第十章(第2课蓄电池与燃料电池电动汽车)

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1、汽车拖拉机学汽车拖拉机学课件课件汽车拖拉机学第十章第十章 电动汽车技术电动汽车技术第第2 2课课 蓄电池与燃料电池电动汽车蓄电池与燃料电池电动汽车2022-6-21邓晓亭邓晓亭 博士博士汽车拖拉机学汽车拖拉机学课件课件本章内容安排第十章 电动汽车技术第第1 1课课 混合动力电动汽车混合动力电动汽车第第2 2课课 蓄电池与燃料电池电动汽车蓄电池与燃料电池电动汽车2022-6-22汽车拖拉机学汽车拖拉机学课件课件本节课的主要内容第2课 蓄电池与燃料电池电动汽车一、纯电动汽车驱动系统类型一、纯电动汽车驱动系统类型 二、动力蓄电池的类型及工作原理二、动力蓄电池的类型及工作原理三、驱动电机和辅助系统三、

2、驱动电机和辅助系统四、燃料电池的工作原理、分类和特点四、燃料电池的工作原理、分类和特点五、燃料电池电动汽车的基本构造五、燃料电池电动汽车的基本构造第十章 电动汽车技术2022-6-23汽车拖拉机学汽车拖拉机学课件课件控制信号连接控制信号连接 电器连接电器连接机械连接机械连接电动汽车工作原理电动汽车工作原理 与内燃机汽车相比，电与内燃机汽车相比，电动汽车最大不同点在于动力源、动汽车最大不同点在于动力源、电力驱动及辅助系统。电力驱动及辅助系统。 动力源主要是电源及其控动力源主要是电源及其控制装置；电力驱动系统主要由制装置；电力驱动系统主要由电动机、调速控制装置、功率电动机、调速控制装置、功率转换器

3、、机械传动装置组成；转换器、机械传动装置组成；辅助系统具有温度控制、能量辅助系统具有温度控制、能量管理和充电、辅助动力供给等管理和充电、辅助动力供给等功能。功能。一、纯电动汽车驱动系统类型 1、纯电动汽车的基本结构、纯电动汽车的基本结构第2课 蓄电池与燃料电池电动汽车第十章 电动汽车技术2022-6-24汽车拖拉机学汽车拖拉机学课件课件M-M-电动机电动机 C-C-离合器离合器 D-D-差速器差速器 FG-FG-固定速比固定速比减速器减速器 GB-GB-变速器变速器 电动汽车驱动系统形式电动汽车驱动系统形式 2、纯电动汽车的驱动系统、纯电动汽车的驱动系统一、纯电动汽车驱动系统类型 第2课 蓄电

4、池与燃料电池电动汽车第十章 电动汽车技术2022-6-25汽车拖拉机学汽车拖拉机学课件课件纯电动汽车对动力蓄电池的基本要求：纯电动汽车对动力蓄电池的基本要求：（1）比能量高）比能量高 比能量是指单位蓄电池重量所能提供的电能，是保证电比能量是指单位蓄电池重量所能提供的电能，是保证电动汽车能够达到基本合理的行驶里程的重要性能，动汽车能够达到基本合理的行驶里程的重要性能，2h放电率时电池的比放电率时电池的比能量至少不低于能量至少不低于44Wh/kg。（2）充电技术成熟、时间短）充电技术成熟、时间短 电池应对充电技术没有特殊要求，并且能够电池应对充电技术没有特殊要求，并且能够实现感应充电。在充电时间上

5、能够实现快速充电，电池的正常充电时间应实现感应充电。在充电时间上能够实现快速充电，电池的正常充电时间应小于小于6h，电池快速充电达到额定容量，电池快速充电达到额定容量50的时间应为的时间应为20min以下。以下。（3 3）连续放电率高、自放电率低）连续放电率高、自放电率低 电池能够适应快速放电的要求，连续电池能够适应快速放电的要求，连续1h1h放电率可以达到额定容量的放电率可以达到额定容量的7070左右。自放电率要低，电池能够长期存放。左右。自放电率要低，电池能够长期存放。 二、动力蓄电池的类型及工作原理1、电源、电源第2课 蓄电池与燃料电池电动汽车第十章 电动汽车技术2022-6-26汽车拖

