新能源汽車動(dòng)力電池技術(shù)：各類動(dòng)力電池的工作原理及應(yīng)用課件

各類動(dòng)力電池的工作原理及應(yīng)用新能源汽車動(dòng)力電池技術(shù)各類動(dòng)力電池新能源汽車動(dòng)力電池技術(shù)1汽車電源系統(tǒng)的組成01汽車電源系統(tǒng)的組成012一、汽車電源系統(tǒng)的組成1.電動(dòng)汽車12V電源系統(tǒng)與傳統(tǒng)汽車的區(qū)別發(fā)電機(jī)和蓄電池一、汽車電源系統(tǒng)的組成1.電動(dòng)汽車12V電源系統(tǒng)與傳統(tǒng)汽車的3一、汽車電源系統(tǒng)的組成電動(dòng)汽車的電源系統(tǒng)主電源(高壓電)輔助電源(低壓電)無(wú)發(fā)電機(jī)主電源輔助電源一、汽車電源系統(tǒng)的組成電動(dòng)汽車的電源系統(tǒng)主電源(高壓電)4一、汽車電源系統(tǒng)的組成

電動(dòng)汽車12V電源系統(tǒng)主要由蓄電池、DC/DC轉(zhuǎn)換器及相關(guān)配電裝置組成。北汽ev200發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)包括高壓控制器、電機(jī)控制器、DC/DC轉(zhuǎn)換器、車載充電機(jī)等組成比亞迪e5高壓電控總成俗稱四合一，包括集成電機(jī)控制模塊、車載充電器模塊、DC/DC變換器模塊和高壓配電模塊。2.電動(dòng)汽車12V電源系統(tǒng)的組成及結(jié)構(gòu)一、汽車電源系統(tǒng)的組成電動(dòng)汽車12V電源系統(tǒng)主要由蓄5一、汽車電源系統(tǒng)的組成蓄電池是可以將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的一種裝置，一般簡(jiǎn)稱為電池，俗稱為電瓶。常見(jiàn)的蓄電池一般分為四類，普通蓄電池、干荷蓄電池、濕荷蓄電池和免維護(hù)蓄電池。

普通免維護(hù)鉛酸蓄電池

電動(dòng)汽車起動(dòng)鐵電池（1）蓄電池一、汽車電源系統(tǒng)的組成蓄電池是可以將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的一種裝6一、汽車電源系統(tǒng)的組成

傳統(tǒng)免維護(hù)蓄電池外觀看，有正負(fù)兩個(gè)極柱，而電動(dòng)汽車的蓄電池除了兩個(gè)極柱以外，還有一個(gè)低壓通訊線束連接器。在混合動(dòng)力的有些車型上，起動(dòng)鐵電池除正負(fù)極柱以外還有一個(gè)起動(dòng)接線柱1）起動(dòng)鐵電池結(jié)構(gòu)1-起動(dòng)正極柱2-低壓正極柱3-負(fù)極柱4-通訊接口

混動(dòng)汽車比亞迪秦起動(dòng)鐵電池（右圖）一、汽車電源系統(tǒng)的組成傳統(tǒng)免維護(hù)蓄電池外觀看，有正負(fù)兩個(gè)極7一、汽車電源系統(tǒng)的組成比亞迪起動(dòng)鐵電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意因?yàn)椴恍枰o起動(dòng)機(jī)提供大電流，所以相對(duì)而言比傳統(tǒng)汽車的電池容量要小一點(diǎn)。從內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖分析：起動(dòng)鐵電池除了裝有存儲(chǔ)電能的極板外，還有進(jìn)行各類信號(hào)采集的控制器并且通過(guò)數(shù)據(jù)總線對(duì)外聯(lián)系。

一、汽車電源系統(tǒng)的組成比亞迪起動(dòng)鐵電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意因?yàn)椴恍?一、汽車電源系統(tǒng)的組成2）起動(dòng)鐵電池基本功能1）起動(dòng)鐵電池是整車低壓負(fù)載的供電電源，并聯(lián)在DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出端上，一般情況是DC/DC轉(zhuǎn)換器給起動(dòng)鐵電池充電狀態(tài)，只有DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出不足時(shí)，才參與整車負(fù)載供電。2）起動(dòng)鐵電池極柱內(nèi)部連接電池管理器（BMS），其硬件過(guò)電流能力有限，因此禁止使用此起動(dòng)鐵電池給其他燃油車輛搭車起動(dòng)。3）起動(dòng)鐵電池內(nèi)部包含電池管理器，其通過(guò)通訊口和整車模塊交互信息，所以必須保證通訊線路連接正常，否則起動(dòng)鐵電池?zé)o法正常使用。注意：純電動(dòng)汽車起動(dòng)鐵電池不可隨意拆卸，也不可使用普通充電機(jī)進(jìn)行充電。一、汽車電源系統(tǒng)的組成2）起動(dòng)鐵電池基本功能1）起動(dòng)鐵電9一、汽車電源系統(tǒng)的組成3）起動(dòng)鐵電池使用注意事項(xiàng)1）使用注意事項(xiàng)：A）在非OK電源檔時(shí)，請(qǐng)勿長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)啟前照燈和音響等多媒體娛樂(lè)系統(tǒng)。B）電池極柱螺栓不要隨意更換其他型號(hào)，以免接觸電阻過(guò)大。C）未有效安裝在車輛上的起動(dòng)電池（無(wú)CAN通訊），其電壓略低于正常安裝的0.4-0.6V左右，這是出于電池降低自身功耗的設(shè)計(jì)，屬于正?，F(xiàn)象。在需要測(cè)量鐵電池的真實(shí)電壓時(shí)，需將電池正常連接于整車。2）充電注意事項(xiàng)：A）起動(dòng)鐵電池不同于鉛酸電池，當(dāng)電壓低于12.8V時(shí)，建議及時(shí)充電。B）充電時(shí)請(qǐng)?jiān)谡嘜K檔充電。C）車下充電時(shí)，須采用恒壓限流方式，限制電壓在14V，電流30A以內(nèi)。切勿對(duì)電池串聯(lián)充電；D）起動(dòng)鐵電池完成充電一般在2-3小時(shí)，當(dāng)充電電流降為0-1A時(shí)，停止充電。注：當(dāng)電池電壓低于7.5V時(shí)，須更換電池。一、汽車電源系統(tǒng)的組成3）起動(dòng)鐵電池使用注意事項(xiàng)1）使用注意10一、汽車電源系統(tǒng)的組成（2）DC/DC轉(zhuǎn)換器1）DC/DC轉(zhuǎn)換器作用DC/DC轉(zhuǎn)換器為轉(zhuǎn)變輸入電壓后有效輸出固定電壓的電壓轉(zhuǎn)換器。動(dòng)力電池將高壓電輸送至DC/DC轉(zhuǎn)換器，通過(guò)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成14V左右的電壓給低壓供電系統(tǒng)供電，并給蓄電池充電，取代了傳統(tǒng)汽車中的發(fā)電機(jī)。整車電器動(dòng)力電池組高壓配電模塊DC/DC轉(zhuǎn)換器低壓鐵電池CANCAN一、汽車電源系統(tǒng)的組成（2）DC/DC轉(zhuǎn)換器1）DC/DC轉(zhuǎn)11一、汽車電源系統(tǒng)的組成（2）DC/DC轉(zhuǎn)換器

目前，在新能源汽車中DC/DC轉(zhuǎn)換器有三種類型：（1）高低壓轉(zhuǎn)換器（輔助功率模塊）此模塊主要作用是取代傳統(tǒng)汽車的12V發(fā)電機(jī)，把高壓電池組的電壓降壓轉(zhuǎn)化為12V低壓電，供給低壓用電器，功率范圍從1~2.2KW。（2）12V電壓穩(wěn)壓器

穩(wěn)壓器用在部分起停系統(tǒng)中，在起動(dòng)中避免電壓波動(dòng)對(duì)一些敏感的負(fù)載造成影響或損壞，電壓穩(wěn)壓器的功率等級(jí)隨著用電器負(fù)荷而定。（3）高壓升壓器為了提高動(dòng)力系統(tǒng)的效率，選用一個(gè)升壓器來(lái)提高逆變輸入的電壓，這個(gè)部件是動(dòng)力總成的一部分，集成在動(dòng)力總成中。1）DC/DC轉(zhuǎn)換器作用一、汽車電源系統(tǒng)的組成（2）DC/DC轉(zhuǎn)換器目前，在新12一、汽車電源系統(tǒng)的組成（2）DC/DC轉(zhuǎn)換器DC/DC轉(zhuǎn)換器一般安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)，在高壓控制模塊與車載充電機(jī)之間，將動(dòng)力電池的高壓直流電轉(zhuǎn)換為低壓直流電給低壓蓄電池以及整車低壓用電系統(tǒng)供電。北汽EV200電動(dòng)汽車2）DC/DC轉(zhuǎn)換器的類型一、汽車電源系統(tǒng)的組成（2）DC/DC轉(zhuǎn)換器DC/DC轉(zhuǎn)換器13一、汽車電源系統(tǒng)的組成（2）DC/DC轉(zhuǎn)換器DC/DC轉(zhuǎn)換器有四處接線口，分別是低壓輸出正極、低壓輸出負(fù)極、低壓控制端、高壓輸入端。3）DC/DC轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)一、汽車電源系統(tǒng)的組成（2）DC/DC轉(zhuǎn)換器D14任務(wù)1：12V電源系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)任務(wù)情景比亞迪E5車主反應(yīng)，車輛全車無(wú)電，儀表、燈光、喇叭等均不能工作，請(qǐng)根據(jù)相關(guān)信息進(jìn)一步的分析診斷。任務(wù)目標(biāo)能夠指出12V電源系統(tǒng)相關(guān)元件在車上的位置能夠掌握12V電源系統(tǒng)控制原理任務(wù)1：12V電源系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)任務(wù)情景153.動(dòng)力電池系統(tǒng)的作用動(dòng)力電池系統(tǒng)作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力源，主要為整車提供持續(xù)、穩(wěn)定的能量。作為整車的動(dòng)力來(lái)源，其綜合性能直接影響整車的續(xù)航里程。動(dòng)力電池系統(tǒng)主要用于接收和存儲(chǔ)由外置充電裝置和制動(dòng)能量回收裝置提供的電能，并通過(guò)高壓配電模塊連接動(dòng)力電池組件，為電動(dòng)機(jī)、空調(diào)壓縮機(jī)、空調(diào)加熱器（PTC）、DC/DC轉(zhuǎn)換器等用電設(shè)備提供電能。一、汽車電源系統(tǒng)的組成3.動(dòng)力電池系統(tǒng)的作用動(dòng)力電池系統(tǒng)作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力源，主要16(1)動(dòng)力電池組的功用充電狀態(tài)：當(dāng)外接充電設(shè)備充電時(shí)，動(dòng)力電池用于存儲(chǔ)電能。放電狀態(tài)：當(dāng)汽車行駛時(shí)，動(dòng)力電池為電動(dòng)機(jī)提供能量，通過(guò)電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)汽車行駛；能力回收：汽車減速制動(dòng)或滑行時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，儲(chǔ)存在動(dòng)力電池中，從而增加電動(dòng)汽車的續(xù)航里程，提高經(jīng)濟(jì)性。一、汽車電源系統(tǒng)的組成4.動(dòng)力電池組的組成及結(jié)構(gòu)(1)動(dòng)力電池組的功用充電狀態(tài)：當(dāng)外接充電設(shè)備充電時(shí)，動(dòng)力電17（2）動(dòng)力電池組的安裝位置混合動(dòng)力汽車電池體積小，常見(jiàn)安裝在后排座椅下方或后備箱內(nèi)。純電動(dòng)汽車電池體積大，常見(jiàn)安裝于底盤中央。電動(dòng)巴士電池安裝于行李箱內(nèi)一、汽車電源系統(tǒng)的組成（2）動(dòng)力電池組的安裝位置混合動(dòng)力汽車電池體積小，常見(jiàn)安裝在18動(dòng)力電池組一般由動(dòng)力電池模組、電池管理系統(tǒng)（BMS）、動(dòng)力電池箱和輔助元器件等部分組成。

