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动力电池原理概念 原来如此简单!

从事新能源汽车行业的朋友,对于其核心动力电池,相信大家都会有一定的了解,但是真正去探讨相关问题的时候,又觉得一知半解。小编将通过最浅显易懂的方式解读动力电池的相关概念、结构及工作原理,让大家对动力电池有更深入的理解。

一、若干重要概念

1、电压(V)

①开路电压:指电池在没有连接外电路或者外负载时的电压。开路电压与电池的剩余能量有一定的联系,电量显示就是利用这个原理。

②工作电压:是指电池在工作状态下即电路中有电流流过时电池正负极之间的电势差,又称负载电压。在电池放电工作状态下,当电流流过电池内部时,必须克服内阻的阻力,故工作电压总是低于开路电压。

③放电截止电压:指电池充满电后进行放电,放完电时达到的电压(若继续放电则为过度放电,对电池的寿命和性能有损伤)。

④充电限制电压:充电过程中由恒流变为恒压充电的电压。

电池充放电电压变化曲线

2、电池容量(Ah)

①定义:电池容量是指电池所能够储存的电量多少,容量是电池电性能的重要指标,它由电极的活性物质决定。

②单位:容量用C表示,单位用Ah(安时)或mAh(毫安时)表示。

③公式:C=It,即电池容量(Ah)=电流(A)x放电时间(h)。

④举例:容量为10安时的电池,以5安培放电可放2小时,以10安培放电可放1小时。

⑤影响因素:电池的实际容量主要取决于以下几个因素:活性物质的数量、质量,活性物质的利用率。

⑥额定容量:在规定条件下测得的,由制造商给定的蓄电池容量。

⑦可用容量:在规定条件下,从完全充电的蓄电池中释放的电量。

⑧理论容量:假设活性物质完全被利用,蓄电池可释放的容量。

3、电池能量(Wh)

①定义:指电池储存的能量的多少,用Wh来表示

②公式:能量(Wh)=额定电压(V)×工作电流(A)×工作时间(h)。

③举例:3.2V15Ah单体电芯的能量为48Wh,3.2V100Ah电池组的能量为320Wh。

电池能量是衡量电池带动设备做功的重要指标,容量不能决定做功的多少。

4、能量密度(Wh/Kg)

①定义:指单位体积或单位质量所释放的能量,通常用体积能量密度(Wh/L)或质量能量密度(Wh/kg)表示。

②举例:如一节锂电池重325g,额定电压为3.7V,容量为10Ah,则其能量密度为113Wh/kg,下表为理论值,在实际应用情况中需要考虑电池结构中的壳体、零件等各方面因素。

目前锂电池的能量密度是镍镉和镍氢电池的3和1.5倍,能量密度的高低是由材料密度与结构决定的。


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