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EETALK与大年夜家一路聊聊电池分类与基本概念

金螳螂建筑装饰股份通讯 2025-02-03 0

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电池的分类方法有很多,按照电池能量进行划分可以分为化学电池、物理电池、生物电池。

在化学电池中又可以进行如下细分

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根据电池是否可以重复利用,可以分为一次电池和二次电池

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(图片来自网络侵删)

一次电池与二次电池的有哪些异同点

•一次电池只能放电一次,二次电池可反复充放电循环利用

•二次电池在放电时电极体积和构造之间发生可逆变革,因此设计时必须调节这些变革,而一次电池内部则大略得多,由于它不须要调节这些可逆性变革

•一次电池的质量比容量和体积比容量均大于一样平常充电电池,但内阻(0.2-0.5Ω)远比二次电池大,因此负载能力较低

•其余,一次电池的自放电远小于二次电池。

常见的一次电池是锌锰干电池,外不雅观和事情事理如图

这种电池本钱较低,不可重复利用。

常见的二次电池包括电子腕表中常用的镍氢电池和车用电瓶常用的铅酸电池以及目前在电动工具和电动翱翔器以及电动汽车和自行车采取的锂离子电池。

铅酸电池事情事理

镍氢电池事情事理

镍氢电池单体电池的标称电压为1.2V;

能量密度为55Wh/kg~70Wh/kg;

功率密度为160W/kg~500W/kg;

事情温度为-28°C~+50°C;

循环利用寿命超过1000次(DOD=100%)。

DOD depth of discharge.

锂离子电池事情事理

对现有的二次电池进行比较如下

从图中可以看出,锂离子电池具有较高的能量密度和功率密度,已经逐渐成为主流选择,铅酸电池虽然本钱低,但是体历年夜,能量密度低。
镍氢电池则电压等级低,一样平常单体只有1.2V. 因此,锂离子电池逐渐受到市场青睐。

在理解电池特性之前,须要对电池行业的一些术语进行一下遍及。

1、标称容量

•又称额定容量,指在一定放电条件下,规定电池该当给出的最低限度的电量。

•IEC标准规定:镍氢电池在20±5℃环境下,以0.1C充电16小时后,以0.2C放电至1.0V时所放出的电量为电池的额定容量,以C5表示;

•电池容量C=It,单位有Ah,mAh(1Ah=1000mAh)。

•C不加角标默认为1C。

2、放电和放电率

•放电指电池向外电路运送电流的过程

•放电率指放电时的速率。
最常用倍率(多少C)表示,其数值上即是额定容量的倍数。

如:容量C=600mAh电池,用0.2C放电,则放电电流为I=0.2600=120mA。

我们常日所说的0.2C、1C容量,便是在放电率为0.2C5、1C条件下,放出的容量。

3、开路电压、端电压、标称电压

•开路电压: 外电路断开时,电池两个极度间的电位差。

•端电压: 电池输入电流时,电池两个极度间的电位差。

•标称电压: 电池的标称电压指的是在正常事情过程中表现出来的电压(小电流,轻负载),二次镍氢、镍镉电池标称电压为1.2V ,二次锂离子电池的标称电压为3.6V或3.7V,铅酸蓄电池的标称电压为2.0V,锌锰干电池标称电压为1.5V。

4、终止电压、中点电压

•终止电压

电池在放电时,电压低落到不宜再连续放电的最低事情电压 ( 其数值与放电电流有关)。
如:镍氢电池0.2C、 1C 放电常日设定为1.0V;

•中点电压(中值电压)

指放到50%容量时,电池的电压。
紧张用来衡量大电流放电系列电池的高倍率放电能力,是电池的一个主要指标。

5、比容量、比能量

•比容量是指单位体积或重量的电池所给出的容量,称之为重量比容量或者体积比容量。

打算公式:C”=C/G(Ah/kg),C”=C/V(Ah/L)。

•比能量是指单位体积或重量的电池所给出的能量,称之为重量比能量或体积比能量。

打算公式:E”=E/G(Wh/kg),E”=E/V(Wh/L)。

•比容量比能量差异在于比能量引进了电池的电压的参考。
镍氢电池的比容量高于锂离子电池,比能量低于锂离子电池,是由于镍氢电池的电压为1.2V而锂离子电池的电压为3.6V的缘故。

6、SOC

电池的荷电状态 (Stateof Charge,即SOC),即电池剩余电量,担保SOC坚持在合理的范围内,防止由于过充电或过放电对电池的损伤,从而随时预报电动汽车或稠浊动力汽车储能电池还剩余多少能量或者储能电池的荷电状态。

•常用SOC估算算法

1)安时法/库伦累计法(Coulomb-Counting)

2)开路电压法(open-circuitvoltage,OCV)

3)卡尔曼滤波法( Kalman filtering )

4)神经网络模型法( neural network model)

7、贮存寿命、循环寿命、康健状态

•贮存寿命

电池在规定条件下的贮存期限,贮存结束时,电池仍能保持规定的性能。

•循环寿命

电池在失落效前所能达到的充放电循环次数。

•康健状态

电池的SOH(State of Health)即电池的康健状态,是反响电池的整体性能以及在一定条件下开释电能能力的参数,定义为SOH=Qnow/Qnew,即某一条件下电池可放电总电量占新电池电量的比值。

8、内组

•电池的内阻是指电池在事情时,电流流过电池内部所受到的阻力,一样平常分为互换内阻和直流内阻,由于充电电池内阻很小,测直流内阻时由于电极容量极化,产生极化内阻,故无法测出其真实值,而测其互换内阻可免除极化内阻的影响,得出真实的内值。

•欧姆内阻紧张是指电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的打仗电阻组成,与电池的尺寸、构造、装置等有关。

9、自放电

•电池在荷电或贮存状态下,由于各种缘故原由而引起的容量丢失的征象。
(紧张受温度影响)

如果你来设计电池供电部分,你方向于选择哪种电池用于哪方面运用,为什么?

免责声明:以上观点和配图均来自网络和文献,参考文献如下•《电池稠浊电动车辆根本》

陈清泉 孙逢春 编译 北京理工大学出版社

•《当代电动车、电机驱动及电力电子技能》

陈清泉院士论文选集 机器工业出版社

•《电动汽车概论》

李兴虎 编著 北京理工大学出版社

•《燃料电池电动汽车》

陈全世 仇斌 谢起成 等编著 清华大学出版社

•《奥运纯电动大客车技能与运用》

林程 王砚生 孟祥峰 编著 北京理工大学出版社

•《锂离子电池事理与关键技能》

黄可龙 王兆翔 刘素琴 编著 化工工业出版社

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