（3）動(dòng)力電池組的組成結(jié)構(gòu)一、汽車電源系統(tǒng)的組成動(dòng)力電池組一般由動(dòng)力電池模組、電池管理系統(tǒng)（BMS）、動(dòng)力電19動(dòng)力電池模組是由多個(gè)電池模塊或者單體電芯串聯(lián)組成的一個(gè)組合體電池模塊是由一組并聯(lián)的電池單體組合而成的電池單體是構(gòu)成動(dòng)力電池模組的最小單元，一般是由正極、負(fù)極、電解質(zhì)（或電解液）和隔膜等組成，可以實(shí)現(xiàn)電能與化學(xué)能的直接轉(zhuǎn)換。單體電池電池模塊電池模組一、汽車電源系統(tǒng)的組成1）動(dòng)力電池模組動(dòng)力電池模組是由多個(gè)電池模塊或者單體電芯串聯(lián)組成的一20電池管理系統(tǒng)（BMS）是集監(jiān)測(cè)、控制與管理為一體的控制系統(tǒng)，與動(dòng)力電池相互配合工作，是保護(hù)和管理動(dòng)力電池的重要部件。電池管理系統(tǒng)主要是提高電池的利用率，在使用過(guò)程中提高電池的使用效率，延長(zhǎng)電池的使用壽命，通過(guò)控制高壓控制模塊中的高壓繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車的充電和放電，并且能將相關(guān)信息通過(guò)數(shù)據(jù)總線傳遞給整車控制器（VCU），進(jìn)行相關(guān)控制并且在儀表上進(jìn)行電池健康狀態(tài)等的顯示。2）電池管理系統(tǒng)（BMS）一、汽車電源系統(tǒng)的組成電池管理系統(tǒng)（BMS）是集監(jiān)測(cè)、控制與管理為一體21動(dòng)力電池箱具有承載和保護(hù)動(dòng)力電池組及電氣元件的作用，主要包含保險(xiǎn)絲盒、上蓋和下托盤等。3）動(dòng)力電池箱一、汽車電源系統(tǒng)的組成動(dòng)力電池箱具有承載和保護(hù)動(dòng)力電池組及電氣元件的作用，主要包含22輔助元器件主要由動(dòng)力電池組件內(nèi)部的電子元器件、維修開(kāi)關(guān)等以外的輔助元器件，如密封條，絕緣材料等。4）輔助元器件一、汽車電源系統(tǒng)的組成輔助元器件主要由動(dòng)力電池組件內(nèi)部的電子元器件、維修開(kāi)關(guān)等以外23任務(wù)4：動(dòng)力電池系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)任務(wù)情景比亞迪E5車主反映，車輛無(wú)法行駛，儀表顯示動(dòng)力電池故障，請(qǐng)根據(jù)相關(guān)信息進(jìn)一步的分析診斷。任務(wù)目標(biāo)能夠指出動(dòng)力電池系統(tǒng)相關(guān)元件在車上的位置能夠掌握動(dòng)力電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及原理任務(wù)4：動(dòng)力電池系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)任務(wù)情景24高壓維修開(kāi)關(guān)電氣部位布置一般有兩種:一種是位于高壓電源的正極，另一種是布置于電池組中間，其在電池正極與高壓維修開(kāi)關(guān)有一段電路，如果采用此類布置方式，需要保證此段電路處于人體不能接觸區(qū)域。5）維修開(kāi)關(guān)一、汽車電源系統(tǒng)的組成高壓維修開(kāi)關(guān)電氣部位布置一般有兩種:一種是位于高壓電源的正極25高壓維修開(kāi)關(guān)作為高壓安全部件，它的操作部位布置還需遵循一些原則，包括以下三大方面：①操作部位應(yīng)能長(zhǎng)期保持干燥，不易接觸到水、飲料等液體，并有適當(dāng)隔離物進(jìn)行隔離。②操作部位應(yīng)靠近駕駛?cè)耍员憔o急情況時(shí)駕駛?cè)四茌^快操作。③操作開(kāi)關(guān)的布置應(yīng)易于操作，覆蓋物的拆卸不應(yīng)設(shè)計(jì)的太過(guò)煩瑣，以便緊急情況時(shí)能較快操作。5）維修開(kāi)關(guān)一、汽車電源系統(tǒng)的組成高壓維修開(kāi)關(guān)作為高壓安全部件，它的操作部位布置還需遵循一些原26

動(dòng)力電池內(nèi)部的BMS實(shí)時(shí)采集各單體電池的電壓值、各溫度傳感器的溫度值、電池系統(tǒng)的總電壓值和總電流值，電池系統(tǒng)的絕緣電阻值等數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控動(dòng)力電池的工作狀態(tài)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析判斷當(dāng)前動(dòng)力電池系統(tǒng)是否工作正常，并對(duì)故障實(shí)時(shí)監(jiān)控。（3）動(dòng)力電池系統(tǒng)控制原理一、汽車電源系統(tǒng)的組成動(dòng)力電池內(nèi)部的BMS實(shí)時(shí)采集各單體電池的電壓值、各溫度27任務(wù)6：高壓維修開(kāi)關(guān)的檢測(cè)任務(wù)情景比亞迪E5車主反映，車輛不能行駛，請(qǐng)根據(jù)相關(guān)信息進(jìn)一步的分析診斷。任務(wù)目標(biāo)了解高壓維修開(kāi)關(guān)的作用能夠?qū)Ω邏壕S修開(kāi)關(guān)進(jìn)行拆裝和檢測(cè)任務(wù)6：高壓維修開(kāi)關(guān)的檢測(cè)任務(wù)情景28二、鎳氫動(dòng)力電池02二、鎳氫動(dòng)力電池0229二、鎳氫動(dòng)力電池1、鎳氫電池組成結(jié)構(gòu)鎳氫電池也稱為鎳金屬氧化物電池。其一般由正負(fù)極、隔膜、電解液、安全閥、殼體等組成。二、鎳氫動(dòng)力電池1、鎳氫電池組成結(jié)構(gòu)鎳氫電池也稱為鎳金屬氧化30（1）正極鎳氫電池的正極采用高孔率泡沫鎳或纖維鎳做導(dǎo)電骨架，其表面是氫氧化物制作而成。（2）負(fù)極鎳氫電池的負(fù)極是由骨架和儲(chǔ)氫合金組成的。（3）隔膜

鎳氫電池的隔膜采用尼龍無(wú)紡布或聚丙烯無(wú)紡布等材料，由于尼龍無(wú)紡布在堿性電解液中會(huì)發(fā)生解離，所以絕大多數(shù)采用聚丙烯無(wú)紡布。二、鎳氫動(dòng)力電池1、鎳氫電池組成結(jié)構(gòu)（1）正極（2）負(fù)極（3）隔膜二、鎳氫動(dòng)力電池1、鎳氫電池組31

（5）殼體和安全閥鎳氫電池的外殼多采用鍍鎳薄鋼板，在電動(dòng)汽車用的方形電池上，也有采用塑料外殼。安全閥安裝在鎳氫電池的頂部，其主要作用是在鎳氫電池過(guò)放電時(shí)，正極析出的氣體可以在負(fù)極消耗，電池內(nèi)部壓力保持平衡。（4）電解液

鎳氫電池的電解液一般是氫氧化鉀堿性溶液（KOH），有的鎳氫電池在電解液中加入少量的氫氧化鋰（LiOH）或氫氧化鈉（NaOH）。二、鎳氫動(dòng)力電池1、鎳氫電池組成結(jié)構(gòu)（5）殼體和安全閥（4）電解液二、鎳氫動(dòng)力電池1、鎳氫電池32型號(hào)含義：HF18/07/49，表示該鎳氫電池為方形，其寬為18mm，厚度為7mm，高度為49mm。方形圓形扣形二、鎳氫動(dòng)力電池2、鎳氫電池的結(jié)構(gòu)類型型號(hào)含義：HF18/07/49，表示該鎳氫電池為方形，其寬為33（1）充電過(guò)程充電時(shí)，鎳氫電池正負(fù)極的電化學(xué)反應(yīng)為：正極：Ni(OH)2+OH-→NiOOH+H2O+e-負(fù)極：M+H2O+e-→MH+OH-在充電時(shí)，電解液中的水被分解為氫離子和氧化氫離子，負(fù)極吸收氫離子，負(fù)極的金屬變成為金屬氧化物。（2）放電過(guò)程放電時(shí)，鎳氫電池正負(fù)極的電化學(xué)反應(yīng)為：正極：NiOOH

+H2O+e-→Ni(OH)2+OH-負(fù)極：MH+OH-→M+H2O+e-放電時(shí)，正極析出氧化氫離子，負(fù)極析出氫離子，其在電解液中結(jié)合生產(chǎn)水，在正負(fù)極之間通過(guò)外部電路放出電能。

鎳氫電池充放電原理圖二、鎳氫動(dòng)力電池3、鎳氫電池的工作原理（1）充電過(guò)程（2）放電過(guò)程鎳氫電池充放電原理圖二、鎳氫動(dòng)力34（1）優(yōu)點(diǎn)：1）比功率大。2）循環(huán)壽命長(zhǎng)，一般使用壽命5-10年。3）不含鉛、鎘等對(duì)人體有害金屬，無(wú)污染。4）耐過(guò)充電、過(guò)放電能力較強(qiáng)。5）無(wú)記憶效應(yīng)。6）使用溫度范圍寬。正常使用溫度范圍為-30~+60攝氏度。7）使用安全可靠。（2）缺點(diǎn)：1）成本較高，價(jià)格是鉛酸電池的5-8倍。2）單體電池的電壓較低，只有1.2V。3）自放電的損耗較大。4）環(huán)境溫度對(duì)蓄電池的放電電壓和放電容量有較大影響。二、鎳氫動(dòng)力電池4、鎳氫電池的特點(diǎn)（1）優(yōu)點(diǎn)：（2）缺點(diǎn)：二、鎳氫動(dòng)力電池4、鎳氫電池的特點(diǎn)35任務(wù)6：高壓維修開(kāi)關(guān)的檢測(cè)任務(wù)情景比亞迪E5車主反映，車輛不能行駛，請(qǐng)根據(jù)相關(guān)信息進(jìn)一步的分析診斷。任務(wù)目標(biāo)了解高壓維修開(kāi)關(guān)的作用能夠?qū)Ω邏壕S修開(kāi)關(guān)進(jìn)行拆裝和檢測(cè)任務(wù)6：高壓維修開(kāi)關(guān)的檢測(cè)任務(wù)情景36磷酸鐵鋰電池03磷酸鐵鋰電池0337鋰離子電池一般由正極、負(fù)極、隔膜、電解液（電解質(zhì)）、殼體和安全閥等組成。三、磷酸鐵鋰電池1、鋰離子電池組成結(jié)構(gòu)鋰離子電池一般由正極、負(fù)極、隔膜、電解液（電解質(zhì)）、殼38（1）正極鋰離子電池的正極活性物質(zhì)采用鋰過(guò)渡金屬氧化物，我們通常所說(shuō)的鈷酸鋰電池、錳酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池等都是以鋰離子電池正極材料來(lái)命名的。（2）負(fù)極鋰離子電池的負(fù)極活性物質(zhì)主要采用碳素材料。目前常見(jiàn)的碳材料主要有石墨（分為人造石墨、天然石墨），碳素材料（軟碳、硬碳）等。（3）電解液（電解質(zhì)）鋰離子電池的電解液一般采用非水電解液、聚合物電解質(zhì)和固體電解質(zhì)三大類。鋰電池的電解質(zhì)應(yīng)具有高的導(dǎo)電能力，較好的穩(wěn)定性及安全性，所以在電解質(zhì)內(nèi)通常會(huì)加入適量添加劑。三、磷酸鐵鋰電池1、鋰離子電池組成結(jié)構(gòu)（1）正極（2）負(fù)極（3）電解液（電解質(zhì)）三、磷酸鐵鋰電池139（5）殼體和安全閥鋰離子電池的殼體材質(zhì)需要兼顧強(qiáng)度要求和散熱性能。安全閥安裝于電池蓋，目的在于防止電池內(nèi)部壓力過(guò)高而產(chǎn)生的破裂或爆炸等危險(xiǎn)。（4）隔膜隔膜位于正負(fù)極之間，要是防止正負(fù)極活性物質(zhì)短路。保證鋰離子電池的正常充放電和安全性能。三、磷酸鐵鋰電池1、鋰離子電池組成結(jié)構(gòu)（5）殼體和安全閥（4）隔膜三、磷酸鐵鋰電池1、鋰離子電池組40（1）圓柱形鋰離子電池

