鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:4691次 | 2018年08月27日
電動(dòng)汽車(chē)蓄電池性能參數(shù)有哪些?
大家都知道對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō)最重要的就是其蓄電池的性能,性能好的蓄電池對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō)絕對(duì)是一件好事。那么電動(dòng)汽車(chē)蓄電池性能參數(shù)都有哪些呢?下面小編就來(lái)為大家介紹一下吧!
電動(dòng)汽車(chē)蓄電池性能參數(shù)介紹:簡(jiǎn)介
⑴電動(dòng)勢(shì)
電池的電動(dòng)勢(shì),又稱電池標(biāo)準(zhǔn)電壓或理論電壓,為電池?cái)嗦窌r(shí)正負(fù)兩極間的電位差。電池的電動(dòng)勢(shì)
可以從電池體系熱力學(xué)函數(shù)自由能的變化計(jì)算而得。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
⑵額定電壓
額定電壓(或公稱電壓),系指該電化學(xué)體系的電池工作時(shí)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)電壓。例如,鋅錳干電池為1.5V,鎳鎘電池為1.2V,鉛酸蓄電池為2V,鋰離子電池為3.6V。
⑶開(kāi)路電壓
電池的開(kāi)路電壓是無(wú)負(fù)荷情況下的電池電壓。開(kāi)路電壓不等于電池的電動(dòng)勢(shì)。必須指出,電池的電動(dòng)勢(shì)是從熱力學(xué)函數(shù)計(jì)算而得到的,而電池的開(kāi)路電壓則是實(shí)際測(cè)量出來(lái)的。
⑷工作電壓
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
系指電池在某負(fù)載下實(shí)際的放電電壓,通常是指一個(gè)電壓范圍。例如,鉛酸蓄電池的工作電壓在2V~1.8V;鎳氫電池的工作電壓在1.5V~1.1V;鋰離子電池的工作電壓在3.6V~2.75V。
⑸終止電壓
系指放電終止時(shí)的電壓值,視負(fù)載和使用要求不同而異。以鉛酸蓄電池為例:電動(dòng)勢(shì)為2.1V,額定電壓為2V,開(kāi)路電壓接近2.15V,工作電壓為2V~1.8V,放電終止電壓為1.8V~1.5V(放電終止電壓根據(jù)放電率的不同,其終止電壓也不同)。
電動(dòng)汽車(chē)蓄電池性能參數(shù)介紹:簡(jiǎn)介
⑹充電電壓
系指外電路直流電壓對(duì)電池充電的電壓。一般的充電電壓要大于電池的開(kāi)路電壓,通常在一定的范圍內(nèi)。例如,鎳鎘電池的充電壓在1.45V~1.5V;鋰離子電池的充電壓在4.1V~4.2V;鉛酸蓄電池的充電壓在2.25V~2.5V。
⑺內(nèi)阻
蓄電池的內(nèi)阻包括:正負(fù)極板的電阻,電解液的電阻,隔板的電阻和連接體的電阻等。
a.正負(fù)極板電阻
目前普遍使用的鉛酸蓄電池正、負(fù)極板為涂膏式,由鉛銻合金或鉛鈣合金板柵架和活性物質(zhì)兩部分構(gòu)成。因此,極板電阻也由板柵電阻和活性物質(zhì)電阻組成。板柵在活性物質(zhì)內(nèi)層,充放電時(shí),不會(huì)發(fā)生化學(xué)變化,所以它的電阻是板柵的固有電阻?;钚晕镔|(zhì)的電阻是隨著電池充放電狀態(tài)的不同而變化的。
當(dāng)電池放電時(shí),極板的活性物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徙U(PbSO4),硫酸鉛含量越大,其電阻越大。而電池充電時(shí)將硫酸鉛還原為鉛(Pb),硫酸鉛含量越小,其電阻越小。
b.電解液電阻
電解液的電阻視其濃度不同而異。在規(guī)定的濃度范圍內(nèi)一旦選定某一濃度后,電解液電阻將隨充放電程度而變。電池充電時(shí),在極板活性物質(zhì)還原的同時(shí)電解液濃度增加,其電阻下降;電池放電時(shí),在極板活性物質(zhì)硫酸化的同時(shí)電解液濃度下降,其電阻增加。
