一文看懂电动汽车关键技术之动力电池族谱

在新能源汽车发展如火如荼的今天，相信大家对纯电动汽车了解很多。例如，外国品牌以特斯拉电动汽车和宝马i3而闻名，而国内新能源汽车则以比亚迪纯电动汽车、吉利纯电动汽车和奇瑞电动汽车而闻名。然而，你对电动汽车最关键的核心部件动力电池了解多少？

关于动力电池，因为内容很多，这里我们首先介绍动力电池的类型、关键性能指标和三种典型的动力电池。

1、动力电池的类型

从系统的角度来看，电池可以分为三类：化学电池、物理电池和生物电池。

对于大家熟悉的化学电池，按正极和负极材料分为锌锰电池系列、镍镉镍氢系列、铅酸系列和锂电池系列，即目前汽车常用的铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等动力电池。

此外，物理电池是利用光、热和物理吸附等物理能发电的电池，如太阳能电池、超级电容器和飞轮电池。生物电池是通过生物化学反应发电的电池，如微生物电池、酶电池和生物太阳能电池。

2.动力电池关键性能指标

电池的性能指标主要包括电压、容量、内阻、能量、功率、输出效率、自放电率和使用寿命等。根据不同类型的电池，其性能指标也不同。

这么多性能指标，让我们在这里简单介绍一下电压、容量、能量和功率。

电压

首先，我们来介绍一下电池的电压，因为我们可以通过电池的电压来判断电池的充电状态。因此，电池电压是一个非常关键的性能指标，因此电压分为端子电压、开路电压、额定电压、充电端电压和放电端电压。电压太大了。让我们看看这意味着什么。

那么工作电压和开路电压之间的关系是什么呢？当电池放电时，当电流流过电池时，需要克服电池内阻引起的电阻，因此工作电压总是低于开路电压，充电时情况正好相反。锂离子电池的放电电压约为3.6V。

容量

电池的容量被称为在特定放电条件下可以释放的电量。常用的单位是安培小时，它等于放电电流和放电时间的乘积。可分为理论容量、实际容量、标称容量和额定容量。

例如，当锂离子电池在室温下充电3小时，并由恒流（1C）和恒压（4.2V）控制，然后在0.2C下放电至2.75V时，锂离子电池被调节为其额定容量。

能量

电池的能量是指电池在一定的放电系统下能够输出的电能，单位为Wh或kWh。它会影响电动汽车的行驶距离。能量分为理论能量、实际能量、比能量和能量密度。

比能，又称质量比能，是指电池单位质量可以输出的电能，单位为Wh/kg。比能量经常被用来比较不同的电池系统，这是影响电动汽车整体质量和续航里程的重要指标。能量密度，又称体积比能，是指电池每单位体积可以输出的电能，单位为Wh/L，影响电池的布局空间。

权力

电池的功率是指在一定放电系统下每单位时间输出的能量，单位为W或kW……

电池的性能决定了电动汽车的加速性能和爬坡能力。

比功率是影响电动汽车加速和爬坡能力的重要指标，需要注意的是，它与电池放电深度DOD密切相关，在表示电池比功率时应指出电池DOD。

3.典型动力电池介绍

鉴于上面提到的动力电池种类如此之多，我们选择了三种更常见或更常用的动力电池来介绍。

铅酸动力电池

铅酸电池自1859年发明以来，已经使用和发展了100多年，被广泛用作内燃机汽车的起动动力源。电动汽车用铅酸电池应用于为电动汽车提供动力，其主要发展方向是提高比能和增加循环寿命。

铅酸电池作为纯电动汽车的动力源，在比能、深放电循环寿命和快速充电方面都比镍氢电池和锂离子电池差，因此不适合用于电动汽车。然而，由于其价格低廉，其在国内外的应用定位于速度低、路线固定、易于规划充电站的车辆，以及作为起动机和电子电气设备的电源。目前一般用于高尔夫球场的接送车或低速电动车，如力帆320e、太子唐骏、道爵先锋、宏瑞h3等。

镍氢动力电池

德国瓦尔塔公司开发的超高功率镍氢电池（HEV-10 UHP电芯）的功率密度已达到1000W/kg，但其比能量仅为40Wh/kg。法国赛峰公司生产的4/5SF（Φ41mm×93mm）大功率镍氢电池容量为14Ah，比能量为47Wh/kg，80%充电时比功率为900W/kg，比体积功率为2500W/L。。

