电动汽车用铅酸蓄电池
动力电池分类及使用情况
动力电池分类及使用情况一、铅酸电池它是目前电动汽车使用最为广泛的电池，据不完全统计，在已经生产的电动汽车上，使用铅酸蓄电池的比例占到90%，这主要得益于它的众多优点：发展历史悠久，技术较为成熟，比功率较大，循环寿命也可达800~1000次左右，且成本较低。
不过，铅酸电池比能量却很低，仅为40W·h/kg左右，快速充电技术也尚未成熟(一般慢充都在8小时以上)，而且污染严重。
二、锂离子电池它的比能量和比功率都很高，可分别达150W·h/kg和1600W/kg，循环寿命长，约为1200次，而且充电时间较短，为2~4h，使用电压可达到4V，使用安全性也相对较好。
但是锂离子电池价格较高，快充放电性能差，存在过充、放电保护问题，影响了锂电池的进一步应用和发展。
三、镍氢电池镍氢电池目前主要应用于混合电动车，但性能不能满足目前纯电动汽车和插电式混合动力汽车的需求，此类电动车需200公里以上的行驶里程，是镍氢电池提供的纯电动里程的10倍。
虽然燃料电池的性能很好，但是技术难度大。
按工作性质和储存方式可将电池分为4类：（1）一次电池,一次电池也称原电池，是指放电后不能用充电方法使它恢复到放电前状态的一类电池。
即一次电池只能使用一次。
常见的一次电池有锌锰电池、锌银电池、锂二氧化锰电池等。
（2）二次电池,二次电池也称蓄电池，电池放电后可用充电方法使活性物质恢复到放电以前状态，从而能够再次放电，充放电过程能重复。
常见的二次电池有镍镉电池，铅酸电池、金属氰化物镍电池、锂离子电池等。
（3）储备电池,储备电池也称激活电池，在储存期间，电解质和电极活性物质分离或电解质处于惰性状态，使用前注入电解质或通过其他方式使电池激活，电池立即开始工作。
常见的储备电池有锌银电池、热电池、镁氯化铜电池等。
（4）燃料电池,燃料电池也称为连续电池，电池中的电极材料是惰性的，是活性物质进行电化学反应的场所，而正、负极活性物质分别储存在电池体外，当活性物质连续不断地注入电池时，电池就能不断地输出电能。
新能源汽车用铅酸蓄电池探究
ｂ ｔ ｒ ， ｈ ｄ ｆ ｐ ｒ ｔ ｎ ｏ ｌ ｃｒ ｅ ｉｌ ｓａ ｄ ｔ ｅｄ ｖ ｌｐ ｎ ｉｅ ｔ ｎ ｏ ｔ ｅ ｐ ｗｅ ａ — ｃ ｄ ａｔｙ ｔ ｅｍｏ ｅｏ ｅ ａ ｉ ｆ ｅ ｔ ｃ ｖ ｈ ｃｅ ｎ ｈ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｒ ｃｉ ｆ ｅ ｏ ｏ ｅ ｉ ｄ ｏ ｍｏｉ ｏ ｒｌ ｄ ａ ｉ ｖ ｅ
新能源汽车用铅酸蓄 电池探 究
马永泉 １ ７ 刘孝伟 陈体衔 周龙瑞 ， ，
（． 江超威 新 能源技 术研 究 院 ，浙 江 长兴 ３３ ０ ；２ 威 电源有 限公 司 ，浙江 长 兴 ３３ ０） １ 浙 １１０ ． 超 １１０ 摘要 ： 阐明 了铅 酸蓄 电池 应 用 于电动 汽 车领域 的 前景 。着重 阐述 了铅 酸蓄 电池应 用 于 电动 汽 车领
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｉ ａ ｔ ｌ ｉｃ ｓｅ ｈ ｒ ｓ ｅ ｔ ｆ ｅ ｄ ａ ｉ ａ ｔｒ ｓｆ ｒＥ ． ｄ ｉ ｅ ｐ ｃａ ｌ ｌ ｂ ｒ ｔ ｓ ｓｒ ｃ ： ｈ ｓ ｒ ｃ ｅ ｄ ｓ ｕ ｓ ｓｔ ｅ ｐ ｏ ｐ ｃ ａ － ｃｄ ｂ ｔ ｉ ｏ Ｖｓ Ａｎ ｓ ｅ ｉｌ ｅａ ｏ ａｅ ｉ ｏ ｌ ｅｅ ｔ ｙ
ｃ ａ ｇ ｎ ａ ａ ｉｉ ｆｌａ —ａ ｉ ａ ｔｒｅ ．Ｔｈ ｒｉｌ ｌ ｏ ｂ ｉｆｙ ｉ ｒ ｄ ｃ ｓｔ ｍｐ ｃ ｆｔｍｐ ｒ ｔ ｅ ｏ ｈ ｒ ｉ ｇ ｃ ｐ ｂ ｌ ｙ ｏ ｅ ｄ ｃ ｄ ｂ ｔｅ ｉｓ ｔ ｅ ａ ｃ ｅ ａｓ ｒｅ ｎｔｏ ｕ ｅ ｈｅｉ ａ ｔｏ ｅ ｅ ａｕｒ ｎ ｔ ｌ
套 用 动力 电池 主要有 锂 离子 电池 、镍氢 电池 、铅 酸
蓄 电池 。
全球性的能源危机与环境污染 ，促使汽车产业 加快 向绿 色产 业发 展步 伐 ，世界 各 国投入 大量 的经