c.隔板電阻
隔板的電阻視其孔率而異,新電池的隔板電阻是趨于一個(gè)固定值,但隨電池運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng),其電阻有所增加。因?yàn)椋姵卦谶\(yùn)行過(guò)程中有些鉛渣和其他沉積物在隔板上,使得隔板孔率有所下降而增加了電阻。
d.連接體電阻
連接體包括單體電池串聯(lián)時(shí)連接條等金屬的固有電阻,電池極板間的連接電阻,以及正、負(fù)極板組成極群的連接體的金屬電阻,若焊接和連接接觸良好,連接體電阻可視為一固定電阻。
每只電池所呈現(xiàn)的內(nèi)阻就是上述物體電阻的總和,電池內(nèi)阻R與電動(dòng)勢(shì)、端電壓及放電電流的關(guān)系:Rs=(E-Uf)÷If。
電池的內(nèi)阻在放電過(guò)程中會(huì)逐漸增加,而在充電過(guò)程中則逐漸減小。所以,電池在充放電過(guò)程中,端電壓也會(huì)因其內(nèi)阻的變化而變動(dòng)。故端電壓在放電時(shí)低于電池的電動(dòng)勢(shì),充電時(shí)又高于電池的電動(dòng)勢(shì)。
⑻容量
電池的容量單位為庫(kù)侖(C)或安時(shí)(Ah)。表征電池容量特性的專用術(shù)語(yǔ)有三個(gè):
a.理論容量。系指根據(jù)參加電化學(xué)反應(yīng)的活性物質(zhì)電化學(xué)當(dāng)量數(shù)計(jì)算得到的電量。通常,理論上1電化當(dāng)量物質(zhì)將放出1法拉第電量,即96500C或26.8Ah(1電化當(dāng)量物質(zhì)的量,等于活性物質(zhì)的原子量或分子量除以反應(yīng)的電子數(shù))。
b.額定容量。系指在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)電池時(shí),規(guī)定或保證在指定放電條件下電池應(yīng)該放出的最低限度的電量。
c.實(shí)際容量。系指在一定的放電條件下,即在一定的放電電流和溫度下,電池在終止電壓前所能放出的電量。
電池的實(shí)際容量通常比額定容量大10%~20%。
電池容量的大小,與正、負(fù)極上活性物質(zhì)的數(shù)量和活性有關(guān),也與電池的結(jié)構(gòu)和制造工藝與電池的放電條件(電流、溫度)有關(guān)。
影響電池容量因素的綜合指標(biāo)是活性物質(zhì)的利用率。換言之,活性物質(zhì)利用得越充分,電池給出的容量也就越高。
活性物質(zhì)的利用率可以定義為:
利用率=(電池實(shí)際容量/電池理論容量)×100%。
或,利用率=(活性物質(zhì)理論用量/活性物質(zhì)實(shí)際用量)×100%。
⑼比能量和比功率
電池的輸出能量是指在一定的放電條件下,電池所能作出的電功,它等于電池的放電容量和電池平均工作電壓的乘積,其單位常用瓦時(shí)(Wh)表示。
電池的比能量有兩種。一種叫重量比能量,用瓦時(shí)/千克(Wh/kg)表示;另一種叫體積比能量,用瓦時(shí)/升(Wh/L)表示。比能量的物理意義是電池為單位重量或單位體積時(shí)所具有的有效電能量。它的比較電池性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)。
必須指出,單體電池和電池組的比能量是不一樣的。由于電池組合時(shí)總要有連接條、外部容器和內(nèi)包裝層等,故電池組的比能量總是小于單體電池的比能量。
電池的功率是指在一定的放電條件下,電池在單位時(shí)間內(nèi)所能輸出的能量。單位是瓦(W),或千瓦(kW)。電池的單位重量或單位體積的功率稱為電池的比功率,它的單位是瓦/千克(W/kg)或瓦/升(W/L)。如果一個(gè)電池的比功率較大,則表明在單位時(shí)間內(nèi),單位重量或單位體積中給出的能量較多,即表示此電池能用較大的電流放電。因此,電池的比功率也是評(píng)價(jià)電池性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。
⑽貯存性能和自放電
