當(dāng)前在商業(yè)化運(yùn)行的純電動(dòng)汽車或混合動(dòng)力汽車上，實(shí)際使用的高壓動(dòng)力電池主要有兩類：一類是鎳氫電池，另一類是磷酸鐵鋰電池。如豐田車系的雷克薩斯、皇冠及普銳斯，以及別克君越、本田思域等混合動(dòng)力汽車，均使用鎳氫電池；如比亞迪e6、K9、秦和唐等純電或混動(dòng)車型，以及國(guó)內(nèi)其他電動(dòng)汽車大多采用磷酸鐵鋰電池。全球著名的特斯拉純電動(dòng)汽車，使用的也是一種鋰電池—鉆酸鋰電池，也被稱作三元電池。在深圳市商業(yè)運(yùn)行的電動(dòng)汽車中，行駛最早的如豐田普銳斯車型已有14年多，一般較普及的電動(dòng)公交大客車如五洲龍牌油電混合公交車，以及比亞迪純電動(dòng)出租車e6和大客車K9等，也有6年多的行駛年齡。這些車型上的高壓蓄電池及相關(guān)裝置，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用已逐步進(jìn)入維修期。我們?cè)趯?shí)際維修中，陸續(xù)遇到了高壓電池及其控制裝置的各類故障，對(duì)它們的維修獲得了一定的認(rèn)知。以下就鎳氫電池和鐵理電池這兩類高壓蓄電池的原理及特點(diǎn)，以及實(shí)際維修案例中遇到的檢測(cè)技術(shù)等問(wèn)題，作具體的介紹分析。

    一、高壓動(dòng)力電池的原理與特點(diǎn)
    1．鎳氫電池
    在美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家的混合動(dòng)力汽車上，目前使用最多的是鎳氫電池。鎳氫電池的正極材料是氫氧化鎳（NiOH），負(fù)極則是金屬氫化物，即為儲(chǔ)氫合金（MH），電解液是30％的氫氧化鉀水溶液。這里所謂“儲(chǔ)氫合金”是指具有很強(qiáng)“吸收”氫氣能力的金屬鎳，其單位體積儲(chǔ)氫的密度可相當(dāng)于儲(chǔ)存1 000個(gè)大氣壓的高壓氫氣。儲(chǔ)氫合金的關(guān)鍵在于能穩(wěn)定的儲(chǔ)氣和放氣，其工作原理是利用水的氫離子移動(dòng)反應(yīng)來(lái)獲得電流，這時(shí)氫氣在負(fù)極上被逐漸消耗掉。鎳氫電池的電極反應(yīng)為下式，式中e指帶電的電子。
    正極：Ni（OH）2+OH-=Ni00H+H20+e
    負(fù)極：M+H20+e=MHab+OH－
Ni（OH）2+M＝Ni00H+MHab
    鎳氫電池是在鎳鎘電池基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的，但鎳鎬電池中有重金屬鎬，對(duì)環(huán)境有重度污染，所以鎳鎘電池在發(fā)達(dá)國(guó)家目前均已限制發(fā)展和使用。鎳氫電池則不存在重金屬污染問(wèn)題，而且鎳氫電池在比能量、比功率及循環(huán)壽命等方面都優(yōu)于鎳鎬電池，故被稱之為“綠色”電池。其主要特點(diǎn)有：
    （1）電池的比能量較高，即單位質(zhì)量的能量密度較大，鎳氫單體電池的額定電壓為1.2V，通常由六個(gè)或十個(gè)單體電池構(gòu)成一塊電壓為7.2V或12V的電池組，豐田普銳斯混合動(dòng)力車型上就用了這種7.2V一節(jié)的電池（圖1），電容量為6.5Ah、實(shí)測(cè)每節(jié)外形尺寸為274×106 ×20mm3，質(zhì)量為1.1 kg，有28節(jié)串聯(lián)共計(jì)201.6V。鎳氫電池的比能量超過(guò)70Wh/kg，車輛一次充電可續(xù)駛里程較長(zhǎng)，適合在電動(dòng)汽車上使用。同時(shí)其比功率可達(dá)200W/kg，在車輛加速或爬坡時(shí)輸出大電流，能平穩(wěn)持續(xù)放電來(lái)提供大功率。同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)快速放電和充電，電池耐過(guò)充和耐過(guò)放的能力均較強(qiáng)。

    （2）鎳氫電池在放電和充電過(guò)程中，正極板析出氧氣，負(fù)極板析出氫氣。氫氣和氧氣能夠很容易在蓄電池內(nèi)部再化合生成水，使容器內(nèi)的氣體壓力保持不變，這種再化合的速率很快，電解液不會(huì)出現(xiàn)增加或減少的現(xiàn)象，不需調(diào)節(jié)電解液的密度，故電池本身可以采取密封結(jié)構(gòu)，電池能實(shí)現(xiàn)免維護(hù)保護(hù)。
    （3）所謂電池的“記憶效應(yīng)”是指如果電池每次沒(méi)有放完電，如只放出40%，那么長(zhǎng)期使用后，剩下的60％容量就無(wú)法放出，這就大大縮小了電池的儲(chǔ)存電容量，直接影響電池的使用。但鎳氫電池基本上不存在記憶問(wèn)題，不要求100％放完電后才允許充電，能做到隨放隨充，極大地方便了電動(dòng)汽車的充放電。即便鎳氫電池在空置狀態(tài)下放置一年，再充電時(shí)仍可恢復(fù)原容量97%以上電量，基本上與新電池一樣。如在較長(zhǎng)放置時(shí)有意讓電池內(nèi)部存有一部分電，則電池的恢復(fù)儲(chǔ)電能力可更快更高。
    （4）鎳氫電池與鎳鎬電池比較，不存在鎳鎬電池中的金屬鎬對(duì)環(huán)境有重度污染的問(wèn)題。鎳氫電池還可再生利用，符合持續(xù)發(fā)展的理念。電池安全可靠，使用壽命長(zhǎng)，循環(huán)充放電的次數(shù)可達(dá)3 000次以上，市場(chǎng)實(shí)際使用證明其壽命容易超過(guò)十年。
    （5）鎳氫電池的缺點(diǎn)則是存儲(chǔ)的電壓較低，能量密度也偏低，當(dāng)前的價(jià)格相對(duì)較高；電池的均勻性較差，特別是在高速率、深放電的狀況下，單體電池之間的容量和電壓的差別較大；電池的自放電率較高；鎳氫電池使用最重要的是要避免過(guò)充電和過(guò)放電，溫度特性差，在45℃以上的高溫環(huán)境，或在低于0℃以下環(huán)境下，鎳氫電池將無(wú)法正常工作，電池容量與現(xiàn)實(shí)要求還有較大差距等問(wèn)題，影響著氫鎳電池在電動(dòng)汽車上的廣泛使用。

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