新能源汽车技术新能源汽车中的动力电池

　　凌凯汽车技术 2018-03-22 09:10:42
　　一、动力电池的作用
　　在新能源汽车中为车辆提供动力源的电池称为动力电池。动力电池的作用是接收和储存由车载充电机、发电机、制动能量回收装置或外置充电装置提供的高压直流电，并且为电动汽车提供高压直流电。
　　动力电池是纯电动汽车的核心部件，也是新能源汽车上价格最高的部件之一。动力电池的性能好坏直接决定了这辆车的实际价值。
　　纯电动汽车中动力电池作为整个汽车的动力源，它取代了传动燃油汽车的石油能源，相当于纯电动汽车的＂心脏＂，为整车提供持续稳定的能量，驱动车辆行驶。
　　二、动力电池的分类
　　应用于新能源汽车上的动力电池品种多样，经过技术发展和交替，目前在新能源汽车中主要有：铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池。
　　铅酸电池作为新能源汽车的低压辅助电池，为车辆的普通低压电气系统提供低压工作用电。目前铅酸电池已不作为动力电池使用。
　　镍氢电池主要用在丰田的混合动力和插电式混合动力车辆上，如丰田普通混合动力凯美瑞双擎、卡罗拉双擎、雷凌双擎等，插电式混合动力车型普锐斯也是用镍氢电池。
　　而锂离子电池普遍应用在纯电动汽车中，如比亚迪E6，北汽EV200/160、荣威E50、长安逸动EV、宝马i3等。各类型动力电池特点如下表所示。
　　三、镍氢动力电池的应用
　　1. 镍氢蓄电池的特点
　　镍氢动力蓄电池（以下简称镍氢电池）属于碱性电池，是20世纪90年代发展起来的一种新型绿色电池。20世纪90年代随着电动汽车尤其是混合动力电动汽车的规模化而得到应用。
　　镍氢电池在混合动力汽车不规律的充电、放电状态下的特性几乎不发生变化，镍氢电池用于混合动力汽车是比较合适的。
　　镍氢电池的特点如下：
　　镍氢电池具有无污染、高比能、大功率、快速充放电、耐用等许多优点。与铅酸蓄电池相比，镍氢电池具有比能量高、重量轻、体积小、循环寿命长的特点。
　　镍氢电池的基本单元是单体电池，单体电压为1.2V，按使用要求组合成不同电压和不同电荷量的镍氢电池总成。
　　2. 镍氢蓄电池的应用
　　丰田普锐斯、凯美瑞混合动力版、卡罗拉双擎、雷凌双擎等车型采用丰田THS-Ⅱ混合动力驱动系统，动力电池均采用镍氢动力电池，电池安装在车辆后排座椅后面的后备箱内，动力电池由34个电池模块组成，电池模块由6个1.2V的单体镍氢电池组成构成，电压为7.2V。动力电池的标称电压为244.8V，动力电池的组成和安装位置如下所示。
　　四、锂电子动力电池的原理与应用
　　1. 锂电子动力电池的特点
　　锂离子电池具有能量密度高、大功率充放电能力强等优点，已经逐渐成为电动汽车的首选。根据正极材料的不同，电动汽车上的锂离子电池可分为锰酸锂电池、钴酸锂电池、磷酸铁锂电池和三元锂电池等。
　　比亚迪E6电动汽车、北汽EV200/160、广汽新能源AG、荣威E50都采用磷酸铁锂电池，特斯拉电动汽车上普遍采用三元锂电池。
　　锂离子电池有方形和圆柱形两种。锂离子电池由正极、负极、隔板、电解液和安全阀等组成。
　　锂电池的充电温度一般应该限制在0~60℃范围内。电池温度过高会损坏电池并可能引起爆炸；温度过低虽不会造成安全方面的问题，但很难将电池充满。
　　2. 锂电子电池的应用
　　目前锂电子电池广泛应用在国内外各类型的电动汽车上。
　　比亚迪E6采用磷酸铁锂动力电池，该动力电池是正极采用磷酸铁锂材料的锂离子电池。比亚迪E6动力电池的单体电池电压为3.3V，有11个电池模组构成，共96节单体电池，标称电压为316.8V。电池安装在车辆的底部。
　　众泰云100S锂电子动力电池安装在车辆底部。电池的额定电压为108V，最大输出电流为160A，最大输入电流120A，最大输出功率37.8Kw，最低输出电压90V。
　　众泰泰捷纯电动微型客车动力电池采用三元锂离子电池，额定电压为324V，最大输出功率64.8kW，工作温度-20℃~60℃。动力电池安装在车辆底部。
　　特斯拉S动力电池安装在车辆底盘前后轴之间，电池组几乎占据车辆底盘的全部，动力电池采用超过7000颗18650锂电池组成，容量为85kWH，400V直流电。电池组板由16组电池组串联而成，并且每组电池组由444节锂电池，每74节并联形成。因此特斯拉Model S电池组板由7104节18650锂电池组成。
　　宝马i8/i3动力电池为韩国三星SDI提供的锂离子电池，单体电池额定电压为3.7V，12节单体电池组成一个电池模块，共有8个电池模块构成额定电压为360V的高压动力电池。