電池經(jīng)過(guò)干貯存(不帶電解液)或濕貯存(帶電解液)一定時(shí)間后,其容量會(huì)自行降低,這個(gè)現(xiàn)象稱自放電。所謂“貯存性能”是指電池開(kāi)路時(shí),在一定的條件下(如溫度、濕度)貯存一定時(shí)間后自放電的大小。
電池在貯存期間,雖然沒(méi)有放出電能量,但是在電池內(nèi)部總是存在著自放電現(xiàn)象。即使是干貯存,也會(huì)由于密封不嚴(yán),進(jìn)入水份、空氣及二氧化碳等物質(zhì),使處于熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)的部分正極和負(fù)極活性物質(zhì)構(gòu)成微電池腐蝕機(jī)理,自行發(fā)生氧化還原反應(yīng)而白白消耗掉。如果是濕貯存,更是如此。長(zhǎng)期處在電解液中的活性物質(zhì)也是不穩(wěn)定的。負(fù)極活性物質(zhì)大多是活潑金屬,都會(huì)發(fā)生陽(yáng)極自溶。酸性溶液中,負(fù)極金屬是不穩(wěn)定的,在堿性溶液及中性溶液中也非十分穩(wěn)定。
電池自放電的大小,一般用單位時(shí)間內(nèi)容量減少的百分比表示,即:
自放電=(Co-Ct/Cot)×100%。
式中:Co──貯存前電池容量,Ah;
Ct──貯存后電池容量,Ah;
t──貯存時(shí)間,用天、周、月或年表示。
自放電的大小,也能用電池貯存至某規(guī)定容量時(shí)的天數(shù)表示,稱為貯存壽命。貯存壽命有兩種,即干貯存壽命和濕貯存壽命。對(duì)于在使用時(shí)才加入電解液的電池貯存壽命,習(xí)慣上也稱為干貯存壽命。干貯存壽命可以很長(zhǎng)。對(duì)于出廠前已加入電解液的電池貯存壽命,習(xí)慣上稱為濕貯存壽命(或濕荷電壽命)。濕貯存時(shí)自放電嚴(yán)重,壽命較短。如銀鋅電池的干貯存壽命可達(dá)5~8年,但它的濕貯存壽命通常只有幾個(gè)月。
降低電池中自放電的措施,一般是采用純度較高的原材料,或?qū)⒃牧项A(yù)先處理,除去有害雜質(zhì)。也可在負(fù)極金屬板柵中加入氫過(guò)電位較高的金屬,如Ag、Cd等,還有的在溶液中加入緩蝕劑,目的都是抑制氫的析出,減少自放電反應(yīng)的發(fā)生。
⑾壽命
電池的壽命有“干貯存壽命”和“濕貯存壽命”兩個(gè)概念。必須指出,這兩個(gè)概念僅是針對(duì)電池自放電大小而言的,并非電池的實(shí)際使用期限。電池的真正壽命是指電池實(shí)際使用的時(shí)間長(zhǎng)短。
對(duì)一次電池而言,電池的壽命是表征給出額定容量的工作時(shí)間(與放電倍率大小有關(guān))。
對(duì)二次電池而言,電池的壽命分充放電循環(huán)壽命和濕擱置使用壽命兩種。
充放電循環(huán)壽命,是衡量二次電池性能的一個(gè)重要參數(shù)。經(jīng)受一次充電和放電,稱為一次循環(huán)(或一個(gè)周期)。在一定的充放電制度下,電池容量降至某一規(guī)定值之前,電池能耐受的充放電次數(shù),稱為二次電池的充放電循環(huán)壽命。充放電循環(huán)壽命越長(zhǎng),電池的性能越好。在目前常用的二次電池中,鎘鎳電池的充放電循環(huán)壽命500~800次,鉛酸電池200~500次,鋰離子電池600~1000次,鋅銀電池很短,約100次左右。
二次電池的充放電循環(huán)壽命與放電深度、溫度、充放電制式等條件有關(guān)。所謂“放電深度”是指電池放出的容量占額定容量的百分?jǐn)?shù)。減少放電深度(即“淺放電”),二次電池的充放電循環(huán)壽命可以大大延長(zhǎng)。
濕擱置使用壽命,也是衡量二次電池性能的重要參數(shù)之一。它是指電池加入了電解液后開(kāi)始進(jìn)行充放電循環(huán)直至充放電循環(huán)壽命終止的時(shí)間(包括充放電循環(huán)過(guò)程中電池處于放電態(tài)濕擱置的時(shí)間)。濕擱置使用壽命越長(zhǎng),電池性能越好。在目前常用的電池中,鎘鎳電池濕擱置使用壽命2~3年,鉛酸電池3~5年,鋰離子電池5~8年,鋅銀電池最短,只有1年左右。
另外,電池的性能還有:低溫性能、耐過(guò)充電能力、安全性能等。
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