6 蓄電池
    在內(nèi)燃機(jī)汽車上，蓄電池一般作為發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、照明、刮水器和噴淋器以及車載視聽和通信設(shè)備等裝備的電源。它們所需要的電能容量較小，工作時(shí)間較短，蓄電池與發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)組共同組成內(nèi)燃機(jī)汽車的電氣系統(tǒng)。但是在混合動(dòng)力汽車上，動(dòng)力電池組必須是具有強(qiáng)大能量的動(dòng)力電源，除了作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力能源外，還要向空調(diào)系統(tǒng)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等提供電力能源，另一方面還要為點(diǎn)火系統(tǒng)、照明、信號(hào)系統(tǒng)、刮水器和噴淋器以及車載視聽和通信設(shè)備等裝備提供低壓電源，在混合動(dòng)力汽車上蓄電池是輔助電力能源，用于作為發(fā)動(dòng)機(jī)的輔助動(dòng)力源，提高整車的動(dòng)力性能或作為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛時(shí)的電源能源。
    各種電池一般是供給直流電，然后經(jīng)過變頻器或逆變器轉(zhuǎn)換成頻率和電壓幅值可調(diào)的交流電，供給驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)車輛行駛，一般電動(dòng)汽車所采用的電力電池組，要求有較大的比能量，而混合動(dòng)力汽車所采用的動(dòng)力電池組，則要求有較大的比功率，兩種電池在性能方面各有側(cè)重，混合動(dòng)力汽車對(duì)蓄電池的基本要求如下。
    1．比能量
    比能量是保證混合動(dòng)力汽車能夠達(dá)到基本合理的行駛里程的重要性能，連續(xù)2h放電率的比能量至少不低于44 W·h/kg。
    2．充電時(shí)間短
    蓄電池對(duì)充電技術(shù)沒有特殊要求，能夠?qū)崿F(xiàn)感應(yīng)充電，蓄電池的正常充電時(shí)間應(yīng)小于6 h、蓄電池能夠適應(yīng)快速充電的要求，蓄電池快速充電達(dá)到額定容量的50％所需時(shí)間為20 min左右。
    3．連續(xù)放電率高，自放電率低
    蓄電池能夠適應(yīng)快速放電的要求，連續(xù)1h放電率可以達(dá)到額定容量的70％左右，自放電率要低，蓄電池能夠長(zhǎng)期存放。
    4．不需要復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境
    蓄電池能夠在常溫條件下正常穩(wěn)定、可靠地工作，不受環(huán)境溫度的影響，不需要特殊加熱，保溫?zé)峁芾硐到y(tǒng)，能夠適應(yīng)混合動(dòng)力汽車行駛時(shí)振動(dòng)的要求。
    5．安全可靠
    蓄電池應(yīng)干燥、潔凈，電解質(zhì)不會(huì)滲漏腐蝕接線柱和外殼，不會(huì)引起自燃或燃燒，在發(fā)生碰撞等事故時(shí)，不會(huì)對(duì)乘員造成傷害，廢蓄電池能夠進(jìn)行回收處理和再生處理，蓄電池中有害重金屬能夠進(jìn)行集中回收處理，電池組可以采用機(jī)械裝置進(jìn)行整體快速更換，線路連接方便。
    6．壽命長(zhǎng)、免維修、制造成本低
    蓄電池的循環(huán)壽命不低于1000次，在使用壽命限定期間內(nèi)，不需要進(jìn)行維護(hù)。

    6.1蓄電池的性能要求
    蓄電池的作用是儲(chǔ)蓄電能，蓄電池在充電過程中，充電時(shí)利用外部的電能使內(nèi)部活性物質(zhì)再生，把電能儲(chǔ)存為化學(xué)能，需要放電時(shí)再次把化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能輸出。各種蓄電池的基本工作原理是：電能一化學(xué)能一電能一化學(xué)能的可逆變換過程，能夠反復(fù)使用，一般將能夠把化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的電池稱為蓄電池。
    20世紀(jì)70年代以來，各種高能蓄電池問世，它們?cè)诒饶芰亢捅裙β史矫嬗泻艽蟮靥岣撸�在第二�?a target="_blank" href="http://www.mqzt.com.cn/article/zt/zt-auto8/index_1.html" class="UBBWordLink">混合動(dòng)力汽車上，大多數(shù)采用了高能蓄電池，但各種高能蓄電池的作用仍然是儲(chǔ)存電能，也仍然是按電能一化學(xué)能一電能一化學(xué)能的可逆變換過程來工作的，能量轉(zhuǎn)換受到“活性物質(zhì)”的局限。高能蓄電池的不斷發(fā)展，使得混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力性能不斷提高，一次充電后的續(xù)駛里程也不斷地延長(zhǎng)，蓄電池主要性能指標(biāo)如下。
    （1）電動(dòng)勢(shì)：外電路斷開，即沒有電流通過電池時(shí)在正負(fù)極間量得的電位差。
    （2）開路電壓：電池在開路時(shí)的端電壓，一般開路電壓與電動(dòng)勢(shì)近似相等。
    （3）額定電壓：電池在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件下工作時(shí)應(yīng)達(dá)到的電壓。
    （4）工作電壓（負(fù)載電壓、放電電壓）：在電池兩端接上負(fù)載后，在放電過程中顯示出的電壓。
    （5）終止電壓：電池在一定標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的放電條件下放電時(shí)，電池的電壓將逐漸降低，當(dāng)電池不宜再繼續(xù)放電時(shí)，電池的最低工作電壓稱為終止電壓。
    2．電池容量（A·h）
    （1）理論容量：根據(jù)蓄電池活性物質(zhì)的特性，按法拉第定律計(jì)算出的最高理論值，一般用質(zhì)量容量（A·h/kg）或體積容量（A·h/L）來表示。
    （2）實(shí)際容量：在一定條件下所能輸出的電量，等于放電電流與放電時(shí)間的乘積。
    （3）標(biāo)稱容量（公稱容量）：用來鑒別電池適當(dāng)?shù)慕�似容量值，由于沒有指定放電條件，因此，只標(biāo)明電池的容量范圍而沒有確切值。
    （4）額定容量（保證容量）：按一定標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的放電條件，電池應(yīng)該放出的最低限度的容量。
    （5）荷電狀態(tài)（（SOC）：是指參加反應(yīng)電池容量的變化。SOC=1即表示電池為充滿狀態(tài)，隨著蓄電池放電，蓄電池的電荷逐漸減少，此時(shí)，可以用SOC的百分?jǐn)?shù)的相對(duì)量來表示蓄電池中電荷的變化狀態(tài)，一般蓄電池放電高效率區(qū)為50%^'80%SOC。對(duì)SOC精確的實(shí)時(shí)辨識(shí)，是電池管理系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。
     3．能量（W·h、kW ．h）
    電池的能量決定電動(dòng)汽車的行駛距離。
    （1）標(biāo)稱能量：按一定標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的條件下，電池所輸出的能量，是電池的額定容量與額定電壓的乘積。
    （2）實(shí)際能量：在一定條件下電池所能輸出的能量，是電池的實(shí)際容量與平均工作電壓的乘積。電池的質(zhì)量包括電池本身結(jié)構(gòu)件質(zhì)量和電解質(zhì)質(zhì)量的總和。
    （3）比能量（W·h/kg）：參與電極反應(yīng)的單位質(zhì)量的電極材料放出電能的大小，通俗的講是指動(dòng)力電池組單位質(zhì)量中所能輸出的能量。表8為各種電池的比能量。