美國(guó)特斯拉電動(dòng)汽車ModelS，其動(dòng)力電池采用的7000多18650電池。18650電池型號(hào)：

18表示直徑為18mm，65表示長(zhǎng)度為65mm，0表示為圓柱形電池。18650鋰離子電池單節(jié)標(biāo)稱電壓一般為：3.6V或3.7V；最小放電終止電壓一般為：2.5～2.75V。常見(jiàn)容量為1200～3300mAh。三、磷酸鐵鋰電池2、鋰離子電池的結(jié)構(gòu)類型（1）圓柱形鋰離子電池美國(guó)特斯拉電動(dòng)汽車Mode41（2）長(zhǎng)方形鋰離子電池

長(zhǎng)方形鋰離子電池也需要多個(gè)電池串聯(lián)組成電池組。長(zhǎng)方形鋰離子電池

動(dòng)力電池組三、磷酸鐵鋰電池2、鋰離子電池的結(jié)構(gòu)類型（2）長(zhǎng)方形鋰離子電池長(zhǎng)方形鋰離子電池動(dòng)力42（3）薄板形鋰離子電池薄板形鋰離子電池一般為容量較小可充電電池，由于體積較小的優(yōu)點(diǎn)多用在手機(jī)、照相機(jī)電池等便攜式電子產(chǎn)品上。薄板形鋰離子電池（4）紐扣形電池紐扣形鋰離子電池通常也是小容量的可充電電池，用于汽車鑰匙電池、電子手表電池等。紐扣形鋰離子電池三、磷酸鐵鋰電池2、鋰離子電池的結(jié)構(gòu)類型（3）薄板形鋰離子電池薄板形鋰離子電池（4）紐扣形電池紐扣形43

鋰離子電池的充放電過(guò)程，就是鋰離子的嵌入和脫嵌過(guò)程?；卣龢O的鋰離子越多，放電容量越高。充電時(shí)：鋰離子從正極材料晶格中脫出經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入到負(fù)極材料層中；放電時(shí)：鋰離子從負(fù)極材料晶格中脫出，經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入到正極材料中。三、磷酸鐵鋰電池3、鋰離子電池的工作原理鋰離子電池的充放電過(guò)程，就是鋰離子的嵌入和脫嵌過(guò)程。充44（1）鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)1）過(guò)工作電壓高且放電電壓穩(wěn)定。2）比能量及能量密度大。3）循環(huán)壽命長(zhǎng)。4）安全性能好，無(wú)公害，無(wú)記憶效應(yīng)。5）自放電率低。6）可實(shí)現(xiàn)安全快速充電。7）允許溫度范圍寬。

（2）鋰離子電池的缺點(diǎn)1）不能大電流放電。2）電池的一致性較差。3）高溫和低溫的存儲(chǔ)性較差。4）耐過(guò)充電和過(guò)放電能力差。5）鋰電極會(huì)出現(xiàn)電壓滯后現(xiàn)象。6）價(jià)格相對(duì)較高。三、磷酸鐵鋰電池4、鋰離子電池的特點(diǎn)（1）鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)（2）鋰離子電池的缺點(diǎn)三、磷酸鐵鋰電池45任務(wù)8：磷酸鐵鋰電池結(jié)構(gòu)與原理任務(wù)情景比亞迪E5車主反應(yīng)，車輛存放一段時(shí)間后，顯示電壓過(guò)低，請(qǐng)根據(jù)相關(guān)信息進(jìn)一步的分析診斷。任務(wù)目標(biāo)能夠了解磷酸鐵鋰電池的結(jié)構(gòu)能夠掌握磷酸鐵鋰電池的工作原理任務(wù)8：磷酸鐵鋰電池結(jié)構(gòu)與原理任務(wù)情景46任務(wù)9磷酸鐵鋰電池檢測(cè)與維修任務(wù)情景比亞迪E5車主反應(yīng)，車輛存放一段時(shí)間后，顯示電壓過(guò)低，請(qǐng)根據(jù)相關(guān)信息進(jìn)一步的分析診斷。任務(wù)目標(biāo)能夠說(shuō)出磷酸鐵鋰電池的結(jié)構(gòu)能夠?qū)α姿徼F鋰電池進(jìn)行檢查任務(wù)9磷酸鐵鋰電池檢測(cè)與維修任務(wù)情景47三元鋰電池04三元鋰電池0448三元鋰電池的三元指的是鎳（Ni）鈷（Co）錳（Mn）三種元素。

三元材料綜合了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰三種材料的優(yōu)點(diǎn)，形成了三種材料三相的共熔體系，由于三元協(xié)同效應(yīng)其綜合性能優(yōu)于任一單組合化合物。重量能量密度能夠達(dá)到200Wh/kg。

力帆電動(dòng)汽車動(dòng)力電池四、三元鋰電池1、三元鋰電池的組成結(jié)構(gòu)三元鋰電池的三元指的是鎳（Ni）鈷（Co）錳（Mn）三種元素49三元鋰電池又被為“三元聚合物鋰電池”，指的是鎳鈷錳酸鋰或者鎳鈷鋁酸鋰作為正極材料的鋰電池。由于三元鋰電池體積更小、能力密度更高、耐低溫，目前正廣泛應(yīng)用于新能源汽車上，比如我們熟知的特斯拉，旗下所有車型都是采用了三元鋰電池。三元鋰電池的三元指的是鎳（Ni）鈷（Co）錳（Mn）三種元素。而這三種元素中鎳和鈷是活性金屬，錳不參與電化學(xué)反應(yīng)。一般來(lái)說(shuō)，活性金屬成分含量越高，電池容量就越大，但當(dāng)Ni的含量過(guò)高時(shí)，會(huì)引起Ni2+占據(jù)Li+的位置，加劇了陽(yáng)離子混排，從而導(dǎo)致容量降低。Co也是活性金屬，但能起到抑制陽(yáng)離子混排的作用，從而穩(wěn)定材料層狀結(jié)構(gòu)。Mn作為非活性金屬主要起到穩(wěn)定反應(yīng)提高安全性的作用。四、三元鋰電池1、三元鋰電池的組成結(jié)構(gòu)三元鋰電池又被為“三元聚合物鋰電池”，指的是鎳鈷錳酸鋰或者鎳501)能量密度三元鋰電池的能量密度大，電壓更高，18650電池的能量密度232Wh/kg。而相比之下，目前國(guó)內(nèi)主流的磷酸鐵鋰電池能量密度也僅達(dá)到150Wh/kg左右。2)安全性對(duì)于三元鋰電池而言，其電池管理系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)至關(guān)重要。但磷酸鐵鋰遭到350℃的高溫也不會(huì)起火。四、三元鋰電池2、磷酸鋰電池與三元鋰電池電池性能對(duì)比1)能量密度2)安全性四、三元鋰電池2、磷酸鋰電池與三元鋰電513)耐溫性能三元鋰電池耐低溫性能更好，在零下20C時(shí)，三元鋰電池能夠釋放70.14%的容量，而磷酸鐵鋰電池包只能釋放54.94%的容量。三元材料電池溫度（℃）容量（Ah）放電平臺(tái)（V）相對(duì)于25℃的容量558.5813.66899.36%258.6363.703100.00%-206.0583.41170.14%磷酸鐵鋰材料電池溫度（℃）容量（Ah）放電平臺(tái)（V）相對(duì)于25℃的容量557.8703.271100.00%257.8603.240100.00%-204.3202.87054.94%四、三元鋰電池2、磷酸鋰電池與三元鋰電池電池性能對(duì)比3)耐溫性能三元材料電池溫度（℃）容量（Ah）放電平臺(tái)（V）524)循環(huán)壽命磷酸鐵鋰電池包循環(huán)壽命要優(yōu)于三元鋰電池，三元鋰電池的理論壽命是2000次，但基本上到1000次循環(huán)時(shí)，容量衰減到60%;就算業(yè)界最優(yōu)秀品牌特斯拉，經(jīng)過(guò)3000次也只能保持70%的電量，而磷酸鐵鋰電池經(jīng)過(guò)相同循環(huán)周期，還有80%的容量。但是三元鋰的不斷加強(qiáng)的電池管理技術(shù)加持下，逐漸得到提高。四、三元鋰電池2、磷酸鋰電池與三元鋰電池電池性能對(duì)比4)循環(huán)壽命四、三元鋰電池2、磷酸鋰電池與三元鋰電池電池性能53材料三元鋰磷酸鐵鋰錳酸鋰鈦酸鋰重量能量密度（Wh/kg）200100-110100170電池單體表稱電壓（20℃）3.8V3.2V3.7V3.6V安全性較差好較好差理論循環(huán)使用壽命（次）20001500-2000600-1000300成本低高最低較高優(yōu)點(diǎn)比容量高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、價(jià)格低廉安全性好、循環(huán)壽命長(zhǎng)、無(wú)毒環(huán)保、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、循環(huán)性能好、鐵資源豐富資源豐富、成本低，安全性好、容易制備工作電壓高、放電電壓平穩(wěn)、適合大電流放電、比能量高、電導(dǎo)率高缺點(diǎn)平臺(tái)相對(duì)較低、首次充放電效率低、安全性差。需要用大量的單體電池組合成電池組，體積大低溫性能差、理論容量不高，室溫電導(dǎo)率低工作溫度高時(shí)循環(huán)性能差價(jià)格昂貴、抗過(guò)充電性差、安全性能差、有污染性（5）各種鋰離子電池參數(shù)材料三元鋰磷酸鐵鋰錳酸鋰鈦酸鋰重量能量密度（Wh/kg）2054任務(wù)10：三元鋰電池結(jié)構(gòu)與原理任務(wù)情景

