詳述新能源汽車的充電

2023-09-14 15:59:11 字數 4806 閱讀 3729

內容包括新能源汽車的電池包介紹,鉛酸電池如何在化學能與電能間轉換原理,80%充電與快慢充優缺點,充電裝置概述,結合實際電路詳述新能源汽車的交流與直流充電原理等。持續更新,原創不易!

目錄:一、新能源汽車的電池包

1、電動汽車電池包的組成

2、電池為什麼要串聯

3、電池為什麼要併聯

4、電芯組完整構成以及在整車的位置

5、目前新能源車電池的介紹與比較

二、鉛酸電池充放電原理

1、鉛酸電池充放電原理

%充電與快慢充優缺點

三、充電裝置概述

1、充電介面介紹

2、充電裝置概述

1)慢充控制盒 2)交流充電樁 3)直流充電樁 4)車載充電機obc

四、交流充電的介紹

1、功能描述

1)控制項 2)保護項。

2、充電模式與連線方式

1)充電模式2連線方式b 2)充電模式3連線方式c

3、交流充電原理

1)概述 2)原理詳述。

4、輸出功率

五、直流充電的介紹

1、功能描述

2、工作原理

3、充電模式與連線方式

4、dc充電原理概述

一、新能源汽車的電池包

1、電動汽車電池包的組成

電動汽車的電池包主要由電池單體、模組構成。

編輯電池單體指的是單個獨立的鋰電池,將多個電池單體組合在一起就成了模組,再把多個模組組合起來最終構成電池包。

編輯不過這裡有個特例,那就是比亞迪的刀片電池,由於特殊的設計,電池單體通過豎立疊放就可以直接跳過模組去組成電池包。

2、電池為什麼要串聯

串聯是為了提高電壓。

編輯因為化學電池的本質是靠化學反應釋放電能,而化學反應的激烈程度決定了電池的放電電壓。一般鋰電池內部化學反應釋放的電壓在3.7伏左右,哪怕你把單個鋰電池做成游泳池那麼大,其化學反應的本質沒變,所以電壓仍然是3.7伏,只是反應介質數量多了,反應持續時間長了,表現出來的結果就是電池容量大了。

而3.7伏的電壓明顯無法驅動汽車電動機正常執行,所以就需要把多個電池串聯起來提高電壓,這樣才能滿足電動機的需求。這也剛好解釋了為什麼新能源車電池包不能做成一整塊大電池,因為做成一整塊電池的話容量是綽綽有餘,但是電壓不夠。

3、電池為什麼要併聯

電池併聯是為了提高容量。

編輯。因為目前的鋰電池單塊容量都不是很大,如果只串聯的話雖然電壓足夠了,但是容量非常小,汽車根本跑不遠。而併聯後電池的容量就增加了一倍。比如兩個12伏100安時的電瓶併聯後就是12伏200安時,容量增加了一倍。

為了讓大家更直觀地了解電池包的串並聯原理,我們就以日產聆風的電池包來舉個例子。

編輯這款電池包電壓為360伏,容量為21千瓦時,內部擁有192個電池單體。現在來看看這些電池單體是如何組成乙個電池包的。

編輯首先廠家用4塊3.8伏,30ah的軟包鋰電池單體組成乙個模組,兩兩串聯後再併聯,得到乙個7.6伏,60安時的電池模組,又被稱為電芯組。

然後將48個模組串聯起來就得到了乙個360伏,60安時的電池包。電池包以1安電流放電,可持續60小時,根據公式p=u·i可以算出來電池包功率為0.36千瓦。也就是說電池包可以以0.36千瓦的功率持續放電60小時,再根據公式w=pt可以算出來電池包可容納的電量為0.36×60=21.6千瓦時,與官方引數吻合,也就是能儲存21.6度電。

4、電芯組完整構成以及在整車的位置

1)電芯組完整構成。

編輯---2)在整車的位置。

編輯

編輯

編輯鈷酸鋰電池核心優點是容量密度大,缺點是穩定性不夠。最合適3c領域,特斯拉敢於使用此類電池也是未來得到超強的續航能力,但是同時其安全效能要打些折扣。

錳酸鋰電池是目前主流動力電池,優點是能量密度中等、**最便宜、壽命一般、安全環保、無專利限制。日韓系的錳酸鋰電池技術領先全球。雖然其能量密度不如鈷酸鋰和三元鋰,但其他綜合性能相當出色。

