雷洪钧：第二章 动力电池工作原理全解析

第二章 动力电池工作原理全解析

雷洪钧

在第二章中，我们深入细致地探讨了动力电池的工作原理，对其进行了全面而详尽的解析。这一章节不仅涵盖了动力电池的基本概念和核心功能，还深入分析了其内部结构以及各个组成部分是如何协同工作以实现能量存储和释放的。此外，我们还讨论了动力电池在不同应用场合下的性能表现，以及影响其性能的关键因素，包括材料选择、电池管理系统（BMS）的作用，以及如何通过优化设计来提高电池的效率和寿命。

第一节：动力电池的基本构造与原理

（一）动力电池概览

在新能源汽车蓬勃发展的浪潮中，动力电池无疑是最为核心的部件之一，其重要性等同于燃油汽车的发动机。它肩负着为车辆提供动力、决定续航里程以及影响整车性能的重任。接下来，我们将以东风新能源 E70、比亚迪新能源汽车 E5、吉利帝豪 EV450 等热门车型为例，深入剖析动力电池的基本构造与原理。这几款车型在市场上备受关注，通过对它们的研究，能让我们更直观地了解动力电池在不同车辆平台上的应用特点，为后续深入学习打下坚实基础。

（二）典型车型电池构造剖析

1.东风新能源 E70：其动力电池包采用了高能量密度的三元锂电池，具备出色的续航能力。电池包由多个模组组成，这些模组如同一个个紧密协作的 “能量小组”。每个模组内部含有若干电芯，电芯是实现电能存储与释放的关键单元。从结构上看，电池包外壳采用高强度铝合金材质，既能有效保护内部组件免受外界冲击，又有助于减轻整车重量，提升车辆的能效比。同时，内部的热管理系统可确保电池在不同环境温度下都能维持适宜的工作温度，避免过热或过冷对电池性能造成损害。

2.比亚迪新能源汽车 E5：这款车的电池构造独具特色，部分车型搭载的是磷酸铁锂电池，以稳定性强、寿命长著称。电池包由 13 个模组串联而成，共计 196 节单体磷酸铁锂电池，如此组合构建出稳定的电压平台。模组之间布局精巧，通过合理的排列与连接，实现了能量的高效传输。电池管理系统（BMS）实时监控每个电芯的电压、温度等参数，如同一位尽职的 “管家”，保障电池的安全运行，确保在各种工况下都能为车辆稳定供能。

3.吉利帝豪 EV450：它采用的三元锂离子电池同样表现卓越。由 10 个 1P6S 电池模组和 7 个 1P5S 电池模组串联形成，共 95 个方形单体电池组成紧凑而高效的电池系统。电池包内集成了 B - BOX（高压分配单元）、热管理系统（水冷系统）和动力电池管理系统（BMS）。B - BOX 精准控制高压电流分配，水冷系统高效散热，BMS 全方位监测电池状态，各组件协同运作，为车辆提供强劲且可靠的动力支持。

为了更清晰地对比三款车的电池构造差异，我们列出以下表格：

（三）基本工作原理阐释

动力电池的基本工作原理基于化学反应，实现电能与化学能的相互转换。在充电过程中，外接电源施加电压，迫使电池内部的正、负离子发生定向移动。以这三款车为例，当连接充电桩时，电流流入电池，正极材料中的离子获得电子，发生还原反应，同时负极材料释放电子，离子嵌入其中，电能逐渐转化为化学能并储存起来。而在车辆行驶放电时，过程则相反，电池内部的化学能驱动离子反向移动，电子从负极流出，经外部电路流向正极，形成电流，为电动机提供电能，进而驱动车辆前进。

尽管三款车型的电池在材料、构造细节上存在差异，但工作原理的本质相同。不同之处在于，由于电池材料特性，如磷酸铁锂电池的充放电曲线相对平稳，三元锂电池能量密度优势下的电压变化特点等，使得它们在充电速度、续航里程表现以及应对不同工况时的性能有所不同。通过对这些典型车型动力电池构造与原理的深入了解，我们能更好地把握新能源汽车动力之源的奥秘，为后续的检修维护等工作提供坚实的理论支撑。

