，可快速充电充电较快寿命短充电困难可快速充电2、动力电池的发展铅酸蓄电池是储能电源中最成熟的，它自1859年被发明以来，已有一百四五十年的历史了。因其原料丰富，技术成熟，价格便宜，可靠性高，比功率尚

4、可，仍是电动车辆的首选电源。但它比能量低，难于快速充电，使用寿命不长，难于满足电动车辆的全面要求。铅酸蓄电池仅作为短期发展目标或作为过渡性电源。考虑到对常规铅酸蓄电池的改进，如采用水平电极、准双极性结构、铅丝编制而成的板栅、胶体电解质、免维护型蓄电池，使其比能量、比功率、快速充电性能有较大的改善，但其发展的潜力毕竟有限了。镍镉电池比功率大、比能量高，可快速充电，循环寿命长，成为电动车辆很具吸引力的电源。但价格高，尤其是重金属镉如不能很好地回收，会造成环境污染，这是需要解决的关键问题。钠硫电池也是近期电动车辆看好的电池，

5、它有很高的比功率和比能量，但其工作温度高和基于钠的活化性考虑，要求设计必须保证高度牢固安全。目前尚存在寿命较短，长时间不充电液态钠、硫就会因固化而无法使用的问题。镍氢电池具有许多与镍镉电池相似的特性，但它不存在重金属污染，被称为“绿色电池”，近几年受到国际上的普遍关注，批量生产的成本约为铅蓄电池的4倍，但因循环寿命长，比能量高，做电动车辆的电源的实际费用要低。锂电池有一次电池和二次电池。电动车上用的是二次电池，有锂离子电池、锂熔盐电池、锂聚合物电池等。它具有比能量高等一系列优点，国际上将它作为电动车辆电源发展的长期目标

6、，并作为电动车辆与内燃机车辆全面竞争中获胜的希望。飞轮电池不同于上述化学电池，它是一只高转速、长时间运转的飞轮带动的发电机，具有比能量高、比功率大、充电快、寿命长、无污染的特点，在电动车辆上应用有美好的前景。但它是一项高新技术，其应用尚有待发展。燃料电池也是电动车辆上尝试应用的储能电源。它是将储存在燃料和氧化剂中的化学能通过电极反应直接转化成电能的发电装置，也是具有吸引力的发展电源。它与内燃机相比，排放废气少、污染小、噪音低，无二次电池的自放电，但它不能充电，无法利用电动车辆的再生制动能量。太阳能电池纯粹无污染，且太阳

7、能无需购买、但它能量密度低，比能量小，且太阳能电池的成本还较高，尚无法作为电动车辆的电源。它可作为一种辅助电源，成为辅助充电服务的部分内容。针对电动车辆的具体情况，对储能电源提出的要求：①能量密度高(2h放电率时不小于45W·h/kg)；②制造成本低；③寿命长，维护保养工作量小；④工作物质寿命长，自放电量少；⑤加速和爬坡性能好；⑥充电快、效率高，设备简单；⑦体积、质量小；⑧发生事故和充电失控时安全性好；⑨电池组更换简捷；⑩无需或少量特殊维护设备。1.2铅酸蓄电池1、铅酸蓄电池的结构电动车辆的电源即蓄电池，到目前为止仍是

8、以铅酸蓄电池为主。电动车辆用铅酸蓄电池以动力型电池应用最为广泛，图3—1为动力型铅酸蓄电池的结构图，它由正负极板组、隔板、电解液、壳体等组成。每只蓄电池的输出电压为2v，由多只蓄电池串联成蓄电池组，得到电动机所需的电压。图3—1动力型铅酸蓄电池的结构图铅酸蓄电池的极板由极板栅架和涂覆在极板上的活性物质等组成，正极板上的活性物质是二