磷酸鐵鋰電池最大優勢是穩定性好、壽命長,缺點是比能量低、一致性差。安全效能和壽命這兩個關鍵指標都是頂尖的。

三元鋰電池指正極材料使用鎳鈷錳三種按一定比例混合搭配,能量密度可達最高,安全性差,但優於鈷酸鋰。

編輯二、鉛酸電池充放電原理

1、鉛酸電池充放電原理

汽車上使用的蓄電池都是鉛酸蓄電池,它是一種將化學能轉換成電能的裝置,是可逆的低壓直流電源。所謂的「鉛酸」是指蓄電池中極板和電解液的材料,「鉛」是指極板的材料,極板又分為正極板和負極板,在正極板上是二氧化鉛,在負極板上是純鉛;「酸」是指電解液的材料,它是由純硫酸和蒸餾水按一定比例配製而成的硫酸水溶液(密度為1.24~1.31克/立方厘公尺),具有一定的腐蝕性。

編輯那麼這些「鉛」和「酸」是如何產生電能的呢?下面來看看鉛酸蓄電池能夠建立起電動勢(電壓)的原理:蓄電池在靜止狀態下,在正極板處,二氧化鉛與硫酸作用生成帶正電荷的鉛離子沉浮在正極板上,使正極板具有2v的正電位;在負極板處,純鉛電離為鉛離子和電子,兩個電子留在負極板上,使負極板具有約-0.1v的負電位;這樣在正負極之間就形成了大約2.1v的電位差,蓄電池的電動勢就這樣建立起來了。每乙個能建立2.1v電壓的正負極板組構成了乙個單格電池,普通的鉛酸蓄電池有六個單格電池,因此就能發出大約12.6v的電壓。

編輯那麼蓄電池在工作過程中,「鉛酸」又是怎樣轉換的呢?

蓄電池在放電時,硫酸與正負極板上的鉛和二氧化鉛發生化學反應,生成了硫酸鉛和水,在這個過程中有大量的電子從負極板流向正極板,從而形成了放電電流;由於電解液中水分的增加,電解液的密度是逐漸下降的,放電越多,電解液的密度越低;隨著反應的進行,極板上的硫酸鉛越來越多,反應的速度越來越慢,放電也就越來越少了;當極板上大部分被硫酸鉛覆蓋的時候,反應基本就終止了,這時候就是所說的「電放沒了」,電解液的密度也下降到了最低。這個過程是蓄電池的化學能轉化為電能的過程。

編輯蓄電池在充電時,在外界電源的作用下,極板上的硫酸鉛還原成了純鉛和二氧化鉛,電解液中的水還原成硫酸,同時有大量的電子從正極板返回負極板,從而形成了充電電流;隨著充電的進行,電解液中的硫酸越來越多,電解液的密度是逐漸增加的,充電越足,電解液的密度越高;但是當極板上的硫酸鉛全部轉化完後,電解液的密度也達到了最高,此時如果繼續充電,這些電就會電解水了,生成了氫氣和氧氣,這就是充電過程中蓄電池裡面會「冒泡」的原因。這個過程是外界的電能轉化為化學能並在蓄電池中儲存起來。

編輯所以,鉛酸蓄電池的充放電過程,其實就是蓄電池中硫酸與純鉛和二氧化鉛的化學反應過程,在這個過程中會伴隨著電解液密度的變化。因此檢驗電解液的密度就可以大致判斷出蓄電池的充電狀態,並且利用這個原理製作出了蓄電池電量指示器。而且現在的蓄電池基本都是免維護的,它可以**反應過程中逸出的氣體,並重新利用,所以這種蓄電池不需要新增電解液,也不需要補充充電,在轎車上得到廣泛應用。

編輯標80%是因為電池這東西沒有絕對的充滿這個概念,而且隨著充電程度的上公升充電速度會指數下降。0%~80%會很快,然後80%~100%【充電控制系統定義的100%】會消耗更長的時間。

快充是大電流充電。好處很簡單,充電速度可以快很多。缺點是電池發熱嚴重,影響電池組壽命。鋰電池充電電流過大還會產生氣體積存等問題。普通充電可以有效延長電池壽命的。

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