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动力电池的主要参数

2023-01-13 09:03:03      点击:
动力电池的主要参数

动力电池主要以化学电池为主,也就是利用化学反应发电的电池。可以分为原电池、蓄电池以及燃料电池。物理电池一般用作辅助电源,比如超级电容。

动力电池,作为电动汽车的动力来源,其主要性能指标主要有电压、容量、内阻、能量、功率、输出效率、自放电率、使用寿命等等。
 

01 电压

电池电压主要有端电压、额定电压、开路电压、工作电压、充电终止电压和放电终止电压等。

①端电压:电池正极和负极之间的电位差;

②额定电压:电池在标准特定条件下工作时能够达到的电压。标称电压由极板材料的电极电位和内部电解液浓度来决定的;

铅酸蓄电池额定电压为 2V;金属氢化物镍蓄电池为 1.2V;磷酸铁锂电池为 3.2V;锰酸锂电池为 3.7V;
 

③开路电压:即电池没有负载情况下的端电压;

④工作电压:也称负载电压,指电池接通负载后处于放电状态下的端电压;

⑤充电种植电压:蓄电池充足电时,极板上的活性物质已经达到饱和状态,再继续充电,电池的电压也不会再上升,此时的电压称作充电终止电压;铅酸蓄电池的充电终止电压为 2.7V 左右;金属氢化物镍蓄电池为 1.5V;锂离子电池为 4.25V;

⑥放电终止电压:指电池再一定条件下放电时,电池电压逐渐下降,当电池不宜再继续放电时,此时的最低工作电压我们成为放电终止电压;
 

如果电池低于放电终止电压后仍继续放电,电池两端的电压会迅速下降,形成深度放电,这样极板上形成的生成物在正常充电时就不容易再恢复,从而影响电池的寿命。

放电充值电压和放电率有关,放电电流直接影响放电终止电压。在规定的放电终止电压下,放电电流越大,电池的容量越小。

02 容量

容量指的是完全充电的蓄电池在规定条件下所释放的总能量,单位是 A·h 或者 kA·h。等于放电电流和放电时间的乘积。单元电池内活性物质的数量决定了单元电池含有的电荷量,而活性物质的含量则由电池使用的材料和体积决定;通常体积越大,容量越大。
 

电池的容量可以分为额定容量、n 小时率容量、理论容量、荷电状态等。

①额定容量:指的是在室温下完全充电的蓄电池以特定电流放电,达到终止电压时所放出的电量;

②n 小时率容量:指完全充电状态下的蓄电池以 n 小时率放电电流放电,达到规定终止电压时所释放的电量;

③理论容量:指把活性物质的质量按照法拉第定律计算所得到的最大理论值。为了比较不同类型的电池,我们常用比容量来比较,单位体积或者单位质量的电池所能释放出的理论电量,单位是 A·h/kg 或者 kA·h/kg;

④实际容量:也指可用容量,指蓄电池在一定条件下所能输出的电量,它等于放电电流和放电时间的乘积,它是小于理论容量的。实际容量反映了蓄电池实际存储电量的大小,容量越大,电动汽车的续航里程越远。在使用过程中,电池的实际容量会逐步衰减。

⑤荷电状态(SOC):指蓄电池在一定放电倍率下,剩余电量与相同条件下额定容量的比值,反应了蓄电池容量变化的特性。SOC=1 时,即表示蓄电池为充满状态。随着蓄电池的放电,蓄电池的电荷逐渐减少,此时蓄电池的充电状态可以用 SOC 值的百分比来表示电池中电荷的变化状态。一般蓄电池放电高效区为 50%~80%SOC。对蓄电池 SOC 值得估算已成为电池管理的重要环节。