电动汽车锂电池充电原理

⑴ 锂离子电池的工作原理是怎样的它是如何充放电的

一、发展及分类

“锂电池”，是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。

锂电池最早期应用在心脏起搏器中。锂电池的自放电率极低，放电电压平缓等优点，使得植入人体的起搏器能够长期运作而不用重新充电。锂电池一般有高于3.0伏的标称电压，更适合作集成电路电源。二氧化锰电池，就广泛用于计算器，数码相机、手表中。

为了开发出性能更优异的品种，人们对各种材料进行了研究，从而制造出前所未有的产品。

1912年锂金属电池最早由Gilbert N. Lewis提出并研究。

20世纪70年代时，M. S. Whittingham提出并开始研究锂离子电池。

1992年Sony成功开发锂离子电池。它的实用化，使人们的移动电话、笔记本、计算器等携带型电子设备的重量和体积大大减小。

由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。随着科学技术的发展，锂电池已经成为了主流。

锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。

锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生，其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制，只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池。

二、工作原理

1. 锂金属电池

一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。

放电反应：Li+MnO2=LiMnO2

2.锂离子电池：

锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。

充电正极上发生的反应为

LiCoO2=Li(1-x)CoO2+xLi++xe-(电子)

充电负极上发生的反应为

6C+xLi++xe-= LixC6

充电电池总反应：LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6

三、特征

高能量密度锂离子电池的重量是相同容量的镍镉或镍氢电池的一半，体积是镍镉的20-30%，镍氢的35-50%。

高电压一个锂离子电池单体的工作电压为3.7V（平均值），相当于三个串联的镍镉或镍氢电池。

无污染锂离子电池不含有诸如镉、铅、汞之类的有害金属物质。

不含金属锂锂离子电池不含金属锂，因而不受飞机运输关于禁止在客机携带锂电池等规定的限制。

循环寿命高在正常条件下，锂离子电池的充放电周期可超过500次，磷酸亚铁锂则可以达到2000次。

无记忆效应记忆效应是指镍镉电池在充放电循环过程中，电池的容量减少的现象。锂离子电池不存在这种效应。

快速充电使用额定电压为4.2V的恒流恒压充电器，可以使锂离子电池在1.5-2.5个小时内就充满电；而新开发的磷铁锂电池，已经可以在35分钟内充满电。

三、优缺点分析

1．优点

（1）能量比较高。具有高储存能量密度，已达到460-600Wh/kg，是铅酸电池的约6-7倍；

（2）使用寿命长，使用寿命可达到6年以上，磷酸亚铁锂为正极的电池1C（100%DOD）充放电，有可以使用10,000次的记录；

（3）额定电压高（单体工作电压为3.7V或3.2V），约等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压，便于组成电池电源组；锂电池可以通过一种新型的锂电池调压器的技术，将电压调至3.0V，以适合小电器的使用。

（4）具备高功率承受力，其中电动汽车用的磷酸亚铁锂锂离子电池可以达到15-30C充放电的能力，便于高强度的启动加速；

（5）自放电率很低，这是该电池最突出的优越性之一，一般可做到1%/月以下，不到镍氢电池的1/20；

（6）重量轻，相同体积下重量约为铅酸产品的1/6-1/5；

（7）高低温适应性强，可以在-20℃--60℃的环境下使用，经过工艺上的处理，可以在-45℃环境下使用；

（8）绿色环保，不论生产、使用和报废，都不含有、也不产生任何铅、汞、镉等有毒有害重金属元素和物质。

（9）生产基本不消耗水，对缺水的我国来说，十分有利。

比能量指的是单位重量或单位体积的能量。比能量用Wh/kg或Wh/L来表示。Wh是能量的单位，W是瓦、h是小时；kg是千克(重量单位)，L是升（体积单位）。

2.缺点

1．锂原电池均存在安全性差，有发生爆炸的危险。

2．钴酸锂的锂离子电池不能大电流放电，价格昂贵，安全性较差。

3．锂离子电池均需保护线路，防止电池被过充过放电。

4．生产要求条件高，成本高。

5．使用条件有限制，高低温使用危险大。

⑵ 电动车铅酸蓄电池的充电原理是什么

如果一天的骑行的里程大于或等于50%，那就得天天充电（确定不再使用后）
如果你骑行的路程小于续行里程的30%，你可以选择两天充一次电，如果更少，可以适当延长，但不能超过3天。同样应适当延长充电时间2小时左右。使用的时候坐到额定里程的50%－80%再充电。不宜频繁地给电池充电，频繁给电池充电会加重电池正极板上地活性物质软化脱落，还会导致板栅腐蚀加快。或许有人会问，使用后不是要及时充电吗，否则容易造成硫化。没错，但是：浅放电时，里面的硫酸铅浓度不会很大，结晶比较慢，比较少，还没成为大结晶，比较可以用方法来去除硫化。比如充电时彩用正负脉冲，过充电法等。而且我们增长的浮充的时间，可以对硫化的电池有一定的防止作用。
首次充电一般12小时左右，其它正常充电延长2小时左右就行.不要听信售后说用完就充，那电池一般用一年没问题，但对电池不好，1年后就不好说了，售后也不管了！

