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3.1.2 电池的性能指标
电池的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，根据电池种类不同，其性 能指标也有差异。 1．电压 电压分为端电压、开路电压、额定电压、充电终止电压和放 电终止电压等。 电池的端电压是指电池正极与负极之间的电位差；开路电压 是指电池在没有负载情况下的端电压；额定电压是电池在标 准规定条件下工作时应达到的电压；蓄电池充足电时，极板 上的活性物质已达到饱和状态，再继续充电，电池的电压也 不会上升，此时的电压称为充电终止电压；放电终止电压是 指电池放电时允许的最低电压。
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3.2.2 镍氢电池
2．镍氢电池的结构 镍氢电池主要由正极、负极、极板、隔板、电解液等组成。 镍氢电池正极是活性物质氢氧化镍，负极是储氢合金，用氢
氧化钾作为电解质，在正负极之间有隔膜，共同组成镍氢单 体电池。在金属铂催化作用下，完成充电和放电可逆反应。 镍氢电池的极板有发泡体和烧结体两种，发泡体极板的镍氢 电池在出厂前必须进行预充电，且放电电压不能低于0.9V， 工作电压也不太稳定，为避免发泡镍氢电池老化所造成的内 阻增高，镍氢电池在出厂前必须进行预充电。经过改进的烧 结体极板的镍氢电池，其烧结体极板本身就是活性物质，不 需要进行活性处理，也不需要进行预充电，电压平衡、稳定， 具有低温放电性能好、不易老化和寿命长的优点。
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3.2.1 铅酸蓄电池
铅酸蓄电池具有以下缺点： (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) 铅是重金属，存在污染。
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3.2.2 镍氢电池
电池分为化学电池、物理电池和生物电池三大类。 1．化学电池 化学电池是利用物质的化学反应发电，按工作性质分为原电 池、蓄电池、燃料电池和储备电池。 原电池是指电池放电后不能用简单的充电方法使活性物质复 原而继续使用的电池。蓄电池是指电池在放电后可以通过充 电的方法使活性物质复原而继续使用的电池，这种充放电可 以达数十次到上千次循环。燃料电池又称连续电池，是指参 加反应的活性物质从电池外部连续不断地输入电池，电池就 连续不断地工作而提供电能。储备电池是指电池正负极与电 解质在储存期间不直接接触，使用前注入电解液或者使用其 它方法使电解液与正负极接触，此后电池进入待放电状态。
3.2.1 铅酸蓄电池
1．铅酸蓄电池的分类 铅酸蓄电池分免维护铅酸蓄电池和阀控密封式铅酸蓄电池。 免维护铅酸蓄电池由于自身结构上的优势，电解液的消耗量
非常小，在使用寿命内基本不需要补充蒸馏水。它具有耐震、 耐高温、体积小、自放电小的特点。使用寿命一般为普通铅 酸蓄电池的两倍。 阀控密封式铅酸蓄电池在使用期间不用加酸加水维护，电池 为密封结构，不会漏酸，也不会排酸雾，电池盖子上设有溢 气阀(也叫安全阀)，该阀的作用是当电池内部气体量超过一 定值，即当电池内部气压升高到一定值时，溢气阀自动打开， 排出气体，然后自动关闭，防止空气进入电池内部。
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3.1.3电动汽车对动力电池的要求
(1) 比能量高。为了提高电动汽车的续驶里程，要求电动汽 车上的动力电池尽可能储存多的能量，但电动汽车又不能太 重，其安装电池的空间也有限，这就要求电池具有高的比能 量。 (2) 比功率大。为了能使电动汽车在加速行驶、爬坡能力和 负载行驶等方面能与燃油汽车相竞争，就要求电池具有高的 比功率。 (3) 充放电效率高。电池中能量的循环必须经过充电—放 电—充电的循环，高的充放电效率对保证整车效率具有至关 重要的作用。
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3.1.2 电池的性能指标
2．容量 电池在一定的放电条件下所能放出的电量称为电池的容量。 常用单位为安培小时，它等于放电电流与放电时间的乘积。 电池的容量可以分为理论容量、实际容量、标称容量和额定 容量等。 理论容量是把活性物质的质量按法拉第定律计算而得到的最 高理论值。实际容量是指电池在一定条件下所能输出的电量， 它等于放电电流与放电时间的乘积，单位为Ah，其值小于理 论容量。标称容量是用来鉴别电池的近似安时值。额定容量 也叫保证容量，是按国家或有关部门颁布的标准，保证电流 在一定的放电条件下应该放出的最低限度的容量。
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第3章 电动汽车储能装置
3.1 概述 3.2蓄电池 3.3燃料电池 3.4 超级电容器 3.5飞轮电池
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3.1 概述
3.1.1 电池的类型 3.1.2 电池的性能指标 3.1.3 电动汽车对动力蓄电池的要求
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3.1.1 电池的类型
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3.1.2 电池的性能指标
