電動汽車電池的分類及性能參數(shù)
2010年08月05日 14:5 20005次瀏覽 來源: 中國有色網(wǎng) 分類: 鉛鋅資訊
三、電動汽車電池的性能參數(shù)
化學(xué)電池品種繁多,性能各異。常用以表征其性能的指標(biāo)有:電性能、機(jī)械性能、貯存性能等,有時(shí)還包括使用性能和經(jīng)濟(jì)成本。我們主要介紹其電性能和貯存性能。電性能包括:電動勢、額定電壓、開路電壓、工作電壓、終止電壓、充電電壓、內(nèi)阻、容量、比能量和比功率、貯存性能和自放電、壽命等。貯存性能主要取決于電池的自放電大小。
?、?電動勢
電池的電動勢,又稱電池標(biāo)準(zhǔn)電壓或理論電壓,為電池?cái)嗦窌r(shí)正負(fù)兩極間的電位差。電池的電動勢
可以從電池體系熱力學(xué)函數(shù)自由能的變化計(jì)算而得。
?、?額定電壓
額定電壓(或公稱電壓),系指該電化學(xué)體系的電池工作時(shí)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)電壓。例如,鋅錳干電池為1.5V,鎳鎘電池為1.2V,鉛酸蓄電池為2V,鋰離子電池為3.6V。
?、?開路電壓
電池的開路電壓是無負(fù)荷情況下的電池電壓。開路電壓不等于電池的電動勢。必須指出,電池的電動勢是從熱力學(xué)函數(shù)計(jì)算而得到的,而電池的開路電壓則是實(shí)際測量出來的。
⑷ 工作電壓
系指電池在某負(fù)載下實(shí)際的放電電壓,通常是指一個(gè)電壓范圍。例如,鉛酸蓄電池的工作電壓在2V~1.8V;鎳氫電池的工作電壓在1.5V~1.1V;鋰離子電池的工作電壓在3.6V~2.75V。
?、?終止電壓
系指放電終止時(shí)的電壓值,視負(fù)載和使用要求不同而異。以鉛酸蓄電池為例:電動勢為2.1V,額定電壓為2V,開路電壓接近2.15V,工作電壓為2V~1.8V,放電終止電壓為1.8V~1.5V(放電終止電壓根據(jù)放電率的不同,其終止電壓也不同)。
?、?充電電壓
系指外電路直流電壓對電池充電的電壓。一般的充電電壓要大于電池的開路電壓,通常在一定的范圍內(nèi)。例如,鎳鎘電池的充電壓在1.45V~1.5V;鋰離子電池的充電壓在4.1V~4.2V;鉛酸蓄電池的充電壓在2.25V~2.5V。
?、?內(nèi)阻
蓄電池的內(nèi)阻包括:正負(fù)極板的電阻,電解液的電阻,隔板的電阻和連接體的電阻等。
a. 正負(fù)極板電阻
目前普遍使用的鉛酸蓄電池正、負(fù)極板為涂膏式,由鉛銻合金或鉛鈣合金板柵架和活性物質(zhì)兩部分構(gòu)成。因此,極板電阻也由板柵電阻和活性物質(zhì)電阻組成。板柵在活性物質(zhì)內(nèi)層,充放電時(shí),不會發(fā)生化學(xué)變化,所以它的電阻是板柵的固有電阻?;钚晕镔|(zhì)的電阻是隨著電池充放電狀態(tài)的不同而變化的。
當(dāng)電池放電時(shí),極板的活性物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徙U(PbSO4),硫酸鉛含量越大,其電阻越大。而電池充電時(shí)將硫酸鉛還原為鉛(Pb),硫酸鉛含量越小,其電阻越小。
b. 電解液電阻
電解液的電阻視其濃度不同而異。在規(guī)定的濃度范圍內(nèi)一旦選定某一濃度后,電解液電阻將隨充放電程度而變。電池充電時(shí),在極板活性物質(zhì)還原的同時(shí)電解液濃度增加,其電阻下降;電池放電時(shí),在極板活性物質(zhì)硫酸化的同時(shí)電解液濃度下降,其電阻增加。
c. 隔板電阻
隔板的電阻視其孔率而異,新電池的隔板電阻是趨于一個(gè)固定值,但隨電池運(yùn)行時(shí)間的延長,其電阻有所增加。因?yàn)?,電池在運(yùn)行過程中有些鉛渣和其他沉積物在隔板上,使得隔板孔率有所下降而增加了電阻。
d. 連接體電阻
連接體包括單體電池串聯(lián)時(shí)連接條等金屬的固有電阻,電池極板間的連接電阻,以及正、負(fù)極板組成極群的連接體的金屬電阻,若焊接和連接接觸良好,連接體電阻可視為一固定電阻。
每只電池所呈現(xiàn)的內(nèi)阻就是上述物體電阻的總和,電池內(nèi)阻R與電動勢、端電壓及放電電流的關(guān)系:Rs=(E-Uf)÷If
電池的內(nèi)阻在放電過程中會逐漸增加,而在充電過程中則逐漸減小。所以,電池在充放電過程中,端電壓也會因其內(nèi)阻的變化而變動。故端電壓在放電時(shí)低于電池的電動勢,充電時(shí)又高于電池的電動勢。
責(zé)任編輯:彭彭
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