一、动力电池及其管理系统

1.动力电池的主要性能指标

(1)电压

① 电动势。电池正极和负极之间的电位差,通常用符号E表示。

② 开路电压。电池在开路时的端电压,一般开路电压与电池的电动势近似相等。

③ 额定电压。电池在标准规定条件下工作时应达到的电压。

④ 工作电压(负载电压、放电电压)。在电池两端接上负载后,在放电过程中显示出的电压。

⑤ 终止电压。电池在一定标准所规定的放电条件下放电时,电池的电压将逐渐降低,当电池不宜继续放电时,电池的最低工作电压称为终止电压。

放电条件也称为放电制度,即电池放电时规定的各种条件,主要包括放电电流、终止电压和温度等。放电曲线是指在一定的放电条件下连续放电时,电池的工作电压随时间的变化曲线,如图1⁃19所示。在曲线图上可以表征出电池放电过程的变化情况,同时也可通过放电曲线计算出放电时间和放电容量等。放电时率小者(放电电流大),其工作电压下降速度快,终止电压低,放电时间短,影响电池的实际使用效果。工作电压下降速度慢,往往能输出较多的能量。工作电压的变化速度有时也称作“放电曲线的平稳度”。

(2)电池容量　电池在一定放电条件下所能放出的电量称为电池容量,以C表示,其单位常用A·h或mA·h来表示。电池的容量参数有以下几种。

① 理论容量。根据蓄电池活性物质的特性,按法拉第定律计算出的最高理论值,一般用质量容量A·h/kg或体积容量A·h/L来表示。

说明:这里所说法拉第定律指的是法拉第第一定律,即在电极界面上发生化学变化物质的质量与通入的电量成正比。

② 实际容量。在一定条件下所能输出的电量,等于放电电流与放电时间的乘积。

③ 标称容量(公称容量)。用来鉴别电池容量的适当的近似值,由于没有指定放电条件,因此,只标明电池的容量范围而没有确切值。

④ 额定容量(保证容量)。按一定标准所规定的放电条件,电池应该放出的最低限度的容量。

⑤ 荷电状态(SOC)。荷电状态(SOC)是指电池容量的变化情况,是电池在一定放电条件下,剩余电量与相同条件下额定容量的比值。SOC=1即表示电池为充满状态。随着蓄电池放电,蓄电池的电荷逐渐减少,此时可以用SOC的百分数的相对量来表示蓄电池中电荷的变化状态。一般蓄电池放电高效率区为50%~80%SOC。对SOC精确的实时辨识,是电池管理系统的一个关键技术。

⑥ 放电深度(DOD)。放电容量与额定容量的百分比,与SOC之间存在如下关系:

DOD=1-SOC

放电深度的高低对二次电池的使用寿命有很大影响,一般情况下,二次电池常用的放电深度越深,其使用寿命就越短,因此在电池使用过程中应尽量避免二次电池深度放电。

(3)功率　在一定的放电条件下,电池在单位时间内所输出的能量称为电池的功率(单位:W、kW)。电池的功率决定电动汽车的加速性能。电池的功率常用比功率和功率密度来表示。

① 比功率(W/kg)。指单位质量电池所能发出的电功率。

② 功率密度(W/L)。指单位体积电池所能发出的电功率。

(4)能量　电池在一定放电条件下所能释放出的能量称为电池的能量(单位:W·h、kW·h)。电池的能量决定电动汽车的行驶距离。蓄电池能量具体有以下指标:

① 标称能量。在标准规定放电条件下,电池能够输出的能量。电池的标称能量是电池的额定容量与额定电压的乘积。

② 实际能量。在一定条件下电池所能输出的能量。电池的实际能量是电池的实际容量与平均工作电压的乘积。

③ 比能量(W·h/kg)。指单位质量电池所能输出的能量。电池的质量包括电池本身结构件质量和电解质质量的总和。

④ 能量密度(W·h/L)。指单位体积电池所能输出的能量。

动力电池在电动汽车的应用过程中,由于电池组安装需要配备电池箱、连接线、电流电压保护装置等元器件,因此,实际的电池组比能量比单体电池比能量低20%以上。

(5)内阻　电流通过电池内部时受到阻力,使电池的电压降低,此阻力称为电池的内阻。由于电池的内阻作用,使得电池在放电时端电压低于电动势和开路电压。在充电时的端电压高于电动势和开路电压。

