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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,2025/4/30 周三,电动汽车动力蓄电池及管理系统,全国交通运输职业教育技工新能源汽车检测与维修专业规划教材,2025/4/30 周三,常见动力电池,项目二,动力电池概论,项目一,动力电池管理系统,项目三,项目四,电动汽车充电装置的使用及维护,2025/4/30 周三,动力电池基本知识,任务,1,动力电池概论,项目一,动力电池类型及性能,任务,2,任务,1,动力电池基本知识,4/30/2025,模块一 动力电池概论,1.叙述发展动力电池的原因；,2.叙述动力电池的发展历史及现状；,3.说出动力电池的定义及种类；,4.说出动力电池基本结构和基本原理；,5.说出电池单体、电池及电池组之间的关系；,6.说出动力电池基本参数代表的意思。,5,动力电池基本知识,学习内容,1.,能够叙述发展动力电池的原因；,2.,能过叙述发展动力电池的历史及现状；,3.,能够说出动力电池的定义及种类；,4,.,能够说出动力电池基本结构和基本原理；,5,.,能够说出电池单体、电池及电池组之间的关系；,6,.,能够说出动力电池基本参数代表的意思。,6,动力电池基本知识,学习目标,给新能源汽车提供动力的主要能源装置是什么？,动力电池基本知识,7,动力电池,动力电池基本知识,发展动力电池的原因？,8,能源危机,环境污染,动力电池基本知识,发展动力电池的原因？,9,带动新能源汽车产业链发展,发展新能源汽车关键技术,动力电池基本知识,发展动力电池发展历史,10,铅酸电池,锂离子电池,燃料电池,碱性电池,动力电池基本知识,动力电池发展现状,11,以锂离子动力电池为主要方向,电池技术水平得到极大提升,得到国家层面大力支持,动力电池的名称来源于动力机械应用领域,目前，,用于电动汽车的电池称为,“,动力电池,”,动力电池基本知识,动力电池定义,12,动力电池基本知识,动力电池种类,13,大家知道的动力电池的种类有哪些？,动力电池基本知识,动力电池种类,14,动力电池分类,按电解液种类,按正负极材料,按工作做性能和储能方式,1.,酸性电池,2.,碱性电池,3.,中性电池,4.,有机电解液电池,1.,锌系列电池,2.,镍系列电池,3.,铅系列电池,4.,锂系列电池,5.,二氧化锰系列电池,6.,空气（氧气）系列电池,1.,一次电池,2.,二次电池,3.,燃料电池,4.,储备电池,动力电池基本知识,动力电池基本构成,15,化学能,电能,化学能与电能转化满足条件,氧化还原反应相隔,两极间有导电物质,电子经过外电路,动力电池基本知识,动力电池基本构成,16,动力电池基本知识,化学能与电能转化基本原理,17,氧化还原反应，为放热反应,还原剂在负极上失电子发生,氧化反应,氧化剂在正极上得电子发生还原反应,负极,Zn,2e-=Zn2+,正极,Cu2+2e-=Cu,电池反应,Zn+Cu2+=Zn2+Cu,动力电池基本知识,化电池及电池组,18,电池单体,一个以上的电池单体串联或并联,电池,动力电池基本知识,化电池及电池组,19,电池,多块电池串联或并联,电池包,动力电池基本知识,化电池及电池组,20,电池单体,一个以上的电池包串联或并联,电池,动力电池基本知识,动力电池基本参数,21,1.,端电压和电动,端电压：,动力电池正极和负极之间的电位差,电动势：电池上两个电极的平衡电极电位之差。,动力电池基本知识,动力电池基本参数,22,理论容量、实际容量、额定容量、剩余容量有什么区别？,2.,容量,:,实际容量、额定容量、剩余容量,理论容量：,假定电池中的活性物质全部参加电池的成流反应所能提供的电量。,（Q=zmF/M）,额定容量：也叫标称容量，是指按国家或有关部门规定的标准，保证电池在一定的放电条件（如温度、放电率、终止电压等）下应该放出的最低限度的容量。,实际容量：电池实际放出的电量。,剩余容量：在一定放电倍率下放电之后，电池剩余的可用容量。,动力电池基本知识,动力电池基本参数,23,3.,内阻,（,1,）欧姆内阻：由电极材料、电解液、隔膜的内阻及各部分零件的接触电阻组成。,（,2,）极化内阻：正极与负极在电化学反应进行时由于极化所引起的内阻。,（,3,）内阻特点：内阻越小越好；电池内阻不是常数，会随温度、电解液浓度及组成物质的变化而变化。