6、拉机学汽车拖拉机学课件课件（4 4）适应车辆运行环境）适应车辆运行环境 电池能够在常温条件下正常稳定地工作，不受环电池能够在常温条件下正常稳定地工作，不受环境温度的影响，不需要特殊的加热、保温系统，能够适应电动汽车行驶时的境温度的影响，不需要特殊的加热、保温系统，能够适应电动汽车行驶时的振动。振动。（5 5）安全可靠）安全可靠 电池应干燥、洁净，电解质不会渗漏，不会引起自燃或电池应干燥、洁净，电解质不会渗漏，不会引起自燃或燃烧。在发生碰撞等事故时，不会对乘员造成伤害。废电池能够回收处理燃烧。在发生碰撞等事故时，不会对乘员造成伤害。废电池能够回收处理和再生利用，电池中有害重金属能够集中回收处理。

7、电池组可以采用机械和再生利用，电池中有害重金属能够集中回收处理。电池组可以采用机械装置进行整体快速更换，线路连接方便。装置进行整体快速更换，线路连接方便。（6 6）长寿命、免维护）长寿命、免维护 电池的循环寿命不低于电池的循环寿命不低于10001000次，在使用寿命限定期次，在使用寿命限定期间内，不需要进行维护和修理。间内，不需要进行维护和修理。二、动力蓄电池的类型及工作原理1、电源、电源第2课 蓄电池与燃料电池电动汽车第十章 电动汽车技术2022-6-27汽车拖拉机学汽车拖拉机学课件课件 USABC蓄电池的性能目标蓄电池的性能目标性能指标性能指标中期中期长期长期比能量（比能量（C/3放电率）

8、放电率）/（Whkg-1）能量密度（能量密度（C/3放电率）放电率）/（WhL1）比功率（比功率（80% DOD/30s）/（Wkg-1）功率密度功率密度/（WL-1）使用寿命（年）使用寿命（年）循环寿命（循环寿命（80% DOD）/次次价格（价格（US$kW-1h-1）工作温度工作温度/充电时间充电时间/h快速充电时间（快速充电时间（40%80 SOC）/h80（期望达到（期望达到100）135150（期望达到（期望达到200）2505600150-306560.25200300400600101 000100-408536辅助目标辅助目标效率（效率（C/3放电，放电，6h充电）充电）/%自

9、放电自放电/%维护维护误用电阻误用电阻热损耗（高温电池）热损耗（高温电池）/（W/kW-1h-1）7515（48h）免维护免维护允许允许3.28015（月）（月）免维护免维护允许允许3.2注：注：DOD放电深度；放电深度；SOC+荷电状态荷电状态二、动力蓄电池的类型及工作原理第2课 蓄电池与燃料电池电动汽车第十章 电动汽车技术2022-6-28汽车拖拉机学汽车拖拉机学课件课件 蓄电池的基本组成为电池单体，多个电池单体串联组成蓄蓄电池的基本组成为电池单体，多个电池单体串联组成蓄电池。电池正极和负极都浸在电解液中。放电时，负极发生氧化电池。电池正极和负极都浸在电解液中。放电时，负极发生氧化反应向外

10、电路释放电子，正极发生还原反应，从外电路得到电子。反应向外电路释放电子，正极发生还原反应，从外电路得到电子。充电时，过程正好相反，负极得到电子发生还原反应，正极失去充电时，过程正好相反，负极得到电子发生还原反应，正极失去电子发生氧化反应。电子发生氧化反应。 可用于电动汽车的蓄电池有铅酸电池、镍基电池、金属空可用于电动汽车的蓄电池有铅酸电池、镍基电池、金属空气电池、气电池、Na-电池、常温锂电池、飞轮电池、超级电容等。电池、常温锂电池、飞轮电池、超级电容等。二、动力蓄电池的类型及工作原理2、动力蓄电池的基本性能、动力蓄电池的基本性能第2课 蓄电池与燃料电池电动汽车第十章 电动汽车技术2022-6

11、-29汽车拖拉机学汽车拖拉机学课件课件 特点：特点：技术成熟、价格低廉、良好的大电流输出性能、良好的高低温性技术成熟、价格低廉、良好的大电流输出性能、良好的高低温性能、高能量效率（能、高能量效率（7580）以及多种多样的型号和尺寸等优点。）以及多种多样的型号和尺寸等优点。 单体额定电压单体额定电压2 V，比能量，比能量 35 Wh/kg，能量密度，能量密度70 Wh/L，比功率，比功率200W/kg。采用金属铅作负电极，二氧化铅作正电极，硫酸作电解液，电化。采用金属铅作负电极，二氧化铅作正电极，硫酸作电解液，电化学反应式为：学反应式为： 22442222PbPbOH SOPbSOH O 铅酸电