第二节：锂离子电池的工作原理

（一）锂离子电池简介

锂离子电池作为当下新能源汽车动力电池的主流选择，凭借其高能量密度、长循环寿命以及相对较低的自放电率等显著优势，在新能源汽车领域得以广泛应用。东风新能源 E70、比亚迪新能源汽车 E5、吉利帝豪 EV450 等车型均采用了锂离子电池技术，只是在具体的电池材料、电芯设计以及电池管理系统的调校上各有千秋。锂离子电池主要由正极、负极、隔膜、电解质以及外壳等部分组成。

正极材料通常选用钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂或三元材料（镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂等），这些材料具备较高的电极电位，能够为电池提供高电压平台；负极材料多为石墨，其层状结构有利于锂离子的嵌入与脱嵌，且具有良好的导电性和化学稳定性；隔膜作为电池正负极之间的 “绝缘卫士”，阻止电子通过，同时允许锂离子自由穿梭，一般采用聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）等多孔聚合物薄膜；电解质则为锂离子的传输提供媒介，常见的有液态电解质（如六氟磷酸锂的有机溶液）和固态电解质（正处于研发与逐步应用阶段），确保锂离子在正负极之间顺畅移动。

（二）工作原理深度解析

锂离子电池的工作原理恰似一场锂离子的 “往返旅行”。在充电过程中，外接电源施加电压，正极材料中的锂离子受到电场力作用，克服化学键能，从正极晶格中脱嵌而出，进入电解质溶液，宛如一群勇敢的 “探险家” 离开熟悉的家园，踏上征程。这些锂离子在电解质中凭借浓度差和电场力驱动，向负极迁移，最终抵达负极表面。由于负极材料的特殊结构，如石墨的层状微孔，锂离子能够顺利嵌入其中，此时电子从外接电源经外电路流向负极，与嵌入的锂离子结合，使负极处于富锂状态，电能便以化学能的形式储存起来，完成充电过程。

放电时，情况则相反。负极中的锂离子在化学势差的推动下，从负极脱嵌，再次进入电解质，向着正极 “归巢”。同时，电子从负极流出，经外部电路流向正极，形成电流，为车辆的电动机等负载供电。到达正极的锂离子重新嵌入正极晶格，恢复正极材料的初始状态，如此循环往复，实现电池持续供电。

以东风新能源 E70 为例，其搭载的高性能三元锂电池，在充电时能够快速响应外部电压变化，锂离子迁移速率较高，使得充电时间相对较短，满足运营车辆快速补能需求；比亚迪新能源汽车 E5 的磷酸铁锂电池，充放电曲线平稳，锂离子在晶格中的脱嵌过程较为温和，虽然充电速度稍逊一筹，但电池寿命更长，在长期使用中稳定性突出；吉利帝豪 EV450 的三元锂电池，通过优化电池管理系统，精确控制充放电过程中的电流、电压，提升锂离子往返效率，兼顾了能量密度与充放电性能，保障车辆在不同工况下都有稳定续航表现。以下是三款车锂离子电池部分性能参数对比：

（三）关键材料的影响

1.正极材料：对于东风新能源 E70 的三元锂电池，高镍含量的正极材料提升了电池的能量密度，为车辆带来更长续航，但镍元素的活泼性也对电池热稳定性提出挑战，需要精密的热管理系统保障；比亚迪新能源汽车 E5 的磷酸铁锂正极，晶体结构稳定，抗高温、耐过充性能强，在高温环境下不易发生热失控，不过其能量密度相对三元材料略低；吉利帝豪 EV450 的三元材料正极，通过优化镍、钴、锰比例，平衡能量密度与安全性，适配车辆动力与续航需求。

2.负极材料：三款车多采用石墨负极，石墨的层间距、颗粒大小等微观结构影响锂离子的嵌入与脱嵌速率。若石墨颗粒分布均匀、层间距适当增大，如一些改性石墨负极应用在高性能车型上，能加快充放电速度，减少电池内阻发热，提升电池整体性能。

3.隔膜：隔膜的孔隙率、孔径大小以及热稳定性直接关乎电池安全性与寿命。在高功率输出的工况下，如东风新能源 E70 快速加速时，隔膜需确保锂离子快速通过，同时防止正负极短路；比亚迪新能源汽车 E5 长期使用过程中，隔膜的化学稳定性避免与电解质、电极发生副反应，维持电池性能稳定；吉利帝豪 EV450 的隔膜则配合电池管理系统，在不同温度、充放电状态下保障电池安全运行。