(6)寿命　蓄电池的工作是一个不断充电→放电的循环过程。按一定的标准规定放电,当电池的容量降低到某一个规定值以前,就要停止继续放电,然后就需要充电才能继续使用。在每一个循环中,电池中的化学活性物质,要发生一次可逆的化学反应。随着充电和放电次数的增加,电池中的化学活性物质会发生老化变质,逐渐削弱其化学功能,使得电池的充电和放电的效率逐渐降低,最后电池丧失全部功能而报废。

电池的寿命即从开始使用到报废所经历的时间,常用循环次数和使用年限来表示。

① 循环次数。从蓄电池开始第一次充电到报废时所经历的充/放电次数称为循环次数,也称为循环寿命。蓄电池的循环次数与电池的充电和放电的形式、电池的温度和放电深度有关,放电深度浅时,有利于延长电池的寿命。特别是电池在电动汽车上的使用环境,包括电池组中各个电池的均衡性、安装方式、固定方式、所受的振动和线路的安装等,都会影响电池的工作循环次数。

② 使用年限。从蓄电池开始使用到报废所经历的年数。

(7)放电率(放电速率)　电池放电的快慢称为放电率。放电率有时率和倍率两种表示方法。

① 时率(也称小时率)。电池以某种电流强度放电直到电池的电压降低到终止电压时,所经过的放电时间。

② 倍率。电池以某种强度放电时的电流值与额定容量电流值的比值(倍数)。

当放电电流大于或等于额定容量电流值时,该放电电流值用倍率表示;若放电电流小于额定容量电流值时,该放电电流值用时率表示。蓄电池的额定容量常用“C”来表示,放电率用在C前加系数表示。例如:2倍率,即2C,其放电电流值为额定容量电流值的两倍,额定容量约半小时放完;2小时率,即0.5C,其放电电流值为额定容量电流值的1/2,而额定容量约2h放完电。

(8)自放电率　自放电率指电池在存放时间内,在没有负载的条件下自身放电,使得电池容量损失的速度。自放电率用单位时间(月或年)内电池容量下降的百分数来表示。

(9)成本　电池的成本与电池的技术含量、材料、制作方法和生产规模有关,目前新开发的高比能量的电池成本较高,使得电动汽车的造价也较高,开发和研制高效、低成本的电池是电动汽车发展的关键。

除上述主要性能指标外,还要求电池无毒性,对周围环境不会造成污染或腐蚀,使用安全,有良好的充电性能和充电操作方便,耐振动,无记忆性,对环境温度变化不敏感,易于调整和维护等。

说明:电池记忆效应是指电池长期不彻底充电、放电,易在电池内留下痕迹,即电池对日常的充、放电幅度形成记忆,时间久了就很难改变这种模式,不能再做大幅度充电或放电,从而使电池的容量降低的现象。

目前电池技术的瓶颈在于如何造出容量大(满电可以连续行驶400km以上)、体积小、质量小、价格低的电池,以及如何实现快速充电。

2.铅酸蓄电池

(1)概述　正极板活性物质为二氧化铅,负极板活性物质为铅,以酸溶液为电解质的蓄电池称为铅酸蓄电池。

铅酸蓄电池由正极板、负极板、隔板、电池盖、电解液、加液孔盖和电池外壳等组成,正、负极板浸入稀硫酸电解液中成为单格电池。每个单格电池的标称电压为2V,因此,6格串联起来成为12V蓄电池。

电动汽车使用的铅酸动力电池型号为××V⁃××Ah。例如12V⁃120Ah,前面部分表示铅酸蓄电池的标称直流电压,后面部分表示铅酸蓄电池的标称容量。

(2)常用动力铅酸蓄电池　应用于电动汽车的动力铅酸蓄电池主要有阀控免维护铅酸蓄电池(VRLA)、胶体铅酸蓄电池、水平式蓄电池与双极式蓄电池四种。

① VRLA。免维护型蓄电池是指在使用寿命期限内,除要保持表面清洁外,不需其他维护的蓄电池。

② 胶体型蓄电池。胶体型蓄电池是指其电解液是由稀的硫酸钠溶液和硅酸溶液混合成胶状物质的蓄电池。这种蓄电池因为其电解液的流动性不强,所以在储存、保管、运输及使用过程中都比较安全,但其容量与普通蓄电池相比有所降低。

