《新能源汽車動力電池系統(tǒng)檢測與維修》課件-第一章 新能源汽車對動力電池的性能要求

第一章新能源汽車對動力電池的性能要求第一節(jié)

新能源汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的動力區(qū)別知識目標：1、了解新能源汽車與傳統(tǒng)燃油車的動力系統(tǒng)的區(qū)別；2、掌握各類新能源汽車動力系統(tǒng)的組成。能力目標：能說出電動汽車動力系統(tǒng)與傳統(tǒng)汽車的區(qū)別。素質(zhì)目標：1、培養(yǎng)學生自主學習、查找資料、制定計劃的能力；2、培養(yǎng)學生具備從事汽車行業(yè)工作的職業(yè)素養(yǎng)。學習檢測教學目標主要內(nèi)容學習小結(jié)教學重點：新能源汽車動力系統(tǒng)的組成教學難點：新能源汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車結(jié)構(gòu)的異同學習檢測教學目標主要內(nèi)容學習小結(jié)3.新能源汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車結(jié)構(gòu)的不同1.新能源汽車的定義與類型學習任務學習檢測主要內(nèi)容教學目標學習小結(jié)5.北汽E150EV車型基本結(jié)構(gòu)和主要動力元件介紹2.傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的結(jié)構(gòu)組成與動力來源4.電動汽車動力系統(tǒng)的組成一、新能源汽車的定義與類型1、何為新能源汽車？新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源（或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動力裝置），綜合車輛的動力控制和驅(qū)動方面的先進技術，形成的技術原理先進、具有新技術、新結(jié)構(gòu)的汽車。------國家發(fā)改委公告定義(2012年前)

（專家層面定義）

《節(jié)能和新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃2011—2020》

將新能源汽車的范圍定為插電式混合動力汽車、純電動汽車，燃料電池汽車，而常規(guī)混合動力汽車為節(jié)能內(nèi)燃機汽車。新能源汽車是指采用新型動力系統(tǒng)，完全或主要依靠新型能源（如電能）驅(qū)動的汽車。（國家戰(zhàn)略層面定義）一、新能源汽車的定義與類型2、新能源汽車的類別按享受國家新能源汽車補貼標準進行分類：插電式混合動力汽車是一種配有充電插口和具備車載供電功能的純電能驅(qū)動的電動乘用汽車，也稱之為增程式混合動力汽車。一、新能源汽車的定義與類型2、新能源汽車的類別。按享受國家新能源汽車補貼標準進行分類：純電動汽車是指以車載電池為動力源，用電機驅(qū)動車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)和國家標準各項要求的乘用車輛。一、新能源汽車的定義與類型2、新能源汽車的類別。按享受國家新能源汽車補貼標準進行分類：燃燒電池汽車是一種用車載燃料電池裝置產(chǎn)生的電力作為動力的汽車。通過氫氣和氧氣的化學作用，而不是經(jīng)過燃燒，直接變成電能動力。一、新能源汽車的定義與類型3.混合動力汽車混合動力汽車是指同時裝備兩種動力來源——熱動力源（由傳統(tǒng)的汽油機或者柴油機產(chǎn)生）與電動力源（電池與電動機）的汽車。根據(jù)混合動力驅(qū)動的聯(lián)結(jié)方式分：串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)、并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)、混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)（1）串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)

系統(tǒng)中動力電池和發(fā)動機通過發(fā)電機發(fā)出的電能都通過逆變器輸送給電動機，由電動機驅(qū)動汽車行走。

總體結(jié)構(gòu)比較簡單，易于控制，只有電動機的電力驅(qū)動系統(tǒng)，其特點更加趨近于純電動汽車，但在發(fā)動機—發(fā)電機—電動機驅(qū)動系統(tǒng)中的熱能—電能—機械能的能量轉(zhuǎn)換過程中，能量損失較大。一般常用于在大型混合動力客車上。

串聯(lián)式中驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)的電量主要來源于發(fā)動機的工作，所以對其動力電池的性能要求并不很高。（2）并聯(lián)式混合動力汽車（PHEV）

發(fā)動機和電動機通過不同的離合器來驅(qū)動車輪，可以采用發(fā)動機單獨驅(qū)動、電動機單獨驅(qū)動、或者發(fā)動機和電動機混合共同驅(qū)動三種工作模式。此外當發(fā)動機提供的功率大于車輛所需驅(qū)動功率時或者車輛制動時，電動機變成發(fā)電機，給蓄電池充電。

并聯(lián)式與串聯(lián)式相比，無需另外配置發(fā)電機，與串聯(lián)式相同的是都對動力電池的性能要求不高，電池成本低。（3）混聯(lián)式混合動力汽車（PSHEV）

綜合了串聯(lián)式和并聯(lián)式的結(jié)構(gòu)而組成的電動汽車，主要由發(fā)動機、電動-發(fā)電機和驅(qū)動電機三大動力總成組成。

發(fā)動機發(fā)出的功率一部分通過機械傳動輸送給驅(qū)動橋，另一部分則驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。發(fā)電機發(fā)出的電能輸送給電動機或蓄電池，電動機產(chǎn)生的驅(qū)動力矩通過動力復合裝置傳送給驅(qū)動橋?；炻?lián)的電動機和發(fā)動機配合更加默契，能夠適應的工況更多，節(jié)油效果更加出色。相對于串聯(lián)式和并聯(lián)式來說，混聯(lián)式對動力電池的性能要求較高。（4）燃料電池汽車（FCEV）

燃料電池汽車本質(zhì)上是純電動汽車的一種，只是電池系統(tǒng)與一般純電動汽車的電池系統(tǒng)不同，一般電池的活性物質(zhì)貯存在電池內(nèi)部，而燃料電池工作是燃料和氧化劑由外部源源不斷地供入電池內(nèi)部，在電池內(nèi)部正負極催化劑的輔助下發(fā)生電化學反應，生成電能，然后輸出驅(qū)動電動機轉(zhuǎn)動。因此燃料電池汽車的動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式與其他純電動汽車是完全相同的。二、傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的結(jié)構(gòu)組成與動力來源1、傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的結(jié)構(gòu)組成；（1）發(fā)動機：發(fā)動機2大機構(gòu)4大或5大系統(tǒng)：曲柄連桿機構(gòu)；配氣機構(gòu)；燃料供給系統(tǒng)；冷卻系統(tǒng)；潤滑系統(tǒng)；點火系統(tǒng)；起動系統(tǒng)。（2）底盤：底盤作用是支承、安裝汽車發(fā)動機及其各部件、總成，形成汽車的整體造型，并接受發(fā)動機的動力，使汽車產(chǎn)生運動，保證正常行駛。底盤由傳動系、行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動系四部分組成。（3）車身：車身安裝在底盤的車架上，用以駕駛員、旅客乘坐或裝載貨物。轎車、客車的車身一般是整體結(jié)構(gòu)，貨車車身一般是由駕駛室和貨箱兩部分組成。（4）電氣設備：電氣設備由電源和用電設備兩大部分組成。電源包括蓄電池和發(fā)電機；用電設備包括發(fā)動機的起動系、汽油機的點火系和其它用電裝置。2、傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的動力來源；

傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的動力來源于汽油或柴油與空氣混合后燃燒產(chǎn)生的能量。汽油或柴油與空氣的混合氣燃燒后，燃氣的壓力作用于發(fā)動機氣缸內(nèi)的活塞頂部，推動活塞作往復的直線運動，活塞通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動，發(fā)動機曲軸末端飛輪轉(zhuǎn)動的動力再經(jīng)過離合器和變速器，由變速器變扭和變速后，經(jīng)傳動軸把動力傳遞到主減速器上，最后通過差速器和半軸把動力傳遞到驅(qū)動輪上。二、傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的結(jié)構(gòu)組成與動力來源三、新能源汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的不同1、動力來源不同內(nèi)燃機汽車：內(nèi)燃機、燃料（汽油、柴油、天然氣等）新能源汽車：電動機（交流變頻電機、永磁同步電機）能源（可充電動力電池，直流逆變技術）

從外形上看，電動汽車與日常見到的汽車并沒有什么區(qū)別，區(qū)別主要在于動力源及其驅(qū)動系統(tǒng)，即純電動汽車的電動機相當于傳統(tǒng)汽車的發(fā)動機，蓄電池相當于原來的油箱。三、新能源汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的不同2、動力控制不同內(nèi)燃機汽車：發(fā)動機控制（各個工況）整車控制技術（全車各系統(tǒng)綜合控制）新能源汽車：電機控制器（各個驅(qū)動狀態(tài)）整車控制器（全車各系統(tǒng)綜合控制）三、新能源汽車與內(nèi)燃機汽車的不同3、傳動系統(tǒng)不同內(nèi)燃機汽車離合器（液力變矩器）、變速器、減速器、差速器新能源汽車差速器動力輸入動力輸出動力輸出三、新能源汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的不同4、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不同內(nèi)燃機汽車：液壓助力轉(zhuǎn)向（液壓助力泵由發(fā)動機帶動）、電液轉(zhuǎn)向助力或者電動助力轉(zhuǎn)向。新能源汽車電動助力轉(zhuǎn)向，12V直流電驅(qū)動助力電機作轉(zhuǎn)向助力，根據(jù)車速來控制驅(qū)動電流大小，從而調(diào)節(jié)助力的大小，實現(xiàn)車速高時助力小，車速低時助力大的要求。三、新能源汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的不同5、制動系統(tǒng)不同內(nèi)燃機汽車

ABS系統(tǒng)和制動真空助力系統(tǒng)，真空助力的真空源取自發(fā)動機運行后進氣道內(nèi)真空度。停車后真空助力作用消失。渦輪增壓發(fā)動機、缸內(nèi)直噴發(fā)動機帶真空泵或輔助真空泵。少部分車型帶能量回收系統(tǒng)。純電動汽車ABS系統(tǒng)和制動真空助力系統(tǒng)，真空助力的真空源來自于12V直流電驅(qū)動的真空泵。在停車時真空助力也可起作用。帶能量回收系統(tǒng)。三、新能源汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的不同6、空調(diào)系統(tǒng)不同內(nèi)燃機汽車空調(diào)系統(tǒng)：壓縮機由發(fā)動機通過皮帶驅(qū)動制冷；熱風由發(fā)動機冷卻水的熱量在散熱器上散發(fā)，由熱風電機風扇吹到車內(nèi)。新能源汽車新能源汽車空調(diào)壓縮機由高壓直流電驅(qū)動電機，帶動壓縮機制冷；熱風由高壓直流電通過PTC器件發(fā)熱產(chǎn)生熱量，由熱風電機風扇吹到車內(nèi)。三、新能源汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的不同7、低壓電源不同內(nèi)燃機汽車低壓電源：內(nèi)燃機帶動發(fā)電機發(fā)電，整流后為12V蓄電池充電。內(nèi)燃機啟動前和啟動時由12V蓄電池供電，發(fā)動機運行后，由發(fā)電機和蓄電池同時供電。新能源汽車低壓12V蓄電池在車輛工作時有高壓動力電池通過DC/DC轉(zhuǎn)換成12V后充電。高壓動力電池關閉后，12V蓄電池維持低壓系統(tǒng)供電。高壓動力電池接入工作后，DC/DC于蓄電池同時供！12V直流電。三、新能源汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的不同8、儀表顯示不同內(nèi)燃機汽車儀表顯示：車速、里程、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、機油壓力、燃油量、冷卻水溫、燈光信號、故障信號……新能源汽車儀表顯示：車速、里程、電機轉(zhuǎn)速、電池電量、電池電壓、燈光信號、故障信號……三、新能源汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的不同9、能量補充不同內(nèi)燃機汽車：加汽油或柴油新能源汽車：交流充電樁+車載充電機動力蓄電池直流充電樁動力蓄電池燃料電池需要補充氫燃料三、新能源汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的不同

10、對能源和環(huán)境影響內(nèi)燃機汽車汽油或柴油消耗極大對環(huán)境污染嚴重新能源汽車使用能源廣泛，風電、光電、水電、火電都可以排放幾乎無污染M1原車1.3L汽油發(fā)動機起動/發(fā)電機等附件發(fā)動機控制單元ECU油箱變速箱M1原車與純電動車動力系統(tǒng)區(qū)別M1純電動車29/40KW永磁同步電機電機管理系統(tǒng)MCU336V鋰電池包電池管理系統(tǒng)BMS整車管理系統(tǒng)VMS固定速比減速器奇瑞瑞麒M1EV系統(tǒng)組成四、電動汽車動力系統(tǒng)的組成

電動汽車的結(jié)構(gòu)主要由電力驅(qū)動控制系統(tǒng)（即電動汽車的動力系統(tǒng)）、汽車底盤、車身以及各種輔助裝置等部分組成。除了電力驅(qū)動控制系統(tǒng)外，其他部分的功能及其結(jié)構(gòu)組成基本與傳統(tǒng)汽車相同.

