第二章 電動汽車動力蓄電池系統

第一節 動力蓄電池的功能及種類

電動汽車的動力儲能裝置包括動力蓄電池、超級電容、飛輪電池、燃料電池等儲能元件及其各類電池的組合。它是影響電動汽車發展的關鍵技術和目前普及電動汽車的瓶頸。

一、動力蓄電池系統的功能

動力蓄電池系統的主要功能如下：

1）為整車提供持續穩定的電能。

2）計算整車的剩余電量并進行充電提醒。

3）對電池進行溫度、電壓、濕度的檢測。

4）進行電池系統的漏電檢測與異常情況報警。

5）進行充放電控制與預充電控制。

6）進行電池一致性檢測。

7）進行電池系統的自檢。

二、動力蓄電池的種類

1．物理電池

（1）超級電容 其優點是可不受溫度影響而大倍率地充放電、維護簡單、使用壽命長，且對制動再生能量吸收很好。

（2）高速飛輪 它一般是在一個高真空的密閉容器內高速旋轉來儲存動能，既是一個發電機，又是一個電動機，可以實現電能與機械能的雙向轉換。

2．化學電池

（1）按電池的功能分類

1）一次電池，即不能再充電的原電池。

2）二次電池，即可充電的蓄電池。

3）燃料電池，氫燃料電池原理是在特定介質和工況下，氫與氧結合產生水與電能。它相當于一個小型發電機，可提供非常高的比能量，但卻無法回收制動的再生能量。

4）儲能電池，又稱激活電池，在使用前才注入電解液使其激活，如鋅銀電池、鎂銀電池。其正負極活性物質在儲存期不直接接觸。

（2）按電池的工作介質分類

1）鋰離子蓄電池，即利用鋰離子作為導電離子，在陽極和陰極之間移動，通過化學能和電能相互轉發實現充放電的電池。

2）鉛酸蓄電池，即正極活性物質使用二氧化鉛，負極活性物質使用鉛，并以硫酸溶液為電解液的蓄電池。

3）金屬氧化物鎳蓄電池，即正極使用鎳氧化物，負極使用可吸收釋放氫的貯氫合金，以氫氧化鉀為電解質的蓄電池。

4）超級電容器，即至少有一個電極主要是通過電極/電解液界面形成的雙電層電容或電極表面快速氧化還原反應形成的贗電容實現儲能的電化學儲能器件。

三、各類動力蓄電池的性能比較

各類車用動力蓄電池的性能比較見表2-1。電動汽車未來的發展，在很大程度上取決于動力蓄電池的各項性能的優劣。

對電動汽車動力蓄電池的主要要求包括：比功率高（在大電流工況下能夠平穩放電，以提高加速性能與爬坡性能）、比能量大（以延長續駛里程）、能量轉換效率高、循環壽命長、安全可靠、成本低、對使用環境溫度要求低、對環境污染小等。