電動汽車鋰電池充電原理

⑴ 鋰離子電池的工作原理是怎樣的它是如何充放電的

一、發展及分類

「鋰電池」，是一類由鋰金屬或鋰合金為正/負極材料、使用非水電解質溶液的電池。

鋰電池最早期應用在心臟起搏器中。鋰電池的自放電率極低，放電電壓平緩等優點，使得植入人體的起搏器能夠長期運作而不用重新充電。鋰電池一般有高於3.0伏的標稱電壓，更適合作集成電路電源。二氧化錳電池，就廣泛用於計算器，數碼相機、手錶中。

為了開發出性能更優異的品種，人們對各種材料進行了研究，從而製造出前所未有的產品。

1912年鋰金屬電池最早由Gilbert N. Lewis提出並研究。

20世紀70年代時，M. S. Whittingham提出並開始研究鋰離子電池。

1992年Sony成功開發鋰離子電池。它的實用化，使人們的行動電話、筆記本、計算器等攜帶型電子設備的重量和體積大大減小。

由於鋰金屬的化學特性非常活潑，使得鋰金屬的加工、保存、使用，對環境要求非常高。隨著科學技術的發展，鋰電池已經成為了主流。

鋰電池大致可分為兩類：鋰金屬電池和鋰離子電池。

鋰離子電池不含有金屬態的鋰，並且是可以充電的。可充電電池的第五代產品鋰金屬電池在1996年誕生，其安全性、比容量、自放電率和性能價格比均優於鋰離子電池。由於其自身的高技術要求限制，只有少數幾個國家的公司在生產這種鋰金屬電池。

二、工作原理

1. 鋰金屬電池

一般是使用二氧化錳為正極材料、金屬鋰或其合金金屬為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。

放電反應：Li+MnO2=LiMnO2

2.鋰離子電池：

鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負極材料、使用非水電解質的電池。

充電正極上發生的反應為

LiCoO2=Li(1-x)CoO2+xLi++xe-(電子)

充電負極上發生的反應為

6C+xLi++xe-= LixC6

充電電池總反應：LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6

三、特徵

高能量密度鋰離子電池的重量是相同容量的鎳鎘或鎳氫電池的一半，體積是鎳鎘的20-30%，鎳氫的35-50%。

高電壓一個鋰離子電池單體的工作電壓為3.7V（平均值），相當於三個串聯的鎳鎘或鎳氫電池。

無污染鋰離子電池不含有諸如鎘、鉛、汞之類的有害金屬物質。

不含金屬鋰鋰離子電池不含金屬鋰，因而不受飛機運輸關於禁止在客機攜帶鋰電池等規定的限制。

循環壽命高在正常條件下，鋰離子電池的充放電周期可超過500次，磷酸亞鐵鋰則可以達到2000次。

無記憶效應記憶效應是指鎳鎘電池在充放電循環過程中，電池的容量減少的現象。鋰離子電池不存在這種效應。

快速充電使用額定電壓為4.2V的恆流恆壓充電器，可以使鋰離子電池在1.5-2.5個小時內就充滿電；而新開發的磷鐵鋰電池，已經可以在35分鍾內充滿電。

三、優缺點分析

1．優點

（1）能量比較高。具有高儲存能量密度，已達到460-600Wh/kg，是鉛酸電池的約6-7倍；

（2）使用壽命長，使用壽命可達到6年以上，磷酸亞鐵鋰為正極的電池1C（100%DOD）充放電，有可以使用10,000次的記錄；

（3）額定電壓高（單體工作電壓為3.7V或3.2V），約等於3隻鎳鎘或鎳氫充電電池的串聯電壓，便於組成電池電源組；鋰電池可以通過一種新型的鋰電池調壓器的技術，將電壓調至3.0V，以適合小電器的使用。

