新能源汽車電池及管理系統(tǒng)檢修：任務(wù)3-4 鎳氫電池認(rèn)知與檢測(cè)

新能源汽車電池及管理系統(tǒng)檢修《新能源汽車電池及管理系統(tǒng)檢修》學(xué)習(xí)情境3電池結(jié)構(gòu)原理及性能要求

任務(wù)3.4鎳氫電池認(rèn)知與檢測(cè)

王先生想買一輛本田Insight混合動(dòng)力汽車，他說混合動(dòng)力汽車的電池非常重要，想了解一下該車的電池，以及其充放電相關(guān)事宜。請(qǐng)你為王先生做出最好的解答。任務(wù)描述01能介紹鎳氫電池的應(yīng)用及特點(diǎn)02能介紹鎳氫電池的結(jié)構(gòu)及工作原理03能介紹鎳氫電池的充放電特性學(xué)習(xí)目標(biāo)思政目標(biāo)！能夠樹立正確的價(jià)值觀、人生觀，樹立積極向上、努力進(jìn)取的思想。一、鎳氫電池的應(yīng)用鎳氫電池一般應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車本田Insight采用鎳氫電池組，電池組置于行李艙底板，由120顆松下1.2V鎳氫電池組成，串聯(lián)合計(jì)電壓為144V，支持電流充電50A，放電100A。為延長電池壽命，每個(gè)電池單元放電量為4A·h時(shí)，電池組共可放電144*4=0.576kWh能量。2003年后第二代普銳斯電池組，電池組重53.5千克，由28組松下鎳氫電池模塊組成，每個(gè)模塊分別有6個(gè)1.2V電池，總計(jì)168個(gè)電池，串聯(lián)標(biāo)稱電壓合計(jì)201.6V，比上一代的38組228個(gè)電池有所減少。2009年第三代豐田普銳斯在國外為插電混合動(dòng)力（PHEV），電池裝在較多，而在國內(nèi)第三代豐田普銳斯因無插電功能，電池?cái)?shù)量和第二代完全相同，也標(biāo)稱201.6伏。（1）充電18min可恢復(fù)40%~80%的容量，過充電和過放電性能好。（2）應(yīng)急補(bǔ)充充電性能好，1h內(nèi)可以完全充滿，應(yīng)急補(bǔ)充充電的時(shí)間短。（3）在80%的放電深度下，循環(huán)壽命可達(dá)到1000次以上，是鉛酸蓄電池的3倍。（4）一次充電行駛里程長，而且起動(dòng)加速性能較好。（5）可以在環(huán)境溫度-28~80℃條件下正常工作。二、鎳氫電池的特點(diǎn)（6）循環(huán)壽命可達(dá)6000次或7年。（7）采用全封閉外殼，可以在真空環(huán)境中正常工作。（8）低溫性能較好，能夠長時(shí)間存放。（9）鎳氫電池中沒有鉛和鎘等重金屬元素，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。（10）鎳氫電池可以隨充隨放，不會(huì)出現(xiàn)沒有放完電后即充電而產(chǎn)生的“記憶效應(yīng)”。缺點(diǎn)：（1）在高溫條件下使用時(shí)電荷量急劇下降。（2）自放電損耗較大。（3）鎳氫電池測(cè)成本很高，約達(dá)600~800美元/kwh，不同的儲(chǔ)氫合金具有不同的儲(chǔ)氫的能力，價(jià)格也不同。（4）鎳氫電池的比功率和放電能力不及鎳鎘電池。（5）鎳氫電池在使用時(shí)還應(yīng)充分注意各個(gè)單體電池之間的一致性，特別是在高速率、深放電的情況下，各個(gè)單體電池之間的容量和電壓差較明顯。注重對(duì)電池組在充、放電過程中導(dǎo)熱管理和電池安全裝置的設(shè)計(jì)。三、鎳氫電池的結(jié)構(gòu)、工作原理鎳氫電池正極是活性物質(zhì)氫氧化鎳負(fù)極是儲(chǔ)氫合金，用氫氧化鉀作為電解質(zhì)，在正負(fù)極之間有隔膜，共同組成鎳氫單體電池。在金屬鉑的催化作用下，完成充電和放電的可逆反應(yīng)。電池充電過程中，水在電解質(zhì)溶液中分解為氫離子和氫氧離子，氫離子被負(fù)極吸收，負(fù)極從金屬轉(zhuǎn)化為金屬氫化物。在放電過程中，氫離子離開了負(fù)極，氫氧離子離開了正極，氫離子和氫氧離子在電解質(zhì)氫氧化鉀中結(jié)合成水并釋放電能。放電特性

鎳氫電池（6個(gè)單體電池組件）放電時(shí)，2C的功率輸出時(shí)的質(zhì)量比功率可達(dá)600W/kg以上，3C的功率輸出時(shí)的質(zhì)量比功率可達(dá)500W/kg以上，深度范圍內(nèi)質(zhì)量比功率的變化比較平穩(wěn)，對(duì)混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力性能的控制十分有利，電池的壽命可以達(dá)到10萬千米以上。三、鎳氫電池的特性2.充電特性

鎳氫電池的充電接受性很好，充電效率幾乎達(dá)到100%，

能夠有效的接受混合動(dòng)力汽車在制動(dòng)時(shí)反饋的電能。

由于能量損耗較小，鎳氫電池的發(fā)熱量被抑制在最小的極

限范圍內(nèi)，可以有效的控制剩余電量。拓展知識(shí)：鎳鎘電池認(rèn)知鎳鎘電池是采用金屬鎘作為負(fù)極活性物質(zhì)，氫氧化鎳作為正極物質(zhì)的堿性電池。是混合動(dòng)力汽車應(yīng)用電池之一。鎳鎘電池的比能量可達(dá)55Wh/kg，比功率可超過225W/kg。鎳鎘電池的優(yōu)點(diǎn)極板強(qiáng)度高，工作電壓平穩(wěn)，可以快速放電。鎳鎘電池過充電和過放電性能好，有高倍率的放電特性，瞬時(shí)脈沖放電率很大，3.深度放電性能好。4.循環(huán)使用壽命長，可達(dá)到2000次或7年以上，是鉛酸蓄電池的2倍。采用全封閉外殼，可以在真空環(huán)境中正常工作。低溫性能較好，能夠長時(shí)間存放。2.鎳鎘電池的缺點(diǎn)

（1）鎳鎘電池有“記憶效應(yīng)”。

鎳鎘電池在使用過程中，若放電不完全就充電，再放電時(shí)，

就不能放出全部電量。幾次完整的充/放電循環(huán)能使鎳鎘電池恢復(fù)正常工作。

（2）鎳鎘電池中采用的鎘（Cd）是一種有害金屬，在電池報(bào)廢后必修進(jìn)行有效回收。

（3）鎳鎘電池的成本約為鉛酸電池的4~5倍，初始購置費(fèi)較高，但其比能量和循環(huán)

使用壽命都大大地高