1、课程架构课程架构 项目一项目一 纯电动汽车总体认识纯电动汽车总体认识项目二项目二 纯电动汽车高压安全与维修工具纯电动汽车高压安全与维修工具/仪器使用仪器使用项目三项目三 纯电动汽车电源系统和驱动电机纯电动汽车电源系统和驱动电机检修检修项目四项目四 纯电动汽车使用与维护纯电动汽车使用与维护项目三项目三 纯电动汽车电源系统与驱纯电动汽车电源系统与驱动电机系统检修动电机系统检修任务分解：任务分解：学习任务学习任务3-1 3-1 动力电池认识动力电池认识学习任务学习任务3-2 3-2 电源系统检修电源系统检修学习任务学习任务3-3 3-3 纯电动汽车充电纯电动汽车充电学习任务学习任务3-4 3-4 驱
2、动电机系统检修驱动电机系统检修项目三项目三 纯电动汽车电源系统与驱纯电动汽车电源系统与驱动电机系统检修动电机系统检修学习任务学习任务3-1 3-1 动力电池认识动力电池认识任务引入：任务引入：纯电动汽车的电源系统包括动力电池系统和充电系统纯电动汽车的电源系统包括动力电池系统和充电系统，其中动力电池系统包括动力电池、辅助储能装置、辅，其中动力电池系统包括动力电池、辅助储能装置、辅助电池、电池管理系统等。电动汽车维修人员必须充分助电池、电池管理系统等。电动汽车维修人员必须充分熟悉所维修电动汽车动力电池系统的结构特点，并熟练熟悉所维修电动汽车动力电池系统的结构特点，并熟练掌握动力电池技术状况检测、安
3、装、连接、使用、维护掌握动力电池技术状况检测、安装、连接、使用、维护及动力电池系统常见故障及检修方法，才能采取正确的及动力电池系统常见故障及检修方法，才能采取正确的方法进行电动汽车动力电池系统的维修。方法进行电动汽车动力电池系统的维修。本学习任务主要学习纯电动汽车动力电池及辅助储能本学习任务主要学习纯电动汽车动力电池及辅助储能装置、电池管理系统的结构原理，动力电池技术状况检装置、电池管理系统的结构原理，动力电池技术状况检测、安装、连接、使用、维护及电源系统常见故障的诊测、安装、连接、使用、维护及电源系统常见故障的诊断排除方法。断排除方法。学习任务学习任务3-1 3-1 动力电池认识动力电池认识
4、学习目标学习目标：1.1.能够正确描述纯电动汽车储能装置种类。能够正确描述纯电动汽车储能装置种类。2.2.能够正确描述纯电动汽车动力电池种类。能够正确描述纯电动汽车动力电池种类。3.3.能够正确解释蓄电池的各项性能指标。能够正确解释蓄电池的各项性能指标。4.4.能够简单说明我国动力电池应用状况。能够简单说明我国动力电池应用状况。5.5.能够正确描述纯电动汽车用各类动力电池的结构原能够正确描述纯电动汽车用各类动力电池的结构原理、特点及应用。理、特点及应用。6.6.能够正确描述纯电动汽车辅助储能装置的种类及各能够正确描述纯电动汽车辅助储能装置的种类及各类型储能装置的特点。类型储能装置的特点。学习任
5、务学习任务3-1 3-1 动力电池认识动力电池认识学习目标学习目标：7.7.能够正确描述电池管理系统的功能及组成。能够正确描述电池管理系统的功能及组成。8.8.能够规范地进行电池容量测试。能够规范地进行电池容量测试。9.9.能够规范地进行动力电池的安装、连接。能够规范地进行动力电池的安装、连接。10.10.能够初步进行电池管理系统和电池组常见故障诊断能够初步进行电池管理系统和电池组常见故障诊断排除。排除。11.11.培养良好的劳动保护、安全、卫生、环保及团队协培养良好的劳动保护、安全、卫生、环保及团队协作的职业素养作的职业素养12.12.能够检查、记录和评价工作结果。能够检查、记录和评价工作结
6、果。学习任务学习任务3-1 3-1 动力电池认识动力电池认识主要学习内容主要学习内容 相关知识相关知识学习学习一、一、概述概述二、二、动力电池的性能指标动力电池的性能指标三、三、铅酸蓄电池铅酸蓄电池四、四、镍氢电池镍氢电池五、五、锌空气电池锌空气电池六、六、锂电池锂电池七、七、石墨烯电池石墨烯电池 小结小结一、一、概述概述1.1.纯电动汽车储能装置种类纯电动汽车储能装置种类2.2.纯电动汽车动力电池种类纯电动汽车动力电池种类3.3.化学电池基本结构化学电池基本结构4.4.我国动力电池应用状况我国动力电池应用状况1.1.纯电动汽车储能装置种类纯电动汽车储能装置种类动力蓄电池（以下简称动力电池）、
