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動力電池原理概念 原來如此簡單!

從事新能源汽車行業的朋友,對于其核心動力電池,相信大家都會有一定的了解,但是真正去探討相關問題的時候,又覺得一知半解。小編將通過最淺顯易懂的方式解讀動力電池的相關概念、結構及工作原理,讓大家對動力電池有更深入的理解。

一、若干重要概念

1、電壓(V)

①開路電壓:指電池在沒有連接外電路或者外負載時的電壓。開路電壓與電池的剩余能量有一定的聯系,電量顯示就是利用這個原理。

②工作電壓:是指電池在工作狀態下即電路中有電流流過時電池正負極之間的電勢差,又稱負載電壓。在電池放電工作狀態下,當電流流過電池內部時,必須克服內阻的阻力,故工作電壓總是低于開路電壓。

③放電截止電壓:指電池充滿電后進行放電,放完電時達到的電壓(若繼續放電則為過度放電,對電池的壽命和性能有損傷)。

④充電限制電壓:充電過程中由恒流變為恒壓充電的電壓。

電池充放電電壓變化曲線

2、電池容量(Ah)

①定義:電池容量是指電池所能夠儲存的電量多少,容量是電池電性能的重要指標,它由電極的活性物質決定。

②單位:容量用C表示,單位用Ah(安時)或mAh(毫安時)表示。

③公式:C=It,即電池容量(Ah)=電流(A)x放電時間(h)。

④舉例:容量為10安時的電池,以5安培放電可放2小時,以10安培放電可放1小時。

⑤影響因素:電池的實際容量主要取決于以下幾個因素:活性物質的數量、質量,活性物質的利用率。

⑥額定容量:在規定條件下測得的,由制造商給定的蓄電池容量。

⑦可用容量:在規定條件下,從完全充電的蓄電池中釋放的電量。

⑧理論容量:假設活性物質完全被利用,蓄電池可釋放的容量。

3、電池能量(Wh)

①定義:指電池儲存的能量的多少,用Wh來表示

②公式:能量(Wh)=額定電壓(V)×工作電流(A)×工作時間(h)。

③舉例:3.2V15Ah單體電芯的能量為48Wh,3.2V100Ah電池組的能量為320Wh。

電池能量是衡量電池帶動設備做功的重要指標,容量不能決定做功的多少。

4、能量密度(Wh/Kg)

①定義:指單位體積或單位質量所釋放的能量,通常用體積能量密度(Wh/L)或質量能量密度(Wh/kg)表示。

②舉例:如一節鋰電池重325g,額定電壓為3.7V,容量為10Ah,則其能量密度為113Wh/kg,下表為理論值,在實際應用情況中需要考慮電池結構中的殼體、零件等各方面因素。

目前鋰電池的能量密度是鎳鎘和鎳氫電池的3和1.5倍,能量密度的高低是由材料密度與結構決定的。


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