③ 水平式蓄电池与双极式蓄电池。所谓水平式蓄电池就是极板为水平安置的电池,其结构如图1⁃20(a)和图1⁃20(b)所示。

所谓双极式蓄电池是将原蓄电池的隔板去掉,正、负极板合一,一面涂正极板活性物质,另一面涂负极板活性物质,如图1⁃20(c)所示。据报道,英国一家公司用钛化合物作电极制成的铅酸蓄电池比能量达到60W·h/kg,几乎接近镍氢、锂电池的比能量。如果在技术上突破的话,价格低廉的铅酸蓄电池会大力推动电动汽车的推广和普及。

(3)优点

① 电压高,单体电压为2.0V。在常用蓄电池中,仅次于锂电池。

② 价格低廉。

③ 可制成小至1A·h大至几千安时的各种尺寸和结构的蓄电池。

④ 高倍率放电性能良好,可用于发动机启动。

⑤ 高低温性能良好,可在-40~60℃条件下工作。

⑥ 电能效率高,可达60%。

⑦ 易于浮充使用,没有记忆效应。

⑧ 易于识别荷电状态。

(4)缺点

① 比能量低,在电动汽车中所占的质量和体积较大,一次充电行驶里程短。

② 使用寿命短,使用成本高。

③ 充电时间长。

④ 存在铅污染。

(5)应用　早期生产的电动汽车大多采用铅酸蓄电池,如五十铃Eif Resort、大发Hijet Van、铃木奥拓、富士Samber EV等。低速纯电动汽车多采用VRLA,如山东时风电动汽车即采用10块GD04B铅酸动力电池串联成的电池组,额定电压为60V。采用铅酸动力电池的典型纯电动乘用车代表是风靡一时的美国通用汽车公司的纯电动汽车EV⁃1。我国株洲时代集团公司研发的TEG6120EV⁃2型电动大客车采用水平铅酸电池为动力电源,工作电压为384V。

3.镍氢(Ni⁃MH)电池

(1)概述　以镍化合物(通常为氢氧化镍)为正极板活性材料,以储氢合金为负极板材料(活性物质为氢),电解质是水溶性氢氧化钾和氢氧化锂的混合物的电池称为镍氢电池,属于碱性电池的一种。

镍氢电池的正极是球状氢氧化镍粉末与添加剂(钴等金属)、树脂和黏合剂等制成的涂膏,用自动涂膏机涂在正极板上,然后经过干燥,处理成发泡的氢氧化镍正极板。

镍氢电池的负极的关键技术是储氢合金,储氢合金是一种允许氢原子进入或分离的多金属合金的晶格基块,用钛⁃钒⁃锆⁃镍⁃铬(Ti⁃V⁃Zr⁃Ni⁃Cr)五种基本元素,并与钴、锰等金属元素烧结的合金,经过加氢、粉碎、成形和烧结制成负极板。

(2)特点　与铅酸蓄电池相比,镍氢电池具有以下特点。

① 比功率高。比功率可达到200W/kg,是铅酸电池的2倍,能够提高车辆的启动性能和加速性能。目前商业化的镍氢功率型电池已经达到1350W/kg。

② 比能量高。镍氢电池的标称电压为1.2V,比能量可达到70~80W·h/kg,有利于延长电动汽车的行驶里程。

③ 寿命长。在80%的放电深度下,循环寿命可达到1000次(或使用寿命10年)以上,是铅酸电池的3倍。100%放电深度循环寿命也在500次以上,在混合动力汽车中可使用5年以上。

④ 无重金属污染。镍氢电池中没有Pb和Cd等重金属元素,不会对环境造成污染。

⑤ 耐过充过放。有高倍率的放电特性,短时间可以以3C放电,瞬时脉冲放电率很大。镍氢电池的过充电和过放电性能好。

⑥ 可以快速充电。在15min内可充60%的电量,1h内可以完全充满,应急补充充电的时间短。

⑦ 无记忆效应。故可以随充随放。

⑧ 使用温度范围宽。正常使用温度范围为-30~55℃,存储温度范围为-40~70℃。

⑨ 安全性好。短路、挤压、针刺、安全阀工作能力、跌落、加热、耐振动等安全可靠性试验无爆炸、燃烧现象。采用全封闭外壳,可以在真空环境中正常工作。

镍氢电池的主要缺点是充电时发热量大,需采用有效的散热系统。

(3)应用　汽车动力电池组经常处于充电、放电状态,而且充电、放电是无规律地进行的,这对电池的寿命带来严重的影响。松下电池公司,通过模拟混合动力汽车行驶工况对镍氢电池进行仿真试验,证实镍氢电池的特性几乎不发生变化,镍氢电池用于混合动力汽车是比较合适的,但也有将其应用于纯电动汽车上的,如日本丰田汽车公司的RAV4 EV配置的动力电池组由24节12V的镍氢电池组成,总电压为288V。

