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    动力电池知多少?

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    新能源汽车最核心的部件就是动力电池,合格的动力电池必须满足以下这些要求:动力电池作为电动汽车等设备的核心部件,其性能直接影响到整车的性能、安全性和使用寿命。以下是动力电池的基本要求,从多个角度进行全面阐述:

    能量密度高,能量密度是指电池单位体积或单位质量所能存储的能量,通常以Wh/kg或Wh/L为单位。高能量密度意味着在相同体积或质量下,电池能够存储更多的能量,从而延长电动汽车的续航里程。

    功率密度高,功率密度是指电池单位体积或单位质量所能输出的功率,通常以W/kg或W/L为单位。高功率密度意味着电池能够在短时间内提供大量的能量,满足电动汽车加速、爬坡等高性能需求。

    循环寿命长,循环寿命是指电池在充放电循环过程中,能够保持一定性能的次数。长循环寿命意味着电池能够经受更多的充放电循环,降低使用成本,提高电池的经济性。

    安全性性高,安全性是指电池在正常使用和极端条件下,不发生起火、爆炸等安全事故的能力。电池的安全性直接关系到电动汽车的使用安全,是消费者最为关心的问题之一。

    一致性好,一致性是指同一规格型号的电芯在成组后,电池包或模组在电压、容量、内阻等性能上的均一性。好的一致性能够确保电池组在充放电过程中的均衡性,避免个别电芯过充或过放,延长电池组的使用寿命。

    温度适应性高,温度适应性是指电池在不同温度环境下的性能表现。电动汽车可能在不同气候条件下使用,电池需要具备良好的温度适应性,以确保在各种环境下的性能稳定。

    成本低,成本是指电池的生产成本和使用成本。成本是制约电动汽车普及的重要因素之一,降低电池成本有助于提高电动汽车的市场竞争力。

    动力电池的主要性能指标包括电压、容量、内阻、能量、功率、输出效率、自放电率、放电倍率等,

    电压

    端电压:指电池正负极之间的电位差。

    额定电压:由极板材料和内部电解液浓度决定,如磷酸铁锂电池为3.2V。

    开路电压:指无负载时的端电压。

    工作电压:负载状态下的端电压。

    充电终止电压:如锂离子电池为4.25V。

    放电终止电压:与放电率有关,低于此电压继续放电会影响电池寿命。

    容量指完全充电的蓄电池在规定条件下释放的总能量,单位是A·h或kA·h,等于放电电流和放电时间的乘积。包括额定容量、n小时率容量、理论容量、实际容量、荷电状态(SOC)等。

    额定容量:特定电流放电达到终止电压时放出的电量。

    实际容量:反映蓄电池实际存储电量,会随使用逐步衰减。

    荷电状态(SOC):反映蓄电池容量变化特性,SOC=1为充满状态。

    内阻指电流流过电池内部受到的阻力。内阻大会降低电池使用效率,使电池充电发热严重。分别包括欧姆内阻和极化内阻。

    欧姆内阻:由电极材料、电解液、隔膜的电阻及各部分零件的接触电阻组成。

    极化电阻:指正极与负极进行电化学反应时极化所引起的内阻。

    测试:分为交流内阻和直流内阻测试。

    交流内阻:在电池正负极输入1kHz正弦波交流电流信号,通过检测电池正负极两端的电压降及电流信号计算出来的电池阻抗,可近似认为就是欧姆内阻。

    直流内阻:给电池组输入直流电流信号(一般是恒流脉冲电流)测试出来的电池内阻,包括电池欧姆内阻和极化内阻,能较好地反映电池组在特定条件下的真实内阻状态。

    能量指在一定放电条件下电池输出的电能,单位为W·h或kW·h,影响电动汽车续航里程。包括总能量、理论能量、实际能量、比能量、能量密度、充电能量和放电能量等。

    总能量:蓄电池在其寿命周期内电能输出的总和。

    理论能量:电池的理论容量与额定电压的乘积,指一定标准所规定的放电条件下,电池所输出的能量。

    实际能量:电池实际容量与平均工作电压的乘积,表示在一定条件下电池所能输出的能量。

    比能量(质量比能量):单位质量电池所能输出的电能,单位为Wh/kg。

    能量密度(体积比能量):单位体积电池所能输出的电能,单位为Wh/L。能量密度越高,在相同体积下电池的能量越大,续航里程也越长。

    功率指电池在一定放电条件下单位时间内输出能量的大小,决定电动汽车加速和爬坡能力,单位为W或kW。

    表示方式:常用比功率和功率密度来表示。

    比功率:单位质量电池所能发出的电功率,单位为W/kg或kW/kg。

    功率密度:从蓄电池的单位质量或单位体积所获取的输出功率,单位为W/kg或W/L。从蓄电池的单位质量所获取的输出功率称为质量功率密度;从蓄电池的单位体积电池所获取的输出功率称为体积功率密度。

    输出效率用容量效率和能量效率表示。

    容量效率:放电输出容量与充电输入容量之比。

    能量效率:放电输出能量与充电输入能量之比。

    自放电率指电池存放时容量的下降率,用单位时间容量降低的百分比表示。

    标准:不同电池体系存在差异。例如,锂离子电池在常温下满电状态静置一个月的自放电率应控制在3%~5%以内;在高温环境下(如55℃),自放电率一般要求不超过8%。

    放电倍率指电池在单位时间内放出的电量与电池总电量的比值,通常以“C”为单位,1C表示电池在单位时间内放出的电量等于其总电量。

    分类:可分为低、中、高和超高倍率。放电倍率大于1C,电池的放电速度就快于其额定速率,可能会导致电池内部温度升高、内阻增加以及寿命缩短等问题;放电倍率小于1C,电池的放电速度就慢于其额定速率,可能会降低电池的使用效率。

    这些都是动力电池的基本性能,选择一辆车时,如何选择动力电池,就从这些方面去看。

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