⑶ 新能源汽车中铅酸蓄电池的提供动力原理

该电池用金属铅作为负极，用氧化铅作为正极。电池在放电过程中，正负两极都会有硫酸铅生成，硫酸在电解质溶液中既作为反应过程的反应物，也是反应过程的生成物。

⑷ 电动汽车充电机的工作原理

（1）充电机没有与动力蓄电池总成建立连接时，充电机经过自检后自动初始化为常规控制充电方式（可选择手动、IC卡或充电机监控系统操作方式）。充电机采用手动操作时，应具有明确的操作指导信息。
（2）充电机与动力蓄电池总成建立连接后，通过通信获得动力蓄电池总成的充电信息，自动初始化为动力蓄电池总成ECU自动控制方式（简称自动控制充电方式）。
充电机的充电效率和功率因数
交流输入隔离型AC-DC充电机的输出电压为额定电压的50%～100%，并且输出电流为额定电流时，功率因数应大于0.85，效率应大于等于90%。直流输入非隔离型DC-DC充电机的效率待定。

⑸ 新能源汽车有电池快充，电池快充的原理是什么呢

电动汽车那它的能源就来自于电池，车辆充电的速度，关系到车辆使用体验以及电池的使用寿命，对于新能源汽车电动汽车充电效率来讲的话，充电机功率、电池充电特性和温度都是紧密相关的，对于现在的电动汽车来说的话，细心观察的话在电动汽车上面会有两个充电口，一直是直流充电口和交流充电口，对于电动汽车来说，快速充电是怎么进行工作的呢？

简单来说，直流快充系统对系统的外部配电盒有电气和安全性的要求，较高的直流快充系统，对电池系统的热管理能力也有新的要求标准。

⑹ 电动汽车中，快速充电和慢速充电的原理是什么

所谓家用交流电慢充，就是在现有居民供电体系的基础上（采用单相220V或三相380V），使用5-10kW功率量级的充电器（其实就是一个交流转直流，输出电压未必低），转换成直流，对汽车内电池充电。这里面，关键在于：
1、尽可能利用用电低谷，可以降低对电网冲击，也可以通过峰谷电价的优惠降低用户的花费：这个可以通过定时器解决
2、功率不能过大，充电速度不用快。以5-8小时能充足就够了。要考虑居民区线路的承受能力。新建小区，貌似单相40A，三相65A?
这个充电器，一般在用户这里，可以放在车上，也可以安装在用户家中。

目前，电动汽车绝大部分采用锂电池，采用串并联达到指定的容量。电池制造过程中的离散，使用时的偏差，让每个电池单元指标不一。长久以往，电池工作状态偏离严重，少部分电池容量衰退更快，电池组容量跟随“最短的木板”而急剧下降，最终报废。所以必须有均衡电路
实际使用中，很有可能电路控制，在正常情况下，让每节单体电池工作在20%-80%的容量范围里，以达到更高的循环次数。（甚至有可能是一节20AH的电池当作12AH的电池单元计算容量）
在这个容量区间，单体电池可以承受很高的充电电流（例如2C），就保证了可以使用大电流的恒流充电快速恢复电池电量。

⑺ 汽车电瓶充电的原理及过程

1、汽车电瓶充电的工作原理就是把化学能转化为电能。

2、汽车电瓶充电的过程：充电时电能转化为化学能，放电时化学能转化为电能。电池放电时，金属铅是负极，被氧化成硫酸铅；二氧化铅是正极，被还原成硫酸铅。当电池用直流电充电时，两极分别产生铅和二氧化铅。切断电源后，它会恢复到预放电状态，并形成化学电池。

铅酸蓄电池是可以重复充电和放电的蓄电池。它们被称为二次电池。它的电压是2V。通常三个铅酸蓄电池串联在一起。电压是6伏。这辆车用6节铅酸电池串联成12伏电池组。普通铅酸蓄电池在一段时间后应补充硫酸，以保持电解液中含有22-28%的稀硫酸。

(7)电动汽车锂电池充电原理扩展阅读：

汽车电瓶的保养方法：

1、切忌亏电存放。当电池供不应求时，容易产生硫酸盐。硫酸铅晶体附着在极板上，堵塞离子通道，导致充电不足和电池容量下降。缺电状态的空闲时间越长，电池损坏越严重。当电池闲置时，应每月充电一次，以延长电池的使用寿命。