從外形上看，電動汽車與日常見到的汽車并沒有什么區(qū)別，區(qū)別主要在于動力源及其驅(qū)動系統(tǒng)，即純電動汽車的電動機相當于傳統(tǒng)汽車的發(fā)動機，蓄電池相當于原來的油箱。

雖然各種車型的電力驅(qū)動控制系統(tǒng)不完全一樣，但基本組成都是由動力電池及電池管理系統(tǒng)、驅(qū)動電機及電機控制器、整車控制器VCU、DC/DC變換器、車載充電機等幾部分組成.五、北汽E150EV車型基本結(jié)構(gòu)和主要動力元件介紹

五、北汽E150EV車型基本結(jié)構(gòu)和主要動力元件介紹

五、北汽E150EV車型基本結(jié)構(gòu)和主要動力元件介紹1、動力電池2、動力電機及其控制器3、DC/DC變換器4、車載充電機五、北汽E150EV車型基本結(jié)構(gòu)和主要動力元件介紹

4、車載充電機5、高壓控制盒6、整車控制器（VCU）學習檢測學習小結(jié)教學目標主要內(nèi)容一、新能源車特別是純電動汽車是國家鼓勵支持的發(fā)展方向，混合動力汽車是指同時裝備兩種動力來源——熱動力源（由傳統(tǒng)的汽油機或者柴油機產(chǎn)生）與電動力源（電池與電動機）的汽車，是現(xiàn)在過渡期間的比較好的解決方式。二、傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的動力來源于汽油或柴油與空氣混合后燃燒產(chǎn)生的能量。三、混合動力汽車結(jié)構(gòu)上都有一套傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的裝置，純電動汽車目前多數(shù)廠家都是在現(xiàn)有汽油車車型基礎上改造而成的，主要區(qū)別在于動力系統(tǒng)的來源、控制和傳動裝置，其它部分變化不大。四、

雖然各種車型的電力驅(qū)動控制系統(tǒng)不完全一樣，但基本組成都是由動力電池及電池管理系統(tǒng)、驅(qū)動電機及電機控制器、整車控制器VCU、DC/DC變換器、車載充電機等幾部分組成.學習小結(jié)學習檢測教學目標主要內(nèi)容1、目前使用混合動力系統(tǒng)最多，并且混合動力汽車產(chǎn)量最大的汽車公司是（）A.大眾B.通用C.豐田D.比亞迪2、下圖是北汽新能源純電動汽車的機艙，其中3名稱的英文縮寫是（）A．MCUB.OBCC.HCUD.DC/DC3、按照國家“十二五”規(guī)劃中新的劃分，哪種車輛不屬于新能源車輛。（

）A.混合動力汽車B.燃料電池汽車C.插電式混合動力汽車D.無軌電車4、現(xiàn)代汽油發(fā)動機的能量轉(zhuǎn)換效率為（

）A.10%～20%B.30%～40%C.60%～70%D.70%～80%5、豐田汽車擁有全球最為先進的混合動力系統(tǒng)，它屬于（

）。A.串聯(lián)混合動力系統(tǒng)B.并聯(lián)混合動力系統(tǒng)C.混聯(lián)混合動力系統(tǒng)D.輕度混合動力系統(tǒng)6、上圖是北汽新能源純電動汽車的機艙，其中1名稱的英文縮寫是（）。A.MCUB.OBCC.HCUD.DC-DC第二節(jié)

新能源汽車和動力電池的發(fā)展趨勢知識目標：1、了解動力電池和電動汽車的發(fā)展歷史；2、了解動力電池和電動汽車的未來發(fā)展趨勢。能力目標：能邏輯清晰地闡述動力電池的未來發(fā)展趨勢。素質(zhì)目標：1、培養(yǎng)學生自主學習、查找資料、制定計劃的能力；2、培養(yǎng)學生具備從事汽車行業(yè)工作的職業(yè)素養(yǎng)。學習檢測教學目標主要內(nèi)容學習小結(jié)教學重點：動力電池的發(fā)展歷史和技術現(xiàn)狀教學難點：動力電池和電動汽車的發(fā)展趨勢學習檢測教學目標主要內(nèi)容學習小結(jié)1.電池的發(fā)展歷史2.電機的發(fā)展歷史3.電動汽車的發(fā)展歷史4.主流新能源汽車技術及未來發(fā)展解析5.動力電池的現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢學習任務學習檢測主要內(nèi)容教學目標學習小結(jié)一、電池的發(fā)展歷史

1800年代，亞歷山大·伏特制成了人類歷史上最早的電池，后人稱之為伏特電池。

1830年，威廉姆·斯特金解決了伏特電池的弱電流和極化問題，使電池的使用壽命大大延長。

1836年，約翰·丹尼爾進一步改進了伏特電池，提高了伏特電池的穩(wěn)定性，后人稱之為丹尼爾電池。它是第一個可長時間持續(xù)供電的蓄電池。1859年，法國科學家普蘭特加斯東(PlantGaston)最早發(fā)明的一種能夠產(chǎn)生較大電流的可重復充電的鉛酸電池。

1899年WaldmarJungner發(fā)明了Cd-Ni電池；1901年愛迪生發(fā)明了Fe-Ni電池；

1984年荷蘭的飛利浦（Philips）公司成功研制出LaNi5儲氫合金，并制備出Ni-MH電池。伏特電池的小故事1799年，伏特把一塊鋅板和一塊銀板浸在鹽水里，發(fā)現(xiàn)連接兩塊金屬的導線中有電流通過。于是，他就把許多鋅片與銀片之間墊上浸透鹽水的絨布或紙片，平疊起來。用手觸摸兩端時，會感到強烈的電流刺激。伏特用這種方法成功的制成了世界上第一個電池──“伏特電堆”，成為早期電學實驗、電報機的電力來源。伏特（左）向拿破侖（右）展示伏打電堆丹尼爾電池的小故事1836年，英國的丹尼爾對“伏特電堆”進行了改良。他使用稀硫酸作電解液，解決了電池極化問題，制造出第一個不極化，能保持平衡電流的鋅─銅電池，又稱“丹尼爾電池”。普蘭特和他發(fā)明的鉛酸電池一、電池的發(fā)展歷史1991年，可充電的鋰離子蓄電池問世，實驗室制成的第一只18650型鋰離子電池容量僅為600mA·h；1992年，SONY公司開始大規(guī)模生產(chǎn)民用鋰離子電池。1995年，日本索尼公司首先研制出100A·h鋰離子動力電池并在電動汽車上應用，展示了鋰離子電池作為電動汽車用動力電池的優(yōu)越性能，引起了廣泛關注。二、電動機的發(fā)明1740年代，第一個電動馬達是由蘇格蘭僧侶安德魯?戈登（AndrewGordon）創(chuàng)建的簡單的靜電設備。1821年英國人邁克爾·法拉第（MichaelFaraday）發(fā)明電動機實驗室模型，只要有電流通過線路，線路就會繞著一塊永久磁鐵不停地轉(zhuǎn)動，成為電動機發(fā)展的雛形。二、電動機的發(fā)明1827年，匈牙利物理學家安幼思·杰德利克（ányosJedlik）開始嘗試用電磁線圈進行實驗，他的設備已包含今日直流電動機的三個主要組成部分：定子，轉(zhuǎn)子和換向器.1835年，美國一位鐵匠湯馬斯·達文波特（ThomasDavenport）制作出世界上第一臺能驅(qū)動小電車的應用電動機，并在1837年申請了專利。1870年代初期，世界上最早可商品化的電動機由比利時電機工程師Zenobe所發(fā)明。1888年，美國著名發(fā)明家尼古拉·特斯拉應用法拉第的電磁感應原理，發(fā)明交流電動機，即為感應電動機。1902年，瑞典工程師丹尼爾森利用特斯拉感應電動機的旋轉(zhuǎn)磁場觀念，發(fā)明了同步電動機。達文波特及其發(fā)明的電動機三、新能源汽車的發(fā)展歷程第一階段電動汽車的發(fā)明早在1830年代，蘇格蘭發(fā)明家羅伯特·安德森(RobertAnderson)便成功地將電動機裝在一部馬車上，1842年又與托馬斯·戴文波特(ThomasDavenport)合作，打造出世界上第一部以電池為動力的電動汽車，采用不可充電的玻璃封裝蓄電池，開創(chuàng)了電動車輛發(fā)展和應用的歷史。1847年，美國人摩西·法莫制造了第一輛以蓄電池為動力可乘坐兩人的電動汽車。第二階段電動汽車的發(fā)展1881年11月，法國人古斯塔夫·特魯夫在巴黎展出了一臺電動三輪車。加上乘員后總重量達到了160千克，時速達到了12千米。1882年，威廉姆·愛德華·阿頓和約翰·培理也制成了一輛電動三輪車，車上還配備了照明燈。這輛車的總重量提高到了168千克，時速提高到了14.5千米。隨后的1890年，威廉姆莫瑞遜在美國制造了一輛能行駛13h、車速為14mile/h的電動汽車。1891年，美國人亨利·莫瑞斯制成了第一輛電動四輪車，實現(xiàn)了從三輪向四輪的轉(zhuǎn)變，這是電動車向?qū)嵱没较蜻~出的重要一步。1895年，由亨利·莫瑞斯（HenryMorris）和皮德·羅·沙龍（PedroSalom）制造的ElectrobatⅡ，安裝了兩臺驅(qū)動電機，能以20mile/h的速度行駛25mile

