新能源汽车动力电池组成及工作原理

1、动力电池在新能源汽车中有哪些典型应用

动力电池可以分为两大类，即蓄电池和燃料电池，他们采用的是蓄电池动力电池外壳，蓄电池适用于纯新能源电动汽车，可以归类为铅酸蓄电池、镍基电池（镍一氢及镍一金属氢化物电池、镍一福及镍一锌电池）、钠?电池（钠一硫电池和钠一氯化镍电池）、二次锂电池、空气电池等类型。而燃料电池专用于燃料电池新能源汽车，可以分为碱性燃料电池(AFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)、直接甲醇燃料电池(DMFC)等类型。

动力电池组由多个电池串联叠置组成。一个典型的动力电池组大约有96个电池，充电到4.2V的锂离子电池而言，这样的电池组可产生超过400V的总电压。尽管汽车电源系统将动力电池组看作单个高压电池，每次都对整个动力电池组进行充电和放电，但动力电池控制系统必须独立考虑每个电池的情况。如果动力电池组中的一个电池容量稍微低于其他电池，那么经过多个充电/放电周期后，其充电状态将逐渐偏离其它电池。

如果动力电池的充电状态没有周期性地与其它电池平衡，那么它最终将进入深度放电状态，从而导致损坏，并最终形成电池组故障。为防止这种情况发生，每个动力电池的电压都必须监视，以确定充电状态。此外，必须有一个装置让电池单独充电或放电，以平衡这些电池的充电状态。

为了增加续航里程，新能源电动汽车需要大量的锂电池组合模块，每个模块都是由若干个电池盒组合而成，这样，每个电池盒的质量大小对整个电池模块的质量影响很大，为了减轻电池质量，采用铝合金材料来制作动力电池铝壳是必然的选择。

2、从新能源汽车使用角度看,动力电池的应用应具备哪些特点？

从新能源汽车使用角度看，动力电池的应用应具备最大的特点就是高效和节能，包括可靠性和安全性。

3、新能源汽车的“高能动力电池技术”可以在哪些方面提高？

从探索改进电极及电池结构的设计方法、建立电池极化模型和仿真技术等方面入手，汽车动力电池的“瘦身健体”之旅仍在不断推进：

汽车动力电池的储能将有可能提高至400瓦时/公斤。

要让电池变成“肌肉型男”，在获得合理的正负极材料之余，还需要设计出可行的加工工艺。

着力全新的锂硫电池和锂空气电池的研究，它们的能量密度有望达到500瓦时/公斤。

被欧阳明高点名的科研项目获得了国家重点研发计划的支持，全名为“高比能动力电池的关键技术和相关基础科学问题研究”，该研究基于研究团队研制出的高容量富锂锰基的正极材料，汽车动力电池的储能将有可能提高至400瓦时/公斤。

近年来，在国家政策的大力扶持下，我国新能源汽车得到迅速普及，但“不敢去远郊区县”的“梗”至今难以理顺。打破500公里的单次行程极限将大大推动电动汽车的推广，然而汽车承载有限，如何在受限的体积内尽量多地储备电能成为科研攻关的关键目标。

该项目负责人、北京大学教授夏定国表示：“要进一步提高锂离子电池的能量密度, 正极材料的比容量是关键。”据夏定国介绍，针对正极材料的比容量，研究团队在前期工作基础上，深刻理解富锂材料稳定性机制以及阴离子氧化还原的产生机理，通过调控阴离子氧化还原机制来实现富锂材料性能的优化。

也就是说，团队首先遇到的问题是：阴离子氧化还原能力受什么“左右”？揭示这一规律将引导团队接近并找到性能优良的电极。团队还发现，在物质内部原子之间的几何结构会影响电子的结构，从而影响阴离子氧化还原的能力，研究明确了结构和效能的关系，并希望通过结构的设计改善电极材料的电化学性能。