2、要定期检验。在使用过程中，如果电动自行车的行驶距离在短时间内突然下降超过10公里，电池组中可能至少有一块电池会出现断网、软化板、板活性物质脱落等短路现象，等此时，应及时到专业的电池维修机构进行检查、维修或配套。

3、勿大电流放电。电动自行车在起步、载人、上坡时，最好使用踏板辅助，尽量避免瞬间大电流放电。大电流放电容易导致硫酸铅结晶，破坏电池板的物理性能。

⑻ 电动车电池充电器工作原理

电动车电池充电器工作原理为蓄电池放电。

充电器充电就是在蓄电池放电后，按与放电电流相反的方向用直流电通过蓄电池，使电能在蓄电池内转化为化学能储存起来，恢复其工作能力，这个过程叫做蓄电池充电。

蓄电池的充电方式有恒流充电和恒压充电两种方式。蓄电池的充电电压必须高于蓄电池的总电动势。其充电方法是：将蓄电池负极与电源负极相连，蓄电池正极与电源正极相连。

(8)电动汽车锂电池充电原理扩展阅读：

电动自行车的充电器一般采用开关电源充电器，分为二阶段充电模式和三阶段充电模式两种。

二阶段充电模式即恒压充电，它是将充电过程分为恒流、恒压两个充电阶段，充电电流随蓄电池电压上升而逐渐减少。当蓄电池电量上升到一定程度时，再转为恒压充电，使蓄电池内的电压缓慢上升；

当蓄电池的电压达到充电器的充电终止电压（不同的充电方式，电压不一样，多段式充电方式的终止电压一般为41.4V，恒压式充电方式一般为43.8~44.4V）时，再转为涓流充电，即浮充，这样可以有效的保护蓄电池，延长蓄电池的使用寿命。电动车普遍采用三阶段式充电。

⑼ 家用电220V如何为72V的动力电池充电原理纯电动汽车

车辆上配备了车载充电机，车载充电机的作用就是讲220V的交流电先进行整流变成直流电，然后通过升压或降压转换器转成动力电池所需要的直流电压。

⑽ 新能源汽车锂电池快充与慢充电路上有什么区别

不能算业内的,就个人了解,先初步写一下,今后补充。所谓家用交流电慢充,就是在现有居民供电体系的基础上(采用单相220V或三相380V),使用5-10kW功率量级的充电器(其实就是一个交流转直流,输出电压未必低),转换成直流,对汽车内电池充电。这里面,关键在于:1、尽可能利用用电低谷,可以降低对电网冲击,也可以通过峰谷电价的优惠降低用户的花费:这个可以通过定时器解决2、功率不能过大,充电速度不用快。以5-8小时能充足就够了。要考虑居民区线路的承受能力。新建小区,貌似单相40A,三相65A?这个充电器,一般在用户这里,可以放在车上,也可以安装在用户家中。所谓快速充电桩,往往安装在公共场合,其目的是让待充电车辆在较短时间(1-2H)内,补充50-60%以上的电能(当然最理想是1分钟补充80%以上,但是电池技术(含电池组均衡技术)、输配电技术尤其是散热技术做不到.现在大部分是在公用停车场固定的380V充电器,用专门的线路,可以提供更高的功率(例如20kW以上)的较大电流充电也有是集中的高压(10kV)引入,转换成直流电,接入大型蓄电池组(可以采用钠硫电池钒电池等)。这样可以提供更高的充电电流,并防止接入时对电网的冲击(当然,需要充电接口的支持)=====假设充电电压400V,充电功率20kW,充电电流就高达50A。如果接触电阻0.1欧姆,那么接触点由于接触不良产生的功率就高达250W。时间一长,什么都可能发生.所以充电接口很重要,充电电压不能低,充电电流不能过大。=====充电接口设计上,还要考虑计费(尤其是公用充电桩),最理想的就是和车内线路连接,直接从SamrtCard里扣款。===========目前,电动汽车绝大部分采用锂电池,采用串并联达到指定的容量。电池制造过程中的离散,使用时的偏差,让每个电池单元指标不一。长久以往,电池工作状态偏离严重,少部分电池容量衰退更快,电池组容量跟随“最短的木板”而急剧下降,最终报废。所以必须有均衡电路实际使用中,很有可能电路控制,在正常情况下,让每节单体电池工作在20%-80%的容量范围里,以达到更高的循环次数。(甚至有可能是一节20AH的电池当作12AH的电池单元计算容量)在这个容量区间,单体电池可以承受很高的充电电流(例如2C),就保证了可以使用大电流的恒流充电快速恢复电池电量。