4.电解质：液态电解质的电导率影响锂离子传输效率，进而影响电池充放电速率。东风新能源 E70、吉利帝豪 EV450 等追求快充性能的车型，对电解质的离子电导率要求更高；而比亚迪新能源汽车 E5 注重电池稳定性，电解质与电极材料的兼容性是关键，确保在长期循环过程中不出现析锂等问题，保障电池寿命。

锂离子电池的性能表现是由其关键材料的相互配合和协同作用从微观层面所决定的。这些关键材料包括正极材料、负极材料、电解液以及隔膜等，它们共同工作，确保电池能够高效、稳定地储存和释放能量。

不同汽车制造商根据各自车型的定位以及市场的需求，会在这些材料的选择和优化上采取不同的策略。通过精心设计和调整，他们能够提升电池的能量密度、循环寿命、安全性能以及成本效益，从而推动新能源汽车锂离子电池技术的不断进步。这些技术的发展不仅为新能源汽车提供了更加强大和持久的动力支持，而且还有助于减少对环境的影响，为实现绿色出行和可持续发展做出了重要贡献。

第三节：深入探讨铅酸电池的工作原理及其应用

在本节中，我们将详细探讨铅酸电池的工作原理，这种电池是目前广泛应用于各种设备中的重要电源之一。铅酸电池的工作原理基于电化学反应，其中包含正极板、负极板以及电解液，这些组成部分共同作用，使得电池能够储存和释放电能。

（一）铅酸电池概述

铅酸电池作为一种历史悠久的蓄电池，在汽车领域应用广泛。尽管在当下新能源汽车的浪潮中，锂离子电池占据了主流地位，但铅酸电池因其独特的优势，仍在部分车型中有一席之地。东风新能源 E70、比亚迪新能源汽车 E5、吉利帝豪 EV450 等车型虽未将铅酸电池作为主动力电池，但在车辆的一些辅助系统，如低压供电、启停系统等方面，铅酸电池发挥着关键作用。

铅酸电池主要由正极板、负极板、隔板、电解液、电池外壳等部分构成。正极板通常为二氧化铅（PbO₂），负极板则是海绵状铅（Pb），隔板置于正负极板之间，防止短路，一般采用多孔性绝缘材料，如微孔橡胶、玻璃纤维等。电解液为硫酸水溶液，是电池内部离子传导的媒介，电池外壳多由硬橡胶或塑料制成，起到保护内部组件、容纳电解液的作用。

以某款搭载铅酸电池辅助系统的车型为例，其铅酸电池组安装在车辆前部发动机舱附近，紧凑的结构设计便于与其他电气组件连接，为车辆启动、车灯、车载电子设备等提供稳定的低压电力。在车辆启动瞬间，铅酸电池能够瞬间释放大电流，确保启动电机正常运转，带动发动机启动。

（二）充放电化学反应过程

铅酸电池的充放电过程是基于铅与硫酸之间的可逆化学反应。充电时，外接电源施加电压，正极板上的硫酸铅（PbSO₄）与水发生氧化反应，生成二氧化铅（PbO₂）和硫酸（H₂SO₄），同时释放电子；负极板上的硫酸铅则接受电子，发生还原反应，转化为海绵状铅（Pb），此时电解液中的硫酸浓度逐渐增加。化学反应方程式如下：

正极：PbSO₄ + 2H₂O - 2e⁻ → PbO₂ + 4H⁺ + SO₄²⁻

负极：PbSO₄ + 2e⁻ → Pb + SO₄²⁻

放电过程与之相反，正极板的二氧化铅与硫酸反应，生成硫酸铅和水，同时吸收电子；负极板的铅失去电子，与硫酸反应生成硫酸铅，电解液中的硫酸浓度随之降低，化学能转化为电能供车辆使用。方程式为：

正极：PbO₂ + 4H⁺ + SO₄²⁻ + 2e⁻ → PbSO₄ + 2H₂O

负极：Pb + SO₄²⁻ - 2e⁻ → PbSO₄

不同车型所搭载的铅酸电池在充放电特性上存在一定差异。通过实验绘制的充放电特性曲线显示，东风新能源 E70 的辅助铅酸电池在充电初期，电压上升较快，随着充电深入，电压增速放缓，当接近充满时，电压趋于稳定；放电时，初始电压下降较缓，随着电量消耗，电压逐渐降低，当电压降至一定阈值，表明电量即将耗尽。比亚迪新能源汽车 E5 和吉利帝豪 EV450 的铅酸电池也呈现类似趋势，但由于电池容量、极板材质及结构细微差异，曲线斜率、电压平台等参数有所不同。例如，比亚迪新能源汽车 E5 的铅酸电池在高温环境下放电，电压下降相对较快，这与电解液的蒸发、极板活性物质性能变化有关；吉利帝豪 EV450 的铅酸电池在低温启动时，能够依靠自身特性，快速提供大电流，保障车辆顺利启动，但其充电接受能力在低温下有所减弱。