,动力电池基本知识,动力电池基本参数,24,4.,能量与能量密度,（,1,）能量,理论能量：电池的理论容量与其电动势的乘积。（W0=C0E ）,实际能量：电池放电时实际输出的能量（W=V(t)I(t)dt）,（,2,）能量密度,单位质量或单位体积的电池所能输出的能量，相应地称为质量能量密度(W.h/kg)或体积能量密度(W.h/L)，也称为质量比能量或体积比能量。,动力电池基本知识,动力电池基本参数,25,动力电池基本知识,动力电池基本参数,26,5.,功率与功率密度,（,1,）功率：在一定的放电制度下，单位时间内电池输出的能量，单位为W或kW。,（,2,）功率密度：,是单位质量或单位体积电池输出的功率，单位为Wkg或W/L。,6.,荷电状态（,SOC,）,描述了电池的剩余电量，其值为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值。,7.,深度放电（,DOD=100%-SOC,）,8.,温升,（,1,）电池温升定义为电池内部温度与环境温度的差值。,（,2,）初期较低，后期较高。,9.,内压,（,1,）由于电池内部反应逸出气体导致气压增大。,（,2,）需设计防爆阀。,动力电池基本知识,动力电池基本参数,27,10.,效率,（充放电效率、能量效率）,（,1,）容量效率：动力电池输入容量与输出容量之比,（,2,）能量效率：动力电池输入能量与输出能量之比,11.,使用寿命,（,1,）定义：,电池容量降到某一规定值之前能反复充放电的次数称为循环寿命或使用周期。,（,2,）寿命有限是因为随着充电次数增加，电池发生不可逆变化，,动力电池基本知识,动力电池基本参数,28,12.,安全,13.,电池的自放电率,电池在存放期间容量的下降率,14.,电池的不一致性,（,1,）同一型号的电池在性能方面存在的人差异；,（,2,）电池寿命很大程度取决于不一致性；,（,3,）影响因素：设计和制造水平、用户的使用方式等,15.,抗滥用能力,16.,放电制度,动力电池基本知识,动力电池基本参数,29,动力电池基本知识,任,务实施,30,万用表外观由哪些部件组成？各有什么作用？,万用表 外观认知,动力电池基本知识,任,务实施,31,动力电池基本知识,任,务实施,32,我们在使用万用表的过程中有哪些注意事项？,1.,测量前先检查；,2.,测量前先校准。,动力电池基本知识,任,务实施,33,电池电压测量连接图,1.,黑表笔插入,COM,档；红表笔插入电压测量连接孔。,2.,将旋钮旋至直流电压位置。,3.,黑搭正，红搭负。,4.,读数,动力电池基本知识,任,务实施,34,电阻测量连接电路,1.,分别连接左图电路，并记录,U,、,I,值；,2.,将记录数值带入公式I=E/(R+r)，计算出,r,；,2.,多次测量求平均值。,2025/4/30 周三,动力电池基本知识,任务,1,动力电池概论,项目一,动力电池类型及性能,任务,2,任务,2,动力电池类型及性能,36,2017/5/3,模块一 动力电池概论,1.,各种常见动力电池及各个动力电池特点；,2.,动力电池评价参数；,3.,纯电动汽车对动力电池性能要求；,4.,混合动力汽车对动力电池性能要求。,动力电池类型及性能,教学内容,37,1.,能说出各种常见动力电池及各个动力电池特点；,2.,能够说出动力电池评价参数；,3.,能够说出纯电动汽车对动力电池性能要求；,4.,能够说出混合动力汽车对动力电池性能要求。,动力电池类型及性能,教学内容,38,动力电池类型及性能,各种常见动力电池及各种动力电池特点,39,思考：,常见的动力电池类型有哪些？并完成学习工作页任务一第,1,题。,1.,铅酸蓄电池,2.,碱性电池（主要是镍镉电池和镍氢电池）,3.,锂离子电池,4.,燃料电池等,动力电池类型及性能,各种常见动力电池及各种动力电池特点,40,动力电池类型及性能,各种常见动力电池及各种动力电池特点,41,结合教材及所学知识，小组讨论，总结各种动力电池特点，完成学习工作页任务一第,2,题。,动力电池类型及性能,各种常见动力电池及各种动力电池特点,铅酸动力电池,特点,1.,铅酸蓄电池成熟、可靠性好、价格低廉，比功率也基本上可以满足驱动的动力要求。,2.,铅酸电池质量重，充电放电功能较差，循环寿命短。,3.,铅酸电池含有的重金属铅，对环境的污染严重，,4.,强烈的碰撞下会产生爆炸对消费者的生命安全构成威胁。