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(四)动力蓄电池的主要性能和指标

1. 蓄电池的容量

蓄电池的容量表征蓄电池的蓄电能力。通常以充足电后的蓄电池,放电至其端电压到达规定的终了电压时,蓄电池所放出的总电量来表示。当蓄电池以恒定电流放电时,其容量等于放电电流与放电时间的乘积。若放电电流不恒定,则蓄电池的容量等于不同的放电电流与相应放电时间的乘积之和。

2. 蓄电池的能量

蓄电池的能量指按一定标准所保证的放电条件下,蓄电池所能输出的电能,单位是(W·h)或(kW·h)。蓄电池的能量有实际能量和标称能量两种。实际能量为蓄电池在一定的放电条件下的实际容量与平均工作电压的乘积,标称能量为蓄电池的额定容量与额定电压的乘积。

3. 蓄电池的比能量

比能量,又称能量密度或能流密度,是评价电动汽车一次充电所能行驶里程的指标。它是指单位质量或单位体积电池所能输出的电能,故有质量比能量和体积比能量之分。质量比能量指蓄电池单位质量所能输出的电能,体积比能量指蓄电池单位体积所能输出的电能。

蓄电池的比能量较传统汽车车载能源比能量低得多。

4. 蓄电池的循环使用寿命

在蓄电池内进行的每一次充电和放电过程,称为蓄电池的循环。

蓄电池的循环使用寿命又称循环寿命,指在一定的放电条件下,容量降到某一规定值之前,蓄电池所能耐受的充、放电循环次数。

蓄电池的循环使用寿命与放电深度、温度、充放电形式等条件有关。放电深度是指蓄电池放出的容量占额定容量的百分比。减小放电深度,即浅放电,循环寿命可以相应延长。

5. 蓄电池的功率

蓄电池的功率是指在一定放电率下,单位时间内蓄电池输出的能量,单位是kW。

6. 蓄电池的比功率

蓄电池的比功率,又称动力密度,指单位质量或单位容积的蓄电池输出的功率,单位是W/kg或W/L。蓄电池的比功率大,则表明在单位时间内,单位质量所释放的能量多,即蓄电池能用较大的电流放电。蓄电池的比功率是评价电动汽车加速性、爬坡能力和最高车速的指标。

7. 功率密度

功率密度为单位体积电能储存装置具有的电能功率W/L、kW/L。功率密度越大,汽车的载重量和车内空间越大。

8. 蓄电池的输出效率

蓄电池有内阻,只要有电流通过即产生热消耗。蓄电池存在自放电,即使没有负载,也会或多或少消耗一部分能量。在充电后期,电解液发生化学反应,也会消耗能量。为了对蓄电池的能量利用情况进行评价,引出蓄电池输出效率或蓄电池效率的概念。

蓄电池的输出效率等于放电过程输出的电能与充电过程输入的电能之比。蓄电池效率通常有容量效率(安时效率)和电能效率(瓦时效率)两种。蓄电池的安时效率一般为84%~93%,瓦时效率为71%~79%。

9. 蓄电池的自放电率

蓄电池的自放电率是指蓄电池在存放期间(无负荷)的容量下降率,用单位时间内容量下降的百分数表示。

按一定标准规律放电,在蓄电池的容量降到某一规定值以前,就要停止继续放电,然后需要充电才能继续使用。(锂离子蓄电池充放电量控制在40%~70%之间)随着充放电次数的增加,蓄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,使蓄电池的充电和放电效率逐渐降低,最后因丧失全部功能而报废。蓄电池充电和放电的循环次数与其充电和放电形式、温度以及放电深度有关。放电深度“浅”时,有利于延长蓄电池的循环寿命。

10. 蓄电池的充放电特性

蓄电池充电时充电电压或充电电流随充电时间而变化的特性称为蓄电池的充电特性。蓄电池的充电电压即充电时蓄电池的端电压。蓄电池放电时,端电压随放电时间而变化的特性称为蓄电池的放电特性。

蓄电池的放电电流强度常用当量时间来表示,即以一定的放电电流放完额定容量所需的小时数来衡量。

11. 蓄电池的一致性

动力蓄电池不一致性的危害巨大,在组装动力蓄电池模组时必须重视单体的一致性。

考虑引起动力蓄电池不一致性扩大的原因以及对动力蓄电池组性能造成影响的方式,通常可以把蓄电池的不一致性分为容量不一致、电阻不一致及电压不一致。

课后思考题

1. 简述动力蓄电池的定义。

2. 简述动力蓄电池的分类和构造。

3. 简述电动汽车常用的动力蓄电池类型。

4. 简述锂离子蓄电池的工作原理。

5. 阐述燃料电池的工作原理。

6. 简述新能源汽车动力蓄电池的主要优点。 04VN6SGAiZt3APunJrAcCquA8ORMZBQBiSvzpqrfoDTiFcEBABh1h9UsXc0RCR82

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