5.单元二任务三 动力电池的使用（课件）—《新能源汽车概论》同步教学（北京出版社）

新能源汽车概论 学习单元二 新能源汽车动力电池的认知及使用 学习任务一 动力电池的使用 任务描述 车主张先生来4S店反映，爱车购买5年，目前电池续航里程明显降低。经技术主管检测后判断张先生的汽车是动力电池故障，需要你作为维修人员协助更换电池组。因此，需要我们掌握电动汽车动力电池的技术特点，了解动力电池组在新能源汽车上的安装位置等，协助技术主管完成维修任务，并为车主提供动力电池的日常使用和维护建议。 一、能准确讲述酸蓄电池、锂离子电池、镍氢电池等动力电池的技术特点 学习目标 二、能叙述酸蓄电池、锂离子电池、镍氢电池等动力电池在汽车上的应用情况，并指明典型车型上动力电池的安装位置。 一、铅酸蓄电池的特点及使用 学习内容 二、锂离子电池的特点及使用 三、镍氢电池的特点及使用 一、铅酸蓄电池 铅酸蓄电池的优点： 1）价格低廉，原材料容易得到而且价格便宜； 2）技术成熟； 3）产品一致性好，生产方便； 4）比功率高，铅酸蓄电池电势高，大电流放电性能优良，可以满足车辆启动和加速的功率要求； 5）浮充寿命长，其在25°C下浮充状态使用可达20年； 6）使用安全，铅酸蓄电池易于识别电池荷电状态，可在较宽的温度内使用，而且电性能稳定可靠； 7）再生率高。 （一）铅酸蓄电池的特点 一、铅酸蓄电池 铅酸蓄电池的缺点： 1）比能量低，在汽车中所占的质量和体积较大，一次充电续航里程短； 2）循环寿命短，循环充电次数不足300次； 3）自放电，过充电时有大量气体产生； 4）供电不稳定，供电强弱随温度而变化,冬天只能释放一半的电量； 5）使用寿命短，使用成本高； 6）铅是重金属，污染严重。 （一）铅酸蓄电池的特点 一、铅酸蓄电池 铅酸蓄电池作为纯电动汽车动力电源在比能量、深放电循环寿命和快速充电等方面均比镍氢电池、锂离子电池差，不适合于电动轿车。但由于其价格低廉，国内外将它的应用定位在速度不高、路线固定、充电站设立容易规划的车辆和作为起动机和电子电器设备的电源。主要用于电动旅游观光车、电动高尔夫车、电动叉车、电动巡逻车、电动清洁车和低速电动汽车等。 （二）铅酸蓄电池的应用 一、铅酸蓄电池 典型的使用铅酸电池的低速电动车的车身结构如图所示，由于受车身结构的限制，蓄电池组安装在前舱和座椅下方，当车辆发生正面碰撞时对动力电池组造成严重损伤，严重危机驾乘人员的安全。 （二）铅酸蓄电池的应用 二、锂离子电池 锂离子电池的优点： 1)单体电池工作电压高达3.7V，是镍电池的3倍，铅酸电池的2倍。 2)质量比能量高达150Wh/Kg，是镍氢电池的2倍，铅酸电池的4倍, 因此重量是相同能量铅酸电池的四分之一。 3)体积比能量高达到400Wh/L，因此体积是相同能量铅酸电池的二分之一到三分之一。 4)循环寿命长，循环次数可达1000－2000次。 5）自放电率低，每月不到10%。 6)无记忆效应，可以随时随地的进行充电。电池深度充放电，对电池的寿命影响不大。 （一）锂离子电池的特点 二、锂离子电池 锂离子电池的缺点： 1)成本高 主要是正极材料LiCoO2的价格高，但按单位瓦时的价格来计算，已经低于镍氢电池，与镍镉电池持平，但高于铅酸蓄电池。 2)必须有特殊的保护电路，以防止过充电。 （一）锂离子电池的特点 二、锂离子电池 聆风（Leaf）是日产推出的纯电力驱动零排放汽车，由层叠式锂离子电池驱动，电池组容量为24kW・h，最大输出功率为90kW。