,42,动力电池类型及性能,各种常见动力电池及各种动力电池特点,特点,1.,具有高比功率、电流充放电大、无污染、安全性能好等特点；,2.,但是由于其技术成熟，综合性能好，是当前混合动力汽车中应用最为成熟的绿色电池；,3.,具有轻度记忆效应，高温环境下性能差,。,镍氢电池,43,动力电池类型及性能,各种常见动力电池及各种动力电池特点,特点,1.,相比较氢镍电池质量轻、体积减小，能源效率大幅提升；,2.,性能比较高，可以快速充电、高功率放电；,3.,能量密度高且循环寿命长；,4.,价格高和高温下安全性能差,44,动力电池类型及性能,动力电池评价参数,结合教材，小组合作学习讨论：（,15min,）,在现使用中，我们如何评价一个动力电池性能的好坏？,45,动力电池类型及性能,动力电池评价参数,46,我们常常根据以下参数综合评价动力电池性能,（,1,）高能量,（,2,）高密度,（,3,）长寿命,（,4,）低成本,（,5,）安全性好,（,6,）工作温度适应性强,（,7,）可回收性好,动力电池类型及性能,动力电池评价参数,47,每个参数选择的原因？,动力电池类型及性能,动力电池评价参数,48,高能量：高能量意味着更长的纯电续航里程,高密度：高速化，动力电池组能能够提供驱动电机高功率输出，满足车辆驱动的要求,动力电池类型及性能,动力电池评价参数,49,长寿命：,1.,铅酸动力电池深充深放达到,400,次，锂离子电池,1000,次以上，混合动力用镍氢电池现在的使用寿命可以达到,10,年以上；,2.,长寿命直接关系到动力电池的成本；,3.,研究方向：现有化学体系提高动力电池的使用寿命；考虑动力电池单体寿命的一致性以保证电池组的使用寿命。,低成本,:,开发和研制高效、低成本的动力电池是发展电动汽车的关键,动力电池类型及性能,动力电池评价参数,50,安全性好：,在高温、高湿、穿刺、挤压、跌落等极端状况进行检验，不能发生动力电池燃烧、起火现象。,工作温度适应性强：,车辆应用不受地域、空间及时间限制，需要车辆适应不同的温度。,可回收性好：,1.,电池正负极材料及电解液等材料无毒，对环境无污染；,2.,有利于动力电池成本的降低及减少对环境的污染，有利于电动汽车的推广普及。,动力电池类型及性能,纯电动汽车对动力电池性能要求,51,电动汽车理想能源源具有哪些特点？,动力电池类型及性能,纯电动汽车对动力电池性能要求,52,电动汽车理想能源：,1.,持续大电流放电；,2.,短暂大电流放电；,3.,足够的能源。,动力电池类型及性能,纯电动汽车对动力电池性能要求,53,小组学习：,纯电动汽车对动力电池有哪些要求？,动力电池类型及性能,纯电动汽车对动力电池性能要求,54,对纯电动汽车动力电池性能要求：,（,1,）电池组要有足够的能量和容量；,（,2,）电池要能够实现深度放电（如,80%DOD,）而不影响其寿命，在必要时能实现满负荷功率和全放电；,（,3,）需要安装电池管理系统和热管理系统，显示电池组的剩余电量和实现温度控制；,（,4,）电池箱的设计、电池的空间布置和安装要符合纯电动汽车车内空间和人机工程要求。,动力电池类型及性能,混合动力汽车对动力电池性能要求,55,混合动力汽车对动力电池性能要求：,串联式混合动力汽车电池,SOC,处于较高水平，要求与纯电动类似，但容量可以小一些；,并联式混合动力汽车容量可以更小，但电池组的瞬时提供要满足要求，放电电流大。,动力电池类型及性能,混合动力汽车对动力电池的要求,56,为何串联式与并联式对动力电池要求有所不同？,动力电池类型及性能,混合动力汽车对动力电池性能要求,57,不同种类混合动力汽车对动力电池共性要求,:,1.,电池的峰值功率要求大，能短时大功率放电。,2.,循环寿命要长，达到,1000,次以上的深度放电循环和,40,万次以上的浅度放电循环。,3.,需配备电池管理系统和热管理系统。,4.,电池的,SOC,应保持在,50%,80%,。,动力电池类型及性能,混合动力汽车对动力电池性能要求,58,思考：,纯电动汽车与混合动力汽车对动力电池性能要求有何不同？为何有此不同？,动力电池类型及性能,混合动力汽车对动力电池性能要求,59,1.,动力电池类型及特点,2.,纯电动汽车对动力电池性能要求,3.,混合动力汽车对动力电池性能要求,60,动力电池类型及性能,安全防护工具,常见的安全防护工具有哪些？,61,动力电池类型及性能,安全防护工具,绝缘手套,绝缘鞋,护目镜,62,动力电池类型及性能,安全防护工具,绝缘垫,安全帽,警示隔离带,63,动力电池类型及性能,安全防护工具,如何检查佩戴安全防护工具？