动力电池的主要性能指标有哪些

作者:懂车小妹  05-21 22:20:40 

动力电池的主要性能指标有:

(1)电压

①电动势。电池正极和负极之间的电位差,通常用符号E表示。

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。

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④工作电压(负载电压、放电电压)。在电池两端接上负载后,在放电过程中显示出的电压。

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,当电池不宜继续放电时,电池的最低工作电压称为终止电压。

动力电池的主要性能指标有哪些

放电条件也称为放电制度,即电池放电时规定的各种条件,主要包括放电电流、终止电压和温度等。放电曲线是指在一定的放电条件下连续放电时,电池的工作电压随时间的变化曲线,如图1-19所示。在曲线图上可以表征出电池放电过程的变化情况,同时也可通过放电曲线计算出放电时间和放电容量等。放电时率小者

(放电电流大),其工作电压下降速度快,终止电压低,放电时间短,影响电池的实际使用效果。

工作电压下降速度慢,往往能输出较多的能量。工作电压的变化速度有时也称作“放电曲线的平稳度"

(2)电池容量 

电池在一定放电条件下所能放出的电量称为电池容量,以C表示,其单位常用A-h或mA-h来表示。电池的容量参数有以下几种。

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。

说明:这里所说法拉第定律指的是法拉第第-定律,即在电极界面上发生化学变化物质的质量与通入的电量成正比。

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)。用来鉴别电池容量的适当的近似值,由于没有指定放电条件,因此,只标明电池的容量范围而没有确切值。

4额定容量(保证容量)。按一定标准所规定的放电条件,电池应该放出的最低限度的容量。

动力电池的主要性能指标有哪些

5荷电状态(SOC)。荷电状态(SOC)是指电池容量的变化情况,是电池在一定放电条件下,剩余电量与相同条件下额定容量的比值。

SOC=1即表示电池为充满状态。随着蓄电池放电,蓄电池的电荷逐渐减少,此时可以用SOC的百分数的相对量来表示蓄电池中电荷的变化状态。一般蓄电池放电高效率区为50%~80%SOC。对SOC精确的实时辨识,是电池管理系统的一个关键技术。

6放电深度(DOD)。放电容量与额定容量的百分比,与SOC之间存在如下关系:DOD=1-SOC

放电深度的高低对二次电池的使用寿命有很大影响,一般情况下,二次电池常用的放电深度越深,其使用寿命就越短,因此在电池使用过程中应尽量避免二次电池深度放电。

(3)功率 

在一定的放电条件下,电池在单位时间内所输出的能量称为电池的功率(单位:W、kW)。电池的功率决定电动汽车的加速性能。

电池的功率常用比功率和功率密度来表示。

①比功率(W/kg)。指单位质量电池所能发出的电功率。

②功率密度(W/L)。指单位体积电池所能发出的电功率。

(4)能量 

电池在一定放电条件下所能释放出的能量称为电池的能量(单位:W-h、kW-h)。

电池的能量决定电动汽车的行驶距离。蓄电池能量具体有以下指标:

①标称能量。在标准规定放电条件下,电池能够输出的能量。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。

③比能量(W-h/kg)。指单位质量电池所能输出的能量。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。

④能量密度(W-h/L)。指单位体积电池所能输出的能量。

动力电池在电动汽车的应用过程中,由于电池组安装需要配备电池箱、连接线、电流电压保护装置等元器件,因此,实际的电池组比能量比单体电池比能量低20%以上。

动力电池的主要性能指标有哪些

(5)内阻 

电流通过电池内部时受到阻力,使电池的电压降低,此阻力称为电池的内阻。由于电池的内阻作用,使得电池在放电时端电压低于电动势和开路电压。在充电时的端电压高于电动势和开路电压。

(6)寿命 

蓄电池的工作是一个不断充电→放电的循环过程。按一定的标准规定放电,当电池的容量降低到某一个规定值以前,就要停止继续放电,然后就需要充电才能继续使用。在每一个循环中,电池中的化学活性物质,要发生次可逆的化学反应。随着充电和放电次数的增加,电池中的化学活性物质会发生老化变质,逐渐削弱其化学功能,使得电池的充电和放电的效率逐渐降低,最后电池丧失全部功能而报废。

电池的寿命即从开始使用到报废所经历的时间,常用循环次数和使用年限来表示。

①循环次数。从蓄电池开始第一次充电到报废时所经历的充/放电次数称为循环次数,也称为循环寿命。蓄电池的循环次数与电池的充电和放电的形式、电池的温度和放电深度有关,放电深度浅时,有利于延长电池的寿命。

特别是电池在电动汽车上的使用环境,包括电池组中各个电池的均衡性、安装方式、固定方式、所受的振动和线路的安装等,都会影响电池的工作循环次数。

使用年限。从蓄电池开始使用到报废所经历的年数。

(7)放电率(放电速率)

电池放电的快慢称为放电率。放电率有时率和倍率两种表示方法。

①时率(也称小时率)。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。电池以某种强度放电时的电流值与额定容量电流值的比值(倍数)。

当放电电流大于或等于额定容量电流值时,该放电电流值用倍率表示;若放电电流小于额定容量电流值时,该放电电流值用时率表示。蓄电池的额定容量常用“C"来表示,放电率用在C前加系数表示。例如:2倍率,即2C,其放电电流值为额定容量电流值的两倍,额定容量约半小时放完;2小时率,即0.5C,其放电电流值为额定容量电流值的1/2,而额定容量约2h放完电。

(8)自放电率 

自放电率指电池在存放时间内,在没有负载的条件下自身放电,使得电池容量损失的速度。自放电率用单位时间(月或年)内电池容量下降的百分数来表示。

(9)成本 

电池的成本与电池的技术含量、材料、制作方法和生产规模有关,目前新开发的高比能量的电池成本较高,使得电动汽车的造价也较高,开发和研制高效、低成本的电池是电动汽车发展的关键。

除上述主要性能指标外,还要求电池无毒性,对周围环境不会造成污染或腐蚀,使用安全,有良好的充电性能和充电操作方便,耐振动,无记忆性,对环境温度变化不敏感,易于调整和维护等。

说明:电池记忆效应是指电池长期不彻底充电、放电,易在电池内留下痕迹,即电池对日常的充、放电幅度形成记忆,时间久了就很难改变这种模式,不能再做大幅度充电或放电,从而使电池的容量降低的现象。

目前电池技术的瓶颈在于如何造出容量大(满电可以连续行驶400km以上)、体积小、质量小、价格低的电池,以及如何实现快速充电。

(汽车维修技朮wang www.QcwxJs.com 原创 )

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