1899年5月，一個名叫卡米勒·杰納茨(CamilleJenatzy)的比利時人駕駛一輛44kW雙電動機為動力的后輪驅(qū)動的子彈頭型電動汽車，創(chuàng)造了時速68mile(110km)的記錄，并且續(xù)駛里程達到了約290km。這也是世界上第一輛時速超過100公里的汽車。

1900年，BGS公司生產(chǎn)的電動汽車創(chuàng)造了單次充電行駛180mile的最長里程紀錄，電動汽車在出租車領域得到應用。第三階段電動汽車的繁榮19世紀末到1920年是電動車發(fā)展的一個高峰。據(jù)統(tǒng)計，到1890年在全世界4200輛汽車中，有38%為電動汽車，40%為蒸汽車，22%為內(nèi)燃機汽車。1900年，美國制造的汽車中，電動汽車為15755輛，蒸汽機汽車為1684輛，而汽油機汽車只有936輛。到了1911年，就已經(jīng)有電動出租汽車在巴黎和倫敦的街頭上運營。美國首先實現(xiàn)了早期電動車的商業(yè)運營，成為發(fā)展最快、應用最廣的國家。愛迪生的電動汽車1910年的電動汽車廣告第四階段電動汽車的衰落在美國得克薩斯州發(fā)現(xiàn)了石油，使得汽油價格下跌，大大降低了汽油車的使用成本。在1890～1920年期間，全世界石油生產(chǎn)量增長了10倍。1911年，查爾斯·科特林(CharlesKettering)發(fā)明了內(nèi)燃機自動啟動技術；1908年，福特汽車公司推出了T型車，并開始大批量生產(chǎn)，內(nèi)燃機汽車的成本大幅度下降，1912年電動車售價1750美元，而汽油車只要650美元。1913年，福特(Ford)建立了內(nèi)燃機汽車裝配流水線，幾乎使裝配速度提高了8倍，最終使每工作日每隔10秒鐘就有一臺T型車駛下生產(chǎn)線。內(nèi)燃機汽車進入了標準化、大批量生產(chǎn)階段。亨利-福特以大批量流水線生產(chǎn)方式生產(chǎn)汽油車使得汽油車價格更加低廉，使其價格從1909年的850美元降到了1925年的260美元。內(nèi)燃機汽車應用方便、價格低廉的優(yōu)點逐步顯現(xiàn)。第五階段電動汽車的復蘇

二次世界大戰(zhàn)后．歐洲和日本的石油供給緊張，電動汽車在局部地區(qū)出現(xiàn)了復蘇跡象。1943年，僅僅在日本就有3000多輛電動汽車處于注冊狀態(tài)。

20世紀40年代，電動汽車續(xù)駛里程只有50～60km，最高時速僅為30～35kn/h，其性能僅能滿足短途、低速運輸?shù)男枰?/p>

進入20世紀60年代，內(nèi)燃機汽車大批量使用導致了嚴重的空氣污染。不僅如此，更嚴重的是內(nèi)燃機汽車對石油的過分依賴，導致一系列的政治問題和國家安全問題。20世紀70年代初，世界石油危機對美國乃至世界經(jīng)濟產(chǎn)生了重大影響，而電動汽車由于其良好的環(huán)保性能和能擺脫對石油的依賴性，重新得到社會各界的重視。四、主流新能源汽車技術及未來發(fā)展解析

地球上石油資源還能供人類用多久？答案無論是數(shù)十年還是百年后，作為非再生資源，總有一天會在地球消失，同時環(huán)保壓力也迫使取代燃料的大勢所趨，因此推廣新能源汽車幾乎成為現(xiàn)在全球矚目的戰(zhàn)略方針，相對而言，日本汽車企業(yè)的混合動力車開發(fā)技術和產(chǎn)品水平居世界領先，美國汽車企業(yè)以純電動汽車為主，歐洲汽車企業(yè)則更關注燃料電池車1、油電混合動力技術過渡階段新能源最佳解決方案，其技術特點是：兼具動力性、舒適性與燃油經(jīng)濟性且技術成熟?；旌蟿恿χ冈谲囕v動力系統(tǒng)中采用兩種不同動力源的一種技術，目前更側(cè)重于指油電混合動力。通常降低油耗的方法包括采用小排量發(fā)動機、減少怠速運行時間、進行發(fā)動機工作點優(yōu)化、采用輔助能源或者替代能源以及減少摩擦損失和回收制動能量等，輔助發(fā)動機的電動馬達可以在啟動的瞬間產(chǎn)生強大的動力，因此，車主可以享受更強勁的起步、加速，實現(xiàn)較高水平的燃油經(jīng)濟性。1、油電混合動力技術優(yōu)點：

（1）和汽油車一樣到加油站加油，不用改變汽車的使用習慣；政府和企業(yè)推廣這種產(chǎn)品也無須投資新建充電裝置或加氣站。

（2）燃油經(jīng)濟性能高，而且行駛性能優(yōu)越，混合動力汽車的發(fā)動機要使用燃油，而且在起步、加速時，由于有電動馬達的輔助，所以可以降低油耗，可關停內(nèi)燃機，由電池單獨驅(qū)動，實現(xiàn)“零”排放。