“提高正极材料中的含锂量，让更多的阴离子稳定参与氧化还原反应是一个重要途径。”夏定国说，研制出高容量富锂正极材料，为进一步提高动力电池的能量密度提供了可能。项目组除制备出了一种高容量的富锂正极材料和两种高容量、高稳定富锂材料—碳复合材料外，还制备出了高容量的锂电池负极材料。

要让电池变成“肌肉型男”，在获得合理的正负极材料之余，还需要设计出可行的加工工艺。例如，富锂化合物在电极中需要很好地分散开来，既保持在体系中60%以上的含量，又不凝结为块状。分散越均匀，可逆性越好，充放电效率越好。

目前该电池还需进一步完善，夏定国介绍，仍存在“枝晶锂”制约新体系电池的进步及电池安全性这两个关键问题。相关实验显示，10—50次循环使用之后，电压衰减明显，电极也不起作用了。

“枝晶锂”是锂离子电池采用液态电解质所特有的，锂离子还原结晶成树枝样，并不断生长，到一定程度可能会刺破隔膜，科学家目前正在从两个角度寻求突破。一是包被涂层，二是研究固体电解质。

夏定国强调，“高能量密度锂离子动力电池的发展有待于电极材料、电解液及高安全性途径的发展，更有待于新的分析方法及电池制备技术进步”。

除了提高锂离子电池的能量密度使其达到400瓦时/公斤外，项目组还将着力全新的锂硫电池和锂空气电池的研究，它们的能量密度有望达到500瓦时/公斤。中国工程院院士陈立泉表示，锂空气电池是动力电池的发展方向之一，“现在大力发展的氢氧燃料电池，必须用金属罐子保障氢气使用时的安全，而锂空气电池（负极为空气中的氧气）只要一个榨菜袋子就可以了。从实用性、成本上来讲锂空气电池也应该发展”。

4、一款新能源汽车的动力电池研发过程是什么？

经过 20 余年的发展，我国新能源汽车实现从科研、产业化到市场推广的“三级”转变。目前，我国新能源汽车累计产量已超 280 万辆，推广规模居于世界首位。车辆类型上，乘用车、商用车分别占总产量约 70.4%、29.6%；动力类型上，以纯电动为主，占总产量约 78.5%，插电式混合动力约 21.5%。区域分布上，主要集中在京津冀、长三角及珠三角 地区，广东、上海、北京、山东、浙江保有量位列全国前 5 位。

我国动力蓄电池累计配套量超过131GWh，产业规模位居世界第一。配套类型上，磷酸铁锂、三元电池分别占比约 54%、40%。纯电动乘用车、商用车中三元电池配套占比分别约 71%、17%，磷酸铁锂电池配套占比分别约 23%、78%；插电式混合动力汽车中三元、磷酸铁锂电池配套占比分别约 53%、33%。外形设计上，方形、圆柱形、软包占比约 78.7%、20.6%、0.7%。

随着动力蓄电池需求量的快速上升，原材料行业投资规模快速扩大。正极材料、负极材料、隔膜及电解液行业龙头企业在市场占有率和技术研发方面优势明显，行业集中度较高。2017 年，我国正极材料产量达 32.3 万吨，磷酸铁锂产 量为 6 万吨，负极材料产量达 14.6 万吨，隔膜销量 13.6 亿 平方米，电解液产量为 10.2 万吨。

动力蓄电池大量退役后，未经妥善的处置和进行价值最大化利用，将威胁公共安全，造成难以逆转的环境污染，并浪费宝贵的有价金属资源。

从安全层面来看，废旧动力蓄电池处置不当存在一定安全隐患。一是触电隐患。新能源汽车的动力蓄电池额定电压较高，人员在缺乏防护措施情况下接触易造成触电事故。二是燃爆隐患。电池在出现内部或外部短路情况下，正负极会产生大电流导致高热，引起正负极燃烧。三是腐蚀隐患。电解液为有机易挥发性液体，与空气中水分反应产生白色有腐蚀性和刺激性的氟化氢烟雾。

从环境层面来看，废旧动力蓄电池对生态环境和人身健康均有威胁。一是重金属污染。电池正极材料中含镍、钴等重金属，不经专业回收处理会造成重金属污染。二是电解液污染。电解液溶质LiPF6属有毒物质且易潮解，会造成氟污染，溶剂会造成水污染。