4.锌空气电池

(1)概述　如图1⁃21所示,锌空气电池以锌(Zn)为负极,空气电极为正极(活性物质为氧气),以KOH溶液为电解质。

锌空气电池的化学反应与普通碱性电池类似,在特殊催化剂的作用下,当电池放电时,炭块从空气中吸附到氧气,金属锌中电子输送到正极,锌和氧气发生电化学反应生成氧化锌(ZnO)。

正、负极之间发生的化学反应是不可逆的,不像其他形式的碱性电池,没有充电过程,反应过的物质要清除掉,所以锌金属的消耗量较大。单体锌空气电池的工作电压为1.1~1.4V。

(2)优点

① 比能量大。锌空气电池的理论比能量为1350W·h/kg,实际比能量为180~230W·h/kg;能量密度为230W·h/L。

② 充电时间短。采用机械充电模式,充电时间只需几分钟。

③ 性能稳定。单电池有良好的一致性,可以深度放电,电池容量不受放电强度和温度的影响,可以在-20~80℃的环境条件下工作。放电时不产生压力,没有气体生成,可以实现密封免维护,便于电池组能量管理。

④ 安全性好。即使外部遇到明火、短路、穿刺、撞击等情况,都不会发生燃烧、爆炸。

⑤ 环保。电池正极采用活性炭、铜网,负极采用金属锌,没有使用有毒有害物质。

⑥ 可再生利用。锌电极使用完后,可通过再生还原使其可以再次使用。

⑦ 充电方便。由于锌空气电池的充电主要是更换极板,所以极板的再生可以集中进行。极板的分发可以像商店那样布点,不必建立专用的充电站。这不但可以节约大量先期投资,而且给用户带来很多方便。

(3)缺点　锌空气电池对水分、二氧化碳非常敏感,如果相对湿度发生变化,电池的特性也会发生相应变化。锌空气电池的临界相对湿度约为60%,如果偏离过高就会严重影响电池的使用效果。经研究,如果相对湿度小于60%,电池会失去水分;大于60%时,水分又会过多,电池可能出现泄漏。随空气进入的二氧化碳将会与电解质(KOH)发生化学反应,使电解液酸化,生成碳酸(或亚碳酸)盐在电极上结晶,阴极会受到损坏,并会有堵塞空气通路的危险。

(4)应用　锌空气电池多应用于纯电动商用车上,如德国研发的锌空气电池邮政车,采用了以色列电燃料有限公司开发的锌空气电池。美国Dreisback Electromotive公司开发的锌空气电池,已在公共汽车和总重9t的货车上使用。德国奔驰汽车公司的MB410型电动厢式车,标准总质量为4000kg,采用150kW·h的锌空气电池。瑞典斯德哥尔摩市的电动货车、电动客车和电动服务车上,采用的锌空气电池能量密度为180W·h/kg,功率密度为100W·h/L,续驶里程在350~425km。国内部分厂家已经在注入式锌空气电池方面开展了多年的研究工作,并且在部分电动车辆上进行了实验性装车测试。

5.锂电池

(1)概述　以锂化合物为正极板活性材料,以石墨等为负极板材料,以无水有机物为电解质的电池称为锂离子蓄电池,简称锂电池。

根据锂电池所用电解质材料不同,锂电池可分为液态锂电池(LIB)和聚合物锂电池(LIP)两大类。上述两种锂电池的正负极材料是相同的,基本原理也相似。

锂离子电池的正极材料有很多种,主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料(镍、钴、锰)、磷酸铁锂等,相应的名称为钴锂电池、锰锂电池等等,用三元材料为正极的锂电池则称为三元锂电池。

以磷酸铁锂电池为例(LiFePO4)。如图1⁃22所示,LiFePO4作为电池的正极,由铝箔与电池正极连接;中间是聚合物的隔膜,它把正极与负极隔开,锂离子(Li+)可以通过而电子(e-)不能通过;负极材料为石墨,由铜箔与电池的负极连接。电池的上下端之间是电池的电解质,电池由金属外壳密闭封装。LiFePO4电池在充电时,正极中的Li+通过聚合物隔膜向负极迁移;在放电过程中,负极中的Li+通过隔膜向正极迁移。锂电池就是因锂离子在充/放电时来回迁移而命名的。

