十四章-电动汽车概述课件.pptx
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- 十四 电动汽车 概述 课件
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1、机关事业单位技术工人等级考试教材:汽车驾驶员第十四章 电动汽车概述1电动汽车动力用电池2电动汽车电机驱动系统3纯电动汽车目录 CONTENTS1.1 动力电池的分类 化学电池是一种直接把化学能转化为电能的电池,也是目前世界上研发得最成功的动力电池。化学电池一般由电极(正极、负极)、电解质、隔膜和容器(外壳)四部分组成,如图14-1所示。1.化学电池图14-1 化学电池的组成1.1 动力电池的分类 按工作性质不同,化学电池可分为原电池、蓄电池、燃料电池和储备电池,如表14-1所示。1.化学电池表14-1 化学电池分类1.1 动力电池的分类 物理电池是利用光、热、物理吸附等物理能量发电的电池,利用
2、物理能量制成,其特点是能够在常温常压条件下进行能量转换,如太阳能电池、超级电容、飞轮电池等。2.物理电池1.1 动力电池的分类 生物电池是利用生物酶、微生物或叶绿素做成的电池,利用生物化学反应发电,如微生物电池、酶电池、生物太阳电池等。迄今已经实用化的车用动力蓄电池有传统的铅酸蓄电池、镍-镉电池、镍-氢电池、锂离子电池。在物理电池领域中,超级电容已应用于电动汽车中。生物燃料电池在车用动力中应用前景也十分广阔,以氢为燃料的燃料电池和氧化物燃料电池的研发已进入重要发展阶段。3.生物电池1.2 动力电池的性能指标持续稳定的大电流放电,能够保证汽车保持一定的行驶速度。有短暂大电流放电的能力,保证汽车在
3、加速、上坡时有足够的动力。能一次性提供足够的能源,保持汽车有一定的行驶里程。1.2 动力电池的性能指标容量放电速率电压能量功率内阻自放电率使用寿命与循环寿命输出效率电电池池的的性性能能指指标标1.3 电动汽车常用动力电池 1.蓄电池 电动汽车使用的蓄电池主要有铅酸蓄电池、镍-镉电池、镍-氢电池、锂离子电池等。1)铅酸蓄电池 以酸性水溶液作为电解质的蓄电池称为酸蓄电池。由于酸蓄电池电极是以铅及其氧化物作为材料,故又称为铅酸蓄电池。铅酸蓄电池由正极板、负极板、隔板、电池盖、电解液、排气栓和电池外壳等组成,如图14-2所示。图14-2 铅酸蓄电池的结构1电池外壳;电池外壳;2电池盖;电池盖;3负极柱
4、;负极柱;4排气栓;排气栓;5穿壁连接;穿壁连接;6汇流条;汇流条;7负极板;负极板;8隔板;隔板;9正极板正极板1.3 电动汽车常用动力电池 1.蓄电池 铅酸蓄电池的工作原理实际上是化学能与电能的相互转化。铅酸蓄电池将化学能转化为电能而向外供电的过程,称为放电过程;相反,铅酸蓄电池将电能转化为化学能而储存起来的过程,称为充电过程。铅酸蓄电池正极板上的活性物质是二氧化铅(PbO2),负极板上是海绵状的纯铅(Pb),电解液是硫酸(H2SO4)水溶液。铅酸蓄电池的充放电过程如图14-3所示。图14-3 铅酸蓄电池的充放电过程1.3 电动汽车常用动力电池 1.蓄电池 2)镍-镉电池 镍-镉电池是一种
5、碱性蓄电池,也是混合动力汽车首选电池之一。镍-镉电池的比能量可达到55 W h/kg,比功率可超过225 W/kg,极板强度高,工作电压稳定,能够带电充电,并可以快速充电。镍-镉电池过充电和过放电性能好,有高倍率的放电特性,瞬时脉冲放电率很大,深度放电性能也好;循环使用寿命长,可达到2 000次或7年以上,是铅酸蓄电池的2倍;采用全封闭外壳,可以在真空环境中正常工作;低温性能较好,能够长时间存放。使用时要注意做好回收工作,以免重金属镉造成环境污染。1.3 电动汽车常用动力电池 1.蓄电池 3)镍-氢电池 镍-氢电池是20世纪90年代发展起来的一种新型绿色电池,具有高能量、长寿命、无污染等特点,
6、因而成为世界各国竞相发展的高科技产品之一。镍-氢电池是电动汽车动力电池领域的主流。虽然镍-氢电池在技术上取得了很大突破,但仍有不少因素制约其实际应用,包括高温性能、储存性能、循环寿命、电池组管理系统和热管理等。1.3 电动汽车常用动力电池 1.蓄电池 4)锂离子电池 锂离子电池是1990年由日本索尼公司首先推向市场的新型高能蓄电池,是目前世界最新一代的充电电池。锂离子电池目前有液态锂离子电池和聚合物锂离子电池两种类型。锂离子电池有许多显著特点,如工作电压高、比能量高、循环寿命长、自放电率低、无记忆性、可实现快速充电、对环境无污染、能制造成任意形状等。锂离子电池也有一些不足,如成本高、单体电池需
7、要保护线路控制、成组电池需要配套管理系统等。1.3 电动汽车常用动力电池 2.燃料电池 燃料电池是一种化学电池,它直接把物质发生化学反应时释放出的能量变换为电能,工作时需要连续地向其供给活体物质(起反应的物质)燃料和氧化剂。由于它是燃料通过化学反应释放出能量变为电能输出,所以被称为燃料电池。由于汽车是移动式交通工具,因此要求车用燃料电池具有较高的能量密度以及作为车辆所必需的快速启动和动力响应的能力,同时,需要具有成本低、安全性好、寿命长等特点。燃料电池能量密度极高,接近于汽油和柴油的能量密度,几乎是零污染,号称“终极电池”,代表着电动汽车未来的发展方向,也是各国重点研发的领域之一。但是,燃料电
8、池成本太高,目前离产业化还有较长的路要走。1.3 电动汽车常用动力电池 3.超级电容 超级电容器简称超级电容,又称为双电层电容器,是20世纪七八十年代发展起来的一种具有超级储电能力、可提供强大脉冲功率的物理二次电源,它是介于蓄电池和普通电容器之间的一种新型储能装置。超级电容是一种电化学元件,主要利用电极/电解质界面电荷分离所形成的双电层,或借助电极表面快速的氧化还原反应所产生的法拉第准电容来实现电荷和能量的储存。超级电容的主要组成部件有电极、电解质、集电极、隔膜等,如图14-6所示。图14-6 双电层超级电容1.3 电动汽车常用动力电池 3.超级电容按储能机理的不同分类(1)由碳电极和电解液界
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