（3）動力性優(yōu)于同排量的單純內(nèi)燃機汽車，特別是在起步加速時，電動機可以有效地彌補內(nèi)燃機低轉(zhuǎn)速扭矩力不足的弱點

（4）減少車內(nèi)的機械噪音、低速或怠速時采用電動機工作。1、油電混合動力技術缺點：

（1）產(chǎn)品定價過高，電動機和內(nèi)燃機兩套動力系統(tǒng)的造價遠比一套動力系統(tǒng)的成本高。

（2）長時間高速或勻速行駛不省油。因為混合動力車燃油消耗上的優(yōu)勢主要依靠勢能積蓄電力節(jié)能，換句話說，混合動力車在行駛中越是頻繁制動減速、或頻繁地起步停車就會相對更為節(jié)能。而如果處于長時間勻速行駛，其節(jié)能效果就會相應降低。從混動程度分類，主要可以分為輕/微混動、中度混動、全混動三種方式，完全是根據(jù)電力與燃油參與的比重來劃分的，其中全混動模式是重點。2、混動雙模技術

現(xiàn)階段前景最好的新能源技術，其技術特點是：集純電動+油電混動于一身、屬于混動技術升級版。雙?；靹蛹夹g系統(tǒng)，顧名思義，就是將原有的油電混合技術上增加了可充電功能，形成由電機和電機配合發(fā)動機向車輛輸出動力的兩種驅(qū)動模式，不僅降低了油耗及排放，更極大的提高了動力和操控性能，既可充電，又可加油的多種能源補充方式，實現(xiàn)了真正意義的雙動力混合系統(tǒng)，成為現(xiàn)階段最有前景的新能源技術，至少相比單純的油電混動系統(tǒng)，在短途中完全可實現(xiàn)純電動行駛，實現(xiàn)零污染零排放。2、混動雙模技術在售代表車型：比亞迪秦、雪佛蘭Volt、插電式普銳斯。

比亞迪秦，市場售價：18.98萬-20.98萬（最高補貼7萬元）。2、混動雙模技術優(yōu)點：

在油電混合動力的前提下，增加插電式功能，短途中完全可實現(xiàn)純電動零污染零排放行駛，相比普通混動車型，可享受國家3.5萬的新能源補貼政策，部分地區(qū)最高可達7萬元。缺點：

目前技術并不完善，充電設施少，實際使用還是以內(nèi)燃機為主，同時進口車型價格昂貴，自主品牌價格有優(yōu)勢但品牌影響力不足。比亞迪秦和雪佛蘭Volt兩個代表，在應用中并不相同，特別是在電池能量耗盡的情況下，秦更多的依賴燃油發(fā)動機去行駛，而Volt發(fā)動機更多扮演的是充電增程的作用，多數(shù)情況下發(fā)動機并不參與行駛工作，而不是像其他派系的產(chǎn)品那樣，直接變成燃油車。3、純電動技術

門檻較低，新能源方案/電池續(xù)航?jīng)Q定發(fā)展，其技術特點是：噪聲低、無污染、結(jié)構(gòu)簡單、扭矩大、成本低但續(xù)航是難題。在售代表車型：特斯拉MODELS、比亞迪E6、北汽E150ev。

目前人們所說的電動汽車多是指純電動汽車，是一種采用蓄電池作為動力源的汽車。它利用蓄電池作為儲能動力源，通過電池向電機提供電能，驅(qū)動電動機運轉(zhuǎn)，從而推動汽車前進。從外形看，電動汽車與日常汽車并沒有什么區(qū)別，區(qū)別主要在于動力源及其驅(qū)動系統(tǒng)，即純電動汽車的電動機相當于傳統(tǒng)汽車的發(fā)動機，蓄電池相當于原來的油箱。3、純電動技術代表車型解析：特斯拉Models，市場售價：73.4萬-85.25萬。特斯拉ModelS單次充電可持續(xù)行駛480公里，最高時速超過200公里，百公里加速4.4秒。3、純電動技術優(yōu)點：零排放，在行駛中無廢氣排出，不污染環(huán)境，比燃油機機驅(qū)動汽車的能源利用率要高，扭矩性能遠超燃油機，同時省去了發(fā)動機、變速器、油箱、冷卻和排氣系統(tǒng)，所以結(jié)構(gòu)較簡單，行駛中并沒有噪音，政府補貼支持。缺點：電池技術瓶頸，巡航里程較短，電池存在壽命問題，充電地點稀少且充電時間較長。新能源汽車經(jīng)歷了幾年的純電動熱之后，當前進入一個迷茫期，純電動的續(xù)航里程、價格、充電時間等幾座大山依舊是技術難點，令消費者很難接受現(xiàn)在的技術狀態(tài)，長途行駛無法滿足正常應用，同時燃油價格下降使消費者降低購買熱情。但不可否認，但各國對環(huán)境的保護政策成為眾多汽車廠商發(fā)展的動力。4、氫燃料電池技術

未來或可成為新能源最終發(fā)展趨勢，其技術特點是：保養(yǎng)費用低/使用低成本/可靠性高/無污染/加注快。

相比充電續(xù)航困難的純電動汽車，燃料技術在汽車中的應用具有十分廣闊的前景，或?qū)⒊蔀樾履茉雌嚨挠忠话l(fā)展方向。目前我們可看到的基本上以天然氣為主，采用內(nèi)燃技術，盡管節(jié)油且環(huán)保，但始終效率不高且攜帶容量并不大，無法滿足長途需求，此時氫燃料電池誕生，燃料電池無需燃燒即可從氫中提取化學能源，其原理類似于電解的反向作用：通過電化處理將兩種氣體合成水，并產(chǎn)生電流，在這個過程中，燃料電池釋放出水蒸汽和熱量。4、氫燃料電池技術代表車型：豐田宣布旗下首款氫燃料電池車Mirai（未來）于2014年12月15日上市。4、氫燃料電池技術優(yōu)點：無污染、無噪音、高效率且加注快缺點：氫氣的儲存和采集技術無法一時普及，制作成本較高本質(zhì)上講，燃料電池動力車并沒有內(nèi)燃機的參與，算是一種全新電動車，配有一個可充氫氣的燃料箱，沒有笨重的電池，且功率比內(nèi)燃機高3到4倍，它解決了長期困擾電池動力車的兩大難題：續(xù)航里程有限和充電時間過長。最新數(shù)字顯示，一箱氫氣可供燃料電池動力車行駛480公里，而充滿一箱氫氣只需5分鐘。和電池動力車一樣，它被歸為“零排放汽車”。五、動力電池的現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢1、電動汽車上使用的主流動力電池：電池類型鉛酸蓄電池鎳鎘電池鎳氫電池鋰電池比能量/(W·h/kg)35電動汽車上使用的主流動力電池5560~70120比功率/（W/kg）1301701701000以上循環(huán)壽命/次400~600500以上1000以上1000以上優(yōu)點技術成熟、廉價、可靠性高比能量較高、壽命長、耐過充放性好比能量高、壽命長比能量高、壽命長缺點比能量低、耐過充放性差鎘有毒、有記憶效應、價格較高、高溫充電性差價格高、高溫充電性差價高、存在一定安全性問題2、鋰動力電池未來的發(fā)展趨勢