（4）具備高功率承受力，其中電動汽車用的磷酸亞鐵鋰鋰離子電池可以達到15-30C充放電的能力，便於高強度的啟動加速；

（5）自放電率很低，這是該電池最突出的優越性之一，一般可做到1%/月以下，不到鎳氫電池的1/20；

（6）重量輕，相同體積下重量約為鉛酸產品的1/6-1/5；

（7）高低溫適應性強，可以在-20℃--60℃的環境下使用，經過工藝上的處理，可以在-45℃環境下使用；

（8）綠色環保，不論生產、使用和報廢，都不含有、也不產生任何鉛、汞、鎘等有毒有害重金屬元素和物質。

（9）生產基本不消耗水，對缺水的我國來說，十分有利。

比能量指的是單位重量或單位體積的能量。比能量用Wh/kg或Wh/L來表示。Wh是能量的單位，W是瓦、h是小時；kg是千克(重量單位)，L是升（體積單位）。

2.缺點

1．鋰原電池均存在安全性差，有發生爆炸的危險。

2．鈷酸鋰的鋰離子電池不能大電流放電，價格昂貴，安全性較差。

3．鋰離子電池均需保護線路，防止電池被過充過放電。

4．生產要求條件高，成本高。

5．使用條件有限制，高低溫使用危險大。

⑵ 電動車鉛酸蓄電池的充電原理是什麼

如果一天的騎行的里程大於或等於50%，那就得天天充電（確定不再使用後）
如果你騎行的路程小於續行里程的30%，你可以選擇兩天充一次電，如果更少，可以適當延長，但不能超過3天。同樣應適當延長充電時間2小時左右。使用的時候坐到額定里程的50%－80%再充電。不宜頻繁地給電池充電，頻繁給電池充電會加重電池正極板上地活性物質軟化脫落，還會導致板柵腐蝕加快。或許有人會問，使用後不是要及時充電嗎，否則容易造成硫化。沒錯，但是：淺放電時，裡面的硫酸鉛濃度不會很大，結晶比較慢，比較少，還沒成為大結晶，比較可以用方法來去除硫化。比如充電時彩用正負脈沖，過充電法等。而且我們增長的浮充的時間，可以對硫化的電池有一定的防止作用。
首次充電一般12小時左右，其它正常充電延長2小時左右就行.不要聽信售後說用完就充，那電池一般用一年沒問題，但對電池不好，1年後就不好說了，售後也不管了！

⑶ 新能源汽車中鉛酸蓄電池的提供動力原理

該電池用金屬鉛作為負極，用氧化鉛作為正極。電池在放電過程中，正負兩極都會有硫酸鉛生成，硫酸在電解質溶液中既作為反應過程的反應物，也是反應過程的生成物。

⑷ 電動汽車充電機的工作原理

（1）充電機沒有與動力蓄電池總成建立連接時，充電機經過自檢後自動初始化為常規控制充電方式（可選擇手動、IC卡或充電機監控系統操作方式）。充電機採用手動操作時，應具有明確的操作指導信息。
（2）充電機與動力蓄電池總成建立連接後，通過通信獲得動力蓄電池總成的充電信息，自動初始化為動力蓄電池總成ECU自動控制方式（簡稱自動控制充電方式）。
充電機的充電效率和功率因數
交流輸入隔離型AC-DC充電機的輸出電壓為額定電壓的50%～100%，並且輸出電流為額定電流時，功率因數應大於0.85，效率應大於等於90%。直流輸入非隔離型DC-DC充電機的效率待定。

⑸ 新能源汽車有電池快充，電池快充的原理是什麼呢

電動汽車那它的能源就來自於電池，車輛充電的速度，關繫到車輛使用體驗以及電池的使用壽命，對於新能源汽車電動汽車充電效率來講的話，充電機功率、電池充電特性和溫度都是緊密相關的，對於現在的電動汽車來說的話，細心觀察的話在電動汽車上面會有兩個充電口，一直是直流充電口和交流充電口，對於電動汽車來說，快速充電是怎麼進行工作的呢？