在完全充电的情况下，可以实现160km的续航里程。另外，聆风提供了多种充电方式，如果在家中给聆风充电，需要8h可将车完全充满电；如果在快速充电站充电，只需30min即可达到最大容量的80％。 （二）锂离子电池的应用 二、锂离子电池 如图所示，日产Leaf车的总体布置遵守了“蓄电池组安装在车架的两纵梁之间和后桥之前、前桥之后”这一原则。如果车身受到后面碰撞，那么最先遭受撞击的是后保险杠-车架-备胎，其次是带车轮的后桥，冲击能量遭到很大削减后，才会传到蓄电池组。这一车身结构在很大程度上可减轻或防止来自前、后、左和右方的碰撞造成的损伤。 （二）锂离子电池的应用 三、镍氢电池 镍氢电池具有无污染、高比能、大功率、快速充放电、耐用等许多优点。与铅酸蓄电池相比，镍氢电池具有比能量高、质量轻、体积小、循环寿命长的特点。 （一）镍氢电池的特点 三、镍氢电池 （1）比功率高。目前商业化的镍氢功率型电池能做到1350W／kg。 （2）循环次数多。目前应用在电动汽车上的镍氢电池，80％放电深度（DOD）循环可以达1000次以上。100％DOD循环寿命也在500次以上，在混合动力汽车中可使用5年以上。 （3）无污染。镍氢电池不含铅、镉等对人体有害的金属，为21世纪“绿色环保电源”。 （4）耐过充过放。 （5）使用温度范围宽。正常使用温度范围－30～53℃；储存温度范围－40～70℃。 （6）安全可靠。经短路、挤压、针刺、安全阀工作能力、跌落、加热、耐振动等安全性及可靠性试验，无爆炸、燃烧现象。 （一）镍氢电池的特点 三、镍氢电池 目前镍氢电池主要应用于混合动力汽车。2011年混合动力汽车市场占56％，世界上镍氢电池主要由中国和日本企业生产，占全球产量的95％以上。 （二）镍氢电池的应用 全球镍氢电池70％以上在中国生产，中国镍氢电池企业主要包括超霸、豪鹏、比亚迪、环宇、科力远、力可兴、三普、迪生、三捷、量能、格瑞普等。日本企业松下、汤浅和三洋已将小型镍氢电池生产转移到中国。 三、镍氢电池 （二）镍氢电池的应用 丰田普锐斯（Pius），该车的镍氢电池组由松下制造，重量为53.3公斤，使用168个电压为1.2V车用级电芯串联而成，电池组总电压为201.6V，电池容量1.3kWh。如图2-3-6所示丰田Pius镍氢电池组安装在后座后方的行李舱下，这样不仅可以使电池组对车内的干扰降到最小，保证后座脚下的空间，还能减少对行李舱容量的限制。 评价与反馈 一、填空题 1. 目前，在电动汽车上使用的动力电池主要是 、 、 和燃料电池等。 2.铅酸蓄电池不适合作为电动轿车动力电池的原因是： 。 二、选择题 1.特斯拉电动汽车选用（ ）为动力电池。 A、锰酸锂电池   B、磷酸铁锂电池   C、铅酸电池  D、三元锂电池 2. 目前大型镍氢电池主要由（ ）生产。 A. 环宇 B. 松下 C.比亚迪 D. 三洋 三、技能考核 查阅相关资料，调查目前市场上在售的某新能源汽车品牌，具体到一种车型，记录该车型下列技术参数，并填写表2-3-3。 班级   姓名   学号   调查的品牌及具体车型   动力电池类型   续航里程   电池组容量   最大输出功率   充电方式   整车上安装位置   动力电池组总重量   更换电池组价格   动力电池特点 优点   缺点   $$