在車用動力源方面，主要有四種技術路線：鋰離子電池、氫燃料電池、超級電容和鋁空氣電池。其中鋰離子電池、超級電容和氫燃料電池都已得到了應用，而鋁空氣電池尚處于實驗室研究階段。能源補給方面，鋰離子電池、超級電容適用于純電動汽車，但是需要外部充電，而氫燃料電池汽車則需要外部氫氣加注，鋁空氣電池則需要補充鋁板和電解液。就目前來看，鋰離子電池在未來相當長的一段時間內(nèi)還是要占據(jù)主要發(fā)展空間的。2、鋰動力電池未來的發(fā)展趨勢技術路線優(yōu)勢劣勢應用氫燃料電池比能量高，功率密度高環(huán)保無污染系統(tǒng)復雜，氫基礎設施建設落后氫燃料電池環(huán)保性能高，適合于客車和重載卡車等商用車，且具有行駛里程長的特點鋰電池比能量高，循環(huán)性能，無記憶效應，環(huán)保無污染初期購置成本高，充電時間長用于300公里以內(nèi)的短途純電動汽車超級電容功率密度高，充電時間短，使用壽命長能量密度太低續(xù)航里程太短，不能作為電動汽車的主電源，大多作為輔助電源，用于快速啟動裝置和制動能量回收裝置鋁空氣電池價格便宜，能量密度高，質(zhì)量輕，體積小存在空氣電極極化和氫氧化鋁沉降等問題，功率密度低目前處于實驗室階段2、鋰動力電池未來的發(fā)展趨勢

我國的《中國制造2025》發(fā)展計劃明確了動力電池的發(fā)展規(guī)劃，2020年，電池能量密度要達到300Wh/kg；2025年，電池能量密度達到400Wh/kg；2030年，電池能量密度達到500Wh/kg。目前我國鋰電池生產(chǎn)企業(yè)的單體磷酸鐵鋰能量密度在150Wh/kg以上，三元鋰電池能量密度達到200Wh/kg以上。3、充滿活力的新型動力電池技術-物理電池

物理電池是依靠物理變化來提供、儲存電能的電池統(tǒng)稱，如“瞬間充滿電的超級電容”、“比功率達5000-10000W/kg的飛輪電池”等都屬于物理電池家族的成員。（1）超級電容

超級電容是一種介于傳統(tǒng)電容與電池之間的電源元件，功率密度高達300-500W/kg，是普通電池的5-10倍。（2）飛輪電池

飛輪技術將制動所收集的動能轉(zhuǎn)化為電能，并將能量貯存于一個飛輪之中。在加速過程中，該能量將轉(zhuǎn)移至前輪，在加速的同時減少內(nèi)燃機的燃油消耗。學習檢測學習小結(jié)教學目標主要內(nèi)容本次課我們主要學習了以下內(nèi)容：一、電池的發(fā)展歷史1、原電池2、鉛酸電池3、鎳氫電池4、鋰電池二、電機的發(fā)展歷史1、法拉第電機2、直流電機3、感應電機4、同步電機三、電動汽車的發(fā)展歷史

電動汽車發(fā)展的五個階段四、主流新能源汽車技術及未來發(fā)展解析（重點）五、動力電池的現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢（重點、難點）學習小結(jié)學習檢測教學目標主要內(nèi)容1.電動汽車相比傳統(tǒng)汽車仍存在哪些問題？2.哪些類型的動力電池適合電動汽車使用？3.電動汽車充電速度如何？如何提高電動汽車充電效率？4.未來電動汽車發(fā)展趨勢如何？5.對比分析各類動力電池驅(qū)動的電動汽車，尋找最環(huán)保的汽車。思考題1-3新能源汽車對動力電池的性能要求知識目標：1、了解電池有哪些特性參數(shù)；2、掌握新能源汽車對動力電池的性能要求。能力目標：能說出電動汽車對動力電池的性能需求。素質(zhì)目標：1、培養(yǎng)學生自主學習、查找資料、制定計劃的能力；2、培養(yǎng)學生具備從事汽車行業(yè)工作的職業(yè)素養(yǎng)。學習檢測教學目標主要內(nèi)容學習小結(jié)教學重點：掌握動力電池的重要特性參數(shù)教學難點：理解電動汽車對動力電池的性能需求學習檢測教學目標主要內(nèi)容學習小結(jié)3.電動汽車對動力電池的性能要求1.電池儲能原理與基本結(jié)構(gòu)學習任務學習檢測主要內(nèi)容教學目標學習小結(jié)2.電池的特性參數(shù)一、電池的儲能原理與基本結(jié)構(gòu)1、電池的儲能原理電池是指盛有電解質(zhì)溶液和金屬電極以產(chǎn)生電流的杯、槽或其他容器或復合容器的部分空間，能將化學能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。利用電池作為能量來源，可以得到具有穩(wěn)定電壓，穩(wěn)定電流，長時間穩(wěn)定供電，受外界影響很小的電流，并且電池結(jié)構(gòu)簡單，攜帶方便，充放電操作簡便易行，不易受外界氣候和溫度的影響，性能穩(wěn)定可靠，在現(xiàn)代社會生活中的各個方面發(fā)揮有很大作用。在化學電池中，化學能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苁强侩姵貎?nèi)部自發(fā)進行氧化、還原等化學反應的結(jié)果，這種反應分別在兩個電極上進行。當外電路斷開時，兩極之間雖然有電位差（開路電壓），但沒有電流，存儲在電池中的化學能并不轉(zhuǎn)換為電能。當外電路閉合時，在兩電極電位差的作用下即有電流流過外電路。同時在電池內(nèi)部，由于電解質(zhì)中不存在自由電子，電荷的傳遞必然伴隨兩極活性物質(zhì)與電解質(zhì)界面的氧化或還原反應，以及反應物和反應產(chǎn)物的物質(zhì)遷移。電荷在電解質(zhì)中的傳遞也要由離子的遷移來完成。充電時，電池內(nèi)部的傳電和傳質(zhì)過程的方向恰與放電相反；電極反應必須是可逆的，才能保證反方向傳質(zhì)與傳電過程的正常進行。一、電池的儲能原理與基本結(jié)構(gòu)1、電池的儲能原理以經(jīng)典的丹尼爾原理電池單體化學反應為例進行講解：

在金屬冶金中，如果把鋅加入Cu2+溶液中，銅就會沉淀出來了。該化學反應就是從含有鋅的礦石中提取出銅的常用方法。該化學反應包含的化學能是不可利用的，能量以熱能的形式被消耗掉。