7、超级电容、动力蓄电池（以下简称动力电池）、超级电容、飞轮电池等，目前应用较多的是动力电池和超级电飞轮电池等，目前应用较多的是动力电池和超级电容两种。容两种。2.2.纯电动汽车动力电池种类纯电动汽车动力电池种类纯电动汽车所需要的理想能源应该满足以下要求。纯电动汽车所需要的理想能源应该满足以下要求。持续稳定的大电流放电，能够保证汽车保持一定持续稳定的大电流放电，能够保证汽车保持一定的行驶速度。的行驶速度。有短暂大电流放电的能力，保证汽车在加速、上有短暂大电流放电的能力，保证汽车在加速、上坡时有足够的动力。坡时有足够的动力。能一次性提供足够的能源，保证汽车有一定的续能一次性提供足够的能源，保证汽车有
8、一定的续驶里程。驶里程。目前，应用于纯电动汽车的动力电池主要有铅目前，应用于纯电动汽车的动力电池主要有铅酸蓄电池、镍氢电池、锂电池、锌空气电池和石酸蓄电池、镍氢电池、锂电池、锌空气电池和石墨烯电池等。墨烯电池等。3.3.化学电池基本结构化学电池基本结构化学电池一般由电极（正极、负极）、电解质、化学电池一般由电极（正极、负极）、电解质、隔膜和容器（外壳）隔膜和容器（外壳）4 4部分组成部分组成4.4.我国动力电池应用状况我国动力电池应用状况（1 1）以磷酸铁锂电池为主）以磷酸铁锂电池为主（2 2）三元系锂离子电池市场份额快速提升）三元系锂离子电池市场份额快速提升二、动力电池的性能指标二、动力电池
9、的性能指标 1 1）电压（电压（V V）（1 1）电动势。电池正极和负极之间的电位差，通常电动势。电池正极和负极之间的电位差，通常用符号用符号E E表示。表示。（2 2）开路电压。电池在开路时的端电压，一般开路开路电压。电池在开路时的端电压，一般开路电压与电池的电动势近似相等。电压与电池的电动势近似相等。（3 3）额定电压。电池在标准规定条件下工作时应达额定电压。电池在标准规定条件下工作时应达到的电压。到的电压。（4 4）工作电压工作电压(负载电压、放电电压负载电压、放电电压）。在电池两。在电池两端接上负载端接上负载R R后，在放电过程中显示出的电压。后，在放电过程中显示出的电压。二、二、动力
10、电池的性能指标动力电池的性能指标 （5 5）终止电压。电池在一定标准所规定的放电条终止电压。电池在一定标准所规定的放电条件下放电时，电池的电压将逐渐降低，当电池再不宜件下放电时，电池的电压将逐渐降低，当电池再不宜继续放电时，电池的最低工作电压称为终止电压。继续放电时，电池的最低工作电压称为终止电压。二、二、动力电池的性能指标动力电池的性能指标 2 2）电池容量电池容量(AhAh）电池在一定放电条件下所能放出的电量称为电池容电池在一定放电条件下所能放出的电量称为电池容量，以量，以C C表示表示。（1 1）理论容量：根据蓄电池活性物质的特性，按法）理论容量：根据蓄电池活性物质的特性，按法拉第定律计
11、算出的最高理论值，一般用质量容量拉第定律计算出的最高理论值，一般用质量容量AhAh/kg/kg或体积容量或体积容量AhAh/L/L来表示。来表示。（2 2）实际容量：在一定条件下所能输出的电量，等）实际容量：在一定条件下所能输出的电量，等于放电电流与放电时间的乘积。于放电电流与放电时间的乘积。（3 3）标称容量）标称容量(公称容量公称容量）：用来鉴别电池适当的：用来鉴别电池适当的近似安时值，由于没有指定放电条件，因此，只标明近似安时值，由于没有指定放电条件，因此，只标明电池的容量范围而没有确切值。电池的容量范围而没有确切值。（4 4）额定容量）额定容量(保证容量保证容量）：按一定标准所规定的：
12、按一定标准所规定的放电条件，电池应该放出的最低限度的容量。放电条件，电池应该放出的最低限度的容量。第一定律：第一定律：在电极界面上发生化学变化物质的质量与通入在电极界面上发生化学变化物质的质量与通入的电量成正比。的电量成正比。二、二、动力电池的性能指标动力电池的性能指标2 2）电池容量电池容量(AhAh）（5 5）充电状态）充电状态(SOC(SOC）：充电状态：充电状态(荷电状态荷电状态）是指是指电池容量的变化。是电池在一定放电条件下，剩余电电池容量的变化。是电池在一定放电条件下，剩余电量与相同条件下额定容量的比值。量与相同条件下额定容量的比值。SOC=1SOC=1即表示电池为充满状态。即表示
13、电池为充满状态。一般蓄电池放电高效率区为一般蓄电池放电高效率区为50508080SOCSOC。（6 6）放电深度（）放电深度（DODDOD）。放电容量与额定容量的）。放电容量与额定容量的百分比。百分比。DOD=1-SOCDOD=1-SOC二、二、动力电池的性能指标动力电池的性能指标 3 3）功率功率(W(W、kWkW）在一定的放电制度下，电池在单位时间内所输在一定的放电制度下，电池在单位时间内所输出的能量。电池的功率决定电动汽车的加速性能。出的能量。电池的功率决定电动汽车的加速性能。（1 1）比功率）比功率(W(Wkgkg）：指电池单位质量中所具：指电池单位质量中所具有的电功率。有的电功率。（