,64,动力电池类型及性能,安全防护工具,使用注意事项：,1.,使用前必须进行充气检测,2.,戴手套时应将外衣袖口放入手套的伸长部分内,3.,绝缘手套使用后必须擦拭干净,绝缘手套,65,动力电池类型及性能,安全防护工具,绝缘鞋,使用注意事项：,1.,正确选用绝缘鞋,2.,布面绝缘鞋只能在干燥环境下使用,3.,不可使用有破损的绝缘鞋,4.,穿戴式裤管套入靴筒内,66,动力电池类型及性能,安全防护工具,护目镜,使用注意事项：,1.,正确选用,2.护目镜要专人使用,3.,正确维护,67,动力电池类型及性能,安全防护工具,安全帽,使用注意事项：,1.,使用的安全帽要完好,2.,正确佩戴,3.,符合国家技术规定,4.,及时更换,2025/4/30 周三,常见动力电池,项目二,动力电池概论,项目一,动力电池管理系统,项目三,项目四,电动汽车充电装置的使用及维护,2025/4/30 周三,铅酸动力电池认知,任务,3,常见动力电池,项目二,碱性动力电池认知,任务,4,锂离子动力电池认知,任务,5,任务,6,燃料电池认知,其它动力电池认知,动力电池的使用,任务,7,任务,8,任务,3,铅酸动力电池及其应用认知,4/30/2025,模块二 动力电池结构认识与应用,1.,铅酸蓄电池的类型及特点；,2.,铅酸动力电池的储能原理；,3.,铅酸动力电池的结构；,4.,铅酸动力电池的性能；,5.,铅酸动力电池性能影响因素；,6.,铅酸动力电池应用的实例；,7.,铅酸动力电池回收状况。,71,铅酸动力电池及其应用认知,学习内容,1.,能够说出铅酸蓄电池的类型及特点；,2.,能够叙述铅酸动力电池的储能原理；,3.,能够叙述铅酸动力电池的结构；,4.,能够描述铅酸动力电池的性能；,5.,能够说出铅酸动力电池性能影响因素；,6.,能够举出铅酸动力电池应用的实例；,7.,能够描述铅酸动力电池回收状况。,72,铅酸动力电池及其应用认知,学习目标,类型,动力电池基本知识,铅酸蓄电池的类型及特点,73,铅酸蓄电池怎么分类？,可分成哪几类？,动力电池基本知识,铅酸蓄电池的类型及特点,74,铅酸蓄电,（按作用分）,起动式铅酸蓄电池,固定式铅酸蓄电池,牵引式铅酸蓄电池,类型,75,动力电池基本知识,铅酸蓄电池的类型及特点,各类动力电池的特点,起动式铅酸蓄电池,：,比功率、比能量高,牵引式铅酸蓄电池：,可深度充放电,固定式铅酸蓄电池：,比能量较低、自放电率小,动力电池基本知识,铅酸蓄电池的类型及特点,76,相比于其他两种电池，为何牵引式铅酸电池更适合作为动力电池？,牵引式铅酸蓄电池容量相对较大，可深度充放电，比能量较高，相比于其他两种电池，比较符合电动汽车动力电池的使用特点。,77,铅酸动力电池及其应用认知,铅酸动力电池储能原理,电能和化学能转化过程,充电,电能转化为化学能,放电,化学能转化为电能,78,铅酸动力电池及其应用认知,铅酸动力电池储能原理,放电时,79,铅酸动力电池及其应用认知,铅酸动力电池储能原理,充电时,80,铅酸动力电池及其应用认知,铅酸蓄电池的构造,铅酸蓄电池基本组成,81,铅酸动力电池及其应用认知,铅酸蓄电池的构造,极板,基本组成：板栅、活性物质,作用：,固定活性物质,材料：,铅基合金铸成，采用最多的是铅,锑合金和铅,钙合金。,动力电池基本知识,铅酸蓄电池的类型及特点,82,极板材料选择应考虑哪些因素？,1.,机械性能；,2.,耐腐蚀性能；,3.,活性物质与板栅合金的接触性能；,4.,导电能力；,5.,良好的焊接能性。,动力电池基本知识,铅酸蓄电池的类型及特点,83,铅酸电池电解液的成分是什么？有何作用,电解液,化学成分：硫酸,作用：导电、作为反应物参加反应,84,铅酸动力电池及其应用认知,铅酸动力电池储能原理,电解液影响动力电池性能因素,硫酸电解液密度的影响,密度大，意味容量大，寿命短；密度小，意味容量小，寿命长。,硫酸电解液温度的影响,温度高，电解液的粘度下降，电解离子扩散速度快，电解液导电率高，极板极化轻，蓄电池容量输出就大；温度低则相反,动力电池基本知识,铅酸蓄电池的类型及特点,85,影响活性物质利用率因素,电池的放电倍率,活性物质物理结构,86,动力电池基本知识,铅酸蓄电池的类型及特点,提高活性物质利用率方法,向正极活性物质中添加少量的各向异性石墨,增加电解液密度,不要长时间处于高放电倍率状态,在电解液中加添加剂增加导电性，减少溶液电阻压力,87,铅酸动力电池及其应用认知,铅酸蓄电池的构造,隔板,纤维结构式隔板,形状：带有助条或制成波浪形,骨架结构式隔板,AGM,隔板,常常制成片状或卷筒状,常见的有,PE,、,PP,隔板,88,铅酸动力电池及其应用认知,铅酸蓄电池的构造,极板性能要求,不溶于酸,有弹性,拉伸机械性好,允许流动性好,孔率高,吸液性好,89,铅酸动力电池及其应用认知,铅酸动力电池的性能,何为充电特性？