电动汽车动力电池的特性分析

1、电动汽车锂离子电池的研究

上图为锂离子电池的工作原理图。其主要通过离子的迁移来实现化学能与电能之间的转换，从而实现储能和放电。锂离子电池的单体电压为镍氢电池的3倍，并且
具有比能量密度相对较大、无记忆效应、充放电效率高、自放电率低、循环寿命长和无污染性等优点，因此，锂离子电池成为了目前在纯电动汽车上应用最广泛的动
力电池。其中，以磷酸铁锂三元材料为代表的锂离子电池，因其能量密度可达到130Wh/kg-140Wh/kg，且充放电平台稳定、安全性能良好、低温性
能和循环寿命较好2015年10月11日，在合肥中国新能源汽车动力电池材料高峰论坛上，华中科技大学材料学材料与工程学院院长黄云辉也表示，磷酸铁锂电
池通过纳米技术和富锂技术等手段而应用，其实际能量密度将会大幅度提升，并且磷酸铁锂电池实现2元/瓦时以下的成本没有问题。因此，以磷酸锂铁为代表的三
元材料电池，现在是目前纯电动汽车主要的动力电源。

虽然锂离子电池经过发展能量密度及其他性能都得到了很大的提高，但是按照现在车辆油箱的位置大小，且电池重量符合车辆承载能力和轴荷分配要求，动力电
池比能量应达到
500-700Wh/kg。而目前的锂离子电池的能量密度远远低于该值。因此目前提高动力电池能量密度是制约锂离子电池发展的一个瓶颈问题。

目前，为了突破能量密度低这个电池的瓶颈问题，国内外学者主要做了以下几个方面的研究。

在材料方面，而以硅基和锡基合金作为锂离子电池的负极材料。通过这种材料的改进的锂离子电池其理论的容量可分别高达4200Wh/kg和990Wh
/kg，完全能满足纯动力汽车动力电池能量的要求，但是硅基锂离子电池由于充放电过程产生巨大材料体积膨胀效应，以及锂在硅膜中扩散系数相对较小、电化学
性能显著恶化；锡基合金负极材料电池理需解决首次不可逆容量高，充放电循环性能差的问题，目前未能在纯电动汽车动力电池领域得到产业化。

另外一方面，主要是从制备技术和成组技术上进行突破。从电池的制备技术综合考虑，采用纳米技术制备来提高电池的性能，开发新型的纳米材料。从成组技术
上考虑，可合理设计动力电池系统模块化结构，减少由电池单体组成的电池组产生的性能衰减，减小电池组中电池单体一致性的影响；并且通过对实车上电池系统进
行能量管理，实现能量的进一步合理分配利用。目前主要集中在对电池组的能量管理、充放电均衡、以及SOC估算等方面。在电池组能量管理研究方面，针对混合
动力电动汽车能量分配，国内外学者对电池组能量管理分配策略做了大量的研究，总结出了功率跟随控制策略、开关式控制策略、固定因子功率分配控制策略、模糊
控制策略等一系列能量管理控制策略。

综合以上分析，目前纯电动汽车动力电池，主要采用的是锂离子电池。其提高性能的主要的技术瓶颈在于进一步提高纯电动汽车单体电池的性能水平，以及提升纯电动汽车动力电池系统的管理等方面。

2、电动汽车主要能量来源是什么？主要是动力电池

电动汽车主要能量来源肯定是高压动力电池了，电池汽车与传统的燃油车的最大区别在与能量来源上，燃油车的能量来源是汽油，通过火花塞点火爆炸做功，排放的尾气通过发动机的反馈控制和排放处理，在排放到大气中。

随着汽车的逐渐增多，造成的环境污染和能源消耗越来越严重，随时代发展的零排放的电动汽车开始发展起来，可以说每个国家都在大力发展新能源汽车，我们国家对于新能源汽车的发展是“弯道超车”，是以重点发展纯电动汽车为研究方向，特别是在一些经济发展好的城市，电动车基本上满大街都可以发现。那么，下面我们就来分析下电动汽车的能量来源-高压动力电池。

电动汽车结构分析

电动汽车主要由电力驱动系统、机械传动系统、电池系统和充电系统等组成，其中电力驱动系统是整个电动汽车实现能量转换的核心，比如把电池的电能输出给电动机，机械传动装置是把传递来的电能以机械能的形式传递到驱动轮上。

我们以纯电动的汽车结构为例，如下图所示。在汽车行驶时，通过电池输出的电能在控制系统的计算下，通过控制器（变频器）控制电机的转动，电动机输出的转矩通过传动系统是车轮前进或者后退。

控制系统能根据汽车在各种路况下车速、油门踏板位置传感器的开度信号和加速度等情况来进行能量转换。电动机的逆变器不同，控制器也不同，控制器把动力电池的直流电转换为交流电，用于驱动交流电动机的运转。

电动车的动力电池分析

实际上现在市场上使用的动力电池主要分为两种：镍氢电池和磷酸铁锂电池。比如像丰田最省油的混合动力系统THS-II，运用的车型有丰田卡罗拉、雷克萨斯和普锐斯等，其他品牌的比如别克君威和本田的CRV等，国外的特斯拉纯电动车使用一种三元锂电池，或者称为钴酸锂电池。

镍氢电 

?现在混合动力汽车基本上都是使用镍氢电池的多，这个电池的正极是氢氧化镍，负极是金属氧化物，电解液是比例为30%的氢氧化钾。金属氧化物工作原理是利用水溶液里的氢离子移动产生电流，这时氢气会逐渐在负极上的消耗掉，工作原理如下图所示。