比亞迪E5車主反映，車輛存放一段時(shí)間后，顯示電壓過(guò)低，請(qǐng)根據(jù)相關(guān)信息進(jìn)一步的分析診斷。任務(wù)目標(biāo)能夠了解三元鋰電池的結(jié)構(gòu)能夠掌握三元鋰電池的工作原理任務(wù)10：三元鋰電池結(jié)構(gòu)與原理任務(wù)情景55固態(tài)電池05固態(tài)電池0556三元鋰電池的三元指的是鎳（Ni）鈷（Co）錳（Mn）三種元素。

三元材料綜合了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰三種材料的優(yōu)點(diǎn)，形成了三種材料三相的共熔體系，由于三元協(xié)同效應(yīng)其綜合性能優(yōu)于任一單組合化合物。重量能量密度能夠達(dá)到200Wh/kg。

力帆電動(dòng)汽車動(dòng)力電池五、固態(tài)電池1、三元鋰電池的組成結(jié)構(gòu)三元鋰電池的三元指的是鎳（Ni）鈷（Co）錳（Mn）三種元素572018年，美國(guó)菲斯科汽車公司發(fā)布了一項(xiàng)全新的固態(tài)電池技術(shù)。據(jù)悉，這項(xiàng)技術(shù)的能量密度是常規(guī)鋰離子電池的2．5倍，能夠讓電動(dòng)汽車的行駛里程數(shù)增加到500英里（約804公里）以上。更為驚人的是，其充電時(shí)間僅需1分鐘，甚至比傳統(tǒng)燃油汽車加油的速度還快。五、固態(tài)電池新型鋰電池發(fā)展2018年，美國(guó)菲斯科汽車公司發(fā)布了一項(xiàng)全新的固態(tài)電池技術(shù)。58在散熱方面，整個(gè)電池組從滿電到放電結(jié)束，電池溫度會(huì)維持在26°以內(nèi)，而目前的圓柱形電池整個(gè)放電過(guò)程結(jié)束后，溫度會(huì)在40°以上。雖然固態(tài)電池技術(shù)目前與圓柱形電池一樣，同樣采用水冷，但因?yàn)楸旧矸烹姕囟瓤梢员３值母?，也讓散熱成為固態(tài)電池一大優(yōu)勢(shì)。五、固態(tài)電池固態(tài)電池的散熱優(yōu)勢(shì)五、固態(tài)電池固態(tài)電池的散熱優(yōu)勢(shì)59全球多個(gè)車企和電池廠家也發(fā)布了固態(tài)電池相關(guān)的研發(fā)進(jìn)展。包括豐田、松下、三星、三菱、寶馬、大眾、現(xiàn)代、戴森等企業(yè)。對(duì)比鋰離子電池，固態(tài)電池用新型電解材料取代液體電解質(zhì)，一勞永逸地消除了電解液反應(yīng)過(guò)程中的危險(xiǎn)隱患與不穩(wěn)定因素；在相同質(zhì)量下，固態(tài)電池將擁有目前市面上最高性能鋰電池兩倍的能量密度。一旦量產(chǎn)使用，很可能引發(fā)電動(dòng)車儲(chǔ)能的革命性突破。五、固態(tài)電池固態(tài)電池的優(yōu)勢(shì)全球多個(gè)車企和電池廠家也發(fā)布了固態(tài)電池相關(guān)的研發(fā)進(jìn)展。包括豐60一方面由于采用了有機(jī)電解液的傳統(tǒng)鋰電池，在過(guò)度充電、內(nèi)部短路等異常情況下容易導(dǎo)致電解液發(fā)熱，從而引發(fā)自燃甚至自爆的安全隱患。固態(tài)電池基于固態(tài)材料不可燃、無(wú)腐蝕、不揮發(fā)、不漏液等條件，安全系數(shù)較之鋰離子電池有著先天的優(yōu)勢(shì)。二來(lái)則是固態(tài)電池在最為關(guān)鍵的能量密度方面，有望徹底解決純電動(dòng)汽車的里程焦慮。五、固態(tài)電池固態(tài)電池的優(yōu)勢(shì)一方面由于采用了有機(jī)電解液的傳統(tǒng)鋰電池，在過(guò)度充電、內(nèi)部短路61固態(tài)電池的電解質(zhì)無(wú)需隔膜和電解液，并不存在漏液、腐蝕等問(wèn)題，可以簡(jiǎn)化電池外殼及冷卻系統(tǒng)模塊，進(jìn)一步減輕電池模組的重量，達(dá)到節(jié)能的效果。此外，全新的正負(fù)極材料配套可以使得電化學(xué)窗口達(dá)到5V以上，從根本上提高能量密度，有望達(dá)到500瓦時(shí)/千克。五、固態(tài)電池固態(tài)電池的優(yōu)勢(shì)固態(tài)電池的電解質(zhì)無(wú)需隔膜和電解液，并不存在漏液、腐蝕等問(wèn)題，62一方面由于采用了有機(jī)電解液的傳統(tǒng)鋰電池，在過(guò)度充電、內(nèi)部短路等異常情況下容易導(dǎo)致電解液發(fā)熱，從而引發(fā)自燃甚至自爆的安全隱患。固態(tài)電池基于固態(tài)材料不可燃、無(wú)腐蝕、不揮發(fā)、不漏液等條件，安全系數(shù)較之鋰離子電池有著先天的優(yōu)勢(shì)。二來(lái)則是固態(tài)電池在最為關(guān)鍵的能量密度方面，有望徹底解決純電動(dòng)汽車的里程焦慮。五、固態(tài)電池固態(tài)電池的優(yōu)勢(shì)一方面由于采用了有機(jī)電解液的傳統(tǒng)鋰電池，在過(guò)度充電、內(nèi)部短路63不過(guò)固態(tài)電池雖好，但根據(jù)現(xiàn)有的研發(fā)進(jìn)展來(lái)看，也還有兩項(xiàng)技術(shù)難題尚未攻破：固態(tài)電解質(zhì)在室溫條件下的離子電導(dǎo)率不高，固態(tài)點(diǎn)解質(zhì)與正負(fù)極之間界面阻抗比較大。五、固態(tài)電池固態(tài)電池存在的問(wèn)題不過(guò)固態(tài)電池雖好，但根據(jù)現(xiàn)有的研發(fā)進(jìn)展來(lái)看，也還有兩項(xiàng)技術(shù)難64任務(wù)11：三元鋰電池檢測(cè)與維修任務(wù)情景

比亞迪E5車主反映，車輛存放一段時(shí)間后，顯示電壓過(guò)低，請(qǐng)根據(jù)相關(guān)信息進(jìn)一步的分析診斷。任務(wù)目標(biāo)能夠了說(shuō)出三元鋰電池的組成結(jié)構(gòu)能夠?qū)θ囯姵氐倪M(jìn)行檢測(cè)任務(wù)11：三元鋰電池檢測(cè)與維修任務(wù)情景65燃料電池06燃料電池0666

燃料電池(FuelCell)是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。它從外表上看有正負(fù)極和電解質(zhì)等，類似一個(gè)蓄電池，但實(shí)質(zhì)他不是儲(chǔ)能元件而是一個(gè)發(fā)電裝置。燃料電池的主要構(gòu)成組件為：電極（Electrode）電解質(zhì)隔膜（ElectrolyteMembrane）集電器（CurrentCollector）六、燃料電池1、燃料電池概述燃料電池(FuelCell)是一種將存在于燃料與氧化67（1）電極燃料電池的電極是燃料發(fā)生氧化反應(yīng)與氧化劑發(fā)生還原反應(yīng)的電化學(xué)反應(yīng)場(chǎng)所。（2）電解質(zhì)隔膜電解質(zhì)隔膜的主要功能在分隔氧化劑與還原劑，并傳導(dǎo)離子，（3）集電器集電器又稱作雙極板（BipolarPlate），具有收集電流、分隔氧化劑與還原劑、疏導(dǎo)反應(yīng)氣體等之功用，六、燃料電池1、燃料電池概述（1）電極（2）電解質(zhì)隔膜（3）集電器六、燃料電池1、燃料電68燃料電池的發(fā)電原理六、燃料電池1、燃料電池概述燃料電池的發(fā)電原理六、燃料電池1、燃料電池概述69電池類型氫燃料電池鋰電池時(shí)間補(bǔ)給時(shí)間短，直接加氫充電時(shí)間長(zhǎng)，充滿電3～8小時(shí)不等污染程度氫燃料電池主要的成是氫，在使用壽命結(jié)束后，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染鋰離子電池含有重金屬鎳、鈷、砷等有毒污染物，要進(jìn)行回收處理續(xù)航續(xù)航里程均超過(guò)500km普遍幾種在150-250km充電站成本氫站成本高達(dá)100-200萬(wàn)美元特斯拉超級(jí)充電站修建成本月30萬(wàn)美元電池成本氫燃料電池化學(xué)反應(yīng)所需的催化劑成本高，使用鉑這種稀有貴金屬，價(jià)格比黃金還高鋰電池廣泛使用在手機(jī)、電腦、汽車中成本低，已經(jīng)商業(yè)化六、燃料電池2、燃料電池與鋰電池的優(yōu)劣對(duì)比電池類型氫燃料電池鋰電池時(shí)間補(bǔ)給時(shí)間短，直接加氫充電時(shí)間長(zhǎng)，70

2008年，豐田推出了FCHV-adv，也就是這款車搭載豐田第二代燃料電池。該車依然基于漢蘭達(dá)的平臺(tái)改裝而來(lái)，使用了4個(gè)70MPa的儲(chǔ)氫罐，行駛里程達(dá)到了760公里。六、燃料電池3、燃料電池的運(yùn)用（1）豐田FCHV-adv燃料電池概念車2008年，豐田推出了FCHV-adv，也就是71

MIRAI在節(jié)能方面非常出色，根據(jù)測(cè)試現(xiàn)實(shí)，50公里的續(xù)航僅需要1公斤的氫氣。而一臺(tái)MIRA內(nèi)有兩個(gè)超過(guò)60升的大容量?jī)?chǔ)蓄罐，這兩個(gè)儲(chǔ)蓄罐安置在后下，兩個(gè)儲(chǔ)蓄罐加起來(lái)可以裝10公升的氫氣，按照換算，續(xù)航大概在500公里。六、燃料電池（2）豐田Mirai燃料電池汽車MIRAI在節(jié)能方面非常出色，根據(jù)測(cè)試現(xiàn)實(shí)，572

在上海召開(kāi)的2018CESAsia上，現(xiàn)代汽車推出新一代的氫燃料電池車NEXO，是現(xiàn)代汽車環(huán)保車系列中的技術(shù)旗艦車型。這款車的環(huán)保燃料電池動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng),對(duì)氫能源利用率和零部件效率進(jìn)行了最大程度的優(yōu)化。六、燃料電池（3）現(xiàn)代NEXO燃料汽車在上海召開(kāi)的2018CESAsia上，現(xiàn)代汽車推出73

三款車型都采用了大眾集團(tuán)自主研發(fā)的第四代的100千瓦低溫質(zhì)子交換薄膜技術(shù)的燃料電池堆棧，續(xù)航里程超過(guò)500公里。六、燃料電池（4）大眾的三款燃料電池汽車三款車型都采用了大眾集團(tuán)自主研發(fā)的第四代的100千瓦74表1國(guó)內(nèi)外典型氫燃料電池轎車對(duì)比

