电动汽车共性装置.ppt

第七章 电动汽车共性装置 第一节 蓄电池 第二节 燃料电池 第三节 电动机 教学目的和要求： 了解蓄电池、燃料电池和电动机分类、掌握工作原理、特点、发展趋势。 本章重点： 燃料电池、电动机 本章难点：燃料电池 教学内容要点： 电池、电机和控制系统等关键零部件，这是任何一种电动汽车不可或缺的共性装置。 第一节 蓄电池 蓄电池是一种储存能量、向外传送能量（放电）和从外部接受能量（充电）的能量存储装置。 一、概述 1．电池的分类 物理电池、生物电池和化学电池 化学电池常见的分类： （1）按电解液种类分类 碱性电池、酸性电池、中性电池及有机电解液电池四类。 （2）按电池所用正、负极材料分类 锌系列电池、镍系列电池、铅系列电池、锂系列电池、二氧化锰系列电池及空气(氧气)系列电池等。 （3）按工作性质和储存方式分类 一次电池、二次电池、燃料电池、储备电池四类。蓄电池(storage battery)习惯上指铅酸蓄电池，也属于二次电池（相对于一次电池，二次电池是指可充电电池）。 电池作为电动汽车动力能源,使用的电池主要指二次电池(蓄电池)、燃料电池两类 2．电池的工作原理 电池正极P和负极N都浸在电解液E中。 放电时，负极发生氧化反应向外电路释放电子，正极发生还原反应，从外电路得到电子。 充电时，过程正好相反，负极得到电子发生还原反应，正极失去电子发生氧化反应。 3．蓄电池的主要性能指标 电压、电池容量、能量、功率、电池的内阻、电池的放电深度、电池的循环使用寿命、放电速率、自放电率、成本等。 （1）电压（V） ①电动势：电池正极和负极之间的电位差E。 ②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。 ③额定电压：电池在标准规定条件下工作时应达到的电压。 ④工作电压：在电池两端接上负载R后，在放电过程中显示出的电压，也叫做负载电压或放电电压。 ⑤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，当电池再不宜继续放电时，电池的最低工作电压称为终止电压。 （2）电池容量（A·h） 电池容量是指充满电的电池在指定的条件下放电到终止电压时输出的电量。 ①理论容量：根据蓄电池活性物质的特性，按法拉第定律计算出的最高理论值，一般用质量容量A·h/kg或体积容量A·h/L来表示。 ②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。 ③标称容量（公称容量）：按一定标准所规定的条件下，厂家标出的电池应保证具有的存储电量。 ④额定容量（保证容量）：按一定标准所规定的放电条件下，电池应该放出的最低限度的容量。 ⑤电池的荷电状态（State of Charge，SOC） 描述电池剩余容量占额定容量的百分比。 (3)能量（W·h，kW·h） 电池的能量是指在按一定标准所规定的放电制度下，电池所输出的电能，它决定电动汽车的行驶距离。 ①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电压的乘积。 ②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。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。 ③比能量（W·h/kg） 指动力电池组单位质量中所能输出的能量。 ④能量密度（W·h/L） 指动力电池组的能量密度是指动力电池组单位体积中所能输出的能量。 (4) 功率（W、kW） 在一定的放电制度下，电池在单位时间内所输出的能量，电池的功率决定混合动力为汽车的加速性能。 ①比功率（W/kg） 指电池单位质量中所具有电能的功率。 ②功率密度（W/L） 指电池单位体积中所具有的电能的功率。 （5）电池的内阻 电流通过电池内部时受到的阻力，使电池的电压降低，此阻力称为电池的内阻。 （6）电池的放电深度（Depth of Discharge，DOD） 电池的放电深度是指电池已经放出的电量与电池额定容量的比值。 （7）电池的循环使用寿命 指以电池充电和放电一次为一个循环。按一定测试标准，当电池容量降到某一规定值（我国标准规定为额定值的80%）以前，电池经历的充放电循环总次数。 （8）放电速率（放电率） 一般用电池在放电时的时间或放电电流与额定电流的比例来表示。 ①时率：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，所经过的放电时间。 ②倍率：电池以某种电流强度放电的数值为额定容量数值的倍数。 （9）自放电率 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