14、2 2）功率密度）功率密度(W(WL L）：指电池单位体积中所：指电池单位体积中所具有的电功率。具有的电功率。二、二、动力电池的性能指标动力电池的性能指标 4 4）能量能量(WhWh、kWhkWh）电池在一定放电条件下能放出的电能量。电池在一定放电条件下能放出的电能量。电池的能量决电池的能量决定电动汽车的行驶距离。蓄电池能量具体有以下指标：定电动汽车的行驶距离。蓄电池能量具体有以下指标：（1 1）标称能量：按一定标准所规定的放电条件下，电池）标称能量：按一定标准所规定的放电条件下，电池所输出的能量。电池的标称能量是电池的额定容量与额定所输出的能量。电池的标称能量是电池的额定容量与额定电压的乘积
15、。电压的乘积。（2 2）实际能量：在一定条件下电池所能输出的能量。电）实际能量：在一定条件下电池所能输出的能量。电池的实际能量是电池的实际容量与平均工作电压的乘积。池的实际能量是电池的实际容量与平均工作电压的乘积。（3 3）比能量）比能量(WhWhkgkg）：指电池单位质量中所能输出：指电池单位质量中所能输出的能量。电池的质量包括电池本身结构件质量和电解质质的能量。电池的质量包括电池本身结构件质量和电解质质量的总和。量的总和。（4 4）能量密度）能量密度(WhWhL L）：指电池单位体积中所能输出：指电池单位体积中所能输出的能量。的能量。二、二、动力电池的性能指标动力电池的性能指标 5 5）电
16、池的内阻电池的内阻 电流通过电池内部时受到阻力，使电池的电压降电流通过电池内部时受到阻力，使电池的电压降低，此阻力称为电池的内阻。由于电池的内阻作用低，此阻力称为电池的内阻。由于电池的内阻作用，使得电池在放电时端电压低于电动势和开路电压，使得电池在放电时端电压低于电动势和开路电压。在充电时的端电压高于电动势和开路电压。在充电时的端电压高于电动势和开路电压。二、二、动力电池的性能指标动力电池的性能指标 6 6）寿命）寿命 电池从开始使用到报废经历的时间，可用循环电池从开始使用到报废经历的时间，可用循环寿命和年数来表示。寿命和年数来表示。（1 1）循环寿命（次数）循环寿命（次数）从蓄电池开始第一次
17、充电到报废时所经历的充从蓄电池开始第一次充电到报废时所经历的充/放电次数称为循环次数。放电次数称为循环次数。（2 2）使用年限）使用年限 蓄电池的使用年限就是从蓄电池开始使用到报蓄电池的使用年限就是从蓄电池开始使用到报废所经历的年数。废所经历的年数。二、二、动力电池的性能指标动力电池的性能指标 7 7）放电速率放电速率(也称为放电率也称为放电率）（1 1）时率（也称为小时率）时率（也称为小时率）:电池以某种电流强度电池以某种电流强度放电直到电池的电压降低到终止电压时，所经过的放电直到电池的电压降低到终止电压时，所经过的放电时间。放电时间。（2 2）倍率：电池以某种强度放电的电流数值与额）倍率：
18、电池以某种强度放电的电流数值与额定容量电流值的比值（倍数）。定容量电流值的比值（倍数）。当放电电流大于或等于额定容量的当放电电流大于或等于额定容量的电流电流数值时数值时,该放电电流值用该放电电流值用“倍率倍率”表示；如若放电电流小于表示；如若放电电流小于额定容量额定容量电流电流数值时数值时,该放电电流值用该放电电流值用“小时率小时率”表示。表示。蓄电池的额定容量常用蓄电池的额定容量常用“C”“C”来表示，则来表示，则“倍率倍率”或或“放电率放电率”在在C C前加系数表示。前加系数表示。5C5C和和5 5小时率各是什么意思？小时率各是什么意思？二、二、动力电池的性能指标动力电池的性能指标 8 8
19、）自放电率自放电率 自放电率指电池在存放时间内，在没有负荷的自放电率指电池在存放时间内，在没有负荷的条件下自身放电，使得电池容量损失的速度。自放条件下自身放电，使得电池容量损失的速度。自放电率用单位时间电率用单位时间(月年月年）内电池容量下降的百分内电池容量下降的百分数来表示。数来表示。9 9）成本成本 可理解为电池的价格。电池的成本与电池的技术可理解为电池的价格。电池的成本与电池的技术含量、材料、制作方法和生产规模有关。含量、材料、制作方法和生产规模有关。由于电池的成本高，电池及其控制系统在整个电由于电池的成本高，电池及其控制系统在整个电动汽车的比例较高。动汽车的比例较高。二、二、动力电池的