GBT 18332.1-2001 电动道路车辆用铅酸蓄电池
中华人民共和国国家标准
电动道路车辆用铅酸蓄电池
范围
本标准规定了电动道路车辆 包括电动汽车 电动摩托车等 用铅酸蓄电池 以下简称蓄电池 的要
求 试验方法 检验规则 标志 包装 运输和贮存
本标准适用于电动道路车辆用额定电压
的铅酸蓄电池
引用标准
下列标准所包含的条文 通过在本标准中引用而构成为本标准的条文 本标准出版时 所示版本均 为有效 所有标准都会被修订 使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性
止 该单元循环不列入循环次数以内
循环寿命次数应为上面循环次数加上循环前进行试验的次数
耐振动试验
蓄电池按
完全充电后 紧固到振动试验台上 按下述条件进行试验
放电电流
振动方向 上下单振动
振动频率
最大加速度
振动时间
限压阀
限压阀与蓄电池不为一体的蓄电池 可单独测定阀的开闭压力
限压阀与蓄电池为一体的蓄电池 对每一单体蓄电池逐渐充入空气 测定开阀压力 然后逐渐
序号
试验项目
表
试验程序
外观 极性
外形尺寸及重量
小时率额定容量
大电流放电
低温
放电
过放电性能
安全性
水损耗
荷电保持能力
循环耐久能力
耐振动性能
检验规则
检验分类 试验项目 要求章条号 试验方法章条号 样品数量及试验周期见表 表
序号 检验分类
试验项目
外观 极性检查
外形尺寸及重量检查
要求章条号 试验方法章条号
样品数量
图 可循环使用 包装
蓄电池的包装应符合防潮防振的要求 包装箱内应装入随同产品提供的文件 装箱单 指多只包装
图 含铅 不可将电池等同生活垃圾处理
动力电池的分类
动力电池的分类动力电池是指用于驱动电动车辆的电池，它是电动汽车的重要组成部分。
目前市面上主流的动力电池有三种类型：铅酸蓄电池、镍氢电池和锂离子电池。
本文将对这三种类型的动力电池进行详细介绍。
一、铅酸蓄电池铅酸蓄电池是最早被应用于车辆上的一种蓄电池，它具有价格低廉、稳定性好、使用寿命长等优点。
但是，铅酸蓄电池也存在不少缺点，如能量密度低、充放电效率低等。
1.1 工作原理铅酸蓄电池的工作原理基于化学反应。
当外部直流电源施加在正负极之间时，正极会产生氧化反应，负极会产生还原反应。
这些反应会释放出化学能，并将其转换为可供使用的直流电能。
1.2 特点（1）价格低廉：铅酸蓄电池价格相对较低，适合经济实惠型车型。
（2）稳定性好：铅酸蓄电池的稳定性较好，不易出现过热、爆炸等问题。
（3）使用寿命长：铅酸蓄电池的使用寿命相对较长，可达到数年之久。
1.3 缺点（1）能量密度低：铅酸蓄电池的能量密度相对较低，无法满足高端车型的需求。
（2）充放电效率低：铅酸蓄电池的充放电效率相对较低，不利于提高车辆续航里程。
二、镍氢电池镍氢电池是一种新型的动力电池，它具有高能量密度、环保、安全性好等特点。
目前已经被广泛应用于混合动力汽车和纯电动汽车中。
2.1 工作原理镍氢电池采用化学反应将化学能转换为可供使用的直流电能。
当外部直流电源施加在正负极之间时，正极会发生氧化反应，负极会发生还原反应。
这些反应会释放出化学能，并将其转换为可供使用的直流电能。
2.2 特点（1）高能量密度：镍氢电池的能量密度相对较高，可以满足高端车型的需求。
（2）环保：镍氢电池不含有重金属等有害物质，符合环保要求。
（3）安全性好：镍氢电池的安全性较好，不易出现过热、爆炸等问题。
2.3 缺点（1）价格较高：镍氢电池价格相对较高，适合高端车型。
（2）使用寿命短：镍氢电池的使用寿命相对较短，需要经常更换。
三、锂离子电池锂离子电池是目前最为流行的动力电池之一，它具有高能量密度、轻便、快速充放电等特点。
电动汽车用蓄电池手册2012-5-7(天能)
高
总高 重量 电流 容量 电流 容量 电流 容量 (kg)
(V)
(A) (Ah) (A) (Ah) (A) (Ah)
化学电源就是化学能直接转化为电能的装置。蓄电池就是把化学
6 150 260 180 247 252 30 50 150 70 140 130 130 能和电能进行相互直接转化的装置。蓄电池也叫二次电池，可以多次