（三）铅酸电池的优缺点及应用

铅酸电池的显著优势在于成本低廉，原材料丰富，制造工艺成熟，这使得其在各类车辆中广泛普及，尤其对于一些对成本敏感的车型或应用场景，具有不可替代的地位。同时，它具备良好的大电流放电性能，能够在车辆启动、加速等需要瞬间大功率输出的时刻，稳定供电，确保车辆正常运行。

然而，铅酸电池也存在明显短板。其比能量较低，意味着相同质量或体积下，存储的电能相对较少，限制了车辆的续航里程，难以满足长距离行驶需求；充放电循环寿命较短，一般经过几百次充放电循环后，电池容量就会出现明显衰减，需要频繁更换电池，增加使用成本与维护工作量；此外，由于含有铅等重金属，若处理不当，会对环境造成污染。

结合东风新能源 E70、比亚迪新能源汽车 E5、吉利帝豪 EV450 等车型来看，铅酸电池主要应用于车辆的辅助供电系统。在这些车型的低压电气架构中，铅酸电池负责启动车辆、为车灯、音响、车载电脑等设备供电。以城市通勤为例，车辆每天多次启动、短途行驶，铅酸电池的大电流放电性能可保障车辆迅速启动，而辅助系统的电能消耗相对主动力电池较小，其短续航、低能量密度的劣势影响不大。但在一些特殊工况，如长时间停车后再次启动，若铅酸电池自放电严重或维护不当，可能导致启动困难，此时就需要对电池进行充电或更换，以确保车辆正常使用。

第四节：镍氢电池的工作原理

在本节中，我们将深入探讨镍氢电池的工作原理，这是一种广泛应用于各种电子设备中的可充电电池。镍氢电池，全称为镍氢可充电电池，它的工作原理基于化学反应，通过电极材料的氧化还原反应来储存和释放能量。

（一）镍氢电池简介

镍氢电池作为新能源汽车动力电池领域的重要成员之一，以其独特的性能优势占据着一席之地。

它具有高功率输出、良好的低温性能、耐过充过放以及环保无污染等诸多优点，使得在一些特定场景下，成为车企的优选方案。例如在混合动力汽车中，镍氢电池频繁地进行充放电循环，既能在车辆起步、加速时瞬间提供大功率电能辅助发动机驱动车辆，又能在车辆制动时高效回收能量，其可靠性与稳定性备受认可。

东风新能源 E70、比亚迪新能源汽车 E5、吉利帝豪 EV450 等车型虽未将镍氢电池作为主驱动力源，但在车辆的某些子系统，如电动助力转向、自动启停等功能模块中，镍氢电池发挥着关键作用，保障这些系统稳定运行。

镍氢电池主要由正极、负极、隔膜、电解液和外壳等部分构成。正极活性物质为氢氧化镍（Ni (OH)₂），它为电池提供了稳定的电化学反应位点；负极采用储氢合金，这种特殊材料具备强大的储氢能力，是电池实现高容量存储与快速充放电的关键；隔膜通常选用多孔性的聚合物薄膜，如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）复合膜，其精细的孔隙结构允许氢离子自由穿梭，同时有效阻隔正负极直接接触，防止短路；电解液一般是浓度为 6mol/L 的氢氧化钾（KOH）溶液，作为离子传输的 “高速通道”，保障电池内部电化学反应顺畅进行；外壳多采用高强度钢壳或工程塑料壳，为内部组件提供坚实防护，抵御外界冲击与腐蚀。以下是镍氢电池基本结构图示：

（二）工作原理详述

镍氢电池的工作原理基于正极氢氧化镍与负极储氢合金之间的可逆电化学反应。在充电过程中，外接电源施加电压，正极的氢氧化镍（Ni (OH)₂）在电场作用下发生氧化反应，失去电子转化为氢氧化氧镍（NiOOH），同时，水分子在储氢合金负极附近分解，产生的氢原子先在负极表面吸附，随后扩散进入储氢合金内部，与合金发生反应形成金属氢化物，完成氢的储存，此时电池将电能转化为化学能储存起来。化学反应方程式如下：