簡單來說，直流快充系統對系統的外部配電盒有電氣和安全性的要求，較高的直流快充系統，對電池系統的熱管理能力也有新的要求標准。

⑹ 電動汽車中，快速充電和慢速充電的原理是什麼

所謂家用交流電慢充，就是在現有居民供電體系的基礎上（採用單相220V或三相380V），使用5-10kW功率量級的充電器（其實就是一個交流轉直流，輸出電壓未必低），轉換成直流，對汽車內電池充電。這裡面，關鍵在於：
1、盡可能利用用電低谷，可以降低對電網沖擊，也可以通過峰谷電價的優惠降低用戶的花費：這個可以通過定時器解決
2、功率不能過大，充電速度不用快。以5-8小時能充足就夠了。要考慮居民區線路的承受能力。新建小區，貌似單相40A，三相65A?
這個充電器，一般在用戶這里，可以放在車上，也可以安裝在用戶家中。

目前，電動汽車絕大部分採用鋰電池，採用串並聯達到指定的容量。電池製造過程中的離散，使用時的偏差，讓每個電池單元指標不一。長久以往，電池工作狀態偏離嚴重，少部分電池容量衰退更快，電池組容量跟隨「最短的木板」而急劇下降，最終報廢。所以必須有均衡電路
實際使用中，很有可能電路控制，在正常情況下，讓每節單體電池工作在20%-80%的容量范圍里，以達到更高的循環次數。（甚至有可能是一節20AH的電池當作12AH的電池單元計算容量）
在這個容量區間，單體電池可以承受很高的充電電流（例如2C），就保證了可以使用大電流的恆流充電快速恢復電池電量。

⑺ 汽車電瓶充電的原理及過程

1、汽車電瓶充電的工作原理就是把化學能轉化為電能。

2、汽車電瓶充電的過程：充電時電能轉化為化學能，放電時化學能轉化為電能。電池放電時，金屬鉛是負極，被氧化成硫酸鉛；二氧化鉛是正極，被還原成硫酸鉛。當電池用直流電充電時，兩極分別產生鉛和二氧化鉛。切斷電源後，它會恢復到預放電狀態，並形成化學電池。

鉛酸蓄電池是可以重復充電和放電的蓄電池。它們被稱為二次電池。它的電壓是2V。通常三個鉛酸蓄電池串聯在一起。電壓是6伏。這輛車用6節鉛酸電池串聯成12伏電池組。普通鉛酸蓄電池在一段時間後應補充硫酸，以保持電解液中含有22-28%的稀硫酸。

(7)電動汽車鋰電池充電原理擴展閱讀：

汽車電瓶的保養方法：

1、切忌虧電存放。當電池供不應求時，容易產生硫酸鹽。硫酸鉛晶體附著在極板上，堵塞離子通道，導致充電不足和電池容量下降。缺電狀態的空閑時間越長，電池損壞越嚴重。當電池閑置時，應每月充電一次，以延長電池的使用壽命。

2、要定期檢驗。在使用過程中，如果電動自行車的行駛距離在短時間內突然下降超過10公里，電池組中可能至少有一塊電池會出現斷網、軟化板、板活性物質脫落等短路現象，等此時，應及時到專業的電池維修機構進行檢查、維修或配套。