就会导致蓄电池的失水率加大，对于免维护电池，严重的析气会损害蓄电池，造成蓄电
池的早期失效；①大量的气体的产生对极板活性物质的冲刷作用，使活性物质容易松软
脱落。② 在较高的极化电压下，正极板的板栅会产生严重的腐蚀，并使板栅变形，脆裂，
失去骨架和导电的作用，是电池的寿命缩短。
⑵ 长期的充电不足，未反应的活性物质会产生不可逆的粗大 PbSO4 晶粒（即不可逆
-4-
浙江天能电池（江苏）有限公司
浙江天能电池（江苏）有限公司
示灯是否正常在工作。 ⑶ 充电机连接电源端的接口接上 220V 交流电源。 ⑷ 充满电需拔掉充电机时，检查充电机充电指示灯是否显示在充满电状态。显示正
常可以拔掉充电机，若显示不正常需查明原因。
3.2 蓄电池的充电工艺
浮充电电压随温度变化表（以单只 12V 为例）
I3—3h 率放电电流，数值等于 C3/3(A)。
⑺ 更好的一致性：新一代的专利配方，最新的特制加工工艺，保证多格电池串联使
用的稳定一致性。
⑻ 绿色环保：有可靠的全密封结构的设计，采用独特的胶体电解质，无漏液及酸雾
弥漫，任意方向放置使用均安全可靠。
2 电动汽车用蓄电池采用的标准
GB/T18332.1-2009 电动道路车辆用铅酸蓄电池
2 蓄电池的充电
电动汽车的电池分类
电动汽车电池分两大类：1、蓄电池：其中蓄电池适用于纯电动汽车，包括铅酸蓄电池、镍氢电池、钠硫电池、二次锂电池、空气电池、三元锂电池。
（1）铅酸蓄电池：铅酸蓄电池已有100多年的历史，广泛用作内燃机汽车的起动动力源，是成熟的电动汽车蓄电池，可靠性好、原材料易得、价格便宜，比功率也基本上能满足电动汽车的动力性要求。
电动汽车电池类型有哪些-有驾（2）镍氢电池：优势，电池能量储备大，重量更轻，使用寿命更长，并且对环境无污染。
劣势，制造成本太高，性能方面比锂电池差。
电动汽车电池类型有哪些-有驾（3）钠硫电池：钠硫电池比能量高，其理论比能量为760W.h/kg，实际已大于100W.h/kg，是铅酸电池的3～4倍，另外可大电流、高功率放电，其放电电流密度一般可达200～300mA/mm2，并瞬时间可放出其3倍的固有能量。
再一个是充放电效率高，由于采用固体电解质，所以没有通常采用液体电解质二次电池的那种自放电及副反应，充放电电流效率几乎100%。
电动汽车电池类型有哪些-有驾（4）二次锂电池：该锂离子二次电池通常包括电极组件，容纳该电极组件的容器，及电解液。
该电极组件包括极性相反的两个电极和隔板。
该隔板包括含有陶瓷颗粒簇的多孔膜。
电动汽车电池类型有哪些-有驾（5）空气电池：空气电池是化学电池的一种。
构造原理与干电池相似，所不同的只是它的氧化剂取自空气中的氧。
例如有一种空气电池，以锌为负极，以氢氧化钠为电解液，而阴极是多孔的活性炭，因此能吸附空气中的氧以代替一般干电池中的氧化剂（二氧化锰）。
电动汽车电池类型有哪些-有驾（6）三元锂电池：优势，相对于钴酸锂电池，三元锂电池安全性更高。
更适合未来新能源汽车电池的发展趋势，适合北方天气，低温时电池更加稳定。
劣势，电压太低，能量密度介于磷酸铁锂电池和钴酸锂电池之间。
电动汽车电池类型有哪些-有驾2、燃料电池：燃料电池用于燃料电池电动汽车，包括碱性燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池、质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池。
铅酸电池 分类
铅酸电池分类
铅酸电池可以分为以下几类：
1.汽车蓄电池：用于汽车启动、照明、点火和供电系统。
2.电动车电池：用于电动自行车、电动摩托车以及电动汽车等交通工具。
3.柜式蓄电池：适用于UPS不间断电源系统、通讯系统、太阳能、风能等各种电源系统。
4.电动物动能蓄电池：用于深海探测、国防航空、卫星发射等领域。
5.工业蓄电池：用于矿山、冶金、电子、电力、石油等行业的特殊机器、设备。
6.软包装铅酸电池：属于环保新型电池，适用于电动车、电动工具、电动玩具等消费电子产品。
电动道路车辆用铅酸蓄电池国家标准