中国许多公司（在20世纪90年代初）一直在从事混合动力电动汽车用镍氢电池的研究。中国科学院上海微系统与信息技术研究所长期从事镍氢电池及相关材料的研发。北京有色金属总院、中山电池公司、湖南神州科技、春兰集团、鞍山三普等单位从不同角度做了大量积极有益的工作，取得了长足进步。

目前，它占据了世界民用电池市场的22%。镍氢电池主要用于混合动力公交车，如东风和五洲龙。

锂离子动力电池

根据锂离子电池材料的不同，可分为锰酸锂离子电池、磷酸铁锂离子电池，镍钴锂离子电池或镍钴锰锂离子电池。

根据锂离子电池的形状，可分为方形锂离子电池和圆柱形锂离子电池、纽扣式锂离子电池以及薄膜离子电池。

锂离子电池有许多显著的特点，其优点如下：

（1） 工作电压高。锂离子电池的工作电压为3.6V，是镍氢和镍镉电池的三倍。高于能源。锂离子电池的比能量达到了150Wh/kg，是镍镉电池的3倍，是镍氢电池的1.5倍。

（2） 循环寿命长。目前，锂离子电池的循环寿命已达到1000多倍，在低放电深度下可达到数万次，超过了其他几种二次电池。自放电率低。锂离子电池的月自放电率仅为6-8%，远低于镍镉电池（25-30%）和镍氢电池（15-20%）。

（3） 没有内存。它可以根据需要随时充电，而不会降低电池性能。对环境无污染。锂离子电池中不含有害物质，是名副其实的“绿色电池”。可以做成任何形状。

那么特斯拉应该……

充分发挥锂离子电池优势的代表。

锂离子电池也有一些缺点，主要表现在：

（1） 成本高。主要原因是正极材料LiCoO2的价格较高，但低于镍氢电池，与镍镉电池相同，但高于铅酸电池。

（2） 必须有一个特殊的保护电路来防止过度充电。

最后，与镍镉和镍氢电池相比，锂离子电池的主要特点总结如下：

0在新能源汽车发展如火如荼的今天，相信大家对纯电动汽车了解很多。例如，外国品牌以特斯拉电动汽车和宝马i3而闻名，而国内新能源汽车则以比亚迪纯电动汽车、吉利纯电动汽车和奇瑞电动汽车而闻名。然而，你对电动汽车最关键的核心部件动力电池了解多少？

关于动力电池，因为内容很多，这里我们首先介绍动力电池的类型、关键性能指标和三种典型的动力电池。

1、动力电池的类型

从系统的角度来看，电池可以分为三类：化学电池、物理电池和生物电池。

对于大家熟悉的化学电池，按正极和负极材料分为锌锰电池系列、镍镉镍氢系列、铅酸系列和锂电池系列，即目前汽车常用的铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等动力电池。

此外，物理电池是利用光、热和物理吸附等物理能发电的电池，如太阳能电池、超级电容器和飞轮电池。生物电池是通过生物化学反应发电的电池，如微生物电池、酶电池和生物太阳能电池。

2.动力电池关键性能指标

电池的性能指标主要包括电压、容量、内阻、能量、功率、输出效率、自放电率和使用寿命等。根据不同类型的电池，其性能指标也不同。

这么多性能指标，让我们在这里简单介绍一下电压、容量、能量和功率。

电压

首先，我们来介绍一下电池的电压，因为我们可以通过电池的电压来判断电池的充电状态。因此，电池电压是一个非常关键的性能指标，因此电压分为端子电压、开路电压、额定电压、充电端电压和放电端电压。电压太大了。让我们看看这意味着什么。

那么工作电压和开路电压之间的关系是什么呢？当电池放电时，当电流流过电池时，需要克服电池内阻引起的电阻，因此工作电压总是低于开路电压，充电时情况正好相反。锂离子电池的放电电压约为3.6V。