國(guó)內(nèi)在燃料電池乘用車方面，投入研發(fā)的主要企業(yè)是上汽集團(tuán)，已完成前后四代氫燃料電池轎車的開(kāi)發(fā)。參數(shù)豐田Mirai現(xiàn)代ix35本田Clarity通用Equinox榮威950整車整備質(zhì)量/kg185022901890201020800～100km/h加速性能/s1012.5101212最大時(shí)速（km/h）160160161160160一次加氫續(xù)駛里程/km650415750320430燃料電池堆功率/kW1141101009343儲(chǔ)氫質(zhì)量/kg55.64-4.24.2動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)型全功率型全功率型全功率型全功率型Pulg-in六、燃料電池（5）中國(guó)氫燃料汽車發(fā)展現(xiàn)狀表1國(guó)內(nèi)外典型氫燃料電池轎車對(duì)比國(guó)內(nèi)在燃料75任務(wù)13：燃料電池結(jié)構(gòu)與原理任務(wù)情景客戶王先生對(duì)燃料汽車比較感興趣，請(qǐng)根據(jù)所學(xué)知識(shí)為其推薦一款燃料汽車。任務(wù)目標(biāo)能夠了解燃料電池的結(jié)構(gòu)能夠掌握燃料電池的工作原理任務(wù)13：燃料電池結(jié)構(gòu)與原理任務(wù)情景76電容電池07電容電池0777超級(jí)電容器的容量比通常的電容器大得多。由于其容量很大。超級(jí)電容器電池也屬于雙電層電容器，是一種通過(guò)極化電解質(zhì)來(lái)儲(chǔ)能的電化學(xué)元件，但在儲(chǔ)能過(guò)程中并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而且儲(chǔ)能過(guò)程是可逆的，可以反復(fù)充放電數(shù)十萬(wàn)次。七、電容電池1、電容電池結(jié)構(gòu)與工作原理超級(jí)電容器的容量比通常的電容器大得多。由于其容量很大。超級(jí)電78超級(jí)電容采用活性炭材料制作成多孔電極，同時(shí)在相對(duì)的碳多孔電極之間充填電解質(zhì)溶液，當(dāng)在兩端施加電壓時(shí)，相對(duì)的多孔電極上分別聚集正負(fù)電子。而電解質(zhì)溶液中的正負(fù)離子將由于電場(chǎng)作用分別聚集到與正負(fù)極板相對(duì)的界面上，從而形成兩個(gè)集電層，相當(dāng)于兩個(gè)電容器串聯(lián)。七、電容電池1、電容電池結(jié)構(gòu)與工作原理超級(jí)電容采用活性炭材料制作成多孔電極，同時(shí)在相對(duì)的碳多孔電極79由于活性碳材料具有≥1200m2/g的超高比表面積，而且電解液與多孔電極間的界面距離不到1nm。根據(jù)前面的計(jì)算公式可以看出，這種雙電層電容器比傳統(tǒng)的物理電容的容值要大很多，比容量可以提高100倍以上，從而使單位重量的電容量可達(dá)100F/g。七、電容電池1、電容電池結(jié)構(gòu)與工作原理由于活性碳材料具有≥1200m2/g的超高比表面積，而且電解80并且電容的內(nèi)阻還能保持在很低的水平，碳材料還具有成本低，技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)。從而使利用電容器進(jìn)行大電量的儲(chǔ)能成為可能，且在實(shí)際使用時(shí)，可以通過(guò)串聯(lián)或者并聯(lián)以提高輸出電壓或電流。七、電容電池1、電容電池結(jié)構(gòu)與工作原理并且電容的內(nèi)阻還能保持在很低的水平，碳材料還具有成本低，技術(shù)81①充電速度快。②循環(huán)使用壽命長(zhǎng)。③大電流放電能力超強(qiáng)。④功率密度高。⑤是理想的綠色環(huán)保電源；⑥充放電線路簡(jiǎn)單。⑦超低溫特性好。⑧檢測(cè)方便。七、電容電池2、電容電池特點(diǎn)①充電速度快。七、電容電池2、電容電池特點(diǎn)82任務(wù)14：新型電池的結(jié)構(gòu)與原理任務(wù)情景

客戶王先生對(duì)新型電池能源比較感興趣，請(qǐng)根據(jù)所學(xué)知識(shí)為其普及新型電池的知識(shí)。任務(wù)目標(biāo)能夠了解說(shuō)出電容電池的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)能夠說(shuō)出電容電池的工作原理任務(wù)14：新型電池的結(jié)構(gòu)與原理任務(wù)情景83飛輪電池08飛輪電池0884飛輪電池包括飛輪、軸、軸承、電機(jī)、真空容器和電力電子變換器，其中飛輪是整個(gè)裝置的核心部件，它直接決定了整個(gè)裝置的儲(chǔ)能多少。電力電子變換器通常是由金屬—氧化層半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管（MOSFET）和絕緣柵型晶體管IGBT組成的雙向變換器，它們決定了飛輪裝置能量輸入輸出量的大小。八、飛輪電池1、飛輪電池的結(jié)構(gòu)和原理飛輪電池包括飛輪、軸、軸承、電機(jī)、真空容器和電力電子變換器，85飛輪電池的工作原理是外部電能經(jīng)電力電子變換器輸入，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)，飛輪儲(chǔ)存動(dòng)能（機(jī)械能）。當(dāng)外部負(fù)載需要能量時(shí)，用飛輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，再通過(guò)電子變換器變成負(fù)載所需要的各種頻率、變壓等級(jí)的電能，以滿足不同的需求。八、飛輪電池1、飛輪電池的結(jié)構(gòu)和原理飛輪電池的工作原理是外部電能經(jīng)電力電子變換器輸入，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)86充電時(shí)，飛輪電池中的電機(jī)以電動(dòng)機(jī)形式運(yùn)轉(zhuǎn)，在外電源的驅(qū)動(dòng)下，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛輪高速旋轉(zhuǎn);放電時(shí)，電機(jī)則以發(fā)電機(jī)狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)，在飛輪的帶動(dòng)下對(duì)外輸出電能，完成機(jī)械能到電能的轉(zhuǎn)換。八、飛輪電池1、飛輪電池的結(jié)構(gòu)和原理充電時(shí)，飛輪電池中的電機(jī)以電動(dòng)機(jī)形式運(yùn)轉(zhuǎn)，在外電源的驅(qū)動(dòng)下，87在實(shí)際工作中，飛輪的轉(zhuǎn)速至少為40000～50000r/min，最高可達(dá)200000r/min，一般金屬制成的飛輪無(wú)法承受這樣高的轉(zhuǎn)速，所以飛輪一般都采用碳纖維制成，以減小整個(gè)系統(tǒng)的重量。為了減少充放電過(guò)程中的能量損耗，電機(jī)和飛輪都采用磁懸浮軸承以減少機(jī)械摩擦，同時(shí)將飛輪和電機(jī)放置在真空容器中，以減少空氣摩擦，這樣飛輪電池的輸入輸出效率可達(dá)95％左右。八、飛輪電池1、飛輪電池的結(jié)構(gòu)和原理在實(shí)際工作中，飛輪的轉(zhuǎn)速至少為40000～50000r/mi88飛輪電池兼顧了化學(xué)電池、燃料電池和超導(dǎo)電池等儲(chǔ)能裝置的諸多優(yōu)點(diǎn)，主要體現(xiàn)在一下幾個(gè)方面：①能量密度高。②能量轉(zhuǎn)換效率高。③工作溫度范圍寬。④使用壽命長(zhǎng)。⑤低損耗、低維護(hù)。八、飛輪電池2、飛輪電池的特性飛輪電池兼顧了化學(xué)電池、燃料電池和超導(dǎo)電池等儲(chǔ)能裝置的諸多優(yōu)89飛輪電池目前也存在一些缺點(diǎn)：①因?yàn)閷?shí)際中飛輪轉(zhuǎn)速可達(dá)40000-50000r/min，一般金屬制成的飛輪無(wú)法承受這樣高的轉(zhuǎn)速，容易解體，所以飛輪一般都采用碳纖維制成，而制造飛輪的碳纖維材料目前成本比較高。②飛輪一旦充電，就會(huì)不停轉(zhuǎn)動(dòng)下去，浪費(fèi)能量。例如給一輛飛輪電池汽車充電后，該汽車可以行駛3h，汽車走了2h后，車主需要就餐0.5h，那么，這期間，飛輪就在那里白白轉(zhuǎn)動(dòng)。八、飛輪電池2、飛輪電池的特性飛輪電池目前也存在一些缺點(diǎn)：八、飛輪電池2、飛輪電池的特性90（1）交通運(yùn)輸飛輪電池充電快，放電完全，非常適合車輛應(yīng)用?，F(xiàn)在由于成本和小型化的問(wèn)題，飛輪電池僅在部分電動(dòng)汽車和火車上有示范性應(yīng)用，并且主要是混合動(dòng)力電動(dòng)車輛?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)車輛在下坡、滑行或制動(dòng)時(shí)，飛輪電池能大量地存儲(chǔ)動(dòng)能；車輛在起步、加速或爬坡時(shí)，飛輪電池則給車輛提供動(dòng)力，保證車輛在最優(yōu)狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)。八、飛輪電池3、飛輪電池的應(yīng)用情況（1）交通運(yùn)輸八、飛輪電池3、飛輪電池的應(yīng)用情況91（2）航空航天飛輪電池在航空航天方面的應(yīng)用包括在人造衛(wèi)星、飛船、空間站上等。飛輪電池一次充電可以提供同重量化學(xué)電池兩倍的功率，相同負(fù)載的使用時(shí)間為化學(xué)電池的3～l0倍。同時(shí)，因?yàn)樗霓D(zhuǎn)速是可測(cè)可控的，故可以隨時(shí)查看剩余電能。美國(guó)太空總署已在空間站安裝了48個(gè)飛輪電池，聯(lián)合在一起可提供超過(guò)150kW的電能。八、飛輪電池3、飛輪電池的應(yīng)用情況（2）航空航天八、飛輪電池3、飛輪電池的應(yīng)用情況92（3）不間斷電源飛輪電池作為穩(wěn)定電源，可提供幾秒到幾分鐘的電能，這段時(shí)間足以保證工廠進(jìn)行電源切換。德國(guó)GmbH公司制造了一種使用飛輪電池的不間斷電源（UPS），在5s內(nèi)可提供或吸收5MW的電能。八、飛輪電池3、飛輪電池的應(yīng)用情況（3）不間斷電源八、飛輪電池3、飛輪電池的應(yīng)用情況93沃爾沃在賽車上應(yīng)用的動(dòng)能回收系統(tǒng)（KineticEnergyRecoverySystems，KERS)采用的就是機(jī)械飛輪儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)，將來(lái)自車身的動(dòng)能儲(chǔ)存在一塊重6kg、直徑20cm的碳纖維組成的飛輪模塊中，需要釋放時(shí)，其通過(guò)CVT變速模塊將能量傳遞至后橋直接驅(qū)動(dòng)車輪。根據(jù)官方測(cè)試的結(jié)果表明，使用了該技術(shù)的四缸渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)可以達(dá)到六缸渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的水平，同時(shí)相比六缸渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)減少25％的油耗。八、飛輪電池3、飛輪電池的應(yīng)用情況沃爾沃在賽車上應(yīng)用的動(dòng)能回收系統(tǒng)（KineticEnerg94任務(wù)14：新型電池的結(jié)構(gòu)與原理任務(wù)情景