20、性能指标动力电池的性能指标 其他性能要求：其他性能要求：无毒性无毒性 对环境污染小对环境污染小 使用安全使用安全 良好的充电性能良好的充电性能 耐振动耐振动 无记忆性无记忆性 对环境温度变化不敏感对环境温度变化不敏感 易于维护易于维护三、铅酸蓄电池三、铅酸蓄电池1 1）概述）概述正极板活性物质为二氧化铅，负极板活性物质为正极板活性物质为二氧化铅，负极板活性物质为铅，以酸溶液为电解质的蓄电池称为铅酸蓄电池。铅，以酸溶液为电解质的蓄电池称为铅酸蓄电池。铅酸蓄电池由正极板、负极板、隔板、电池盖、铅酸蓄电池由正极板、负极板、隔板、电池盖、电解液、加液孔盖和电池外壳等组成，正、负极板电解液、加液孔盖和电
21、池外壳等组成，正、负极板浸入稀硫酸电解液中成为单格电池。每个单格电池浸入稀硫酸电解液中成为单格电池。每个单格电池的标称电压为的标称电压为2 V2 V，因此，因此，6 6格串联起来成为格串联起来成为12 V12 V蓄蓄电池。电池。三、铅酸蓄电池三、铅酸蓄电池电动汽车使用的动力电池型号为电动汽车使用的动力电池型号为V-V-AhAh。例如例如12V-120Ah12V-120Ah，前面部分表示铅酸蓄电池，前面部分表示铅酸蓄电池的标称直流电压，后面部分表示铅酸蓄电池的标称直流电压，后面部分表示铅酸蓄电池的标称容量。的标称容量。国家标准蓄电池国家标准蓄电池6-QAW-54a6-QAW-54a：6 6表示由
22、表示由6 6个单格电池组成，每个单格电池电压为个单格电池组成，每个单格电池电压为2V2V，即，即额额定电压定电压为为12V12VQ Q表示蓄电池的用途，表示蓄电池的用途，Q Q为为汽车启动汽车启动用蓄电池、用蓄电池、M M为摩托车用为摩托车用蓄电池蓄电池；A A和和W W表示蓄电池的类型，表示蓄电池的类型，A A表示干荷型蓄电池，表示干荷型蓄电池，W W表示免维表示免维护型蓄电池，若不标表示普通型蓄电池；护型蓄电池，若不标表示普通型蓄电池；5454表示蓄电池的额定容量为表示蓄电池的额定容量为54Ah54Ah（充足电的蓄电池，在常（充足电的蓄电池，在常温以温以20h20h率放电电流放电率放电电流
23、放电20h20h蓄电池对外输出的电量）；蓄电池对外输出的电量）；角标角标a a表示对原产品的第一次改进，名称后加角标表示对原产品的第一次改进，名称后加角标b b表示第表示第二次改进，依次类推。二次改进，依次类推。注：型号后加注：型号后加D D表示低温启动性能好，如表示低温启动性能好，如6-QA-110D6-QA-110D。型号后加型号后加HDHD表示高抗振型。表示高抗振型。型号后加型号后加DFDF表示低温反装表示低温反装。三、铅酸蓄电池三、铅酸蓄电池2 2）常用动力铅酸蓄电池）常用动力铅酸蓄电池应用于电动汽车的动力铅酸蓄电池主要有阀控免应用于电动汽车的动力铅酸蓄电池主要有阀控免维护铅酸蓄电池（
24、维护铅酸蓄电池（VRLAVRLA）、胶体铅酸蓄电池、水平）、胶体铅酸蓄电池、水平式蓄电池与双极式蓄电池四种。式蓄电池与双极式蓄电池四种。三、铅酸蓄电池三、铅酸蓄电池 胶体型蓄电池胶体型蓄电池 胶体型蓄电池是指其电解液是由稀的硫酸钠溶胶体型蓄电池是指其电解液是由稀的硫酸钠溶液和硅酸溶液混合成胶状物质的蓄电池。液和硅酸溶液混合成胶状物质的蓄电池。水平式蓄电池与双极式蓄电池水平式蓄电池与双极式蓄电池 水平式蓄电池水平式蓄电池：极板为水平安置的电池。极板为水平安置的电池。双极式双极式电池：电池：将原蓄电池的隔板去掉，正、负将原蓄电池的隔板去掉，正、负极板合一，一面涂正极板活性物质，另一面涂负极极板合一
25、，一面涂正极板活性物质，另一面涂负极板活性物质板活性物质。三、铅酸蓄电池三、铅酸蓄电池 3 3）特点）特点（1 1）优点。）优点。电压高，单体电压为电压高，单体电压为2.0 V2.0 V。在常用蓄电池中，仅次于。在常用蓄电池中，仅次于锂电池。锂电池。价格低廉。价格低廉。可制成小至可制成小至1 A1 Ah h大至几千安时的各种尺寸和结构的蓄大至几千安时的各种尺寸和结构的蓄电池。电池。高倍率放电性能良好，可用于发动机启动。高倍率放电性能良好，可用于发动机启动。高低温性能良好，可在高低温性能良好，可在-40-406060条件下工作。条件下工作。电能效率高，可达电能效率高，可达60%60%。易于浮充使