    （4）能量密度（W· h/L）：是指動(dòng)力電池組單位體積中所能輸出的能量。
    4．功率（W、kW）
    在一定的放電制度下，電池在單位時(shí)間內(nèi)所輸出的能量，電池的功率決定混合動(dòng)力汽車的加速性能。
（1）比功率（W/kg）：是指電池單位質(zhì)量中所具有的電能的功率。
（2）功率密度（W/L）：是指電池單位體積中所具有的電能的功率。
    5．電池的內(nèi)阻
    電流通過電池內(nèi)受到的阻力，使電池的電壓降低，此阻力稱電池的內(nèi)阻。由于電池的內(nèi)阻作用，使得電池在放電時(shí)端電壓低于電動(dòng)勢(shì)和開路電壓；在充電時(shí)充電的端電壓高于電動(dòng)勢(shì)和開路電壓。電池的內(nèi)阻越小越好。
    6．循環(huán)次數(shù)（次）
    蓄電池的工作是一個(gè)不斷充電一放電一再充電的循環(huán)過程，按一定標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定放電，當(dāng)電池的容量降到某一個(gè)規(guī)定值以前，就要停止繼續(xù)放電，然后就需要充電才能繼續(xù)使用，在每一個(gè)循環(huán)中，電池中的化學(xué)活性物質(zhì)，要發(fā)生一次可逆性的化學(xué)反應(yīng)。隨著充電和放電次數(shù)的增加，電池中的化學(xué)活性物質(zhì)會(huì)發(fā)生老化變質(zhì)，逐漸削弱其化學(xué)功能，使得電池的充電和放電的效率逐漸降低，最后電池?fù)p失全部功能而報(bào)廢。蓄電池充電和放電的循環(huán)次數(shù)與電池的充電和放電的形式、電池的溫度和放電深度有關(guān)，放電深度“淺”時(shí)，有利于延長(zhǎng)電池的壽命。特別是電池在混合動(dòng)力汽車上的使用環(huán)境，包括電池組中各個(gè)電池的均衡性、安裝、固定方式、所受的振動(dòng)和線路的安裝等，都會(huì)影響電池的工作循環(huán)次數(shù)，最后完全喪失其充電和放電的功能而報(bào)廢。
    7．使用年限（年）
電池除了以循環(huán)次數(shù)表示使用時(shí)間外，通常還要用電池的使用年限來表示電池的壽命。
    8．放電速率（放電率）
    一般用電池在放電時(shí)的時(shí)間或放電電流與額定電流的比例來表示。
    （1）時(shí)率：電池以某種電流強(qiáng)度放電直到電池的電壓降低到終止電壓時(shí)，所經(jīng)過的放電時(shí)間。
    （2）倍率：電池以某種電流強(qiáng)度放電的數(shù)值為額定容量數(shù)值的倍數(shù)。
    9．自放電率
    由于電池的局部作用造成的電池容量的消耗，容量損失與擱置之前的容量之比，叫做蓄電池的自由放電率，自放電率用單位時(shí)間（月／年）內(nèi)電池容量下降的百分?jǐn)?shù)來表示。
    10．成本
    電池的成本是與電池的技術(shù)含量、材料、制作方法和生產(chǎn)規(guī)模有關(guān)，目前新開發(fā)的高比能量的電池成本較高，使得混合動(dòng)力汽車的造價(jià)也較高，開發(fā)和研制高效、低成本的電池是電動(dòng)汽車發(fā)展的關(guān)鍵。
除上述主要性能指標(biāo)外，還要求電池?zé)o毒性，對(duì)周圍環(huán)境不會(huì)造成污染或腐蝕，使用安全，有良好的充電性能，充電操作方便，耐振動(dòng)，無記憶性，對(duì)環(huán)境溫度變化不敏感，易于調(diào)整和維護(hù)等。

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