铅酸电池充电可大致分为几个阶段？,90,铅酸动力电池及其应用认知,铅酸动力电池的性能,根据图所示，充电过程可分为以下四个阶段：,（,1,）迅速上升阶段,（,2,）平稳上升阶段,（,3,）急剧上升阶段,（,4,）急剧下降阶段,91,铅酸动力电池及其应用认知,铅酸动力电池的性能,铅酸电池放电过程可大致分为几个阶段？分别为哪几个阶段？,92,铅酸动力电池及其应用认知,铅酸动力电池的性能,放电过程也分为四个阶段：,（,1,）开始放电阶段,（,2,）相对稳定阶段,（,3,）迅速下降阶段,（,4,）电压回升阶段,93,铅酸动力电池及其应用认知,铅酸动力电池的性能,温度对铅酸电池性能的影响,1.,铅酸电池在充电和放电时产生的热来源：,（,1,）焦耳热；,（,2,）发生反应时的放热和吸热。,2.,温度对蓄电池的容量和电动势的影响：,电解液温度高时扩散速度增加、电阻降低，其电池电动势也略有增加，即容量及活性物质利用率随温度的增加而增加。,94,铅酸动力电池及其应用认知,铅酸动力电池性能影响因素,95,铅酸动力电池及其应用认知,铅酸动力电池性能影响因素,放电深度对性能的影响,铅酸电池在不同的放电深度下，电池充电接受能力具有很大差别，这种差别直接反应为充电过程中恒流充电时间的变化。,放电深度大，恒流时间长，反之，恒流时间短。在电池不同的放电深度反应电池使用性能的主要参数有电池放电功率和内阻两项，分别代表电池输出能力和自身能量消耗情况。,96,铅酸动力电池及其应用认知,铅酸动力电池应用实例,应用实例,电动自行车,牵引电动车,低速电动车,电动商用车,电动乘用车,97,铅酸动力电池及其应用认知,铅酸动力电池回收状况,生产耗水量大,一家中等规模的电池企业仅用于水洗艺的年耗水量就高达,300,万吨，可供约,7.2,万居民一年的生活用水。,污染环境,废铅酸蓄电池中含有硫酸以及铅、锑、砷、镍等重金属，这些有毒物质会污染环境，危害身体健康。,98,铅酸动力电池及其应用认知,铅酸动力电池回收状况,国内,回收渠道无序、处理技术落后、能耗水平高、回收缺乏监管、企业规模小及综合利用率低的状态。,国外,较早就建立了相对完善的回收体系，并得到政府大力支持。,铅酸动力电池及其应用认知,任务实施,99,完成铅酸电池部件认识及蓄电池的加查需要准备的用具由哪些？,绝缘防护工具、铅酸电池解剖台、绝缘工具、BYDe6、数字万用表、数字温度计。,铅酸动力电池及其应用认知,任务实施,100,1,铅酸电池部件认识,2,铅酸蓄电池检查维护,2025/4/30 周三,铅酸动力电池认知,任务,3,常见动力电池,项目二,碱性动力电池认知,任务,4,锂离子动力电池认知,任务,5,任务,6,燃料电池认知,其它动力电池认知,动力电池的使用,任务,7,任务,8,任务四 碱性动力电池认知,4/30/2025,模块二 动力电池结构认识与应用,1.,镍镉电池基本结构及储能原理；,2.,镍镉电池的基本特性；,3.,镍氢电池的结构；,4.,镍氢电池的储能原理；,5.,镍氢电池特性；,6.,镍氢电池应用领域。,103,碱性动力电池及其应用认知,学习内容,1.,能说出镍镉电池基本结构及储能原理；,2.,能够说出镍镉电池的基本特性；,3.,能够说出镍氢电池的结构；,4.,能够说出镍氢电池的储能原理；,5.,能够说出镍氢电池特性；,6.,能够说出镍氢电池应用领域。,104,碱性动力电池及其应用认知,学习目标,碱性动力电池及其应用认知,碱性动力电池概述,105,定义：,碱性蓄电池是以氢氧化钾等的碱性水溶液作为电解液的二次电池的总称。