4月25日,大眾啟動“電動汽車動力電池科普”線下活動。大眾汽車學院通過原電池實驗、現場教學、現場問答等方式深入淺出地講解了汽車動力電池知識,介紹了大眾混合動力汽車和純電動汽車電池的特點。一、電池的發展歷史和分類開幕式前,大眾研究院講師陳慶貴讓觀眾做了一個原電池發電的小實驗,利用電解液中鎂和碳的反應,形成外加電流點亮一個小燈泡。這個有趣的實驗讓大家對原電池的發電原理有了初步直觀的了解。
隨后,他詳細介紹了汽車動力電池的發展歷史,不同類型電池和不同形狀電池的優缺點,以及大眾PHEV(插電式混合動力汽車)和BEV(純電動汽車)所用電池的特點。
1799年,伏特完成了世界上第一個電池實驗,制成了世界上第一個電池“伏特堆”。之后又依次發展出堿性電池、鎳鎘電池、鉛酸電池、鎳氫電池、鋰金屬電池。
電池種類很多,一般分為化學電池、物理電池和生物電池。其中最常用的是化學電池,分為一次電池、二次電池和燃料電池。只能用一次不能充電的電池叫原電池,汽車用的是可以多次充放電的二次電池。根據正極材料的不同,二次電池可分為:鎳鉻電池(NiCd)、鎳氫電池(鎳氫電池)、鉛酸電池和鋰離子電池。陳慶貴分別解釋了四種電池:1。鎳鎘電池鎳鎘電池是一種理想的DC電源電池,可充放電500次以上,經濟耐用。其內阻小,充電快,能為負載提供大電流,放電時電壓變化小。它最大的缺點就是有記憶效應。如果你上次用了80%的電,還剩20%的時候再充,下次用的時候只能放出80%的電。2.鉛酸電池鉛酸電池是一種經典的車載電池,目前仍被廣泛使用。它使用鉛作為負極,PbO2作為正極,30% H2SO4溶液作為電解液。放電時,電池正極獲得電子,負極失去電子;充電時,電池正極失去電子,負極獲得電子。反應方程式是:
車載鉛酸電池通常電壓為12V,由六塊2V鉛酸極板串聯而成。傳統的鉛酸蓄電池是濕電池,在使用過程中由于水分蒸發,電解液濃度會發生變化,需要定期加水和電解液來維持。后來出現了增強型富液電池(EFB)和玻璃纖維電池(AGM),解決了鉛酸電池水分蒸發的問題,不需要通過添加液體來維護。3.鎳氫電池鎳氫電池比鎳鎘電池具有更高的能量密度。它以氫氧化鎳為陽極材料,金屬氫化物為陰極材料(儲氫合金或儲氫電極),6mol/L氫氧化鉀溶液為電解液。反應方程式為:鎳氫電池的優點是不含有金屬,無記憶效應,電解液以固體形式存在,電池更安全。4.鋰離子電池鋰離子電池是新一代電池,也是目前最常見的電池,廣泛應用于充電寶、手機、電動車。它使用碳材料(石墨、軟碳、硬碳等。)作為負極材料,鋰金屬化合物作為正極材料,鋰鹽溶劑作為電解質。根據正極材料的不同,鋰離子電池分為鈷酸鋰LCO、鎳酸鋰LNO、錳酸鋰LMO、磷酸鐵鋰LFP、鎳鈷鋁酸鋰NCA、鎳鈷錳酸鋰NCM等。根據三要素的比例,也分為NCM 611、NCM 811等型號。
充電時,電池接外接電源,電源正極加負極,電源負極加正極,鋰離子Li+從正極逸出嵌入負極,負極處于富鋰狀態儲存電勢能。放電時,電池連接到外部負載,鋰離子Li+從負極逸出并嵌入正極,在充電時釋放儲存的電勢能。由于這種工作原理,鋰電池也被稱為搖椅電池。鋰離子電池只含有少量的水,沒有記憶效應,能量密度是鎳鎘電池的兩倍以上。幾種主流電池類型的優缺點比較1。四種電池性能對比電池的主要性能指標包括:電壓、容量、內阻、能量、能量密度、功率、使用壽命等。根據這些指標,大眾研究所比較了四種電池的性能:
可以看出,鋰電池具有電壓高、比能量高、循環壽命長、月自放電率低、安全性高、充電速度快等優點,但缺點是使用成本很高,幾乎是鉛酸電池的3倍。2.三種鋰離子電池的形狀比較根據電池的形狀,鋰離子電池可分為圓柱形電池、軟包/聚合物電池和方殼電池。