容量

电池的容量被称为在特定放电条件下可以释放的电量。常用的单位是安培小时，它等于放电电流和放电时间的乘积。可分为理论容量、实际容量、标称容量和额定容量。

例如，当锂离子电池在室温下充电3小时，并由恒流（1C）和恒压（4.2V）控制，然后在0.2C下放电至2.75V时，锂离子电池被调节为其额定容量。

能量

电池的能量是指电池在一定的放电系统下能够输出的电能，单位为Wh或kWh。它会影响电动汽车的行驶距离。能量分为理论能量、实际能量、比能量和能量密度。

转速……

电能，又称质量比能，是指电池单位质量可以输出的电能，单位为Wh/kg。比能量经常被用来比较不同的电池系统，这是影响电动汽车整体质量和续航里程的重要指标。能量密度，又称体积比能，是指电池每单位体积可以输出的电能，单位为Wh/L，影响电池的布局空间。

权力

电池的功率是指在一定放电系统下每单位时间输出的能量，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。

比功率是影响电动汽车加速和爬坡能力的重要指标，需要注意的是，它与电池放电深度DOD密切相关，在表示电池比功率时应指出电池DOD。

3.典型动力电池介绍

鉴于上面提到的动力电池种类如此之多，我们选择了三种更常见或更常用的动力电池来介绍。

铅酸动力电池

铅酸电池自1859年发明以来，已经使用和发展了100多年，被广泛用作内燃机汽车的起动动力源。电动汽车用铅酸电池应用于为电动汽车提供动力，其主要发展方向是提高比能和增加循环寿命。

铅酸电池作为纯电动汽车的动力源，在比能、深放电循环寿命和快速充电方面都比镍氢电池和锂离子电池差，因此不适合用于电动汽车。然而，由于其价格低廉，其在国内外的应用定位于速度低、路线固定、易于规划充电站的车辆，以及作为起动机和电子电气设备的电源。目前一般用于高尔夫球场的接送车或低速电动车，如力帆320e、太子唐骏、道爵先锋、宏瑞h3等。

镍氢动力电池

德国瓦尔塔公司开发的超高功率镍氢电池（HEV-10 UHP电芯）的功率密度已达到1000W/kg，但其比能量仅为40Wh/kg。法国赛峰公司生产的4/5SF（Φ41mm×93mm）大功率镍氢电池容量为14Ah，比能量为47Wh/kg，80%充电时比功率为900W/kg，比体积功率为2500W/L。。

中国许多公司（在20世纪90年代初）一直在从事混合动力电动汽车用镍氢电池的研究。中国科学院上海微系统与信息技术研究所长期从事镍氢电池及相关材料的研发。北京有色金属总院、中山电池公司、湖南神州科技、春兰集团、鞍山三普等单位从不同角度做了大量积极有益的工作，取得了长足进步。

目前，它占据了世界民用电池市场的22%。镍氢电池主要用于混合动力公交车，如东风和五洲龙。

锂离子动力电池

根据锂离子电池材料的不同，可分为锰酸锂离子电池、磷酸铁锂离子电池，镍钴锂离子电池或镍钴锰锂离子电池。

根据锂离子电池的形状，可分为方形锂离子电池和圆柱形锂离子电池、纽扣式锂离子电池以及薄膜离子电池。

锂离子电池有许多显著的特点，其优点如下：

（1） 工作电压高。锂离子电池的工作电压为3.6V，是镍氢和镍镉电池的三倍。高于能源。锂离子电池的比能量已达到150Wh/kg，是锂离子电池比能量的三倍……

是镍镉电池的1.5倍。

（2） 循环寿命长。目前，锂离子电池的循环寿命已达到1000多倍，在低放电深度下可达到数万次，超过了其他几种二次电池。自放电率低。锂离子电池的月自放电率仅为6-8%，远低于镍镉电池（25-30%）和镍氢电池（15-20%）。

（3） 没有内存。它可以根据需要随时充电，而不会降低电池性能。对环境无污染。锂离子电池中不含有害物质，是名副其实的“绿色电池”。可以做成任何形状。

那么特斯拉应该是充分发挥锂离子电池优势的代表。

锂离子电池也有一些缺点，主要表现在：

（1） 成本高。主要原因是正极材料LiCoO2的价格较高，但低于镍氢电池，与镍镉电池相同，但高于铅酸电池。

（2） 必须有一个特殊的保护电路来防止过度充电。

最后，与镍镉和镍氢电池相比，锂离子电池的主要特点总结如下：

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标签：特斯拉宝马比亚迪北京东风

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