,分类：,根据极板活性物质的材料不同，可分为,Cd-Ni,蓄电池、,MH-Ni,蓄电池、,Zn-Ni,蓄电池等,碱性动力电池及其应用认知,碱性动力电池概述,106,产生,1899,年发明的,Cd-Ni,电池,1901,年发明的,Fe-Ni,电池,发展过程,Fe-Ni,电池一度作为碱性蓄电池的代表,后被循环寿命较长的密闭烧结式,Cd-Ni,电池所取代,现状,镍氢电池成为主流,碱性动力电池及其应用认知,镍镉电池的结构,107,材料：,正极为球星氢氧化镍,负极为海绵状金属镉或氧化镉粉以及氧化铁粉,碱性动力电池及其应用认知,镍镉电池储能原理,108,碱性动力电池及其应用认知,镍镉电池储能原理,109,碱性动力电池及其应用认知,镍镉电池基本性能,110,镍镉电池,标准电动势是,1.299V,，额定电压是,1.2V,平均工作电压是,1.20V,1.25V,镍氢电池充电特性曲线,碱性动力电池及其应用认知,镍镉电池基本性能,111,镍氢电池放电特性曲线,镍镉电池放电曲线比较平稳，只是在放电终止时电压突然下降，一般以,0.2C,放电时，电压稳定,1.2V,左右,碱性动力电池及其应用认知,镍镉电池基本性能,112,在一定范围内，温度升高时，镍镉电池的容量会增加，温度降低，电解液的电阻增加，会使镍镉电池的容量降低。,倍率持续放电特性,高低温放电性能,动力镍镉电池允许大电流放电而不会损坏。,碱性动力电池及其应用认知,镍镉电池基本性能,113,耐过充电和过放电性能,镍镉电池具有能很好的耐过充电和过放电的能力。,记忆效应,镍镉电池长期不彻底充、放电，易在电池内留下痕迹，降低电池容量。,环境污染,镉污染环境，对人体有害。,碱性动力电池及其应用认知,镍氢电池结构,114,正极板：镍的氢氧化物,负极板：轻合金,隔膜：尼龙纤维、聚丙烯纤维和维纶纤维电池隔膜，要求要有保液能力和良好的透气性，,电解：以,KOH,溶液为主,安全阀：排气防爆,镍氢电池的组成,碱性动力电池及其应用认知,镍氢电池的工作原理,115,镍氢电池反应原理图,碱性动力电池及其应用认知,镍氢电池的过充过放,116,正极,负极,碱性动力电池及其应用认知,镍镉电池与镍氢电池的相同点和不同点,117,物理参数、外观、尺寸、质量可与镍镉电池互换，电压（均为,1.2V,）、电性能基本一致,1.,镍氢电池能量密度高，同尺寸容量是镍镉电池的,1.5,2,倍；,2.,更环保，不含镉；,3.,充放电倍率高，可大电流充放电；,4.,无明显记忆效应；低温性能好，耐过充过放能力强。,5.,自放电性能与寿命不如镍镉电池，同时制造成本较高。,相同点,不同点,碱性动力电池及其应用认知,镍氢电池的特性,118,镍氢电池充电特性曲线,当充电容量接近额定容量的,75%,以后，储氢合金中氢原子的扩散速度降低，充电电压再此呈现快速上升趋势。,随着,NiOOH,的生成，充电电压上升速率迅速降低，电压变化变得平坦。,镍氢电池最常见充电方式：,碱性动力电池及其应用认知,镍氢电池基本性能,常见的充电终点控制方法：,1.,定时控制,2.TCO,设置一定充电时间来控制充电终点，一般设置为充到,110%,额定容量所需时间。,一般电池温度升高到,60,时因当停止充电。,恒流充电,碱性动力电池及其应用认知,镍镉氢电池基本性能,120,镍氢电池不同倍率放电电特性曲线,1.,工作电压为,1.2V,2.,放电电流电流越大，放电电压和放电效率越低,3.,温度越低，放电电压和放电效率越低,4.,放电电压一般设定在,0.9,1.1,之间,碱性动力电池及其应用认知,镍氢电池基本性能,121,放电电流,搁置时间,放电终止电压,充电电流,容量特性影响因数,碱性动力电池及其应用认知,镍氢电池基本性能,122,不同镍氢电池充电过程内压变化曲线,内压产生原因：,充放电过程中正极产生氧气，负极产生氢气。,内压变化规律,荷电状态到达,100%,之前，内压增加平缓，过了,100%,之后，急剧增加。,碱性动力电池及其应用认知,镍氢电池基本性能,123,镍氢电池的自放电与哪些因素有关？,1.,正负极材料,2.,电解液的组成,3.,隔膜材料,4.,电池的化成方法有关,碱性动力电池及其应用认知,镍氢电池基本性能,124,镍氢电池自放电,可逆部分,电极合金平台压力大于电池内压而造成的,不可逆部分,电极合金不断氧化而使合金失效,碱性动力电池及其应用认知,镍镉电池基本性能,125,影响自放电速率的因素,温度,湿度,温度高提高反应物反应活性，电解液离子传导加快，自放电速率加快,温度高提高反应物反应活性，电解液离子传导加快，自放电速率加快,碱性动力电池及其应用认知,镍氢电池基本性能,126,1.,储存性能定义：,电池在一定条件下储存一段时间后主要性能参数的变化,（,1,）即充即放,（,2,）尽量将电池储存在适宜的温度和湿度下,（,3,）长期放置的电池应该采用荷电状态储存,（,4,）在储藏过程中，要保证至少每三个月对电池充电一次,2.,使用注意事项,碱性动力电池及其应用认知,镍氢电池基本性能,127,温度如何影响镍氢电池性能？,高温高,氢原子扩散的速率更快；,KOH,电导率也随温度升高而升高。