新能源汽車技術4-新能源汽車中的動力電池

一、動力電池的作用

在新能源汽車中為車輛提供動力源的電池稱為動力電池。動力電池的作用是接收和儲存由車載充電機、發電機、制動能量回收裝置或外置充電裝置提供的高壓直流電，並且為電動汽車提供高壓直流電。

動力電池是純電動汽車的核心部件，也是新能源汽車上價格最高的部件之一。動力電池的性能好壞直接決定了這輛車的實際價值。

純電動汽車中動力電池作為整個汽車的動力源，它取代了傳動燃油汽車的石油能源，相當於純電動汽車的「心臟」，為整車提供持續穩定的能量，驅動車輛行駛。

二、動力電池的分類

應用於新能源汽車上的動力電池品種多樣，經過技術發展和交替，目前在新能源汽車中主要有：鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池。

鉛酸電池作為新能源汽車的低壓輔助電池，為車輛的普通低壓電氣系統提供低壓工作用電。目前鉛酸電池已不作為動力電池使用。

鎳氫電池主要用在豐田的混合動力和插電式混合動力車輛上，如豐田普通混合動力凱美瑞雙擎、卡羅拉雙擎、雷凌雙擎等，插電式混合動力車型普銳斯也是用鎳氫電池。

而鋰離子電池普遍應用在純電動汽車中，如比亞迪E6，北汽EV200/160、榮威E50、長安逸動EV、寶馬i3等。各類型動力電池特點如下表所示。

三、鎳氫動力電池的應用

1. 鎳氫蓄電池的特點

鎳氫動力蓄電池（以下簡稱鎳氫電池）屬於鹼性電池，是20世紀90年代發展起來的一種新型綠色電池。20世紀90年代隨著電動汽車尤其是混合動力電動汽車的規模化而得到應用。

鎳氫電池在混合動力汽車不規律的充電、放電狀態下的特性幾乎不發生變化，鎳氫電池用於混合動力汽車是比較合適的。

鎳氫電池的特點如下：

鎳氫電池具有無污染、高比能、大功率、快速充放電、耐用等許多優點。與鉛酸蓄電池相比，鎳氫電池具有比能量高、重量輕、體積小、循環壽命長的特點。

鎳氫電池的基本單元是單體電池，單體電壓為1.2V，按使用要求組合成不同電壓和不同電荷量的鎳氫電池總成。

2. 鎳氫蓄電池的應用

豐田普銳斯、凱美瑞混合動力版、卡羅拉雙擎、雷凌雙擎等車型採用豐田THS-Ⅱ混合動力驅動系統，動力電池均採用鎳氫動力電池，電池安裝在車輛後排座椅後面的後備箱內，動力電池由34個電池模塊組成，電池模塊由6個1.2V的單體鎳氫電池組成構成，電壓為7.2V。動力電池的標稱電壓為244.8V，動力電池的組成和安裝位置如下所示。

四、鋰電子動力電池的原理與應用

1. 鋰電子動力電池的特點

鋰離子電池具有能量密度高、大功率充放電能力強等優點，已經逐漸成為電動汽車的首選。根據正極材料的不同，電動汽車上的鋰離子電池可分為錳酸鋰電池、鈷酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池等。

比亞迪E6電動汽車、北汽EV200/160、廣汽新能源AG、榮威E50都採用磷酸鐵鋰電池，特斯拉電動汽車上普遍採用三元鋰電池。

鋰離子電池有方形和圓柱形兩種。鋰離子電池由正極、負極、隔板、電解液和安全閥等組成。

鋰電池的充電溫度一般應該限制在0~60℃範圍內。電池溫度過高會損壞電池並可能引起爆炸；溫度過低雖不會造成安全方面的問題，但很難將電池充滿。

2. 鋰電子電池的應用

目前鋰電子電池廣泛應用在國內外各類型的電動汽車上。

比亞迪E6採用磷酸鐵鋰動力電池，該動力電池是正極採用磷酸鐵鋰材料的鋰離子電池。比亞迪E6動力電池的單體電池電壓為3.3V，有11個電池模組構成，共96節單體電池，標稱電壓為316.8V。電池安裝在車輛的底部。

眾泰雲100S鋰電子動力電池安裝在車輛底部。電池的額定電壓為108V，最大輸出電流為160A，最大輸入電流120A，最大輸出功率37.8Kw，最低輸出電壓90V。

眾泰泰捷純電動微型客車動力電池採用三元鋰離子電池，額定電壓為324V，最大輸出功率64.8kW，工作溫度-20℃~60℃。動力電池安裝在車輛底部。

特斯拉S動力電池安裝在車輛底盤前後軸之間，電池組幾乎佔據車輛底盤的全部，動力電池採用超過7000顆18650鋰電池組成，容量為85kWH，400V直流電。電池組板由16組電池組串聯而成，並且每組電池組由444節鋰電池，每74節並聯形成。因此特斯拉Model S電池組板由7104節18650鋰電池組成。

寶馬i8/i3動力電池為韓國三星SDI提供的鋰離子電池，單體電池額定電壓為3.7V，12節單體電池組成一個電池模塊，共有8個電池模塊構成額定電壓為360V的高壓動力電池。

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