上述從電解液中提取銅的反應過程中，反應是在鋅表面發(fā)生。如果鋅和銅處于獨立的兩個元件中，那么上述反應式就必須在兩個不同的位置(電極)發(fā)生，而且只有在有電流連接兩個電極的情況下反應才能繼續(xù)進行。該反應可以通過控制正、負極的連接狀態(tài)實現(xiàn)有效控制，使化學能按需轉(zhuǎn)化為有用的電能。負極Zn—2e-=Zn2+正極Cu2++2e-=Cu電池反應Zn+Cu2+=Zn2++Cu原電池的儲能原理一、電池的儲能原理與基本結(jié)構(gòu)2、電池的基本結(jié)構(gòu)電池要實現(xiàn)化學能轉(zhuǎn)變成電能的過程，必須滿足如下條件：（1）必須把化學反應中失去電子的氧化過程（在負極進行），得到電子的還原過程（在正極進行），分在兩個區(qū)域進行，這與一般的氧化還原反應存在區(qū)別。（2）兩電極必須具有離子導電性的物質(zhì)。（3）化學變化過程中電子傳遞必須經(jīng)過外線路。電池需包含以下基本組成部分：（1）正極活性物質(zhì)。它具有較高的電極電位，電池放電時進行還原反應或陰極過程。（2）負極活性物質(zhì)。它具有較低的電極電位，電池工作時進行氧化反應或陽極過程。（3）電解質(zhì)。它擁有很高的、選擇性的離子電導率，提供電池內(nèi)部的離子導電的介質(zhì)。大多數(shù)電解質(zhì)為無機電解質(zhì)水溶液，也有固體電解質(zhì)、熔融鹽電解質(zhì)、非水溶液電解質(zhì)和有機電解質(zhì)。有的電解質(zhì)也參加電極反應而被消耗。一、電池的儲能原理與基本結(jié)構(gòu)2、電池的基本結(jié)構(gòu)除了主要組成部分外，電池還常常需要導電柵、匯流體、端子、安全閥等零件。基本構(gòu)成示意如下圖所示。電池可以制成各種形狀和結(jié)構(gòu)，如圓柱形、扣式、扁平和方形。二、電池的特性參數(shù)1、電壓參數(shù)（1）電動勢

電動勢是電池在理論上輸出能量大小的度量之一，電池的電動勢是熱力學的兩極平衡電極電位之差。（2）開路電壓

開路電壓是指在開路狀態(tài)下(幾乎沒有電流通過時)，電池兩極之間的電勢差，一般用C開表示。（3）額定電壓

額定電壓也稱公稱電壓或標稱電壓，是指在規(guī)定條件下電池工作的標準電壓。采用額定電壓可以區(qū)分電池的化學體系。（4）工作電壓

工作電壓是指電池接通負載后在放電過程中顯示的電壓，又稱負荷(載)電壓或放電電壓。工作電壓低于開路電壓，當然也必然低于電動勢。（5）放電終止電壓也稱放電截止電壓，是指電池放電時，電壓下降到不宜再繼續(xù)放電的最低工作電壓值。不同類型的電池及不同的放電條件，放電終止電壓是不同的。一般而言，低溫或大電流放電時，終止電壓規(guī)定得低些；小電流或間歇放電時，終止電壓值規(guī)定得高些。電池類型單體額定電壓/V鉛酸電池（VRLA）2鎳鎘電池（Ni-Cd）1.2鎳鋅電池（Ni-Zn）1.6鎳氫電池（Ni-MH）1.2鋅空氣電池（Zn/Air）1.2鋁空氣電池（Al/Air）1.4鈉氯化鎳電池（Na/NiCl2）2.5鈉硫電池（Na/S）2.0錳酸鋰電池（LiMn2O4）3.7磷酸鐵鋰電池（LiFePO4）3.2表1-1常用不同電化學體系電池的單體額定電壓值。二、電池的特性參數(shù)2、容量參數(shù)

電池在一定的放電條件下所能放出的電量稱為電池容量，以符號C表示。其單位常用A·h或mA·h表示（1）理論容量(C0)，即假定活性物質(zhì)全部參加電池的成流反應所能提供的電量。理論容量可根據(jù)活性物質(zhì)的數(shù)量按法拉第定律計算求出。（2）額定容量（C），即按國家或有關部門規(guī)定的標準，保證電池在一定的放電條件（如溫度、放電率、終止電壓等）下應該放出的最低限度的容量。（3）實際容量（C），在工作中電池實際放出的電量，是放電電流與放電時間的積分，實際放電容量受放電率的影響較大，所以常在字母C的右下角標明放電率，如C20=50A·h，表明在20小時率下的容量為50A·h。由于電池內(nèi)阻和其他原因，活性物質(zhì)不可能完全被利用，所以實際容量、額定容量總是低于理論容量。（4）剩余容量。剩余容量是指在一定放電倍率下放電后，電池剩余的可用容量。剩余容量的估計和計算受到電池前期放電率、放電時間等因素以及電池老化程度、應用環(huán)境等多種因素影響，所以在準確估算上存在一定的困難。二、電池的特性參數(shù)3、內(nèi)阻參數(shù)

電流通過電池內(nèi)部時受到阻力，使電池的工作電壓降低，該阻力稱為電池內(nèi)阻，由于電池內(nèi)阻的作用，放電時端電壓低于電動勢和開路電壓，充電時充電端電壓高于電動勢和開路電壓。電池內(nèi)阻是非常重要的參數(shù)，它直接影響電池的工作電壓、工作電流、輸出能量與功率等，實用的化學電源，其內(nèi)阻越小越好。

電池內(nèi)阻不是常數(shù)，它包括歐姆內(nèi)阻和電極在化學反應時所表現(xiàn)出的極化內(nèi)阻。歐姆內(nèi)阻主要是由電極材料、電解液、隔膜的內(nèi)阻及各部分零件的接觸電阻組成。它與電池的尺寸、結(jié)構(gòu)、電極的成形方式以及裝配的松緊度有關；極化內(nèi)阻是正極與負極由于電化學極化和濃差極化所引起的電阻之和，與活性物質(zhì)的本性、電極結(jié)構(gòu)、電池制造工藝有關，尤其是與電池的工作條件密切相關，隨放電率、溫度等條件的改變而改變。

動力電池工作時常處于大電流、深放電狀態(tài)，內(nèi)阻引起的壓降很大，對整個電路的影響不能忽略。二、電池的特性參數(shù)4、能量與能量密度

電池的能量是指電池在一定放電制度下，電池所能釋放出的能量，通常用W·h或kW·h表示。

(1)理論能量

假設電池在放電過程中電壓保持電動勢

的數(shù)值，而且活性物質(zhì)的利用率為100%，在此條件下電池所輸出的能量為理論能量W0，即：(2)實際能量

實際能量是指電池放電時實際輸出的能量，數(shù)值上等于電池實際放電電壓、放電電流與放電時間的積分，在實際應用中，估算常采用電池組額定容量與放電平均電壓乘積進行電池實際能量的計算。

由于活性物質(zhì)不可能完全被利用，電池的工作電壓總是小于電動勢，所以電池的實際能量總是小于理論能量。二、電池的特性參數(shù)4、能量與能量密度（3）能量密度

電池的能量密度是指單位質(zhì)量或單位體積的電池所能輸出的能量，相應地稱為質(zhì)量能量密度(W·h/kg)或體積能量密度(W·h/L)，也稱質(zhì)量比能量或體積比能量。