电动道路车辆用铅酸蓄电池国家标准1.范围本标准规定了电动道路车辆（包括电动汽车、电动摩托车等）用铅酸蓄电池（以下简称蓄电池）的要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。
本标准适用于电动道路车辆用额定电压12 V的铅酸蓄电池。
2.引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB/T 2900.11-1988 蓄电池名词术语（eqv IEC 486：1986)3.定义与符号本标准除采用GB/T 2900.11中的定义外，还增加了下列定义。
3.1阀控密封式铅酸蓄电池valve regulated sealed lead-acid battery当蓄电池在规定的设计范围内工作时保持密封状态，但当内部压力超过预定值时，允许气体通过控制阀逸出的铅酸蓄电池。
3.2符号C3——3小时率额定容量；I3——3小时率放电电流，数值等于C3/3（A）。
4.分类与型号4.1分类电动道路车辆用铅酸蓄电池分为免维护蓄电池和阀控密封式蓄电池两类。
4.2型号4.2.1 电动道路车辆用蓄电池以“电”的汉语饼音“D”表示，阀控密封式铅酸蓄电池以“M”表示，免维护铅酸蓄电池以“W”表示。
4.2.2 型号意义例如：6DM55型电动道路车辆铅酸蓄电池5.要求5.1外观蓄电池按6.2检验时，外壳不得有变形及裂纹，表面干燥、无酸液，且标志清晰、正确。
5.2极性蓄电池按6.3检验时，电池极性应与标志的极性符号一致。
5.3外形尺寸及重量蓄电池外形尺寸、重量参见本标准的附录A。
5.4端子5.4.1 端子位置可分为四种类型，如图1（a～d）。
5.4.2 端子的位置以及对端子的外观、结构等具体要求由用户与制造厂协商决定。
5.5 3小时率额定容量5.5.1 蓄电池按6.5试验时，第一次容量应不低于额定值的85％。
5.5.2 蓄电池应在第十次容量试验或之前达到额定值。
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VRLA电池的工作及密闭原理
discharge
Pb + PbO2 + 2H2SO4
我公司电动汽车用铅酸电池的规格
型号
3-EVF-180 3-EVF-200 4-EVF-135 4-EVF-150 6-EVF-70 6-EVF-100 6-EVF-120 6-EVF-150
额定电 参考重
压
量
（V） （Kg）
6
35
6
36
8
35
8
36
12
26
12
36
12
43
12
52
参考尺寸（mm） 长 宽 高 总高
固化室
充放电机
电池组装现场
电池的出厂检验
• 电池需要通过有资质的检测机构的检测； • 出厂前需要经过100%的容量检测； • 出厂前需要对电池进行配组，保证组内电池的
容量偏差在3%以内，开路电压偏差在60mV以 内； • 电池外观清洁，无明显物理损伤。
电池的选型
• 放电时间与放电电流的关系（25 ± 5℃），铅酸蓄电 池放电电流（A）与放电时间（h）的关系符合Peukert 经验式In·t = k，我公司电池的参数n可取1.20；
安全阀 当电池由于过充电或者被滥用的情況下，电池內部的气压增加，当压 力超过安全阀设定的压力的时候，安全阀会打开泄放压力。当內部压 力恢复正常的时候，安全阀关闭，防止外面的气体进入电池內部。
电槽和中盖 电槽和中盖一般由ABS 或者PP 材料组成，具有很高的強度和耐酸性。 电槽和中盖被密封起来，防止电解液和气体泄露。
1000
放 电 电 流 （ A）
电动汽车实际工况数据
80
190
电压/V
电流/A
70
140 60
50
电 压
40
/
V
30
90 电 流 /
40 A
20 (10)
10
0
(60)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
时间/min
境温度对于对容量的影响
C（ T） /C（ 25 ）
1.2
1.1
1.0
电池的使用与维护
• 电池的放电