从资源层面来看，镍氢、锂离子动力蓄电池因正极材料不同，分别含有锂、镍、钴、锰及稀土等金属，动力蓄电池产业对于锂、镍、钴等资源需求旺盛。随着动力蓄电池累计配套量的不断增加，电池中这些资源如未有效回收利用，将直接造成资源的极大浪费。

1. 退役现状

从现有退役电池数量、种类及分布地区情况来看，相对比较集中。“十城千辆工程”推广期间生产的新能源汽车共计产生退役动力蓄电池（以下简称“退役电池”）约1.22GWh；退役电池主要集中在深圳、合肥、北京等新能源汽车推广力度较大的城市。

从企业回收情况来看，当前回收的动力蓄电池中，以研发生产过程中产生的废旧动力蓄电池为主，新能源汽车退役电池较少，主要来源于研发试验和生产制造产生的废旧动力蓄电池。

从综合利用经济性方面看，三元电池和磷酸铁锂电池互有优势。梯次利用方面，磷酸铁锂电池更适于梯次利用。再生利用方面，企业再生利用收益具有一定的不确定性，易受退役电池数量、原材料市场行情及企业管理水平等因素影响。

从用户移交退役电池情况来看，市场上存在电池生产企业、回收利用企业、租赁企业及保险公司等多主体回收处理退役电池的情况。例如，深圳市退役的大部分动力蓄电池交由电池生产企业回收存储，用于梯次利用研究；北京新能源公交车动力蓄电池主要采取租赁方式，退役后交由北京电力公司用于梯次利用储能产品研究或回收利用企业处理。

5、新能源汽车的动力电池充电多长时间

每个品牌与每个型号的电动汽车充电的时间都不尽相同，分为快充和慢充。快充和慢充是相对概念，一般快充为大功率直流充电，半小时可以充满电池80%容量，慢充指交流充电，充电过程需6小时-8小时。

电动汽车充电快慢与充电机功率、电池充电特性和温度等紧密相关。当前电池技术水平下，即使快充也需要30分钟充电到电池容量的80%，超过80%后，为保护电池安全，充电电流必须变小，充到100%的时间将较长。

(5)新能源汽车动力电池组成及工作原理扩展资料:

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。

2016年9月8日，财政部曝光了苏州吉姆西客车制造有限公司等5家新能源汽车生产企业意图骗补国家财政补贴超10亿元，个别企业已被取消整车生产资质。

【参考资料】

网络——新能源汽车

6、新能源汽车用动力电池有哪些类型

你好 磷酸铁锂电池 目前用得比较多

7、纯电动汽车由那几部分组成

纯电动汽车由四部分组成，分别是：动力电池、底盘、车身和电器。新能源电动汽车由动力电池、底盘、车身和电器四部分组成。动力电池作为电动汽车的重要组成部分，分为电池模组、电池管理系统、热管理系统、电气及机械系统这四个主要部分。底盘由驱动电机及控制系统、行驶系统、转向系统和制动及能量回收系统四部分组成。

8、新能源汽车动力电池组用什么材料来保温隔热？

新能源汽车动力电池包、发动机外壳采用ZS隔热保温涂料，前舱隔热板隔热涂料：一种电池包，其特征为包括：（a）多个电池；（b）装电池 的外壳；（c）一个与电池串联联接的热敏切断装置，当电池 温度超过设定值时，它就转为关断状态；（d）一个安装在由 电池与外壳包围着的空间内的内盒，内装热敏切断装置，并把 电池的热量传导致盒内的热敏切断装置；（e）一个加热电阻 ，它与热敏切断装置并联，装在装有热敏切断装置的内盒里， 被内盒和外壳形成双层隔热，它与热敏切断装置呈导热连接， 使得当热敏切断装置处于关断状态时，对热敏切断装置旁路出 的焦尔热，可用于加热热敏切断装置并保持其在关 断状态。