26、用，没有记忆效应。易于浮充使用，没有记忆效应。易于识别荷电状态。易于识别荷电状态。三、铅酸蓄电池三、铅酸蓄电池 3 3）特点）特点（2 2）缺点。）缺点。比能量低，在电动汽车中所占的质量和体积较比能量低，在电动汽车中所占的质量和体积较大，一次充电行驶里程短。大，一次充电行驶里程短。使用寿命短，使用成本高。使用寿命短，使用成本高。充电时间长。充电时间长。存在铅污染。存在铅污染。三、铅酸蓄电池三、铅酸蓄电池 2 2）应用）应用 早期生产的电动汽车大多采用铅酸蓄电池，如五早期生产的电动汽车大多采用铅酸蓄电池，如五十铃十铃Eif/ResortEif/Resort、大发、大发Hijet VanHijet
27、 Van、铃本奥拓、富士、铃本奥拓、富士Samber EVSamber EV等。低速纯电动汽车多采用等。低速纯电动汽车多采用VRLAVRLA。采用。采用铅酸动力电池的典型纯电动乘用车代表是风靡一时铅酸动力电池的典型纯电动乘用车代表是风靡一时的美国通用汽车公司的纯电动汽车的美国通用汽车公司的纯电动汽车EV-1EV-1。四、四、镍镍-氢氢(Ni-MH)(Ni-MH)电池电池镍氢电池属于碱性电池。碱性电池也称碱性锌锰镍氢电池属于碱性电池。碱性电池也称碱性锌锰电池、碱锰电池，是锌锰电池系列中性能最优的品电池、碱锰电池，是锌锰电池系列中性能最优的品种。适合电动汽车用的动力碱性电池为可充电电池种。适合电动
28、汽车用的动力碱性电池为可充电电池，是以氢氧化钾（，是以氢氧化钾（KOHKOH）水溶液为电解液的二次）水溶液为电解液的二次电池的总称。电池的总称。根据极板活性物质材料的不同，动力碱性电池可根据极板活性物质材料的不同，动力碱性电池可分为锌银电池、铁镍电池、镍镉电池和镍氢电池等分为锌银电池、铁镍电池、镍镉电池和镍氢电池等。一般情况下，电解液中的。一般情况下，电解液中的KOHKOH不直接参与电极不直接参与电极反应，这是碱性蓄电池有别有铅酸蓄电池的一大特反应，这是碱性蓄电池有别有铅酸蓄电池的一大特点。现阶段在纯电动汽车辆上应用的碱性电池是镍点。现阶段在纯电动汽车辆上应用的碱性电池是镍氢电池。氢电池。四、
29、四、镍镍-氢氢(Ni-MH)(Ni-MH)电池电池1.1.构造构造镍镍-氢电池的正极，是球状氢氧化镍粉末与添加氢电池的正极，是球状氢氧化镍粉末与添加剂剂钴钴等金属、塑料和黏合剂等制成的涂膏，用自动等金属、塑料和黏合剂等制成的涂膏，用自动涂膏机涂在正极板上，然后经过干燥处理成发泡的涂膏机涂在正极板上，然后经过干燥处理成发泡的氢氧化镍正极板。氢氧化镍正极板。镍镍-氢电池的负极是储氢合金氢电池的负极是储氢合金。电解质是水溶性氢氧化钾和氢氧化锂的混合物。电解质是水溶性氢氧化钾和氢氧化锂的混合物。四、四、镍镍-氢氢(Ni-MH)(Ni-MH)电池电池每节电池的额定电压为每节电池的额定电压为13.2 V1
30、3.2 V（充电时最高电压（充电时最高电压达达16.0 V16.0 V），然后将电池按使用要求组合成不同电），然后将电池按使用要求组合成不同电压和不同容量镍氢电池总成（电池组）。压和不同容量镍氢电池总成（电池组）。四、四、镍镍-氢氢(Ni-MH)(Ni-MH)电池电池2.2.工作原理工作原理四、四、镍镍-氢氢(Ni-MH)(Ni-MH)电池电池3.3.特点特点（1 1）优点）优点 比功率高。比功率高。比能量高。比能量高。寿命长。寿命长。无重金属污染。无重金属污染。耐过充过放。耐过充过放。可以快速充电。可以快速充电。无记忆效应。无记忆效应。使用温度范围宽。使用温度范围宽。安全性好。安全性好。四、
31、四、镍镍-氢氢(Ni-MH)(Ni-MH)电池电池3.3.特点特点（2 2）缺点）缺点 单体电池电压低（单体电池电压低（1.2 V1.2 V）。）。充电过程中容易发热，对环境温度变化敏感。充电过程中容易发热，对环境温度变化敏感。存在爆炸危险。存在爆炸危险。自放电损耗大。自放电损耗大。成本高。成本高。四、四、镍镍-氢氢(Ni-MH)(Ni-MH)电池电池4.4.应用应用松下电池公司，用模拟混合动力汽车行驶工况对镍松下电池公司，用模拟混合动力汽车行驶工况对镍氢电池进行仿真试验，证实镍氢电池的特性几乎不发氢电池进行仿真试验，证实镍氢电池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，生变
