知识点：蓄电池车 一. 电池分类 蓄电池通常简称电池，是将化学能转化成电能的一种装置，常见类别如图 3-1 所示。电池内部的电化学特决定了该电池是否可以充电。可充电电池内部结构之间所发生的化学反应是可逆的，也叫做二次电池，新能源汽车上的动力蓄电池均为二次电池。一次电池只能作为一次 放电使用，它内部结构简单且不支持这种变化，例如日常生活中使用的干电池。
知识点：蓄电池车
蓄电池通常简称电池，是将化学能转化成电能的一种装置，常见类别如图 3-1 所示。电池内部的电化学特决定了该电池是否可以充电。可充电电池内部结构之间所发生的化学反应是可逆的，也叫做二次电池，新能源汽车上的动力蓄电池均为二次电池。一次电池只能作为一次 放电使用，它内部结构简单且不支持这种变化，例如日常生活中使用的干电池。
图 3- 1 电池分类
曾经以日韩企业为首的电池技术企业，很早以前就将蓄电池的封装种类归为了三大形式：圆柱形、方形和软包。直观上， 它们的区别只是形状不同， 但其在技术开发和应用上也有着显著不同。
圆柱形电池内部采用螺旋绕制结构，用一种非常精细且渗透性很强的聚乙烯、聚丙烯或聚 乙烯与聚丙烯复合的薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成，如图 3-2 所示。目前在制造标准上， 只有圆柱形电池具有一致性。例如，人们熟知的圆柱形电池分为 18650 、21700 等型号，型号 中的数字代表了圆柱形电池的尺寸标准。以 18650 型为例，它是目前最为成熟的圆柱形电池尺 寸标准，而 21700 型正在经历不断的技术进步，今后有可能取代 18650 型，成为新能源汽车的 首选圆柱形电池产品。
图 3- 2 圆柱形电池结构
方形电池通常是指铝壳或钢壳方形电池，其结构如图 3-3 所示。随着近些年汽车动力蓄电 池的兴起， 续驶里程与电池容量之间的矛盾日渐凸显， 国内动力蓄电池厂商多采用电池能量密 度较高的铝壳方形电池， 因为方形电池的结构较为简单， 不像圆柱形电池那样需要采用强度较 高的不锈钢壳体及防爆安全阀等附件，所以整体附件重量较轻，相对能量密度较高。
与圆柱形电池相比，方形电池的可塑性更强，可以根据搭载产品的具体需求进行定制化设 计，从而导致了其尺寸规格不一。目前，无论是制造工艺或者应用标准，方形电池都没有圆柱 形电池那样清晰的标准划分。但也正因为其灵活性高， 可以根据车型需求对方形电池尺寸进行 定制化设计，从而不会受到圆柱形电池尺寸标准的限制。
图 3- 3 方形电池结构
软包电池只是液态锂离子电池外套上一层聚合物外壳，采用铝塑包装膜，结构如图 3-4 所示。软包电池因为采用了叠加的制造方式，所以追求的是更加纤薄的体积，在相同的容量密度 下，其重量是最轻的。软包电池也可以根据应用需求进行定制，小到手机电池的大小，大到可 以应用在新能源汽车上。
软包电池被视为移动设备上的首选，在汽车应用上，也因为其体积的可控性而被汽车品牌 所看重，尤其是针对插电式混合动力汽车，在兼顾整车布局和重量方面，软包电池的体积优势 更加明显。
图 3- 4 软包电池结构
镍氢（Ni-MH）电池是由氢离子和金属镍合成的，电量储备比镍镉电池多 30%，比镍镉 电池更轻， 使用寿命也更长， 并且对环境无污染， 现主要应用于混合动力电动汽车。
镍氢电池的缺点是价格比镍镉电池高得多，性能要比锂离子电池差一些。镍氢电池中的金属部分是金属氢化物，主要分为两大类，即 AB5 和 AB2。
最常见的是 AB5，“A”表示稀土元素的混合物或者再加上钛（Ti ）；“B”则表示镍（Ni）、钴（Co）、锰（Mn），或者还有铝（Al）。一些含有多种成分的高容量电池，其电极主要由 AB2 构成，“A”表示钛（Ti）或者钒（V）；B 则表示锆（Zr）或镍（Ni），再加上一些铬（Cr）、钴（Co）、铁（Fe）和锰（ Mn ）。镍氢电池结构如图 3-5 所示。
图 3- 5 镍氢电池结构
2. 镍氢电池的工作原理
镍氢电池是一种碱性电池，其负极采用由储氢材料作为活性物质的氢化物电极，正极采用 氢氧化镍电极（简称镍电极），电解质为氢氧化钾水溶液。镍氢电池充电时，氢氧化钾电解液 中的氢离子会被释放出来，由这些化合物将它吸收，避免形成氢气，以保持电池内部的压力和体积。当电池放电时，这些氢离子便会经由相反的过程而回到原来的地方。
镍镉、镍氢电池的充电过程非常相似，都要求恒流充电，以防止电池过充电。充电器对电 池进行恒流充电，同时检测电池的电压和其他参数。为避免损坏电池，电池温度过低时不能开 始快速充电，当电池温度低于 10℃时，应转入涓流充电方式。而一旦电池温度达到规定数值 后，必须立即停止充电。
3. 镍氢电池型号说明