它們的優缺點是:1。圓柱:體積小,組成靈活,功率能量密度高,適合大規模標準化生產,一致性好,但缺點是分組后散熱差,電池管理系統復雜。2.軟包裝/聚合物:內阻小,尺寸靈活,重量輕,能量密度高,不爆炸。缺點是強度低,密封工藝復雜,一致性差,沒有防爆裝置,容易泄漏。3.方形外殼:散熱好,組裝容易,可靠性好,防爆閥。其缺點是能量密度低(外殼占重量大)、尺寸固定、成本高、型號多(各廠商型號不統一)。陳慶貴說,大眾使用的是方殼電池,并參與了配方……相關標準。方殼電池的組裝過程如下:連接電池單元的兩種方式電動車輛的電池模塊由多個電池單元串聯/并聯連接。兩種連接方式的總輸出相同,但輸出電壓和電流不同。并聯電芯輸出電壓更低(多個相同電源并聯,不增加電壓),安全性更高,但輸出電流會更高,需要更粗的線纜,難以在車內布置,更高的電流會帶來更多的電芯發熱。串聯電芯輸出電流低,可以用更細的導線,但輸出電壓較高,安全性差,安全保護成本會大大增加。
多個電池模塊(8/16/27等。)通過串聯、并聯、串聯形成一個大電池組,也就是電動車底部的大動力電池。一般動力電池總電壓控制在300-400V V左右,那么大眾新能源汽車的電池組是什么形式呢?1.大眾途觀GTE(PHEV)的電池組由12個電芯(每個3.6V)串聯組成一個電池模塊,每個模塊的電壓約為3.7× 12 = 44.4V,那么8個電池模塊串聯組成一個電池組,總電壓約為44.4V× 8 = 355.2V(鑒于電池內部還有其他損耗,此算法僅供參考)。在大模塊中,前三個單體與后三個單體并聯,中間六個單體串聯。模塊總電壓僅為14.4V,輸出電流較高。小模塊的總電壓更低,為7.2V,然后將16個或27個大小模塊串聯起來組成電池組,整體為“地”結構。公開課最后,陳慶貴回答了大眾PHEV為什么采用液冷技術,BEV為什么采用風冷技術的問題。他解釋說,PHEV是插電式混合動力汽車,底盤上有內燃機和排氣管,所以電池會受到更大的熱輻射,而PHEV的電池組結構比較緊湊,散熱比較困難,所以采用了液冷技術。對于BEV(純電動汽車)來說,底盤上沒有內燃機和排氣管的熱輻射,其電池組結構更松散,散熱更好,所以采用風冷技術。
4月25日,大眾啟動“電動汽車動力電池科普”線下活動。大眾汽車學院通過原電池實驗、現場教學、現場問答等方式深入淺出地講解了汽車動力電池知識,介紹了大眾混合動力汽車和純電動汽車電池的特點。一、電池的發展歷史和分類開幕式前,大眾研究院講師陳慶貴讓觀眾做了一個原電池發電的小實驗,利用電解液中鎂和碳的反應,形成外加電流點亮一個小燈泡。這個有趣的實驗讓大家對原電池的發電原理有了初步直觀的了解。
隨后,他詳細介紹了汽車動力電池的發展歷史,不同類型電池和不同形狀電池的優缺點,以及大眾PHEV(插電式混合動力汽車)和BEV(純電動汽車)所用電池的特點。
1799年,伏特完成了世界上第一個電池實驗,制成了世界上第一個電池“伏特堆”。之后又依次發展出堿性電池、鎳鎘電池、鉛酸電池、鎳氫電池、鋰金屬電池。
電池種類很多,一般分為化學電池、物理電池和生物電池。其中最常用的是化學電池,分為一次電池、二次電池和燃料電池。電池……at只能用一次不能充電的叫原電池,而汽車用的是可以多次充放電的二次電池。根據正極材料的不同,二次電池可分為:鎳鉻電池(NiCd)、鎳氫電池(鎳氫電池)、鉛酸電池和鋰離子電池。陳慶貴分別解釋了四種電池:1。鎳鎘電池鎳鎘電池是一種理想的DC電源電池,可充放電500次以上,經濟耐用。其內阻小,充電快,能為負載提供大電流,放電時電壓變化小。它最大的缺點就是有記憶效應。如果你上次用了80%的電,還剩20%的時候再充,下次用的時候只能放出80%的電。2.鉛酸電池鉛酸電池是一種經典的車載電池,目前仍被廣泛使用。它使用鉛作為負極,PbO2作為正極,30% H2SO4溶液作為電解液。放電時,電池正極獲得電子,負極失去電子;充電時,電池正極失去電子,負極獲得電子。反應方程式是:
