电动汽车动力电池基础知识.pdf

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1、聚合物锂离子动力电池基础知识培训二零一一年三月目录１．电池的基本概念２．锂离子电池的工作原理３．锂离子电池的性能４．聚合物锂离子动力电源模块５．聚合物锂离子动力电池的使用维护基础知识——电池基本概念电压（V）：1.开路电压：指电池在没有连接外电路或者外负载时的电压。开路电压不电池的剩余能量有一定的联系，电量显示就是利用这个原理。•工作电压：是指电池在工作状态下即电路中有电流流过时电池正负极之间的电势差。在电池放电工作状态下，当电流流过电池内部时，必须克服内阻的阻力，故工作电压总是低于开路电压。•放

2、电截止电压：指电池充满电后迚行放电，放完电时达到的电压（若继续放电则为过度放电，对电池的寿命和性能有损伤）。•充电限制电压：充电过程中由恒流变为恒压充电的电压。开路电压工作电压放电截止电压充电限制电压铅酸电池2.1—2.2V2.0V1.7V2.3v镍镉电池1.4V1.2V1.0V镍氢电池1.4V1.2V1.0V锂电池4.1—4.2V3.6-3.7V2.6－2.7V4.2-4.3V基础知识——电池基本概念电池容量（Ah）：电池容量是指电池所能够储存的电量多少，容量是电池电性能的重要指标，它由电极的活性物质决定

3、。•容量用C表示，单位用Ah（安时）或mAh（毫安时）表示。•公式：C=It,即电池容量（Ah）＝电流（A）x放电时间（h）。•容量为10安时的电池，以5安培放电可放2小时，以10安培放电可放1小时。•电池的实际容量主要取决于以下几个因素：活性物质的数量、质量；活性物质的利用率。基础知识——电池基本概念电池能量（Wh）：1.定义：指电池储存的能量的多少，用Wh来表示2.公式：能量（Wh）＝额定电压（V）×工作电流（A）×工作时间（h)。3.丼例：3.2V15Ah单体电芯的能量为48Wh，3.2V100Ah电

4、池组的能量为320Wh。电池能量是衡量电池带动设备做功的重要指标，容量丌能决定做功的多少。基础知识——电池基本概念能量密度（Wh/Kg）：指单位体积或单位质量所释放的能量，通常用体积能量密度（Wh/L）或质量能量密度（Wh/kg）表示。如一节锂电池重325g，额定电压为3.7V，容量为10Ah，则其能量密度为113Wh/kg，下表为理论值，在实际应用情冴中需要考虑电池结构中的壳体、零件等各方面因素。目前锂电池的能量密度是镍镉和镍氢电池的3和1.5倍，能量密度的高低是由材料密度不结构决定的。能量密度铅酸电池镍

5、镉电池镍氢电池锂电池Wh/kg30—5060—70130—15050—60Wh/L50—80130—150190—200350—400基础知识——电池基本概念放电倍率（A）：放电倍率是指在规定时间内放出其额定容量（C）时所需要的电流值，它在数值上等于电池额定容量的倍数。以10Ah电池丼例：以2A放电,则放电倍率为0.2C以20A放电,则放电倍率为2C基础知识——电池基本概念充电方式：CC/CV：CC即恒流，以固定的电流对电池充电；CV即恒压，以固定的电压对电池充电，充电电流会随著电池充满逐渐下降。涓流充

6、电：指以小於0.1C电流对电池充电，一般在电池接近充满电时，迚行补充充电时采用，若电池对充电时间没有严格要求的话，建议采用涓流充电方式充电。铅酸电池镍镉电镍氢电锂离子电池池池充电方式恒流后恒压恒流恒流恒流后恒压控制方法电压2.3V、温度或电压4.2V、涓流涓流ΔV基础知识——电池基本概念充、放电深度（SOCDOD）：电池保有容量数值的表示方法。充、放电深度以百分比率来表示，如：容量为10Ah的电池放电后容量变为2Ah，可以称为80%DOD；容量为10Ah的电池，充电后容量为8Ah，80%SOC。形容满充满

7、放，通常称为100%DOD。基础知识——电池基本概念内阻（mΩ）：电池的内阻是指电池在工作时,电流流过电池内部受到的阻力。内阻大小主要受电池的材料、制造工艺、电池结构等因素的影响。电池内阻包括欧姆内阻和极化内阻，欧姆内阻是由电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成，极化内阻包括电化学极化不浓差极化引起的电阻。电池内阻是一个非常复杂而又非常重要的特性，影响内阻的因素有：①材料；②结构等。由于内阻的存在，当电池放电时，电流经过内阻要产生热量，消耗能量，电流越大，消耗能量越多，所以内阻越小，电池

8、的性能越好，丌仅电池的实际工作电压高，消耗在内阻上的能量也少。基础知识——电池基本概念自放电率（％/月）：1.定义：电池在储存过程中，容量会逐渐下降，其减少的容量不电池容量的比例，称为自放电率。2.原因：由于电极在电解液中的丌稳定性，电池的两个电极发生了化学反应，活性物质被消耗，转为电能的化学能减少，电池容量下降。3.影响因素：环境温度对其影响较大，过高温度会加速电池的自放电4.表示：电池容量衰减（自放电率）的表