使用镍氢电池不存在重金属的污染问题，镍氢电池的电池比能量较高，可以超过70WH/kg，比功率是200W/kg，单体的额定电压是1.2V，通常由10个单体电池组成12V的电池组，也有的是由7个组成的7.4V电池组，比如像普锐斯，电容量是6.5AH，整体的电池电压是201.6V。

镍氢电池的充电和放电能力较强，在工作的过程中，正极释放氧气，负极释放出氢气，这两种气体很容易在电池内部结合成水，保存内部压力不变，基本上不需要调节电解液的密度。

磷酸铁锂电 

磷酸铁锂电池的正极是磷酸铁锂结构，负极是石墨，中间隔板是聚乙烯，电池的中间上下两面装有有机的电解质，中间隔板在电池温度异常时可以阻断锂离子通过，可以防止电池内部电流短路。

在电池放电工作时，锂离子从石墨负极板上析出，通过中间的隔板到正极版，这样就产生了电流；在充电的过程中，锂离子在电动势的作用下从正极析出到达负极。

铁锂电池的电池单体电压是3.2V，最高可以达到3.6V，最大的沸点电压是2.0V。这种电池是由“18650”形状缠绕的结构，电池的直径是18mm，高度是65MM，最大容量是3100MAh。

磷酸铁锂电池无电池的记忆反应，也就是在汽车使用过程中，如果发现车辆所剩的电量无几，可以就近寻找附近的充电站进行充电，这是不会影响电池的性能的，不需要用完最后一点电再进行充电。而像镍氢电池就不同，如果是使用在插电式的混动车型上，是要求在第一次使用完电池电量后，然后再充满电的情况下使用，这是由于这两种电池具有不同的电池记忆效应决定的。

总结

电动汽车主要能量来源是动力电池，动力电池分为镍氢电池和磷酸铁锂电池两种，这两张分别适合用在混动动力车型和纯电动车型上。由于使用时间久了之后，原来的单体电池的性能会存在一定的差异，比如电压达不到原有的水平，续航里程达不到应有的里程等，所以在发现故障后一定要及时对电池进行检测。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

3、电动汽车对动力电池的要求有哪些

1、电池一致性;
2、价格较低，操作和维护方便;
3、良好的充放电性能（快速充放电性能和耐过充，过放电容量）;
4、高功率密度（高功率，高功率体积比）;
5、高的能量密度（高质量的能量，高体积比TT）;
6、较长的循环寿命（充放电循环后，工作年限）;
7、其他的性能，对环境的污染问题（电池的生产，使用，报废回收过程中不能对环境有负面的影响）等;

4、分析北汽EV160,吉利帝豪EV300和比亚迪E5纯电动汽车动力电池冷却系统的区别？

北汽ev 160电池冷却主要是依靠风冷，在表面会有很多的散热片，已加大散热面积。EV300和E5都是采用的水冷,有冷却液进行降温,外部由两根水管.这种降温模式也是现在比较普遍的一种

5、混合动力汽车和纯电动汽车的动力电池有何差异？

混合动力汽车动力电池通常都是高压电池，理论上讲是差异不大，但是实际情况中，还是有河大差异，通常微混车型由于纯电驱动距离很短，所以多采用48V直流电池，

6、动力电池影响纯电动汽车的性能

随着新能源汽车行业的不断发展，纯电动汽车的保有量也是越来越高。根据数据统计，截止到2019年6月份，我国纯电动汽车保有量约281万台。所谓纯电动汽车，与传统燃油车最大的区别就是动力来源为电池组，而非燃油发动机。那么动力电池会影响车辆的性能吗？

从结构上来看，动力电池是纯电动汽车的能量来源，所以势必会影响到车辆的性能。动力电池能量密度的高低以及储电量的多少，会影响到纯电动汽车的续航里程。而且就生产成本来看，纯电动汽车动力电池占据整车成本的约30%~40%，所以动力电池生产成本的高低也会影响到整车的生产成本，从而影响售价。

就目前来看，我国纯电动汽车主要使用的是三元锂电池，部分车型搭载的是磷酸铁锂电池，而这两种电池均属于液态锂离子电池。作为液态锂离子电池，受温度影响比较明显，尤其是低温条件下内部的化学反应受到抑制，导致储电量下降，从而会影响到续航表现。而为了缓解这种状况，目前很多电池厂商已经开始着手布局固态电池。固态电池采用固体电解质，可以有效的避免液态电池在使用过程中发生的锂枝晶现象，而且温度工作范围更广，稳定性更强。

除此之外，像是比亚迪和宁德时代等电池厂商也在结构上进行了创新，比如比亚迪旗下的刀片电池，通过增加电芯长度等方式来提高磷酸铁锂电池的能量密度，并且降低了生产成本，使磷酸铁锂电池更具有市场竞争力，而宁德时代企业的CTP电池技术同样也是如此。不过这两种电池均属于结构上的创新，并未涉及到材料的革新。

所以由此不难看出，动力电池对整车性能的影响相当大，而最主要表现在就是续航里程和稳定性等方面。目前各大电池厂商对动力电池的研究依然在持续，相信在不久的将来，针对纯电动汽车所存在的里程焦虑问题也能够得到有效的缓解。不知大家是怎么认为的呢？

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

7、电动汽车动力电池BMS作用？

1、控制电池的充放电；
2、对电池的温度、电压、进行均衡管理；
3、与车上其它控制器进行通讯
4、进行绝缘监测
6、具有自诊断功能