第二章 电动汽车动力蓄电池系统

第一节 动力蓄电池的功能及种类

电动汽车的动力储能装置包括动力蓄电池、超级电容、飞轮电池、燃料电池等储能元件及其各类电池的组合。它是影响电动汽车发展的关键技术和目前普及电动汽车的瓶颈。

一、动力蓄电池系统的功能

动力蓄电池系统的主要功能如下：

1）为整车提供持续稳定的电能。

2）计算整车的剩余电量并进行充电提醒。

3）对电池进行温度、电压、湿度的检测。

4）进行电池系统的漏电检测与异常情况报警。

5）进行充放电控制与预充电控制。

6）进行电池一致性检测。

7）进行电池系统的自检。

二、动力蓄电池的种类

1．物理电池

（1）超级电容 其优点是可不受温度影响而大倍率地充放电、维护简单、使用寿命长，且对制动再生能量吸收很好。

（2）高速飞轮 它一般是在一个高真空的密闭容器内高速旋转来储存动能，既是一个发电机，又是一个电动机，可以实现电能与机械能的双向转换。

2．化学电池

（1）按电池的功能分类

1）一次电池，即不能再充电的原电池。

2）二次电池，即可充电的蓄电池。

3）燃料电池，氢燃料电池原理是在特定介质和工况下，氢与氧结合产生水与电能。它相当于一个小型发电机，可提供非常高的比能量，但却无法回收制动的再生能量。

4）储能电池，又称激活电池，在使用前才注入电解液使其激活，如锌银电池、镁银电池。其正负极活性物质在储存期不直接接触。

（2）按电池的工作介质分类

1）锂离子蓄电池，即利用锂离子作为导电离子，在阳极和阴极之间移动，通过化学能和电能相互转发实现充放电的电池。

2）铅酸蓄电池，即正极活性物质使用二氧化铅，负极活性物质使用铅，并以硫酸溶液为电解液的蓄电池。

3）金属氧化物镍蓄电池，即正极使用镍氧化物，负极使用可吸收释放氢的贮氢合金，以氢氧化钾为电解质的蓄电池。

4）超级电容器，即至少有一个电极主要是通过电极/电解液界面形成的双电层电容或电极表面快速氧化还原反应形成的赝电容实现储能的电化学储能器件。

三、各类动力蓄电池的性能比较

各类车用动力蓄电池的性能比较见表2-1。电动汽车未来的发展，在很大程度上取决于动力蓄电池的各项性能的优劣。

对电动汽车动力蓄电池的主要要求包括：比功率高（在大电流工况下能够平稳放电，以提高加速性能与爬坡性能）、比能量大（以延长续驶里程）、能量转换效率高、循环寿命长、安全可靠、成本低、对使用环境温度要求低、对环境污染小等。