32、化，镍氢电池用于混合动力汽车是比较合适的，但也有将其应用于纯电动汽车上的，如本田飞度，福但也有将其应用于纯电动汽车上的，如本田飞度，福特特RangerRanger、VectrixVectrix等，日本丰田汽车公司的等，日本丰田汽车公司的RAV4 EVRAV4 EV配置的动力电池组由配置的动力电池组由2424节节12 V12 V的镍氢电池组成，总电的镍氢电池组成，总电压为压为288 V288 V。五、锌空气电池五、锌空气电池锌空气电池属于空气电池。空气电池是指用氧气锌空气电池属于空气电池。空气电池是指用氧气作正极的活性物质，常用金属作负极的活性物质，作正极的活性物质，常用金属作负极的活性物质，电
33、解质为碱性（电解质为碱性（KOHKOH）的一种二次电池。）的一种二次电池。因为作负极的金属材料可选性很多，所以空气电因为作负极的金属材料可选性很多，所以空气电池的种类也很多，一般以选作负极材料的金属名为池的种类也很多，一般以选作负极材料的金属名为电池名的第一个字，后面加空气电池即为电池名，电池名的第一个字，后面加空气电池即为电池名，如：用锌作负极材料的空气电池即叫锌空气电池，如：用锌作负极材料的空气电池即叫锌空气电池，用铝作负极材料的空气电池称为铝空气电池。因为用铝作负极材料的空气电池称为铝空气电池。因为锌材料易得，价格不高，故锌空气电池产品较多。锌材料易得，价格不高，故锌空气电池产品较多。五
34、、锌空气电池五、锌空气电池1.1.结构结构锌空气电池以锌锌空气电池以锌(Zn)(Zn)为负极，以氧气为正极，以为负极，以氧气为正极，以氢氧化钾氢氧化钾(KOH)(KOH)溶液为电解质。溶液为电解质。五、锌空气电池五、锌空气电池2.2.工作原理工作原理锌空气电池的化学反应与普通碱性电池类似，在锌空气电池的化学反应与普通碱性电池类似，在特殊催化剂的作用下，当电池放电时，锌摄取输送特殊催化剂的作用下，当电池放电时，锌摄取输送炭块内从空气中吸附到的氧气，锌和氧气发生化学炭块内从空气中吸附到的氧气，锌和氧气发生化学反应生成氧化锌反应生成氧化锌(ZnOZnO)。单体锌空气电池的工作电压为单体锌空气电池的工
35、作电压为1.11.11.4 V1.4 V。五、锌空气电池五、锌空气电池3.3.分类分类锌空气电池根据其充电的方式以及在电动汽车辆锌空气电池根据其充电的方式以及在电动汽车辆及其他领域上应用的特点可分为直接再充式锌空气及其他领域上应用的特点可分为直接再充式锌空气电池、机械充电式锌空气电池和注入式锌空气电池电池、机械充电式锌空气电池和注入式锌空气电池3 3类。类。五、锌空气电池五、锌空气电池4.4.特点特点（1 1）优点）优点 比能量大。比能量大。充电时间短。充电时间短。性能稳定。性能稳定。安全性好安全性好 环保。环保。可再生利用。可再生利用。充电方便。充电方便。五、锌空气电池五、锌空气电池（2 2
36、）缺点）缺点 比功率低。比功率低。有吸水性。有吸水性。需定期清洁。需定期清洁。5.5.应用应用锌空气电池多应用于纯电动商用车上。锌空气电池多应用于纯电动商用车上。国外的邮政车、电动货车、电动客车和电动服务国外的邮政车、电动货车、电动客车和电动服务车等。车等。20102010年，应用于北京市的电动大客车和环卫车，年，应用于北京市的电动大客车和环卫车，投入市公交和环卫系统的试验运行。投入市公交和环卫系统的试验运行。六、锂电池六、锂电池以锂化合物为正极板活性材料，以石墨等为负极板以锂化合物为正极板活性材料，以石墨等为负极板材料，以无水有机物为电解质的电池称为锂离子蓄电材料，以无水有机物为电解质的电池
37、称为锂离子蓄电池，简称锂电池。目前，锂电池已经成为电动汽车用池，简称锂电池。目前，锂电池已经成为电动汽车用动力电池的主体。动力电池的主体。根据锂电池所用电解质材料不同，锂电池可分为液根据锂电池所用电解质材料不同，锂电池可分为液态锂电池（态锂电池（LIBLIB）和聚合物锂电池（）和聚合物锂电池（LIPLIP）两大类。上）两大类。上述两种锂电池的正负极材料是相同的，基本原理也相述两种锂电池的正负极材料是相同的，基本原理也相似。似。锂电池的正极材料有很多种，主要有钴酸锂、锰酸锂电池的正极材料有很多种，主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料（镍、钴、锰）、磷酸铁锂等锂、镍酸锂、三元材料（镍、钴、锰）、
38、磷酸铁锂等，相应的名称为钴锂电池、锰锂电池、铁锂电池（简，相应的名称为钴锂电池、锰锂电池、铁锂电池（简称铁电池）等等，用三元材料为正极的电池则称为三称铁电池）等等，用三元材料为正极的电池则称为三元锂电池。元锂电池。六、锂电池六、锂电池1.1.结构结构锂电池内部主要由正极、负极、电解质及隔离膜锂电池内部主要由正极、负极、电解质及隔离膜组成组成。六、锂电池六、锂电池2.2.基本原理基本原理六、锂电池六、锂电池3.3.特点特点（1 1）优点）优点 单体电压高。单体电压高。比能量高。比能量高。循环寿命长。循环寿命长。自放电率低。自放电率低。无记忆效应无记忆效应 无污染。无污染。重量轻。重量轻。六、锂电