車載鉛酸電池通常電壓為12V,由六塊2V鉛酸極板串聯而成。傳統的鉛酸蓄電池是濕電池,在使用過程中由于水分蒸發,電解液濃度會發生變化,需要定期加水和電解液來維持。后來出現了增強型富液電池(EFB)和玻璃纖維電池(AGM),解決了鉛酸電池水分蒸發的問題,不需要通過添加液體來維護。3.鎳氫電池鎳氫電池比鎳鎘電池具有更高的能量密度。它以氫氧化鎳為陽極材料,金屬氫化物為陰極材料(儲氫合金或儲氫電極),6mol/L氫氧化鉀溶液為電解液。反應方程式為:鎳氫電池的優點是不含有金屬,無記憶效應,電解液以固體形式存在,電池更安全。4.鋰離子電池鋰離子電池是新一代電池,也是目前最常見的電池,廣泛應用于充電寶、手機、電動車。它使用碳材料(石墨、軟碳、硬碳等。)作為負極材料,鋰金屬化合物作為正極材料,鋰鹽溶劑作為電解質。根據正極材料的不同,鋰離子電池分為鈷酸鋰LCO、鎳酸鋰LNO、錳酸鋰LMO、磷酸鐵鋰LFP、鎳鈷鋁酸鋰NCA、鎳鈷錳酸鋰NCM等。根據三要素的比例,也分為NCM 611、NCM 811等型號。
充電時,電池接外接電源,電源正極加負極,電源負極加正極,鋰離子Li+從正極逸出嵌入負極,負極處于富鋰狀態儲存電勢能。放電時,電池連接到外部負載,鋰離子Li+從負極逸出并嵌入正極,在充電時釋放儲存的電勢能。由于這種工作原理,鋰電池也被稱為搖椅電池。鋰離子電池只含有少量的水,沒有記憶效應,能量密度是鎳鎘電池的兩倍以上。幾種主流電池類型的優缺點比較1。四種電池性能對比電池的主要性能指標包括:電壓、容量、內阻、能量、能量密度、功率、使用壽命等。根據這些指標,大眾研究所比較了四種電池的性能:
可以看出,鋰電池具有電壓高、比能量高、循環壽命長、月自放電率低、安全性高、充電速度快等優點,但缺點是使用成本很高,幾乎是鉛酸電池的3倍。2.三種鋰離子電池的形狀比較根據電池的形狀,鋰離子電池可分為圓柱形電池、軟包/聚合物電池和方殼電池。
它們的優缺點是:1。圓柱:體積小,組成靈活,功率能量密度高,適合大規模標準化生產,一致性好,但缺點是分組后散熱差,電池管理系統復雜。2.軟包裝/聚合物:內阻小,尺寸靈活,重量輕,能量密度高,不爆炸。缺點是強度低,密封工藝復雜,一致性差,沒有防爆裝置,容易泄漏。3.方形外殼:散熱好,組裝容易,可靠性好,防爆閥。其缺點是能量密度低(外殼占重量大)、尺寸固定、成本高、型號多(各廠商型號不統一)。陳慶貴說,大眾使用的是方殼電池,并參與了配方……相關標準。方殼電池的組裝過程如下:連接電池單元的兩種方式電動車輛的電池模塊由多個電池單元串聯/并聯連接。兩種連接方式的總輸出相同,但輸出電壓和電流不同。并聯電芯輸出電壓更低(多個相同電源并聯,不增加電壓),安全性更高,但輸出電流會更高,需要更粗的線纜,難以在車內布置,更高的電流會帶來更多的電芯發熱。串聯電芯輸出電流低,可以用更細的導線,但輸出電壓較高,安全性差,安全保護成本會大大增加。
多個電池模塊(8/16/27等。)通過串聯、并聯、串聯形成一個大電池組,也就是電動車底部的大動力電池。一般動力電池總電壓控制在300-400V V左右,那么大眾新能源汽車的電池組是什么形式呢?1.大眾途觀GTE(PHEV)的電池組由12個電芯(每個3.6V)串聯組成一個電池模塊,每個模塊的電壓約為3.7× 12 = 44.4V,那么8個電池模塊串聯組成一個電池組,總電壓約為44.4V× 8 = 355.2V(鑒于電池內部還有其他損耗,此算法僅供參考)。在大模塊中,前三個單體與后三個單體并聯,中間六個單體串聯。模塊總電壓僅為14.4V,輸出電流較高。小模塊的總電壓更低,為7.2V,然后將16個或27個大小模塊串聯起來組成電池組,整體為“地”結構。公開課最后,陳慶貴回答了大眾PHEV為什么采用液冷技術,BEV為什么采用風冷技術的問題。他解釋說,PHEV是插電式混合動力汽車,底盤上有內燃機和排氣管,所以電池會受到更大的熱輻射,而PHEV的電池組結構比較緊湊,散熱比較困難,所以采用了液冷技術。對于BEV(純電動汽車)來說,底盤上沒有內燃機和排氣管的熱輻射,其電池組結構更松散,散熱更好,所以采用風冷技術。
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