客戶王先生對(duì)新型電池能源比較感興趣，請(qǐng)根據(jù)所學(xué)知識(shí)為其普及新型電池的知識(shí)。任務(wù)目標(biāo)能夠了解說(shuō)出電容電池的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)能夠說(shuō)出電容電池的工作原理任務(wù)14：新型電池的結(jié)構(gòu)與原理任務(wù)情景95新能源汽車動(dòng)力電池技術(shù)：各類動(dòng)力電池的工作原理及應(yīng)用課件各類動(dòng)力電池的工作原理及應(yīng)用新能源汽車動(dòng)力電池技術(shù)各類動(dòng)力電池新能源汽車動(dòng)力電池技術(shù)97汽車電源系統(tǒng)的組成01汽車電源系統(tǒng)的組成0198一、汽車電源系統(tǒng)的組成1.電動(dòng)汽車12V電源系統(tǒng)與傳統(tǒng)汽車的區(qū)別發(fā)電機(jī)和蓄電池一、汽車電源系統(tǒng)的組成1.電動(dòng)汽車12V電源系統(tǒng)與傳統(tǒng)汽車的99一、汽車電源系統(tǒng)的組成電動(dòng)汽車的電源系統(tǒng)主電源(高壓電)輔助電源(低壓電)無(wú)發(fā)電機(jī)主電源輔助電源一、汽車電源系統(tǒng)的組成電動(dòng)汽車的電源系統(tǒng)主電源(高壓電)100一、汽車電源系統(tǒng)的組成

電動(dòng)汽車12V電源系統(tǒng)主要由蓄電池、DC/DC轉(zhuǎn)換器及相關(guān)配電裝置組成。北汽ev200發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)包括高壓控制器、電機(jī)控制器、DC/DC轉(zhuǎn)換器、車載充電機(jī)等組成比亞迪e5高壓電控總成俗稱四合一，包括集成電機(jī)控制模塊、車載充電器模塊、DC/DC變換器模塊和高壓配電模塊。2.電動(dòng)汽車12V電源系統(tǒng)的組成及結(jié)構(gòu)一、汽車電源系統(tǒng)的組成電動(dòng)汽車12V電源系統(tǒng)主要由蓄101一、汽車電源系統(tǒng)的組成蓄電池是可以將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的一種裝置，一般簡(jiǎn)稱為電池，俗稱為電瓶。常見(jiàn)的蓄電池一般分為四類，普通蓄電池、干荷蓄電池、濕荷蓄電池和免維護(hù)蓄電池。

普通免維護(hù)鉛酸蓄電池

電動(dòng)汽車起動(dòng)鐵電池（1）蓄電池一、汽車電源系統(tǒng)的組成蓄電池是可以將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的一種裝102一、汽車電源系統(tǒng)的組成

傳統(tǒng)免維護(hù)蓄電池外觀看，有正負(fù)兩個(gè)極柱，而電動(dòng)汽車的蓄電池除了兩個(gè)極柱以外，還有一個(gè)低壓通訊線束連接器。在混合動(dòng)力的有些車型上，起動(dòng)鐵電池除正負(fù)極柱以外還有一個(gè)起動(dòng)接線柱1）起動(dòng)鐵電池結(jié)構(gòu)1-起動(dòng)正極柱2-低壓正極柱3-負(fù)極柱4-通訊接口

混動(dòng)汽車比亞迪秦起動(dòng)鐵電池（右圖）一、汽車電源系統(tǒng)的組成傳統(tǒng)免維護(hù)蓄電池外觀看，有正負(fù)兩個(gè)極103一、汽車電源系統(tǒng)的組成比亞迪起動(dòng)鐵電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意因?yàn)椴恍枰o起動(dòng)機(jī)提供大電流，所以相對(duì)而言比傳統(tǒng)汽車的電池容量要小一點(diǎn)。從內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖分析：起動(dòng)鐵電池除了裝有存儲(chǔ)電能的極板外，還有進(jìn)行各類信號(hào)采集的控制器并且通過(guò)數(shù)據(jù)總線對(duì)外聯(lián)系。

一、汽車電源系統(tǒng)的組成比亞迪起動(dòng)鐵電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意因?yàn)椴恍?04一、汽車電源系統(tǒng)的組成2）起動(dòng)鐵電池基本功能1）起動(dòng)鐵電池是整車低壓負(fù)載的供電電源，并聯(lián)在DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出端上，一般情況是DC/DC轉(zhuǎn)換器給起動(dòng)鐵電池充電狀態(tài)，只有DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出不足時(shí)，才參與整車負(fù)載供電。2）起動(dòng)鐵電池極柱內(nèi)部連接電池管理器（BMS），其硬件過(guò)電流能力有限，因此禁止使用此起動(dòng)鐵電池給其他燃油車輛搭車起動(dòng)。3）起動(dòng)鐵電池內(nèi)部包含電池管理器，其通過(guò)通訊口和整車模塊交互信息，所以必須保證通訊線路連接正常，否則起動(dòng)鐵電池?zé)o法正常使用。注意：純電動(dòng)汽車起動(dòng)鐵電池不可隨意拆卸，也不可使用普通充電機(jī)進(jìn)行充電。一、汽車電源系統(tǒng)的組成2）起動(dòng)鐵電池基本功能1）起動(dòng)鐵電105一、汽車電源系統(tǒng)的組成3）起動(dòng)鐵電池使用注意事項(xiàng)1）使用注意事項(xiàng)：A）在非OK電源檔時(shí)，請(qǐng)勿長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)啟前照燈和音響等多媒體娛樂(lè)系統(tǒng)。B）電池極柱螺栓不要隨意更換其他型號(hào)，以免接觸電阻過(guò)大。C）未有效安裝在車輛上的起動(dòng)電池（無(wú)CAN通訊），其電壓略低于正常安裝的0.4-0.6V左右，這是出于電池降低自身功耗的設(shè)計(jì)，屬于正?，F(xiàn)象。在需要測(cè)量鐵電池的真實(shí)電壓時(shí)，需將電池正常連接于整車。2）充電注意事項(xiàng)：A）起動(dòng)鐵電池不同于鉛酸電池，當(dāng)電壓低于12.8V時(shí)，建議及時(shí)充電。B）充電時(shí)請(qǐng)?jiān)谡嘜K檔充電。C）車下充電時(shí)，須采用恒壓限流方式，限制電壓在14V，電流30A以內(nèi)。切勿對(duì)電池串聯(lián)充電；D）起動(dòng)鐵電池完成充電一般在2-3小時(shí)，當(dāng)充電電流降為0-1A時(shí)，停止充電。注：當(dāng)電池電壓低于7.5V時(shí)，須更換電池。一、汽車電源系統(tǒng)的組成3）起動(dòng)鐵電池使用注意事項(xiàng)1）使用注意106一、汽車電源系統(tǒng)的組成（2）DC/DC轉(zhuǎn)換器1）DC/DC轉(zhuǎn)換器作用DC/DC轉(zhuǎn)換器為轉(zhuǎn)變輸入電壓后有效輸出固定電壓的電壓轉(zhuǎn)換器。動(dòng)力電池將高壓電輸送至DC/DC轉(zhuǎn)換器，通過(guò)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成14V左右的電壓給低壓供電系統(tǒng)供電，并給蓄電池充電，取代了傳統(tǒng)汽車中的發(fā)電機(jī)。整車電器動(dòng)力電池組高壓配電模塊DC/DC轉(zhuǎn)換器低壓鐵電池CANCAN一、汽車電源系統(tǒng)的組成（2）DC/DC轉(zhuǎn)換器1）DC/DC轉(zhuǎn)107一、汽車電源系統(tǒng)的組成（2）DC/DC轉(zhuǎn)換器

目前，在新能源汽車中DC/DC轉(zhuǎn)換器有三種類型：（1）高低壓轉(zhuǎn)換器（輔助功率模塊）此模塊主要作用是取代傳統(tǒng)汽車的12V發(fā)電機(jī)，把高壓電池組的電壓降壓轉(zhuǎn)化為12V低壓電，供給低壓用電器，功率范圍從1~2.2KW。（2）12V電壓穩(wěn)壓器

穩(wěn)壓器用在部分起停系統(tǒng)中，在起動(dòng)中避免電壓波動(dòng)對(duì)一些敏感的負(fù)載造成影響或損壞，電壓穩(wěn)壓器的功率等級(jí)隨著用電器負(fù)荷而定。（3）高壓升壓器為了提高動(dòng)力系統(tǒng)的效率，選用一個(gè)升壓器來(lái)提高逆變輸入的電壓，這個(gè)部件是動(dòng)力總成的一部分，集成在動(dòng)力總成中。1）DC/DC轉(zhuǎn)換器作用一、汽車電源系統(tǒng)的組成（2）DC/DC轉(zhuǎn)換器目前，在新108一、汽車電源系統(tǒng)的組成（2）DC/DC轉(zhuǎn)換器DC/DC轉(zhuǎn)換器一般安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)，在高壓控制模塊與車載充電機(jī)之間，將動(dòng)力電池的高壓直流電轉(zhuǎn)換為低壓直流電給低壓蓄電池以及整車低壓用電系統(tǒng)供電。北汽EV200電動(dòng)汽車2）DC/DC轉(zhuǎn)換器的類型一、汽車電源系統(tǒng)的組成（2）DC/DC轉(zhuǎn)換器DC/DC轉(zhuǎn)換器109一、汽車電源系統(tǒng)的組成（2）DC/DC轉(zhuǎn)換器DC/DC轉(zhuǎn)換器有四處接線口，分別是低壓輸出正極、低壓輸出負(fù)極、低壓控制端、高壓輸入端。3）DC/DC轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)一、汽車電源系統(tǒng)的組成（2）DC/DC轉(zhuǎn)換器D110任務(wù)1：12V電源系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)任務(wù)情景比亞迪E5車主反應(yīng)，車輛全車無(wú)電，儀表、燈光、喇叭等均不能工作，請(qǐng)根據(jù)相關(guān)信息進(jìn)一步的分析診斷。任務(wù)目標(biāo)能夠指出12V電源系統(tǒng)相關(guān)元件在車上的位置能夠掌握12V電源系統(tǒng)控制原理任務(wù)1：12V電源系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)任務(wù)情景1113.動(dòng)力電池系統(tǒng)的作用動(dòng)力電池系統(tǒng)作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力源，主要為整車提供持續(xù)、穩(wěn)定的能量。作為整車的動(dòng)力來(lái)源，其綜合性能直接影響整車的續(xù)航里程。動(dòng)力電池系統(tǒng)主要用于接收和存儲(chǔ)由外置充電裝置和制動(dòng)能量回收裝置提供的電能，并通過(guò)高壓配電模塊連接動(dòng)力電池組件，為電動(dòng)機(jī)、空調(diào)壓縮機(jī)、空調(diào)加熱器（PTC）、DC/DC轉(zhuǎn)換器等用電設(shè)備提供電能。一、汽車電源系統(tǒng)的組成3.動(dòng)力電池系統(tǒng)的作用動(dòng)力電池系統(tǒng)作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力源，主要112(1)動(dòng)力電池組的功用充電狀態(tài)：當(dāng)外接充電設(shè)備充電時(shí)，動(dòng)力電池用于存儲(chǔ)電能。放電狀態(tài)：當(dāng)汽車行駛時(shí)，動(dòng)力電池為電動(dòng)機(jī)提供能量，通過(guò)電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)汽車行駛；能力回收：汽車減速制動(dòng)或滑行時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，儲(chǔ)存在動(dòng)力電池中，從而增加電動(dòng)汽車的續(xù)航里程，提高經(jīng)濟(jì)性。一、汽車電源系統(tǒng)的組成4.動(dòng)力電池組的組成及結(jié)構(gòu)(1)動(dòng)力電池組的功用充電狀態(tài)：當(dāng)外接充電設(shè)備充電時(shí)，動(dòng)力電113（2）動(dòng)力電池組的安裝位置混合動(dòng)力汽車電池體積小，常見(jiàn)安裝在后排座椅下方或后備箱內(nèi)。純電動(dòng)汽車電池體積大，常見(jiàn)安裝于底盤中央。電動(dòng)巴士電池安裝于行李箱內(nèi)一、汽車電源系統(tǒng)的組成（2）動(dòng)力電池組的安裝位置混合動(dòng)力汽車電池體積小，常見(jiàn)安裝在114動(dòng)力電池組一般由動(dòng)力電池模組、電池管理系統(tǒng)（BMS）、動(dòng)力電池箱和輔助元器件等部分組成。