3、勿大電流放電。電動自行車在起步、載人、上坡時，最好使用踏板輔助，盡量避免瞬間大電流放電。大電流放電容易導致硫酸鉛結晶，破壞電池板的物理性能。

⑻ 電動車電池充電器工作原理

電動車電池充電器工作原理為蓄電池放電。

充電器充電就是在蓄電池放電後，按與放電電流相反的方向用直流電通過蓄電池，使電能在蓄電池內轉化為化學能儲存起來，恢復其工作能力，這個過程叫做蓄電池充電。

蓄電池的充電方式有恆流充電和恆壓充電兩種方式。蓄電池的充電電壓必須高於蓄電池的總電動勢。其充電方法是：將蓄電池負極與電源負極相連，蓄電池正極與電源正極相連。

(8)電動汽車鋰電池充電原理擴展閱讀：

電動自行車的充電器一般採用開關電源充電器，分為二階段充電模式和三階段充電模式兩種。

二階段充電模式即恆壓充電，它是將充電過程分為恆流、恆壓兩個充電階段，充電電流隨蓄電池電壓上升而逐漸減少。當蓄電池電量上升到一定程度時，再轉為恆壓充電，使蓄電池內的電壓緩慢上升；

當蓄電池的電壓達到充電器的充電終止電壓（不同的充電方式，電壓不一樣，多段式充電方式的終止電壓一般為41.4V，恆壓式充電方式一般為43.8~44.4V）時，再轉為涓流充電，即浮充，這樣可以有效的保護蓄電池，延長蓄電池的使用壽命。電動車普遍採用三階段式充電。

⑼ 家用電220V如何為72V的動力電池充電原理純電動汽車

車輛上配備了車載充電機，車載充電機的作用就是講220V的交流電先進行整流變成直流電，然後通過升壓或降壓轉換器轉成動力電池所需要的直流電壓。

⑽ 新能源汽車鋰電池快充與慢充電路上有什麼區別

不能算業內的,就個人了解,先初步寫一下,今後補充。所謂家用交流電慢充,就是在現有居民供電體系的基礎上(採用單相220V或三相380V),使用5-10kW功率量級的充電器(其實就是一個交流轉直流,輸出電壓未必低),轉換成直流,對汽車內電池充電。這裡面,關鍵在於:1、盡可能利用用電低谷,可以降低對電網沖擊,也可以通過峰谷電價的優惠降低用戶的花費:這個可以通過定時器解決2、功率不能過大,充電速度不用快。以5-8小時能充足就夠了。要考慮居民區線路的承受能力。新建小區,貌似單相40A,三相65A?這個充電器,一般在用戶這里,可以放在車上,也可以安裝在用戶家中。所謂快速充電樁,往往安裝在公共場合,其目的是讓待充電車輛在較短時間(1-2H)內,補充50-60%以上的電能(當然最理想是1分鍾補充80%以上,但是電池技術(含電池組均衡技術)、輸配電技術尤其是散熱技術做不到.現在大部分是在公用停車場固定的380V充電器,用專門的線路,可以提供更高的功率(例如20kW以上)的較大電流充電也有是集中的高壓(10kV)引入,轉換成直流電,接入大型蓄電池組(可以採用鈉硫電池釩電池等)。這樣可以提供更高的充電電流,並防止接入時對電網的沖擊(當然,需要充電介面的支持)=====假設充電電壓400V,充電功率20kW,充電電流就高達50A。如果接觸電阻0.1歐姆,那麼接觸點由於接觸不良產生的功率就高達250W。時間一長,什麼都可能發生.所以充電介面很重要,充電電壓不能低,充電電流不能過大。=====充電介面設計上,還要考慮計費(尤其是公用充電樁),最理想的就是和車內線路連接,直接從SamrtCard里扣款。===========目前,電動汽車絕大部分採用鋰電池,採用串並聯達到指定的容量。電池製造過程中的離散,使用時的偏差,讓每個電池單元指標不一。長久以往,電池工作狀態偏離嚴重,少部分電池容量衰退更快,電池組容量跟隨「最短的木板」而急劇下降,最終報廢。所以必須有均衡電路實際使用中,很有可能電路控制,在正常情況下,讓每節單體電池工作在20%-80%的容量范圍里,以達到更高的循環次數。(甚至有可能是一節20AH的電池當作12AH的電池單元計算容量)在這個容量區間,單體電池可以承受很高的充電電流(例如2C),就保證了可以使用大電流的恆流充電快速恢復電池電量。