电池容量明显提升,碱性动力电池及其应用认知,镍镉电池基本性能,128,镍氢电池失效原因,电解液的损耗,电极材料的改变,隔膜的变化,129,碱性动力电池及其应用认知,镍氢动力电池应用,应用,实例,混合动力汽车,电动工具,电动,自行车,130,碱性动力电池及其应用认知,镍氢动力电池应用实例,快速阅读教材，小组讨论学习，完成学习工作任务九内容。,131,碱性动力电池及其应用认知,镍氢动力电池应用实例,普锐斯采用的是镍氢电池，安装在后背座椅和行李箱之间,普锐斯,132,碱性动力电池及其应用认知,镍氢动力电池应用实例,133,碱性动力电池及其应用认知,镍氢动力电池应用实例,普锐斯电池包组成,电池包由28个电池模块组成，每个模块由6个电池单体组成，电池单体电压为1.2V，总电压为201.6V。,134,碱性动力电池及其应用认知,镍氢动力电池应用实例,维修开关外观 维修开关结构原理,135,碱性动力电池及其应用认知,镍氢动力电池应用实例,接触器作用：,通过电池智能单元控制这些接触器的开启或断开来控制动力电池是否对外供电，保证电池在安全条件下才对外供电。,普锐斯接线总盒,136,碱性动力电池及其应用认知,镍氢动力电池应用实例,工作原理：,冷却风扇开启，吸入外部冷空气，经过电池内部进行冷却，再通过排风管排出空气，达到冷却目的。,普锐斯冷却系统,2025/4/30 周三,铅酸动力电池认知,任务,3,常见动力电池,项目二,碱性动力电池认知,任务,4,锂离子动力电池认知,任务,5,任务,6,燃料电池认知,其它动力电池认知,动力电池的使用,任务,7,任务,8,任务,5,锂离子动力电池认知,4/30/2025,模块二 动力电池认识,1.锂离子电池的定义及类型；,2,.锂离子电池的结构；,3,.锂离子电池的工作原理；,4,.锂离子电池正负极材料；,5,.锂离子电池电解液；,6,.锂离子电池的特性；,7,.锂离子电池应用的领域。,139,锂离子动力电池认知,学习内容,1.能说出锂离子电池的定义及类型；,2,.能够说出锂离子电池的结构；,3,.能够说出锂离子电池的工作原理；,4,.能够说出锂离子电池正负极材料,；,5,.能够说出锂离子电池电解液；,6,.能够说出锂离子电池的特性；,7,.能够举例说明锂离子电池应用的领域。,140,锂离子动力电池认知,学习内容,锂离子动力电池认知,锂,离子,动力电池概述,141,何为锂离子电池？,锂离子电池（简称LIB）就是指Li+嵌入化合物为正极，以碳材料为负极的二次电池。,锂离子动力电池认知,锂,离子,动力电池概述,142,锂离子动力电池如何分类？,1.,分类依据,所用电解质材料的不同,2.,种类,液态锂离子电池,聚合物锂离子电池,锂离子动力电池认知,锂,离子,动力电池结构,143,锂离子动力电池认知,锂,离子,动力电池结构,144,组成,正极,电解液,隔膜,负极,锂离子动力电池认知,锂,离子,动力电池工作原理,145,正极上的电子e从通过外部电路跑到负极上，正极材料中的锂离子脱出来，经过电解液，穿过隔膜进入到负极材料中，与从正极材料中过来的电子结合在一起,电池放电时，锂离子又从负极中脱出来，经过电解液，穿过隔膜回到正极材料中。,锂离子动力电池认知,锂,离子,动力电池工作原理,146,放电方程式,:,锂离子动力电池认知,锂,离子,动力电池工作原理,147,锂离子反应原理有何特点？,1.,锂离子电池反应是一种理想的可逆反应；,2.,一般只引起层面间距的变化，不破坏晶体结构；,3.,在充放电过程中，负极材料的化学结构基本不变。,锂离子动力电池认知,锂,离子,动力电池正极材料,148,正极材料有哪几种？如何分类？,1.,分类依据,按空间结构分,2.,种类,层状化合物,尖晶石性结构,橄榄石型结构,锂离子动力电池认知,锂,离子,动力电池正极材料,149,层状钴酸锂结构示意图,层状化合物,代表性材料：钴酸锂和镍酸锂,钴酸锂,优点：开路电压为3.5V4.5V，理论放电容量为274 mAh/g，可逆性好、循环充放电性好、易于合成。,不足：稀缺，价格较高，有毒，污染,镍酸锂,性能与钴酸锂相似,价格低，环境污染小,锂离子动力电池认知,锂,离子,动力电池正负极材料,150,尖晶石性结构,代表材料：锰酸锂,优点：Mn在自然界中含量丰富，价格便宜，毒性低于Co和Ni等，理论放电容量高、可达148mAh/g。