39、池六、锂电池（2 2）缺点）缺点 成本高。成本高。必须有特殊的保护电路，以防止过充。必须有特殊的保护电路，以防止过充。需设置安全阀。需设置安全阀。4.4.应用应用目前，全球汽车制造商应用的锂动力电池主要为目前，全球汽车制造商应用的锂动力电池主要为三大代表种类，即以特斯拉为代表的镍钴铝酸锂电三大代表种类，即以特斯拉为代表的镍钴铝酸锂电池（钴酸锂电池）、以比亚迪为代表的磷酸铁锂电池（钴酸锂电池）、以比亚迪为代表的磷酸铁锂电池和以日本汽车为代表的锰酸锂电池。池和以日本汽车为代表的锰酸锂电池。七、石墨烯电池七、石墨烯电池 石墨烯电池，利用锂离子在石墨烯表面和电极石墨烯电池，利用锂离子在石墨烯表面和电极
40、之间快速大量穿梭运动的特性，开发出的一种新能之间快速大量穿梭运动的特性，开发出的一种新能源电池。源电池。目前石墨烯的研究总体上分两块：一是在传统锂目前石墨烯的研究总体上分两块：一是在传统锂电池上进行应用，目的是改进、提升锂电池的性能电池上进行应用，目的是改进、提升锂电池的性能，这类电池不会产生颠覆性的影响；二是依据石墨，这类电池不会产生颠覆性的影响；二是依据石墨烯制造一个新体系的电池，它是一个崭新系列的，烯制造一个新体系的电池，它是一个崭新系列的，在性能上是颠覆性的，称作在性能上是颠覆性的，称作“超级电池超级电池”七、石墨烯电池七、石墨烯电池1.1.基本结构原理基本结构原理使用石墨烯作为电池的
41、阳极材料，其充放电速度使用石墨烯作为电池的阳极材料，其充放电速度将超过锂离子蓄电池的将超过锂离子蓄电池的1010倍。倍。七、石墨烯电池七、石墨烯电池 石墨烯电池石墨烯电池原理：原理：6 6层石墨烯组成石墨烯带，电层石墨烯组成石墨烯带，电解液为氯化铜，即可输出解液为氯化铜，即可输出2V2V电压。电压。CUCU+七、石墨烯电池七、石墨烯电池2.2.应用应用20142014年年1212月，美国电动汽车制造商特斯拉发布了月，美国电动汽车制造商特斯拉发布了两年前停产的第一代车型两年前停产的第一代车型RoadsterRoadster的升级版，续驶的升级版，续驶里程达到里程达到644 km644 km，高出
42、原版，高出原版60%60%。电池技术的进步。电池技术的进步提升了特斯拉产品的性能，此前提升了特斯拉产品的性能，此前RoadsterRoadster的续驶里的续驶里程是程是393 km393 km。特斯拉。特斯拉CEOCEO马斯克称，特斯拉的高性马斯克称，特斯拉的高性能石墨烯电池，相比目前的容量增长近能石墨烯电池，相比目前的容量增长近70%70%。小结小结1.1.应用于纯电动汽车电能源的储能装置有蓄电池、超应用于纯电动汽车电能源的储能装置有蓄电池、超级电容、飞轮电池等，目前应用较多的是蓄电池和超级级电容、飞轮电池等，目前应用较多的是蓄电池和超级电容两种。电容两种。2.2.目前，应用于纯电动汽车的
43、动力电池主要有铅酸蓄目前，应用于纯电动汽车的动力电池主要有铅酸蓄电池、镍氢电池、锂电池、锌空气电池和石墨烯电池等电池、镍氢电池、锂电池、锌空气电池和石墨烯电池等。3.3.我国动力电池应用状况是：以磷酸铁锂电池为主，我国动力电池应用状况是：以磷酸铁锂电池为主，三元系锂离子电池市场份额快速提升。三元系锂离子电池市场份额快速提升。4.4.动力电池的性能指标有：电压、电池容量、功率、动力电池的性能指标有：电压、电池容量、功率、能量、内阻、寿命、自放电率、不一致性和成本等。能量、内阻、寿命、自放电率、不一致性和成本等。小结小结5.5.荷电状态（荷电状态（SOCSOC）是指电池容量的变化，是电池在）是指电
44、池容量的变化，是电池在一定放电倍率下，剩余电量与相同条件下额定容量的比一定放电倍率下，剩余电量与相同条件下额定容量的比值。值。6.6.正极板活性物质为二氧化铅，负极板活性物质为铅正极板活性物质为二氧化铅，负极板活性物质为铅，以酸溶液为电解质的蓄电池称为铅酸蓄电池。，以酸溶液为电解质的蓄电池称为铅酸蓄电池。7.7.应用于电动汽车的动力铅酸蓄电池主要有阀控免维应用于电动汽车的动力铅酸蓄电池主要有阀控免维护铅酸蓄电池（护铅酸蓄电池（VRLAVRLA）、胶体铅酸蓄电池、水平式蓄）、胶体铅酸蓄电池、水平式蓄电池与双极式蓄电池电池与双极式蓄电池4 4种。种。8.8.铅酸动力蓄电池的优点有：电压高，价格低廉