通常电池体上的 AAA、AA、C、D、N、F、SC 等标识都是美国型号标识。在我国，除了几种电池按“号”称呼之外，其他还是采用美国的命名方式。
此外，二次锂电池的型号采用五位数 （圆柱形）或六位数（方形）表示，如 14500、103450 等。常见电池型号、尺寸对照见表 3-1。
序号
|
美国型号
|
我国俗称
|
尺寸（平头）
|
1
|
AAAA
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AAAA |
高度（ 41.5 ±0.5 ）mm ， 直径（ 8.1 ±0.2 ）mm
|
| 2 |
AAA |
7 号 |
高度（ 43.6 ±0.5 ）mm ， 直径（ 10.1 ±0.2 ）mm |
3
|
AA |
5 号 |
高度（ 48.0 ±0.5 ）mm ， 直径（ 14.1 ±0.2 ）mm |
| 4 |
A |
A |
高度（ 49.0 ±0.5 ）mm ， 直径（ 16.8 ±0.2 ）mm |
5
|
SC |
SC |
高度（ 42.0 ±0.5 ）mm ， 直径（ 22.1 ±0.2 ）mm |
| 6 |
C |
2 号 |
高度（ 49.5 ±0.5 ）mm ， 直径（ 25.3 ±0.2 ）mm |
7
|
D |
1 号 |
高度（ 59.0 ±0.5 ）mm ， 直径（ 32.3 ±0.2 ）mm |
8
|
N |
N |
高度（ 28.5 ±0.5 ）mm ， 直径（ 11.7 ±0.2 ）mm |
9
|
F |
F |
高度（ 89.0 ±0.5 ）mm ， 直径（ 32.3 ±0.2 ）mm |
平头电池是指电池正极是平的，没有凸起，主要适合做电池组点焊使用的电池芯。一般同等型号的尖头电池（可以用作单体电池供电的），在高度上比平头电池多 0.5mm。有些电池并不是 AAA 、AA 、A 、SC 、C 、D 、N 、F 等主型号，而是带有 1/3 、2/3 、1/2 、2/3 、4/5 、5/4、 7/5 等分数，这些分数表示电池体高度与标准型号电池高度的比值。例如， 2/3AA 表示电池高 度是一般AA 型电池的 2/3 ；4/5A 表示电池高度是一般A 型电池的 4/5。
根据国际电工委员会（IEC）标准规定，镍镉和镍氢电池标识由以下五部分组成。
（ 1 ）电池种类 ：KR 表示镍镉电池；HF 表示方形镍氢电池；HR 表示圆柱形镍氢电池。
（2 ）电池尺寸 ：包括圆柱形电池直径 / 高度，方形电池宽度 /厚度/ 高度，各数值之间用 斜杠隔开，单位为 mm。
（3 ）放电特性符号：L 表示适宜放电电流倍率在 0.5C 以内；M 表示适宜放电电流倍率在 0.5 ~ 3.5C 范围内；H 表示适宜放电电流倍率在 3.5 ~ 7.0C 范围内；X 表示电池能在 7 ~ 15C 的高倍率放电电流下工作。
（5 ）电池连接片种类：CF 代表无连接片；HH 表示电池带串联连接片；HB 表示电池带并 联连接片。
例如， HF18/07/49 表示方形镍氢电池，宽 18mm、厚 7mm、高 49mm；KRMT33/62CF表示镍镉电池，放电倍率在 0.5 ~ 3.5C 之间，高温系列单体电池，无连接片，直径 33mm、高度 62mm。
大功率的镍氢电池广泛应用于油电混合动力车辆中，最具代表性的例子是丰田普锐斯，该车使用了特别的充放电程序， 电池充放电寿命可足够车辆使用十年。
虽然镍氢电池的质量比锂离子电池大，但仍然有部分新能源汽车使用镍氢电池。从每个单体电池的电压来看，镍氢与镍镉电池的标称电压都是 1.2V。
序号
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应用特性
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1 |
质量比功率高，目前商业化的镍氢功率型电池能达到 1350W ·h/kg |
2 |
循环次数多，目前应用在电动汽车上的镍氢动力蓄电池， 80% 放电深度（DOD）循环寿命可达 1000 次以上， 为铅酸电池的 3倍以上；100%DOD 循环寿命在 500 次以上，在混合动力电动汽车中可使用 5 年以上 |
3 |
无污染，不含铅、镉等对人体有害的金属，为 21 世纪绿色环保电源 |
4 |
耐过充电和过放电、无记忆效应 |
5 |
使用温度范围宽，正常使用温度范围为 ?30 ~ 55℃，储存温度范围为 ?40 ~ 70℃ |
6 |
安全、可靠，在短路、挤压、针刺、安全阀工作能力、跌落、加热、耐振动等安全性和可靠性试验中无爆 炸、燃烧现象 |
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