（3）動(dòng)力電池組的組成結(jié)構(gòu)一、汽車電源系統(tǒng)的組成動(dòng)力電池組一般由動(dòng)力電池模組、電池管理系統(tǒng)（BMS）、動(dòng)力電115動(dòng)力電池模組是由多個(gè)電池模塊或者單體電芯串聯(lián)組成的一個(gè)組合體電池模塊是由一組并聯(lián)的電池單體組合而成的電池單體是構(gòu)成動(dòng)力電池模組的最小單元，一般是由正極、負(fù)極、電解質(zhì)（或電解液）和隔膜等組成，可以實(shí)現(xiàn)電能與化學(xué)能的直接轉(zhuǎn)換。單體電池電池模塊電池模組一、汽車電源系統(tǒng)的組成1）動(dòng)力電池模組動(dòng)力電池模組是由多個(gè)電池模塊或者單體電芯串聯(lián)組成的一116電池管理系統(tǒng)（BMS）是集監(jiān)測(cè)、控制與管理為一體的控制系統(tǒng)，與動(dòng)力電池相互配合工作，是保護(hù)和管理動(dòng)力電池的重要部件。電池管理系統(tǒng)主要是提高電池的利用率，在使用過(guò)程中提高電池的使用效率，延長(zhǎng)電池的使用壽命，通過(guò)控制高壓控制模塊中的高壓繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車的充電和放電，并且能將相關(guān)信息通過(guò)數(shù)據(jù)總線傳遞給整車控制器（VCU），進(jìn)行相關(guān)控制并且在儀表上進(jìn)行電池健康狀態(tài)等的顯示。2）電池管理系統(tǒng)（BMS）一、汽車電源系統(tǒng)的組成電池管理系統(tǒng)（BMS）是集監(jiān)測(cè)、控制與管理為一體117動(dòng)力電池箱具有承載和保護(hù)動(dòng)力電池組及電氣元件的作用，主要包含保險(xiǎn)絲盒、上蓋和下托盤等。3）動(dòng)力電池箱一、汽車電源系統(tǒng)的組成動(dòng)力電池箱具有承載和保護(hù)動(dòng)力電池組及電氣元件的作用，主要包含118輔助元器件主要由動(dòng)力電池組件內(nèi)部的電子元器件、維修開(kāi)關(guān)等以外的輔助元器件，如密封條，絕緣材料等。4）輔助元器件一、汽車電源系統(tǒng)的組成輔助元器件主要由動(dòng)力電池組件內(nèi)部的電子元器件、維修開(kāi)關(guān)等以外119任務(wù)4：動(dòng)力電池系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)任務(wù)情景比亞迪E5車主反映，車輛無(wú)法行駛，儀表顯示動(dòng)力電池故障，請(qǐng)根據(jù)相關(guān)信息進(jìn)一步的分析診斷。任務(wù)目標(biāo)能夠指出動(dòng)力電池系統(tǒng)相關(guān)元件在車上的位置能夠掌握動(dòng)力電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及原理任務(wù)4：動(dòng)力電池系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)任務(wù)情景120高壓維修開(kāi)關(guān)電氣部位布置一般有兩種:一種是位于高壓電源的正極，另一種是布置于電池組中間，其在電池正極與高壓維修開(kāi)關(guān)有一段電路，如果采用此類布置方式，需要保證此段電路處于人體不能接觸區(qū)域。5）維修開(kāi)關(guān)一、汽車電源系統(tǒng)的組成高壓維修開(kāi)關(guān)電氣部位布置一般有兩種:一種是位于高壓電源的正極121高壓維修開(kāi)關(guān)作為高壓安全部件，它的操作部位布置還需遵循一些原則，包括以下三大方面：①操作部位應(yīng)能長(zhǎng)期保持干燥，不易接觸到水、飲料等液體，并有適當(dāng)隔離物進(jìn)行隔離。②操作部位應(yīng)靠近駕駛?cè)?，以便緊急情況時(shí)駕駛?cè)四茌^快操作。③操作開(kāi)關(guān)的布置應(yīng)易于操作，覆蓋物的拆卸不應(yīng)設(shè)計(jì)的太過(guò)煩瑣，以便緊急情況時(shí)能較快操作。5）維修開(kāi)關(guān)一、汽車電源系統(tǒng)的組成高壓維修開(kāi)關(guān)作為高壓安全部件，它的操作部位布置還需遵循一些原122

動(dòng)力電池內(nèi)部的BMS實(shí)時(shí)采集各單體電池的電壓值、各溫度傳感器的溫度值、電池系統(tǒng)的總電壓值和總電流值，電池系統(tǒng)的絕緣電阻值等數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控動(dòng)力電池的工作狀態(tài)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析判斷當(dāng)前動(dòng)力電池系統(tǒng)是否工作正常，并對(duì)故障實(shí)時(shí)監(jiān)控。（3）動(dòng)力電池系統(tǒng)控制原理一、汽車電源系統(tǒng)的組成動(dòng)力電池內(nèi)部的BMS實(shí)時(shí)采集各單體電池的電壓值、各溫度123任務(wù)6：高壓維修開(kāi)關(guān)的檢測(cè)任務(wù)情景比亞迪E5車主反映，車輛不能行駛，請(qǐng)根據(jù)相關(guān)信息進(jìn)一步的分析診斷。任務(wù)目標(biāo)了解高壓維修開(kāi)關(guān)的作用能夠?qū)Ω邏壕S修開(kāi)關(guān)進(jìn)行拆裝和檢測(cè)任務(wù)6：高壓維修開(kāi)關(guān)的檢測(cè)任務(wù)情景124二、鎳氫動(dòng)力電池02二、鎳氫動(dòng)力電池02125二、鎳氫動(dòng)力電池1、鎳氫電池組成結(jié)構(gòu)鎳氫電池也稱為鎳金屬氧化物電池。其一般由正負(fù)極、隔膜、電解液、安全閥、殼體等組成。二、鎳氫動(dòng)力電池1、鎳氫電池組成結(jié)構(gòu)鎳氫電池也稱為鎳金屬氧化126（1）正極鎳氫電池的正極采用高孔率泡沫鎳或纖維鎳做導(dǎo)電骨架，其表面是氫氧化物制作而成。（2）負(fù)極鎳氫電池的負(fù)極是由骨架和儲(chǔ)氫合金組成的。（3）隔膜

鎳氫電池的隔膜采用尼龍無(wú)紡布或聚丙烯無(wú)紡布等材料，由于尼龍無(wú)紡布在堿性電解液中會(huì)發(fā)生解離，所以絕大多數(shù)采用聚丙烯無(wú)紡布。二、鎳氫動(dòng)力電池1、鎳氫電池組成結(jié)構(gòu)（1）正極（2）負(fù)極（3）隔膜二、鎳氫動(dòng)力電池1、鎳氫電池組127

（5）殼體和安全閥鎳氫電池的外殼多采用鍍鎳薄鋼板，在電動(dòng)汽車用的方形電池上，也有采用塑料外殼。安全閥安裝在鎳氫電池的頂部，其主要作用是在鎳氫電池過(guò)放電時(shí)，正極析出的氣體可以在負(fù)極消耗，電池內(nèi)部壓力保持平衡。（4）電解液

鎳氫電池的電解液一般是氫氧化鉀堿性溶液（KOH），有的鎳氫電池在電解液中加入少量的氫氧化鋰（LiOH）或氫氧化鈉（NaOH）。二、鎳氫動(dòng)力電池1、鎳氫電池組成結(jié)構(gòu)（5）殼體和安全閥（4）電解液二、鎳氫動(dòng)力電池1、鎳氫電池128型號(hào)含義：HF18/07/49，表示該鎳氫電池為方形，其寬為18mm，厚度為7mm，高度為49mm。方形圓形扣形二、鎳氫動(dòng)力電池2、鎳氫電池的結(jié)構(gòu)類型型號(hào)含義：HF18/07/49，表示該鎳氫電池為方形，其寬為129（1）充電過(guò)程充電時(shí)，鎳氫電池正負(fù)極的電化學(xué)反應(yīng)為：正極：Ni(OH)2+OH-→NiOOH+H2O+e-負(fù)極：M+H2O+e-→MH+OH-在充電時(shí)，電解液中的水被分解為氫離子和氧化氫離子，負(fù)極吸收氫離子，負(fù)極的金屬變成為金屬氧化物。（2）放電過(guò)程放電時(shí)，鎳氫電池正負(fù)極的電化學(xué)反應(yīng)為：正極：NiOOH

+H2O+e-→Ni(OH)2+OH-負(fù)極：MH+OH-→M+H2O+e-放電時(shí)，正極析出氧化氫離子，負(fù)極析出氫離子，其在電解液中結(jié)合生產(chǎn)水，在正負(fù)極之間通過(guò)外部電路放出電能。

鎳氫電池充放電原理圖二、鎳氫動(dòng)力電池3、鎳氫電池的工作原理（1）充電過(guò)程（2）放電過(guò)程鎳氫電池充放電原理圖二、鎳氫動(dòng)力130（1）優(yōu)點(diǎn)：1）比功率大。2）循環(huán)壽命長(zhǎng)，一般使用壽命5-10年。3）不含鉛、鎘等對(duì)人體有害金屬，無(wú)污染。4）耐過(guò)充電、過(guò)放電能力較強(qiáng)。5）無(wú)記憶效應(yīng)。6）使用溫度范圍寬。正常使用溫度范圍為-30~+60攝氏度。7）使用安全可靠。（2）缺點(diǎn)：1）成本較高，價(jià)格是鉛酸電池的5-8倍。2）單體電池的電壓較低，只有1.2V。3）自放電的損耗較大。4）環(huán)境溫度對(duì)蓄電池的放電電壓和放電容量有較大影響。二、鎳氫動(dòng)力電池4、鎳氫電池的特點(diǎn)（1）優(yōu)點(diǎn)：（2）缺點(diǎn)：二、鎳氫動(dòng)力電池4、鎳氫電池的特點(diǎn)131任務(wù)6：高壓維修開(kāi)關(guān)的檢測(cè)任務(wù)情景比亞迪E5車主反映，車輛不能行駛，請(qǐng)根據(jù)相關(guān)信息進(jìn)一步的分析診斷。任務(wù)目標(biāo)了解高壓維修開(kāi)關(guān)的作用能夠?qū)Ω邏壕S修開(kāi)關(guān)進(jìn)行拆裝和檢測(cè)任務(wù)6：高壓維修開(kāi)關(guān)的檢測(cè)任務(wù)情景132磷酸鐵鋰電池03磷酸鐵鋰電池03133鋰離子電池一般由正極、負(fù)極、隔膜、電解液（電解質(zhì)）、殼體和安全閥等組成。三、磷酸鐵鋰電池1、鋰離子電池組成結(jié)構(gòu)鋰離子電池一般由正極、負(fù)極、隔膜、電解液（電解質(zhì)）、殼134（1）正極鋰離子電池的正極活性物質(zhì)采用鋰過(guò)渡金屬氧化物，我們通常所說(shuō)的鈷酸鋰電池、錳酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池等都是以鋰離子電池正極材料來(lái)命名的。（2）負(fù)極鋰離子電池的負(fù)極活性物質(zhì)主要采用碳素材料。目前常見(jiàn)的碳材料主要有石墨（分為人造石墨、天然石墨），碳素材料（軟碳、硬碳）等。（3）電解液（電解質(zhì)）鋰離子電池的電解液一般采用非水電解液、聚合物電解質(zhì)和固體電解質(zhì)三大類。鋰電池的電解質(zhì)應(yīng)具有高的導(dǎo)電能力，較好的穩(wěn)定性及安全性，所以在電解質(zhì)內(nèi)通常會(huì)加入適量添加劑。三、磷酸鐵鋰電池1、鋰離子電池組成結(jié)構(gòu)（1）正極（2）負(fù)極（3）電解液（電解質(zhì)）三、磷酸鐵鋰電池1135（5）殼體和安全閥鋰離子電池的殼體材質(zhì)需要兼顧強(qiáng)度要求和散熱性能。安全閥安裝于電池蓋，目的在于防止電池內(nèi)部壓力過(guò)高而產(chǎn)生的破裂或爆炸等危險(xiǎn)。（4）隔膜隔膜位于正負(fù)極之間，要是防止正負(fù)極活性物質(zhì)短路。保證鋰離子電池的正常充放電和安全性能。三、磷酸鐵鋰電池1、鋰離子電池組成結(jié)構(gòu)（5）殼體和安全閥（4）隔膜三、磷酸鐵鋰電池1、鋰離子電池組136（1）圓柱形鋰離子電池