正极：Ni (OH)₂ + OH⁻ - e⁻ → NiOOH + H₂O

负极：M + H₂O + e⁻ → MH + OH⁻（M 为储氢合金）

放电时，反应逆向进行。正极的氢氧化氧镍（NiOOH）得到电子，结合氢离子还原为氢氧化镍（Ni (OH)₂），同时，负极的金属氢化物（MH）内部氢原子扩散至表面，与氢氧根离子（OH⁻）发生反应生成水分子，并释放出电子，电子经外部电路流向正极，形成电流，为负载供电，化学能再度转化为电能。方程式为：

正极：NiOOH + H₂O + e⁻ → Ni (OH)₂ + OH⁻

负极：MH + OH⁻ - e⁻ → M + H₂O

以某款应用镍氢电池的混合动力车型为例，在城市拥堵路况下，车辆频繁启停，镍氢电池快速响应，在制动瞬间高效回收车辆动能，将电能储存；当车辆需要加速时，电池迅速放电，与发动机协同输出动力，确保车辆快速平稳起步。相较于传统铅酸电池，镍氢电池功率密度更高，能在短时间内提供更大电流；对比锂离子电池，其低温性能优势明显，在零下 20℃的低温环境下，镍氢电池仍能保持较高的放电效率，维持车辆正常运行，而锂离子电池在低温下性能会大幅衰减，如东风新能源 E70、比亚迪新能源汽车 E5、吉利帝豪 EV450 等车若在寒冷地区使用，其辅助系统中的镍氢电池稳定性突显。

（三）充电特性与注意事项

镍氢电池的充电过程呈现出阶段性特征，通常可分为预充电、快速充电、补足充电和涓流充电四个阶段。预充电阶段，当电池电量较低时，为保护电池，先以小电流对电池进行缓慢充电，激活电池内部化学反应，避免大电流冲击造成损伤；随着电池电压上升，进入快速充电阶段，此时充电器以较大电流为电池快速补充电能，提高充电效率，但需精准控制电流与电压，防止过充；当电池电量接近饱和时，转入补足充电阶段，电流逐渐减小，进一步优化电池充电状态；最后是涓流充电阶段，以微小电流持续为电池充电，维持电池满电状态，补偿电池自放电损失。

不同阶段电池电压、电流变化曲线具有明显特征。在预充电阶段，电压缓慢上升，电流较小且稳定；快速充电阶段，电压快速攀升，电流保持在较高水平；补足充电时，电压增速放缓，电流逐渐减小；涓流充电阶段，电压趋于平稳，电流微弱近乎恒定。

结合东风新能源 E70、比亚迪新能源汽车 E5、吉利帝豪 EV450 等车型来看，在日常使用中，为保障镍氢电池寿命与性能，充电时需注意以下要点：避免高温环境下充电，高温会加速电池内部化学反应速率，导致电池过热、鼓包，甚至引发安全问题，若车辆长时间在烈日下暴晒后，应待电池温度冷却后再充电；防止过度放电，频繁将电池电量耗尽会影响电池活性物质结构，降低电池容量与寿命，当车辆仪表提示电池电量低时，应及时充电；选择适配的充电器，不合适的充电器可能无法精准匹配电池充电特性，造成充电不足或过充，车企原配充电器或经过认证的第三方充电器是可靠选择，它们能依据电池状态动态调整充电参数，确保充电过程安全高效。

第五节：动力电池的充放电过程

本节深入分析动力电池充放电原理和特性。首先介绍动力电池基本概念，包括组成和不同电池技术。探讨充电时内部化学反应，影响充电效率和寿命的因素，充电安全问题和预防措施。阐述放电时电能转换机制，放电速率和深度对性能和寿命的影响，以及优化放电过程的方法。总结动力电池充放电关键点，提供维护和使用建议，帮助用户管理和延长电池寿命，全面理解充放电过程。

（一）充电过程解析

动力电池的充电过程是一场精妙的 “能量注入之旅”，对于东风新能源 E70、比亚迪新能源汽车 E5、吉利帝豪 EV450 等车型而言，虽都依托于先进的电池技术，但各自的充电策略和过程细节有所不同。