(2)优点

① 工作电压高。工作电压为3.6V,是镍镉电池、镍氢电池的3倍,是铅酸电池的近2倍。

② 比能量高。比能量高达150W·h·kg-1,是镍氢电池的2倍,是铅酸电池的4倍,因此质量是相同能量的铅酸电池的1/4~1/3;体积小,能量密度高达400W·h·L-1,体积是铅酸电池的1/3~1/2。

③ 循环寿命长。循环次数可达1000次(可使用10年以上或行驶20万公里)。以容量保持60%计,电池组100%充/放电循环次数可以达到600次以上,使用年限可达3~5年,寿命约为铅酸电池的2~3倍。

④ 自放电率低。每月自放电仅为6%~8%,远低于其他类型的动力电池。

⑤ 无记忆效应。可以随时随地进行充电。

⑥ 无污染。锂电池中不存在有毒物质,因此被称为“绿色电池”。

⑦ 质量小。提供了更合理的结构和更美观的外形的设计条件、设计空间和可能性。

(3)缺点

① 成本高。主要是正极材料的价格高,但按单位能量的价格来计算,只高于铅酸蓄电池。

② 必须有特殊的保护电路,以防止过充。

(4)应用　目前,全球汽车制造商应用的锂动力电池主要为三大代表种类,即以特斯拉为代表的镍钴铝酸锂电池(钴酸锂电池)、以比亚迪为代表的磷酸铁锂电池和以日本汽车为代表的锰酸锂电池。如日产的Leaf即采用48个电池单元组成层叠式紧凑型锂电池组,提供超过90kW的输出功率。另外,三菱的i⁃M iEV、雪佛兰Volt等电动汽车均采用锂电池。

6.石墨烯电池

(1)概述　石墨烯电池是利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出的一种新能源电池。这种新的电池可把数小时的充电时间压缩至不到1min。分析人士认为,未来1min快充石墨烯电池实现产业化后,将带来电池产业的变革,从而也促使新能源汽车产业的革新。

目前石墨烯的研究总体上分两块:一是在传统锂电池上进行应用,目的是改进、提升锂电池的性能,这类电池不会产生颠覆性的影响;二是依据石墨烯制造一个新体系的电池,它是一个崭新的系列,在性能上是颠覆性的,称作“超级电容”。因此可以认为,目前研发的石墨烯电池仍属于锂电池系列。

石墨烯的微观构造,是一个由碳原子所组成的网状结构(图1⁃23)。因为具有极限的厚度(只有一层原子的厚度),所以阳离子的移动受到的限制很小。同时正因为具有网状结构,由石墨烯制成的电极材料也拥有充分的孔洞,使用石墨烯作为电池的阳极材料,其充/放电速度将超过锂离子蓄电池的10倍。

研究发现,将6个石墨烯电路形成串联,放在氯化铜溶液中,就可产生所需的2V电压,使LED灯发亮,如图1⁃24所示。

(2)应用　据报道,西班牙Graphenano公司(一家以工业规模生产石墨烯的公司)同西班牙科尔瓦多大学合作研究出首例石墨烯聚合材料电池,其储电量是目前市场最好产品的3倍,用此电池提供电力的电动汽车最多能行驶1000km,而其充电时间不到8min。虽然此电池具有各种优良的性能,但其成本并不高。Graphenano公司相关负责人称,此电池的成本将比锂电池低77%,完全在消费者承受范围之内。此外,在汽车燃料电池等领域,石墨烯还有望带来革命性进步。

2014年12月,美国电动汽车制造商特斯拉发布了第一代车型Roadster的升级版,续驶里程达到644km,高出原版60%。电池技术的进步提升了特斯拉产品的性能,此前Roadster的续驶里程是393km。特斯拉CEO马斯克称,特斯拉的高性能石墨烯电池,相比目前的容量增长近70%。

7.蓄电池管理系统

(1)动力电池存在的问题

① 大容量单体电池容易产生过热。单体电池有一定的温度耐受范围,在实际应用中如果体积过大,会产生局部的过热,从而影响电池的安全和性能。因此,单体电池的大小受到限制。在苛刻的使用环境下,110mm×110mm×25mm的20A·h锂电池,局部最高温度为135℃;而110mm×220mm×25mm的50A·h锂电池,局部温度高达188℃,更容易发生安全问题。所以有必要监测和控制温度。