美國(guó)特斯拉電動(dòng)汽車ModelS，其動(dòng)力電池采用的7000多18650電池。18650電池型號(hào)：

18表示直徑為18mm，65表示長(zhǎng)度為65mm，0表示為圓柱形電池。18650鋰離子電池單節(jié)標(biāo)稱電壓一般為：3.6V或3.7V；最小放電終止電壓一般為：2.5～2.75V。常見(jiàn)容量為1200～3300mAh。三、磷酸鐵鋰電池2、鋰離子電池的結(jié)構(gòu)類型（1）圓柱形鋰離子電池美國(guó)特斯拉電動(dòng)汽車Mode137（2）長(zhǎng)方形鋰離子電池

長(zhǎng)方形鋰離子電池也需要多個(gè)電池串聯(lián)組成電池組。長(zhǎng)方形鋰離子電池

動(dòng)力電池組三、磷酸鐵鋰電池2、鋰離子電池的結(jié)構(gòu)類型（2）長(zhǎng)方形鋰離子電池長(zhǎng)方形鋰離子電池動(dòng)力138（3）薄板形鋰離子電池薄板形鋰離子電池一般為容量較小可充電電池，由于體積較小的優(yōu)點(diǎn)多用在手機(jī)、照相機(jī)電池等便攜式電子產(chǎn)品上。薄板形鋰離子電池（4）紐扣形電池紐扣形鋰離子電池通常也是小容量的可充電電池，用于汽車鑰匙電池、電子手表電池等。紐扣形鋰離子電池三、磷酸鐵鋰電池2、鋰離子電池的結(jié)構(gòu)類型（3）薄板形鋰離子電池薄板形鋰離子電池（4）紐扣形電池紐扣形139

鋰離子電池的充放電過(guò)程，就是鋰離子的嵌入和脫嵌過(guò)程?；卣龢O的鋰離子越多，放電容量越高。充電時(shí)：鋰離子從正極材料晶格中脫出經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入到負(fù)極材料層中；放電時(shí)：鋰離子從負(fù)極材料晶格中脫出，經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入到正極材料中。三、磷酸鐵鋰電池3、鋰離子電池的工作原理鋰離子電池的充放電過(guò)程，就是鋰離子的嵌入和脫嵌過(guò)程。充140（1）鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)1）過(guò)工作電壓高且放電電壓穩(wěn)定。2）比能量及能量密度大。3）循環(huán)壽命長(zhǎng)。4）安全性能好，無(wú)公害，無(wú)記憶效應(yīng)。5）自放電率低。6）可實(shí)現(xiàn)安全快速充電。7）允許溫度范圍寬。

（2）鋰離子電池的缺點(diǎn)1）不能大電流放電。2）電池的一致性較差。3）高溫和低溫的存儲(chǔ)性較差。4）耐過(guò)充電和過(guò)放電能力差。5）鋰電極會(huì)出現(xiàn)電壓滯后現(xiàn)象。6）價(jià)格相對(duì)較高。三、磷酸鐵鋰電池4、鋰離子電池的特點(diǎn)（1）鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)（2）鋰離子電池的缺點(diǎn)三、磷酸鐵鋰電池141任務(wù)8：磷酸鐵鋰電池結(jié)構(gòu)與原理任務(wù)情景比亞迪E5車主反應(yīng)，車輛存放一段時(shí)間后，顯示電壓過(guò)低，請(qǐng)根據(jù)相關(guān)信息進(jìn)一步的分析診斷。任務(wù)目標(biāo)能夠了解磷酸鐵鋰電池的結(jié)構(gòu)能夠掌握磷酸鐵鋰電池的工作原理任務(wù)8：磷酸鐵鋰電池結(jié)構(gòu)與原理任務(wù)情景142任務(wù)9磷酸鐵鋰電池檢測(cè)與維修任務(wù)情景比亞迪E5車主反應(yīng)，車輛存放一段時(shí)間后，顯示電壓過(guò)低，請(qǐng)根據(jù)相關(guān)信息進(jìn)一步的分析診斷。任務(wù)目標(biāo)能夠說(shuō)出磷酸鐵鋰電池的結(jié)構(gòu)能夠?qū)α姿徼F鋰電池進(jìn)行檢查任務(wù)9磷酸鐵鋰電池檢測(cè)與維修任務(wù)情景143三元鋰電池04三元鋰電池04144三元鋰電池的三元指的是鎳（Ni）鈷（Co）錳（Mn）三種元素。

三元材料綜合了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰三種材料的優(yōu)點(diǎn)，形成了三種材料三相的共熔體系，由于三元協(xié)同效應(yīng)其綜合性能優(yōu)于任一單組合化合物。重量能量密度能夠達(dá)到200Wh/kg。

力帆電動(dòng)汽車動(dòng)力電池四、三元鋰電池1、三元鋰電池的組成結(jié)構(gòu)三元鋰電池的三元指的是鎳（Ni）鈷（Co）錳（Mn）三種元素145三元鋰電池又被為“三元聚合物鋰電池”，指的是鎳鈷錳酸鋰或者鎳鈷鋁酸鋰作為正極材料的鋰電池。由于三元鋰電池體積更小、能力密度更高、耐低溫，目前正廣泛應(yīng)用于新能源汽車上，比如我們熟知的特斯拉，旗下所有車型都是采用了三元鋰電池。三元鋰電池的三元指的是鎳（Ni）鈷（Co）錳（Mn）三種元素。而這三種元素中鎳和鈷是活性金屬，錳不參與電化學(xué)反應(yīng)。一般來(lái)說(shuō)，活性金屬成分含量越高，電池容量就越大，但當(dāng)Ni的含量過(guò)高時(shí)，會(huì)引起Ni2+占據(jù)Li+的位置，加劇了陽(yáng)離子混排，從而導(dǎo)致容量降低。Co也是活性金屬，但能起到抑制陽(yáng)離子混排的作用，從而穩(wěn)定材料層狀結(jié)構(gòu)。Mn作為非活性金屬主要起到穩(wěn)定反應(yīng)提高安全性的作用。四、三元鋰電池1、三元鋰電池的組成結(jié)構(gòu)三元鋰電池又被為“三元聚合物鋰電池”，指的是鎳鈷錳酸鋰或者鎳1461)能量密度三元鋰電池的能量密度大，電壓更高，18650電池的能量密度232Wh/kg。而相比之下，目前國(guó)內(nèi)主流的磷酸鐵鋰電池能量密度也僅達(dá)到150Wh/kg左右。2)安全性對(duì)于三元鋰電池而言，其電池管理系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)至關(guān)重要。但磷酸鐵鋰遭到350℃的高溫也不會(huì)起火。四、三元鋰電池2、磷酸鋰電池與三元鋰電池電池性能對(duì)比1)能量密度2)安全性四、三元鋰電池2、磷酸鋰電池與三元鋰電1473)耐溫性能三元鋰電池耐低溫性能更好，在零下20C時(shí)，三元鋰電池能夠釋放70.14%的容量，而磷酸鐵鋰電池包只能釋放54.94%的容量。三元材料電池溫度（℃）容量（Ah）放電平臺(tái)（V）相對(duì)于25℃的容量558.5813.66899.36%258.6363.703100.00%-206.0583.41170.14%磷酸鐵鋰材料電池溫度（℃）容量（Ah）放電平臺(tái)（V）相對(duì)于25℃的容量557.8703.271100.00%257.8603.240100.00%-204.3202.87054.94%四、三元鋰電池2、磷酸鋰電池與三元鋰電池電池性能對(duì)比3)耐溫性能三元材料電池溫度（℃）容量（Ah）放電平臺(tái)（V）1484)循環(huán)壽命磷酸鐵鋰電池包循環(huán)壽命要優(yōu)于三元鋰電池，三元鋰電池的理論壽命是2000次，但基本上到1000次循環(huán)時(shí)，容量衰減到60%;就算業(yè)界最優(yōu)秀品牌特斯拉，經(jīng)過(guò)3000次也只能保持70%的電量，而磷酸鐵鋰電池經(jīng)過(guò)相同循環(huán)周期，還有80%的容量。但是三元鋰的不斷加強(qiáng)的電池管理技術(shù)加持下，逐漸得到提高。四、三元鋰電池2、磷酸鋰電池與三元鋰電池電池性能對(duì)比4)循環(huán)壽命四、三元鋰電池2、磷酸鋰電池與三元鋰電池電池性能149材料三元鋰磷酸鐵鋰錳酸鋰鈦酸鋰重量能量密度（Wh/kg）200100-110100170電池單體表稱電壓（20℃）3.8V3.2V3.7V3.6V安全性較差好較好差理論循環(huán)使用壽命（次）20001500-2000600-1000300成本低高最低較高優(yōu)點(diǎn)比容量高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、價(jià)格低廉安全性好、循環(huán)壽命長(zhǎng)、無(wú)毒環(huán)保、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、循環(huán)性能好、鐵資源豐富資源豐富、成本低，安全性好、容易制備工作電壓高、放電電壓平穩(wěn)、適合大電流放電、比能量高、電導(dǎo)率高缺點(diǎn)平臺(tái)相對(duì)較低、首次充放電效率低、安全性差。需要用大量的單體電池組合成電池組，體積大低溫性能差、理論容量不高，室溫電導(dǎo)率低工作溫度高時(shí)循環(huán)性能差價(jià)格昂貴、抗過(guò)充電性差、安全性能差、有污染性（5）各種鋰離子電池參數(shù)材料三元鋰磷酸鐵鋰錳酸鋰鈦酸鋰重量能量密度（Wh/kg）20150任務(wù)10：三元鋰電池結(jié)構(gòu)與原理任務(wù)情景

比亞迪E5車主反映，車輛存放一段時(shí)間后