一般来说，充电过程可细分为四个主要阶段：恒流充电、恒压充电、充满阶段与浮充阶段。

在初始的恒流充电阶段，充电器以恒定的大电流向电池输送电能，此时电池电压快速上升，电量也随之迅速增加。以东风新能源 E70 为例，当接入快充桩时，前期能以较大电流（如 80A 左右）持续充电，电池电压从较低水平稳步攀升，如同饥饿的 “能量容器” 快速吸纳电能。这一阶段，电池管理系统（BMS）严密监控电池温度、电压等参数，防止过热或过压。

随着电池电压接近额定值，进入恒压充电阶段。此时，充电电压保持恒定，电流逐渐减小，充电速度放缓。比亚迪新能源汽车 E5 在此阶段，充电器将电压稳定在电池额定电压附近（如磷酸铁锂电池约 3.2 - 3.3V 单体电压），电流依据电池反馈动态调整，确保电池在温和状态下继续吸纳电能，避免过充引发安全隐患，就像涓涓细流精准地补充能量缺口。

当充电电流进一步下降至某一阈值，标志着进入充满阶段，电池电量已接近饱和。吉利帝豪 EV450 的 BMS 系统在此刻会精确判断，准备切换充电模式，此时充电器输出电压开始微调下降，为下一阶段过渡。

最后是浮充阶段，充电器以极小电流维持电池电量，补偿电池自放电损失，使电池时刻处于满电待命状态。这一阶段对于长期停放车辆尤为重要，如东风新能源 E70 若长时间驻车，浮充电流能确保下次启动时电池仍保有充足电量，维持车辆性能稳定。

对比三款车型的充电参数，东风新能源 E70 在快充模式下，从 30% 充至 80% 电量约需 30 - 40 分钟；比亚迪新能源汽车 E5 快充相同电量区间耗时稍长，约 40 - 50 分钟，但其磷酸铁锂电池在长期循环充放电后的容量保持率表现优异；吉利帝豪 EV450 凭借优化的 BMS 与电池热管理，快充性能与东风新能源 E70 相近，且在不同环境温度下充电稳定性良好。这些差异源于电池类型、电池管理策略以及车辆对充电性能的侧重不同，共同为用户提供多样化的充电体验，满足不同出行需求。

（二）放电过程揭秘

放电过程恰似电池内部化学能的 “华丽变身”，为车辆电机提供强劲电能，驱动车轮滚滚向前。当车辆启动、加速或爬坡时，动力电池作为核心能量源迅速响应。

以东风新能源 E70 为例，其三元锂电池在放电时，内部的锂离子从负极脱嵌，穿越隔膜奔向正极，电子则经外部电路形成电流，为电动机提供动力。此时，电池电压会随着放电电流增大与电量消耗而有所下降，但 BMS 系统实时调控，确保电压稳定在可驱动电机高效运行区间。在城市快速路超车场景下，瞬间大电流放电，电动机瞬间爆发强大扭矩，助力车辆敏捷超越前车。

比亚迪新能源汽车 E5 的磷酸铁锂电池放电特性略有不同，其电压平台相对平稳，在持续放电过程中，电压波动较小，这使得车辆动力输出线性感更强。比如在缓速爬坡工况，稳定的电能输出让车辆平稳上升，避免因电压骤降导致动力中断或顿挫，给驾乘者舒适体验。

吉利帝豪 EV450 的三元锂电池放电时，结合智能能量回收系统，车辆减速制动时，电机化身发电机，将车辆动能转化为电能回充电池，提升能源利用率。在频繁启停的城市拥堵路况下，这种能量回收机制显著延长车辆实际续航，减少不必要的能量损耗。

影响放电的因素众多，环境温度首当其冲。低温下，电池内部化学反应速率减缓，离子传导受阻，导致电池内阻增大，放电性能下降。三款车在冬季低温时，续航里程均会不同程度缩水，东风新能源 E70 若在零下 10℃环境，续航相比常温或降低 10% - 15%；电池剩余电量（SOC）也至关重要，低 SOC 时电池电压降低，可输出功率受限，车辆动力变弱；此外，持续大电流放电会使电池发热，若散热不及时，不仅影响电池寿命，还可能触发 BMS 限功率保护，限制车辆动力输出，确保行车安全。通过对不同工况下三款车放电性能的剖析，能精准把握车辆实际运行表现，为车主日常驾驶与维护提供有力参考。