② 电池的性能不完全一致。基于现有的极板材料和电池制造水平,单体电池之间尚不能达到性能的完全一致,在通过串并联方式组成大功率大容量动力电池组后,苛刻的使用条件也易诱发局部偏差,从而引发安全问题。

(2)电池成组后的主要问题

① 过充/过放。串联的电池组充/放电时,部分电池可能先于其他电池充满或放完,继续充/放电就会造成过充或过放。电池的内部副反应将导致电池容量下降、热失控或内部短路等问题。

② 过大电流。并联、老化、低温等情况,均会导致部分电池的电流超过其承受能力,降低电池的寿命。

③ 温度过高。局部温度过高,会使电池的各项性能下降,最终导致内部短路和热失控,产生安全问题。

④ 短路或者漏电。震动、湿热、灰尘等因素造成电池短路或漏电,威胁驾乘人员的人身安全。

(3)电池管理系统的作用　电池管理系统(Battery Management System,简称BMS)的作用之一就在于避免电池组出现上述问题,需要动态监测动力电池组的工作状态,实时采集每块电池的端电压、温度、充/放电电流及电池组总电压,估算出各电池的SOC、安全状态(State of Health,SOH)和电化学状态(State of Electro⁃formation,SOE)。然后通过控制相关器件,防止电池发生过充电或过放电现象,同时能够及时给出电池状况,找出有故障的电池所在箱号和箱内位号,挑选出有问题的电池,保持整组电池运行的可靠性和高效性。

此外,BMS还需要设定面向用户端的显示,将估算的剩余电量换算成可行驶里程,同时,还需要有自动报警和故障诊断功能,方便驾驶人员操作和处理。因此,BMS任务可归纳为:数据采集电路首先采集电池状态信息数据,再由电子控制单元(ECU)进行数据处理和分析,然后根据分析结果对系统内的相关功能模块发出控制指令,并向外界传递信息。

BMS包含多个处理模块:数据采集模块、SOC估算模块、电气控制模块、安全管控模块、热管理模块、数据通信和显示模块等。BMS的主要任务、输入信号和执行元件见表1⁃1。

充电站对储能装置性能的要求是大容量、长寿命、快速响应、可涓流充电,因此对BMS的要求方面有所不同,但总体功能仍与动力电池BMS类似,起到监控电池SOC和SOH状态、动态充/放电、智能管理和输出控制等功能。

(4)电池管理系统结构　电池管理系统最基本的作用是进行电池组管理,还包括电线线路管理、热(温度)管理和电压平衡控制。图1⁃25所示为BMS系统结构框图。

① 电池组管理系统。管理电池的工作情况,避免出现过放电、过充电、过热,对出现的故障应能及时报警,以便最大限度地利用电池的存储能力和循环寿命。包括电池组电压测试、电池组电流测试、电池组和单节电池的温度测试、SOC计算及显示、电池组剩余电量显示、车辆在线可行驶里程显示、自动诊断系统和报警系统、安全防护系统。

② 电线线路管理系统。包括动力电池组分组及连接、动力电线束、手动或自动断电器、传感器、传感器线束。

③ 热(温度)管理系统。包括电池组组合方式、电池组分组和支架布置、通风管理系统和风扇、温度管理ECU及温度传感器、热能的管理与应用。

④ 电压平衡控制系统。平衡各电池的充电量,能延长电池寿命,并对更换后的新电池进行容量平衡。

8.目前我国动力电池应用状况

(1)各类型动力电池性能比较　应用于纯电动汽车的各类型动力电池的性能比较,见表1⁃2。

(2)目前我国动力电池应用状况

① 以磷酸铁锂电池为主。

② 三元系锂离子电池市场份额快速提升。磷酸铁锂电池在电动汽车上的应用受限于其能量密度问题。三元锂电池(也称三元系锂电池)与磷酸铁锂电池相比造价较高,但能量密度高,低温性能好。三元锂电池采用的是陶瓷隔膜,当电池内部短路时,可隔开短路源,所以明显提高了三元锂电池的安全性能。全球范围内,三元锂电池的研发生产日益受到重视,材料性能得到不断提升,应用领域得到不断拓展。

表1⁃3列出了我国部分新能源汽车动力电池配备情况。