7．自放电率 自放电率是指电池在存放期间容量的下降率，即电池无负荷 时自身放电使容量损失的速度。自放电率用单位时间容量降 低的百分数表示。
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3.1.2 电池的性能指标
8．放电倍率 电池放电电流的大小常用“放电倍率”表示，即电池的放电 倍率用放电时间表示或者说以一定的放电电流放完额定容量 所需的小时数来表示，由此可见，放电时间越短，即放电倍 率越高，则放电电流越大。 放电倍率等于额定容量与放电电流之比。根据放电倍率的大 小，可分为低倍率（<0.5C）、中倍率（0.5~3.5C）、高倍率 （3.5~7.0C）、超高倍率（>7.0C）。
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3.1.3电动汽车对动力电池的要求
(4) 相对稳定性好。电池应当在快速充放电和充放电过程变 工况的条件下保持性能的相对稳定，使其在动力系统使用条 件下能达到足够的充放电循环次数。 (5) 使用成本低。除了降低电池的初始购买成本外，还要提 高电池的使用寿命以延长其更换周期。 (6) 安全性好。电池应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。
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3.1.2 电池的性能指标
电池的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，根据电池种类不同，其性 能指标也有差异。 1．电压 电压分为端电压、开路电压、额定电压、充电终止电压和放 电终止电压等。 电池的端电压是指电池正极与负极之间的电位差；开路电压 是指电池在没有负载情况下的端电压；额定电压是电池在标 准规定条件下工作时应达到的电压；蓄电池充足电时，极板 上的活性物质已达到饱和状态，再继续充电，电池的电压也 不会上升，此时的电压称为充电终止电压；放电终止电压是 指电池放电时允许的最低电压。
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3.1.1 电池的类型
2．物理电池 物理电池是利用光、热、物理吸附等物理能量发电的电池， 如太阳能电池、超级电容器、飞轮电池等。 3．生物电池 生物电池是利用生物化学反应发电的电池，如微生物电池、 酶电池、生物太阳电池等。 迄今已经实用化的车用动力蓄电池有传统的铅酸蓄电池、镍 镉电池、镍氢电池和锂离子电池。在物理电池领域中，超级 电容器也应用于电动汽车中。生物燃料电池在车用动力中应 用前景也十分广阔，以氢为燃料的燃料电池和氧化物燃料电 池的研发已进入重要发展阶段。
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3.1.1 电池的类型
化学电池按电解质分为酸性电池、碱性电池、中性电池、有 机电解质电池、非水无机电解质电池、固体电解质电池等。 化学电池按电池的特性分为高容量电池、密封电池、高功率 电池、免维护电池、防爆电池等。 化学电池按正负极材料分为锌锰电池系列、镍镉镍氢系列、 铅酸系列、锂电池系列等。
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3.1.2 电池的性能指标
5．功率 电池的功率是指电池在一定放电制度下，单位时间内所输出 能量的大小，单位为W或kW。电池的功率决定了电动汽车的 加速性能和爬坡能力。功率分为比功率和功率密度。 比功率是指单位质量电池所能输出的功率，也称质量比功率， 单位为W/kg或kW/kg； 功率密度是指单位体积电池所能输出 的功率称为功率密度，也称体积比功率，单位为W/L或kW/L。
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3.2蓄电池
3.2.1 铅酸蓄电池 3.2.2 镍氢电池 3.2.3 镍镉电池 3.2.4 锂离子电池 3.2.5 锌镍电池 3.2.6 空气电池 3.2.7 蓄电池的充电方法 3.2.8 蓄电池的性能测试
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3.1.2 电池的性能指标
6．输出效率 动力电池作为能量存储器，充电时把电能转化为化学能储存 起来，放电时把电能释放出来。在这个可逆的电化学转换过 程中，有一定的能量损耗。通常用电池的容量效率和能量效 率来表示。 容量效率是指电池放电时输出的容量与充电时输入的容量之 比；能量效率是指电池放电时输出的能量与充电时输入的能 量之比。
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3.1.2 电池的性能指标
3．内阻 电池的内阻是指电流流过电池内部时所受到的阻力。充电电 池的内阻很小，需要用专门的仪器才可以测量到比较准确的 结果。一般所知的电池内阻是充电态内阻，即指电池充满电 时的内阻（与之对应的是放电态内阻，指电池充分放电后的 内阻。一般说来，放电态内阻比充电态内阻大，并且不太稳 定）。电池内阻越大，电池自身消耗掉的能量越多，电池的 使用效率越低。内阻很大的电池在充电时发热很厉害，使电 池的温度急剧上升，对电池和充电器的影响都很大。随着电 池使用次数的增多，由于电解液的消耗及电池内部化学物质 活性的降低，电池的内阻会有不同程度的升高。
镍氢电池是90年代发展起来的一种新型电池。它的正极活性 物质主要由镍制成，负极活性物质主要由贮氢合金制成，是 一种碱性蓄电池。 镍氢电池具有高比能量、高功率、适合大 电流放电、可循环充放电、无污染，被誉为“绿色电源”。