混合动力汽车的电能储存装置.ppt

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1、项目二混合动力汽车的电能储存装置活动一电能储存装置的种类及主要性能指标一、动力电池的分类电动汽车使用的动力电池可以分为化学电池、物理电池和生物电池三大类。1、化学电池将化学能直接转变为电能的装置。主要部分是电解质溶液、浸在溶液中的正、负电极和连接电极的导线。化学电池按工作性质分为原电池、蓄电池、燃料电池和储备电池。1）原电池利用两个电极之间的金属性不同，产生电势差，从而产生电流。电化反应不能逆转，只能化学能转换为电能，不能重新存储电力。2）蓄电池电池放电后可通过充电方式使活性物质复原而可以继续使用的

2、电池。铅酸蓄电池、镍镉蓄电池、镍氢蓄电池、锂离子电池3）燃料电池将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料和空气分别送进燃料电池，电就被生产出来。它从外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。燃料电池原理单体电池是由正负两个电极(负极即燃料电极和正极即氧化剂电极)以及电解质组成。不同的是一般电池的活性物质贮存在电池内部，因此，限制了电池容量。而燃料电池的正、负极本身不包含活性物质，只是个催化转换元件。电池工作时，燃料和氧化剂由外部供给，进行

3、反应。原则上只要反应物不断输入，反应产物不断排除，燃料电池就能连续地发电4)贮备电池是一类特殊形式的原电池，其电极活性物质与电解质分开存放，无自放电，可长时间贮存（5～10年）而不需维护。当需要电池供电时,可用一定的机构使电解液或水（溶剂）使其激活，一次完成放电2、物理电池物理电池是利用光、热、物理吸附等物理能量发电的电池。如太阳能电池、超级电容器、飞轮电池等。3、生物电池生物电池是指将生物质能直接转化为电能的装置生物质蕴涵的能量绝大部分来自于太阳能，是绿色植物和光合细菌通过光合作用转化而来的。从原

4、理上来讲，生物质能能够直接转化为电能主要是因为生物体内存在与能量代谢关系密切的氧化还原反应。这些氧化还原反应彼此影响，互相依存，形成网络，进行生物的能量代谢。1、微生物电池微生物电池由阳极室和阴极室组成。有一个质子交换膜将两极室分开。基本反应类型分为四步：1)在微生物的作用下，燃料发生氧化反应，同时释放出电子。2)介体捕获电子并将其运送至阳极。3)电子经外电路抵达阴极，质子通过质子交换膜由阳极室进入阴极室。4)氧气在阳极接收电子，发生氧化还原反应。阳极反应：C6H12O6+6H2O→6CO2+24H

5、++24e阴极反应：6O2+24H++24e-→12H2O2、酶电池酶电池通常使用葡萄糖作为反应原料。反应原理如下：葡萄糖在葡萄糖氧化酶（GOx）和辅酶的作用下失去电子被氧化成葡萄糖酸，电子由介体运送至阳极，在经外电路到阴极。双氧水得到电子，并在做过的氧化酶的作用下还原成水。阳极反应：葡萄糖→葡萄糖酸+2H++2e-阴极反应：H2O2+2H++2e-→2H2O普遍使用的以葡萄糖为燃料的酶电池是模仿线粒体的反应机构而制成的，线粒体是以葡萄糖为燃料的酶电池的理想模型。二、动力电池的性能指标1、电动势电池

6、的电动势，为电池断路时正负两极间的电位差。2、额定电压额定电压(或公称电压)，系指该电化学体系的电池工作时公认的标准电压。3、开路电压电池的开路电压是无负荷情况下的电池电压。开路电压不等于电池的电动势。必须指出，电池的电动势是从热力学函数计算而得到的，而电池的开路电压则是实际测量出来的。4、工作电压指电池在某负载下实际的放电电压，通常是指一个电压范围。例如，铅酸蓄电池的工作电压在2V～1.8V；镍氢电池的工作电压在1.5V～1.1V；锂离子电池的工作电压在3.6V～2.75V。5、终止电压指放电终止

7、时的电压值，视负载和使用要求不同而异。以铅酸蓄电池为例：电动势为2.1V，额定电压为2V，开路电压接近2.15V，工作电压为2V～1.8V，放电终止电压为1.8V～1.5V6、充电电压系指外电路直流电压对电池充电的电压。一般的充电电压要大于电池的开路电压，通常在一定的范围内。7、内阻蓄电池的内阻包括：正负极板的电阻，电解液的电阻，隔板的电阻和连接体的电阻等。8、容量电池的容量单位为库仑(C)或安时(Ah)。（1）理论容量根据参加电化学反应的活性物质电化学当量数计算得到的电量。（2）额定容量系指在设计

8、和生产电池时，规定或保证在指定放电条件下电池应该放出的最低限度的电量。（3）实际容量系指在一定的放电条件下，即在一定的放电电流和温度下，电池在终止电压前所能放出的电量。9、比能量和比功率电池的输出能量是指在一定的放电条件下，电池所能作出的电功输出能量等于电池的放电容量和电池平均工作电压的乘积，其单位常用瓦时(Wh)表示。9、比能量和比功率电池的比能量有两种:一种叫重量比能量，用瓦时/千克(Wh/kg)表示；另一种叫体积比能量，用瓦时/升(Wh/L)表示。比能量的物理意