混合动力车蓄电池应用

liming21

蓄电池模型

      在混合动力汽车中,储能元件起着向电动机供能以及向动力传动系输出峰值功率的作用,另外还接收回收制动能量并将其存储起来。能量回收对提高混合动力汽车的总效率是非常有意义的,可以大大减少车辆驱动能量的需求量。因此在混合动力汽车上要求储能装置应在长时间内能够接收制动功率,为使储能装置不致
太庞大和过重,要求其应具有比较高的比功率和比能量。同时混合动力汽车上的储能元件需要频繁地充放电,因此还要求它的充放电特性较好,自放电率较低,输
出效率较高,其使用寿命即循环充放电的次数应较长。另外为降低整车的价格,储能元件的成本亦不能太高。

目前应用较为广泛的储能装置有飞轮电池、超级电容、电化学电池、燃料电池四种。飞轮电池具有2~4 kw瓜g的比功率和125w叭g的比能量并且几乎免维护
,具有较低的寿命周期成本,使之十分适合作重型卡车混合动力传动系的储能元件[46],目前,飞轮电池难以推广应用的原因是其昂贵的价格以及使用过程中的安
全可靠性能。而超级电容由于其比能量较低,只适合于比能量需求较低的轻度混合动力汽车[47]。当前在中度及其以上的混合动力汽车中使用较多、技术较为成熟的是电化学电池即蓄电池。对于混合动力机车,理想的蓄电池应该具有高能量密度、高功率密度、较长的充放电循环寿命、价格低廉、性能优良等。目前,主要解决的问题是如何更加准确的测量电池容量以及电池工作时的剩余电量。通常用Ah来表示电池容量,它是在特定条件下的电流的总和。剩余电量是一种无量纲参数,它表示电池中还有多少电量剩余,并以整个电池容量的百分比的形式表达出来。另一个关键参数是能量比,也就是在电池内部,每单位质量能存储多少电能,我们通常用wh/kg表示。能量比直接影响电池的大小,同样决定了纯电力机车的体积。对于混合动力汽车而言,能量比(用w/kg表示)显得更加重要
,它与加速状态以及汽车本身可以承受的性能有关。

电池由三部分组成:在两个电极出产生反应,使电子经过外负载电路进行循环;在正负极之间,存在某种媒质作为离子的传送机构。阴极产生还原反应的电极
(得到电子),当放电时,它为正极,当充电时,它又变为负极。阳极产生氧化反应(失去电子)。当放电时,它为负极,当充电时,它又变为正极。应用于汽车中的电池都是可充电蓄电池。目前,常见的几种蓄电池为(l)铅酸电池,(2)镍锡蓄电池,(3)镍氢电池,(4)铿离子电池。

铅酸电池的正极是二氧化铅(PbOZ),而负极为铅,电解质是稀硫酸溶液。它是汽车储能动力源中较为成熟的一种,它的能量比一般为3小40wh般g,功率比一
般为150一20ow瓜g,循环使用寿命一般为500一700次。它具有可靠性高、原料易得、价格便宜等优点,功率比也较高,被广泛应用在传统机车的12V线路结构中。同时,由于它基本上能满足混合动力汽车加速度和爬坡要求,也被应用在一些混合动力机车当中,如Audi Duo。但是,常规的铅酸电池能量比低、难于快速充电
、使用寿命不够长。另外,过放电和过充电时,铅酸电池的使用寿命将显著缩短;深度放电以及环境温度也对电池性能影响很大。这限制了它在纯电力机车和
混合动力汽车上的广泛应用。

镍福电池的正极为Cd,负极为Ni,电解质为KOH。与铅蓄电池相比,它有更高的能量密度和循环使用寿命。这个特点也使其应用在某些纯电力机车当中,如
Citrocn,Peugeot。同时,与铅蓄电池相比,它的价格比较高且能量密度较低,这也限制了它在混合动力汽车当中的应用。最限制它在混合动力汽车中的应用是它
的“记忆效应”,即电池容量的暂时丢失。当电池未被充满就投入工作时,这种情况常常发生,这大大缩短了电池的寿命。镍
氢电池的正极为镍氧化物,负极为氢载体合金存储的氢,电解质为氢氧化钾。具有很好的耐过充电特性,良好的使用安全性和充放电效率,更重要的是该电
池的反应物中无溶解析出物。与镍福电池相比,它的价格比较高,而且循环寿命较低(但要比铅蓄电池高),但它的能量密度和功率密度都比较高,而且镍氢电
池的记忆效应仅仅在某种特定的条件下刁‘会产生。基于以上原因,镍氢电池已经成功角于纯电力机车和最近推出的混合动力机车当中,如:Toyota Prius,FiatM
ultipla,Honda msight,CitroenD邓active and Dynavolt,Ford EseaPe

圆周率

学习完后，对我重新理解制动能量回收有所帮助；谢谢分享。

sq123456789

好东西，好东西，好东西，好东西，好东西，好东西，谢谢

ht1986

少点电池计算的啊