,不足：电极的循环容量容易迅速衰减,尖晶石型结构图,锂离子动力电池认知,锂,离子,动力电池正负极材料,151,橄榄石型结构,代表材料：磷酸铁锂,优点：结构稳定来源广泛、价格低廉、无环境污染、比能量高、安全性好,不足：电导率不足,橄榄石型结构图,锂离子动力电池概述,锂,离子动力电池负极材料,152,碳材料,导电性好，结晶度较高,应用最早，研究最多,氧化物负极材料,代表材料：碳酸锂。,安全性,好,；循环寿命超长,，性能稳定，,低温性能好。,合金负极材料,容量,大，但,循环稳定性差,锂离子动力电池概述,锂,离子电池电解液,153,锂离子电解液组成由哪些？种类有哪些？,组成：有机溶剂、电解质锂盐（六氟磷酸锂，LiFL6）、必要的添加剂等,种类：固体电解质、液体电解质,锂离子动力电池概述,锂,离子电池电解液,154,碳酸乙烯酯(EC),碳酸二乙酯(DEC),碳酸二甲酯(DMC),碳酸甲乙酯(EMC),电解液种类,锂离子动力电池概述,锂,离子电池电解液,155,电解质锂盐,LiPF6,对负极稳定，放电容量大，电导率高，内阻小，充放电速度快,LiClO4,高温性能不好,；,受撞击容易爆炸,LiAsF6,对环境不友好,锂离子动力电池概述,锂,离子电池电解液,156,添加剂种类,成膜添加剂、导电添加剂、阻燃添加剂、过充保护添加剂,添加剂作用,改善膜的性能；防止过充过放电,锂离子动力电池概述,锂,离子电解液,157,液体电解液,有较高的离子导电率与较好的电化学稳定性,固体电解液,良好的柔韧性、成膜性、稳定性、成本低等特点,锂离子动力电池概述,锂,离子,动力电池充电特性,158,第一阶段为恒流充电，第二阶段为恒压充电。,锂离子动力电池概述,锂,离子,动力电池充电特性影响因数,159,锂离子电池充电特性受那些因素影响？,锂离子动力电池概述,锂,离子,动力电池充电特性影响因数,160,充电电流的增加，恒流时间逐步减少，恒流可充人容量和能量也逐步减少。,充电电流,放电深度的增加，充电所需时间增加,放电深度,温度降低，电池的可充入容量明显降低，而充电时间明显增加。,充电温度,锂离子动力电池概述,锂,离子电池放电特性,161,锂离子电池放电特性受那些因素影响？,锂离子动力电池概述,锂,离子电池放电特性影响因数,162,（1）温度对放电电压的影响,放电温度越低，放电电压越低，终止电压越低。,锂离子动力电池概述,锂,离子电池放电特性影响因数,163,（2）温度对电池可放出能量的影响,温度越高，电池能放出的总能量越高。,（3）放电倍率对放电特性的影响,在同一温度，同样的放电终止电压下，不同的放电结束电流，可放出的容量和能量有一定的差别。电流越小，可放出容量和能量越多。,锂离子动力电池概述,锂,离子电池生热机制,164,阅读教材锂离子动力电池热特性部分知识，小组合作完成学习工作页任务九习题。,锂离子动力电池概述,锂,离子电池生热机制,165,热来源,反应热,分解热,焦耳热,极化热,锂离子动力电池概述,锂,离子电池生热特性,166,热特性,1.电池正极耳温度略高于负极耳的温度,2.电池放电倍率提高，电池正、负极耳的温度快速上升。温度越高，上升越快,3.温度越低，工作电压平台越低，可用容量越少。均随温度的升高而降低，随SOC的增大而减小。,锂离子动力电池概述,锂,离子电池温度对锂离子电池使用性能的影响,167,温度对动力电池使用性能有哪些影响？,锂离子动力电池概述,温度对锂离子电池使用性能的影响,168,（1）温度对可用容量比率的影响,电池温度越高，工作电压平台越高，电池可用容量越高，反之越低,锂离子动力电池概述,温度对锂离子电池使用性能的影响,169,（2）温度对电池内阻的影响,内阻随温度的升高而降低，随SOC的增大而减小。,锂离子动力电池概述,锂,离子动力电池应用,170,你知道哪些车型运用了锂离子动力电池？,锂离子动力电池概述,锂,离子动力电池的应用,171,电池,采用磷酸铁锂电池，容量为60KW,h,电机,永磁电动机，功率达到75KW,BYDe6,锂离子动力电池概述,锂,离子动力电池的应用,172,BYDe5,电机,最大功率为160kW,，扭矩310Nm，最高车速130km/h。车辆搭载磷酸铁锂电池组，综合续航里程可达305km。,锂离子动力电池概述,锂,离子动力电池应用,173,e5,电池包连接结构,共190个电池单体，每个单体电压3.3V，动力电池包中有2个分压接触器、1个正极接触器、1个负极接触器，各个模组中间靠连接片连接。,锂离子动力电池概述,锂,离子动力电池应用,174,e5电池包组要由盖板、托盘、电
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