第十章(第2课蓄电池与燃料电池电动汽车)技术分析.ppt

汽车拖拉机学Ⅱ 第十章 电动汽车技术 第2课 蓄电池与燃料电池电动汽车 xiaotingdeng@njau.edu.cn 2017-4-9 1 邓晓亭 博士 本章内容安排 第十章 电动汽车技术 第1课 混合动力电动汽车 第2课 蓄电池与燃料电池电动汽车 2017-4-9 2 本节课的主要内容 第2课 蓄电池与燃料电池电动汽车 一、纯电动汽车驱动系统类型 二、动力蓄电池的类型及工作原理 三、驱动电机和辅助系统 四、燃料电池的工作原理、分类和特点 五、燃料电池电动汽车的基本构造 第十章 电动 汽车技术 2017-4-9 3 与内燃机汽车相比，电动汽车最大不同点在于动力源、电力驱动及辅助系统。 动力源主要是电源及其控制装置；电力驱动系统主要由电动机、调速控制装置、功率转换器、机械传动装置组成；辅助系统具有温度控制、能量管理和充电、辅助动力供给等功能。 一、纯电动汽车驱动系统类型 1、纯电动汽车的基本结构 第2课 蓄电池与燃料电池电动汽车 第十章 电动 汽车技术 2017-4-9 4 2、纯电动汽车的驱动系统 一、纯电动汽车驱动系统类型 第2课 蓄电池与燃料电池电动汽车 第十章 电动 汽车技术 2017-4-9 5 纯电动汽车对动力蓄电池的基本要求： （1）比能量高 比能量是指单位蓄电池重量所能提供的电能，是保证电动汽车能够达到基本合理的行驶里程的重要性能，2h放电率时电池的比能量至少不低于44Wh/kg。 （2）充电技术成熟、时间短 电池应对充电技术没有特殊要求，并且能够实现感应充电。在充电时间上能够实现快速充电，电池的正常充电时间应小于6h，电池快速充电达到额定容量50％的时间应为20min以下。 （3）连续放电率高、自放电率低 电池能够适应快速放电的要求，连续1h放电率可以达到额定容量的70％左右。自放电率要低，电池能够长期存放。 二、动力蓄电池的类型及工作原理 1、电源 第2课 蓄电池与燃料电池电动汽车 第十章 电动 汽车技术 2017-4-9 6 （4）适应车辆运行环境 电池能够在常温条件下正常稳定地工作，不受环境温度的影响，不需要特殊的加热、保温系统，能够适应电动汽车行驶时的振动。 （5）安全可靠 电池应干燥、洁净，电解质不会渗漏，不会引起自燃或燃烧。在发生碰撞等事故时，不会对乘员造成伤害。废电池能够回收处理和再生利用，电池中有害重金属能够集中回收处理。电池组可以采用机械装置进行整体快速更换，线路连接方便。 （6）长寿命、免维护 电池的循环寿命不低于1000次，在使用寿命限定期间内，不需要进行维护和修理。 二、动力蓄电池的类型及工作原理 1、电源 第2课 蓄电池与燃料电池电动汽车 第十章 电动 汽车技术 2017-4-9 7 USABC蓄电池的性能目标 性能指标 中期 长期 比能量（C/3放电率）/（Wh·kg-1） 能量密度（C/3放电率）/（Wh·L－1） 比功率（80% DOD/30s）/（W·kg-1） 功率密度/（W·L-1） 使用寿命（年） 循环寿命（80% DOD）/次 价格（US$·kW-1·h-1） 工作温度/℃ 充电时间/h 快速充电时间（40%～80％ SOC）/h 80（期望达到100） 135 150（期望达到200） 250 5 600 150 -30－65 6 0.25 200 300 400 600 10 1 000 100 -40～85 3～6 辅助目标 效率（C/3放电，6h充电）/% 自放电/% 维护 误用电阻 热损耗（高温电池）/（W/kW-1·h-1） 75 15（48h） 免维护 允许 3.2 80 15（月） 免维护 允许 3.2 注：DOD——放电深度；SOC+——荷电状态 二、动力蓄电池的类型及工作原理 第2课 蓄电池与燃料电池电动汽车 第十章 电动 汽车技术 2017-4-9 8 蓄电池的基本组成为电池单体，多个电池单体串联组成蓄电池。电池正极和负极都浸在电解液中。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。 可用于电动汽车的蓄电池有铅酸电池、镍基电池、金属空气电池、Na-β电池、常温锂电池、飞轮电池、超级电容等。 二、动力蓄电池的类型及工作原理 2、动力蓄电池的基本性能 第2课 蓄电池与燃料电池电动汽车 第十章 电动 汽车技术 2017-4-9 9 特点：技术成熟、价格低廉、良好的大电流输出性能、良好的高低温性能、高能量效率（75％～80％）以及多种多样的型号和尺寸等优点。 单体额定电压2 V，比