在電動汽車應用方面，蓄電池質(zhì)量比能量影響電動汽車的整車質(zhì)量和續(xù)駛里程，而體積比能量影響到蓄電池的布置空間。因而比能量是評價動力電池能否滿足電動汽車應用需要的重要指標。此外，比能量也是比較不同種類和類型電池性能的一項重要指標。比能量也分為理論比能量

和實際比能量。

動力電池在電動汽車的應用中,都是采用電池成組使用，由于電池組安裝需要相應的電池箱、連接線、電流電壓保護裝置等元器件，因此，實際的電池組比能量小于電池比能量，一般而言，電池組的質(zhì)量比能量要比單體電池比能量低20%以上。二、電池的特性參數(shù)5、功率與功率密度

二、電池的特性參數(shù)6、荷電狀態(tài)

電池荷電狀態(tài)(stateofcharge，SOC)描述了電池的剩余電量，是電池使用過程中的重要參數(shù)，此參數(shù)與電池的充放電歷史和充放電電流大小有關。荷電狀態(tài)值是個相對量．一般用百分比的方式來表示：

美國先進電池聯(lián)合會(USABC)定義SOC為：電池在一定放電倍率下，剩余電量與相同條件下額定容量的比值。由于SOC受充放電倍率、溫度、自放電、老化等因素的影響，實際應用中要對SOC的定義進行調(diào)整。例如，日本本田公司定義SOC為：其中，剩余容量等于額定容量減去凈放電量、自放電量、溫度補償容量后的差值。

電池剩余電量受到動力電池的基本特征參數(shù)(端電壓、工作電流、溫度、容量、內(nèi)部壓強、內(nèi)阻和充放電循環(huán)次數(shù))和動力電池使用特性因素的影響，使得對電池組的荷電狀態(tài)SOC的測定很困難。二、電池的特性參數(shù)7、放電深度

放電深度(DepthofDischarge，DOD)是放電容量與額定容量之比的百分數(shù)，與SOC之間存在如下數(shù)學計算關系：

放電深度的高低對二次電池的使用壽命有很大的影響，一般情況下，二次電池常用的放電深度越深，其使用壽命就越短，因此在使用中應盡量避免二次電池深度放電。8、使用壽命

電池在充放電循環(huán)使用中，由于一些不可避免的副反應的存在，電池可用活性物質(zhì)逐步減少，性能退化。其退化程度隨著充放電循環(huán)次數(shù)的增加而加劇，退化速度與電池充放電的工作狀態(tài)和環(huán)境有著直接的聯(lián)系。電池經(jīng)歷一次充電和放電，稱為一次循環(huán)或一個周期。在一定放電制度下，二次電池的容量降至某一規(guī)定值之前，電池所能耐受的循環(huán)次數(shù)，稱為蓄電池的循環(huán)壽命或使用周期。鉛酸蓄電池為300-500次；鋰離子電池可達1000次以上。二、電池的特性參數(shù)9、自放電率

自放電率是電池在存放時間內(nèi)，在沒有負荷的條件下自身放電，使得電池的容量損失的速度，自放電率采用單位時間(月或年)內(nèi)電池容量下降的百分數(shù)來表示。

自放電率=式中Aha—電池儲存時的容量(A·h)；Ahb

—電池儲存以后的容量(A·h)；t—電池儲存的時間(天或月)。自放電率通常與時間和環(huán)境溫度有關，電池久置時要定期補電，并在適宜的溫度和濕度下儲存。10、不一致性

電池的不一致性是指同一規(guī)格、同一型號的單體電池組成電池組后，在電壓、內(nèi)阻及其變化率、荷電量、容量、充電接受能力、循環(huán)壽命、溫度影響、自放電率等參數(shù)方面存在的差別。電動汽車必須使用多塊單體電池構(gòu)成的電池組來滿足使用要求。電池的不一致性對于成組使用的動力電池才有意義，由于不一致性的影響，動力電池組在電動汽車上使用的性能指標往往達不到單體電池原有水平，使用壽命可能縮短數(shù)倍甚至十幾倍，嚴重影響電動汽車的性能和應用。二、電池的特性參數(shù)11、成本

電池的成本與電池的技術含量、材料、制作方法和生產(chǎn)規(guī)模有關，新開發(fā)的高比能量、比功率的電池成本就高，如鋰離子電池，使得電動汽車的造價也較高。因此開發(fā)和研制高效、低成本的電池是電動汽車發(fā)展的關鍵。電池成本一般以電池單位容量或能量的成本進行表示，單位為：元/A·h或元/kW·h，以方便對于不同類型或同類型不同生產(chǎn)廠家、不同型號的電池進行比較。12、放電制度

放電制度就是電池放電時所規(guī)定的各種條件，主要包括放電電流(放電速率)、終止電壓和溫度等。（1）放電電流：放電電流的大小直接影響到電池的各項性能指標，因此介紹電池的容量或能量時，必須說明放電電流的大小，指出放電的條件。放電電流通常用放電率表示，放電率是指電池放電時的速率，有時率或倍率兩種表示形式。（2）放電終止電壓：與電池材料直接相關，并受到電池結(jié)構(gòu)、放電率、環(huán)境溫度等多種因素影響。一般來說，由于低溫大電流放電時，電極的極化大，活性物質(zhì)不能充分利用，電池的電壓下降較快。三、電動汽車對動力電池的性能要求

動力電池最重要的特點就是高功率和高能量。高功率意味著更大的充放電強度，高能量表示更高的質(zhì)量比能量和體積比能量。動力電池系統(tǒng)設計需要按照最優(yōu)化的整車設計應用指標設計電池系統(tǒng)。1、高能量

對于電動車輛高能量意味著更長的續(xù)駛里程，續(xù)駛里程的延長可有效提升車輛應用的方便性和適用范圍。鋰離子動力電池能夠在電動車輛上廣泛推廣和應用，主要原因就是其能量密度是鉛酸動力電池的3倍，并且還有繼續(xù)提高的可能性。2、高功率

動力電池組要能夠提供驅(qū)動電動機高功率輸出，滿足車輛動力性的要求。但長期大電流、高功率放電對于電池的使用壽命和充放電效率會產(chǎn)生負面影響，甚至影響電池使用的安全性，因此在功率方面還需要一定的功率儲備，避免讓動力電池在全功率工況下工作。案例：西班牙研發(fā)石墨烯電池8分鐘將電動汽車充滿電

據(jù)西班牙《世界報》網(wǎng)站2014年12月4日消息，西班牙Graphenano公司（一家以工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)石墨烯的公司）同西班牙科爾瓦多大學合作研究出了首例石墨烯聚合材料電池。明年該公司將將其投入生產(chǎn)。四大德國汽車生產(chǎn)公司中的兩家將用此電池在電動汽車進行試驗。一般鋰電池的比能量數(shù)值為180wh/kg,而一個石墨烯電池的比能量則超過600wh/kg；石墨烯電池的壽命也很長，它的使