（三）充放电过程对电池寿命的影响

充放电过程犹如电池的 “生命律动”，深刻影响着动力电池的使用寿命。对于东风新能源 E70、比亚迪新能源汽车 E5、吉利帝豪 EV450 等车型所搭载的电池，充放电深度（DOD）是关键因素之一。若频繁进行深度充放电，如每次都将东风新能源 E70 电池电量从 100% 用到 10% 以下再充电，会加速电池正负极材料结构劣化，导致电池容量不可逆衰减。一般建议日常使用保持在 20% - 80% 电量区间循环，可有效延长电池寿命，减缓容量衰退速度。

充放电速率同样不可小觑。快速充电虽便捷，但高电流冲击会使电池内部温度急剧上升，引发电池材料膨胀、收缩不均，久而久之造成内部损伤。像吉利帝豪 EV450 偶尔应急快充无妨，但长期依赖快充，其电池寿命会明显短于常规慢充。慢充过程中，锂离子能更平稳地嵌入、脱嵌，减少电池应力积累，呵护电池健康。

温度因素宛如电池寿命的 “晴雨表”。高温环境下充放电，无论是东风新能源 E70 还是比亚迪新能源汽车 E5，电池内部化学反应加剧，副反应增多，加速电解液分解、电极材料腐蚀，严重缩短电池寿命。在夏季烈日暴晒后，车辆电池温度飙升，此时立即充电风险极高；低温时，电池活性降低，强行充放电易造成析锂等问题，损坏电池。因此，三款车均配备电池热管理系统，在高温时散热、低温时加热，维持电池适宜工作温度。

为延长电池寿命，针对三款车型有如下实用建议：日常通勤使用东风新能源 E70，尽量选择夜间低谷电价时段慢充，避免高温时段充电；驾驶比亚迪新能源汽车 E5，减少急加速、急刹车，避免大电流冲击电池，定期检查电池冷却液液位，确保热管理系统正常；吉利帝豪 EV450 车主在长途出行后，若电池温度较高，可等待片刻降温后再充电，停车时优先选择阴凉通风处，减轻电池热负荷。通过科学合理的使用与维护，让动力电池在充放电间保持长久活力，为新能源汽车的持续可靠运行保驾护航。

【思考题及参考答案】

①动力电池是如何工作的，其工作原理是什么？

答：动力电池的工作原理主要依赖于化学能与电能之间的转换。当电池放电时，内部的化学反应会释放出电子，这些电子通过外部电路流动，从而产生电流。充电时，外部电源提供的电流会促使电池内部发生逆向化学反应，将电能转化为化学能储存起来。

②磷酸铁锂电池具有哪些独特之处？

答：磷酸铁锂电池以其高安全性、长寿命和良好的温度适应性而著称。它们通常不含重金属，因此对环境友好。此外，磷酸铁锂电池的循环寿命长，能够在较宽的温度范围内稳定工作，但其能量密度相对较低，这意味着它们在同等体积下储存的能量较少。

③锂离子电池由哪些关键部分构成？

答：锂离子电池主要由正极材料、负极材料、电解液、隔膜以及电池外壳组成。正极和负极是电池储存和释放电能的场所，电解液负责在两极之间传输锂离子，隔膜则允许锂离子通过而阻止电子通过，电池外壳则保护内部组件并提供结构稳定性。

④东风新能源E70的电池电压是如何进行调控的？

答：东风新能源E70的电池电压调控是通过电池管理系统（BMS）来实现的。BMS会监控和平衡各个电池单元的电压，确保它们在安全和高效的范围内工作。此外，BMS还可以根据车辆的运行需求动态调整电压输出，以优化性能和延长电池寿命。

⑤比亚迪E5电池的放电特性有哪些特点？

答：比亚迪E5电池的放电特性主要体现在其高能量密度和良好的放电性能上。该电池能够在短时间内提供大电流输出，满足车辆加速和爬坡的需求。同时，它还具备较好的循环稳定性，即使在频繁充放电的情况下，也能保持较高的能量输出效率。

⑥吉利帝豪EV450是如何实现能量回收的？

答：吉利帝豪EV450通过再生制动系统实现能量回收。当车辆减速或制动时，电动机的工作模式会从驱动模式切换到发电模式，将车辆的动能转换为电能，然后将这些电能回馈到电池中储存起来。这一过程不仅提高了能量利用效率，还延长了电池的续航里程。