1. 电池的放电深度与寿命的关系：放电深度越浅循环 寿命越 长； 2. 选择合理的放电深度：考虑到频繁充电会带来不必要 的水损失，建议放电深度设定在30%~80%之间； 3. 保护电压的设定，建议1.75V/Cell(对于12V电池为 10.5V)； 4. 保护电流建议不大于3C。
电动汽车用铅酸蓄电池
电动汽车用动力电池分类
• 从全球新能源汽车的发展来看，其动力电源主要包括铅酸电池、 镍氢电池、锂离子电池、燃料电池、超级电容器。
• 铅酸蓄电池是目前唯一批量使用的动力电池，锂离子动力电池 是目前最为市场看好的一种。
• 目前动力铅酸电池可分为：富液式电池、AGM技术阀控式电池 和胶体电池
动力铅酸蓄电池技术参数
• 执行标准：QC/T 742-2006,GB/T 18332.1-2009； • 比能量：3hr体积比能量不低于90wh/L，3hr质量比能量不
低于33wh/kg； • 循环使用寿命：循环寿命不低于400次； • 低温容量：-20℃ 3hr容量不低于0.55C3； • 大电流放电：1 C3（A）放电时间不低于40min； • 快速充电能力：1h充电后放出容量不低于 0.7C3； • 容量保存率：存放28天容量不低保持率不得低于0.85C3 ； • 过放电容量恢复：不低于0.7C3。
2PbSO4 + 2H2O
铅
二氧化铅 硫酸 charge 硫酸铅 水
（负极） （正极） （电解液）
4
电池的结构图
GEL battery
AGM battery
5
电池的结构组成
正极板和负极板 正极板和负极板都是由铅钙合金格子体和活性物质组成。
隔板 隔板由玻璃纤维組成，主要是吸附电解液，隔开正极板和负极板。
内应进行充电；对于放电深度超过60%的情况，当天就应 该进行充电。
6. 对于有涓流放电情况的充电 有的车辆由于没有辅助电源，因此在停车时电池组会
以一个很小的电流在放电以维持电子设备的工作，如果有 这种情况，当车辆长期存放时，要特别注意定期充电。
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
-20 -10
0
10
20
30
40
50
温 度 T（ ℃ ）
电池的使用与维护
• 电池的工作温度：-20℃~45℃ • 电池的安装
1. 端子螺栓扭矩10~15N·m； 2. 电池间距离应大于10mm； 3. 蓄电池与支架之间应紧密接触，且应安装缓冲部件； 4. 电池应尽量安装在同一空间内，该空间不得密闭； 5. 电池应与热源隔开； 6. 不得用有机溶剂擦拭电池。
260 180 270 273 260 180 270 273 260 180 280 280 260 180 280 280 326 167 165.3 168.3 332 176 214 218 407 174 210 216 485 170 241 241
额定容量（Ah） 10hr 5hr 3hr 2hr
电解液 主要由稀硫酸組成，电池中电化学反应和离子的传导媒介。
6
电池的生产流程简介
铅粉制造 板栅铸造
制水、配酸 铅膏制造
涂板
固化、干燥
封盖
焊过桥
极群入槽
焊接
包片
分板修板 称片配组
焊端子
端子封胶
配酸
加酸
充电
配组
包装
铅粉机
电池的主要生产设备
板栅铸造机
电池的主要生产设备
和膏机
涂板机
电池的主要生产设备
• 通过路试取得不同车速下的运行电流、以及启动和爬 坡时的电流，根据电动车的设计里程等要求即可选择 合适的电池容量；
• 考虑环境温度对于对容量的影响； • 考虑电池循环容量的衰减。
放电时间与放电电流的关系曲线
10.0 6DM120 6DM150 3DM180
1.0
放电时间（ h）
0.1 10
100
18
电池的使用与维护
19
电池的使用与维护
• 电池的充电
1. 最佳充Байду номын сангаас温度：10~30℃； 2. 充电模式对电池寿命的影响；
20
电池的使用与维护
3. 充电曲线介绍
我公司现行充电曲线
21
电池的使用与维护
4. 温度补偿
22
电池的使用与维护
5. 充电的及时性 对放电深度不足30%的情况不必每天充电，但在3天