45、，适铅酸动力蓄电池的优点有：电压高，价格低廉，适用温度范围大，高倍率放电性能好，高低温性能良好，用温度范围大，高倍率放电性能好，高低温性能良好，电能效率高，易于浮充使用，没有记忆效应，易于识别电能效率高，易于浮充使用，没有记忆效应，易于识别荷电状态。荷电状态。小结小结9.9.铅酸动力蓄电池的缺点是：比能量低，使用寿命短铅酸动力蓄电池的缺点是：比能量低，使用寿命短，使用成本高，充电时间长，存在铅污染。，使用成本高，充电时间长，存在铅污染。10.10.铅酸蓄电池主要应用于早期生产的低速、低成本的铅酸蓄电池主要应用于早期生产的低速、低成本的电动车辆。电动车辆。11.11.镍氢电池是以镍化合物（通常为
46、氢氧化镍）为正极镍氢电池是以镍化合物（通常为氢氧化镍）为正极板活性材料，以储氢合金为负极板材料（活性物质为氢板活性材料，以储氢合金为负极板材料（活性物质为氢），电解质是水溶性氢氧化钾（有时为提高某些性能而），电解质是水溶性氢氧化钾（有时为提高某些性能而混合一定量的氢氧化锂）。混合一定量的氢氧化锂）。12.12.镍氢电池的优点有：比功率高，比能量高，寿命长镍氢电池的优点有：比功率高，比能量高，寿命长，无重金属污染，耐过充过放，可以快速充电，无记忆，无重金属污染，耐过充过放，可以快速充电，无记忆效应，使用温度范围宽，安全性好。效应，使用温度范围宽，安全性好。小结小结13.13.镍氢电池的缺点是：单
47、体电池电压低，充电过程中镍氢电池的缺点是：单体电池电压低，充电过程中容易发热，对环境温度变化敏感，电池组单体电池数量容易发热，对环境温度变化敏感，电池组单体电池数量多，安全性差，自放电损耗大，成本高。多，安全性差，自放电损耗大，成本高。14.14.镍氢电池用于混合动力汽车是比较合适的，但也有镍氢电池用于混合动力汽车是比较合适的，但也有将其应用于纯电动汽车上的。将其应用于纯电动汽车上的。15.15.锌空气电池是指用氧气作正极的活性物质，锌金属锌空气电池是指用氧气作正极的活性物质，锌金属作负极的活性物质，电解质为碱性（作负极的活性物质，电解质为碱性（KOHKOH）的一种二）的一种二次电池。次电池。
48、16.16.锌空气电池优点有：比能量大，充电时间短，性能锌空气电池优点有：比能量大，充电时间短，性能稳定，安全性好，环保，可再生利用，充电方便。稳定，安全性好，环保，可再生利用，充电方便。17.17.锌空气电池的缺点是：比功率低，有吸水性，需定锌空气电池的缺点是：比功率低，有吸水性，需定期清洁。期清洁。小结小结18.18.锌空气电池多应用于纯电动商用车上。锌空气电池多应用于纯电动商用车上。19.19.以锂化合物为正极板活性材料，以石墨等为负极板以锂化合物为正极板活性材料，以石墨等为负极板材料，以无水有机物为电解质的电池称为锂离子电池，材料，以无水有机物为电解质的电池称为锂离子电池，简称锂电池。
49、简称锂电池。20.20.锂电池的优点有：单体电压高，比能量高，循环寿锂电池的优点有：单体电压高，比能量高，循环寿命长，自放电率低，无记忆效应，无污染，重量轻。命长，自放电率低，无记忆效应，无污染，重量轻。21.21.锂电池的缺点有：成本高，必须有特殊的保护电路锂电池的缺点有：成本高，必须有特殊的保护电路，以防止过充，需设置安全阀。，以防止过充，需设置安全阀。小结小结22.22.目前，全球汽车制造商应用的锂动力电池主要为三目前，全球汽车制造商应用的锂动力电池主要为三大代表种类，即以特斯拉为代表的镍钴铝酸锂电池（钴大代表种类，即以特斯拉为代表的镍钴铝酸锂电池（钴酸锂电池）、以比亚迪为代表的磷酸铁锂
50、电池和以日本酸锂电池）、以比亚迪为代表的磷酸铁锂电池和以日本汽车为代表的锰酸锂电池。汽车为代表的锰酸锂电池。23.23.石墨烯电池是利用锂离子在石墨烯表面和电极之间石墨烯电池是利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出的一种新能源电池。快速大量穿梭运动的特性，开发出的一种新能源电池。学习效果检验学习效果检验作业：作业：1 1.解释下列术语的含义：额定电压、工作电压、终解释下列术语的含义：额定电压、工作电压、终止电压、额定容量、充电状态（止电压、额定容量、充电状态（SOCSOC）、比功率、能）、比功率、能量密度、放电时率、放电倍率。量密度、放电时率、放电倍率。2 2.什么是锂
