第二章 电动汽车动力电池的种类、外特性介绍
介绍动力电池的类型、关键性能指标
新能源汽车发展得如火如荼的今天，相信大家都对纯电动汽车的商家如数家珍，比如国外品牌比较出名的有特斯拉电动汽车、宝马i3等、国内新能源汽车有号称电动汽车领头羊的比亚迪纯电动汽车、还有吉利纯电动汽车及奇瑞电动汽车等。
但是，电动汽车最为关键的核心部件——动力电池，大家又了解多少呢？关于动力电池，由于内容比较多，我们这里先介绍动力电池的类型、关键性能指标以及三种典型动力电池。
1、动力电池的类型从系统的角度来说，电池分为化学电池、物理电池和生物电池三大类。
对于我们比较熟悉的化学电池，则是按正负极材料分为锌锰电池系列、镍镉镍氢系列、铅酸系列、锂电池系列等，也就是铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等目前车辆比较常用的动力电池。
另外，物理电池是利用光、热、物理吸附等物理能量发电的电池，如太阳能电池、超级电容器、飞轮电池等。
生物电池是利用生物化学反应发电的电池，如微生物电池、酶电池、生物太阳电池等。
2、动力电池的关键性能指标电池的性能指标主要有电压、容量、内阻、能量、功率、输出效率、自放电率、使用寿命等，根据电池种类不同，其性能指标也有差异。
这么多个性能指标，我们这里暂且介绍一下电压、容量、能量以及功率。
电压首先，我们介绍一下电池的电压，因为可以电池的电压的大小，判断我们的电池的电量状态。
所以电池电压是非常关键的一个性能指标，那么电压分为端电压、开路电压、额定电压、充电终止电压和放电终止电压。
这么多电压我们看一下是什么意思。
那么工作电压与开路电压的关系又是什么呢？在电池放电工作状态下，当电流流过电池内部时，需要克服电池的内阻所造成阻力，故工作电压总是低于开路电压，充电时则与之相反。
锂离子电池的放电工作电压在3.6V左右。
容量电池在一定的放电条件下所能放出的电量称为电池的容量。
常用单位为安培小时，它等于放电电流与放电时间的乘积。
可以分为理论容量、实际容量、标称容量和额定容量等。
例如，锂离子电池规定在常温、恒流(1C)、恒压(4.2V)控制的充电条件下，充电3h、再以0.2C放电至2.75V时，所放出的电量为其额定容量。
介绍动力电池的类型、关键性能指标
新能源汽车发展得如火如荼的今天，相信大家都对纯电动汽车的商家如数家珍，比如国外品牌比较出名的有特斯拉电动汽车、宝马i3等、国内新能源汽车有号称电动汽车领头羊的比亚迪纯电动汽车、还有吉利纯电动汽车及奇瑞电动汽车等。
但是，电动汽车最为关键的核心部件——动力电池，大家又了解多少呢？关于动力电池，由于内容比较多，我们这里先介绍动力电池的类型、关键性能指标以及三种典型动力电池。
1、动力电池的类型从系统的角度来说，电池分为化学电池、物理电池和生物电池三大类。
对于我们比较熟悉的化学电池，则是按正负极材料分为锌锰电池系列、镍镉镍氢系列、铅酸系列、锂电池系列等，也就是铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等目前车辆比较常用的动力电池。
另外，物理电池是利用光、热、物理吸附等物理能量发电的电池，如太阳能电池、超级电容器、飞轮电池等。
生物电池是利用生物化学反应发电的电池，如微生物电池、酶电池、生物太阳电池等。
2、动力电池的关键性能指标电池的性能指标主要有电压、容量、内阻、能量、功率、输出效率、自放电率、使用寿命等，根据电池种类不同，其性能指标也有差异。
这么多个性能指标，我们这里暂且介绍一下电压、容量、能量以及功率。
电压首先，我们介绍一下电池的电压，因为可以电池的电压的大小，判断我们的电池的电量状态。
所以电池电压是非常关键的一个性能指标，那么电压分为端电压、开路电压、额定电压、充电终止电压和放电终止电压。
这么多电压我们看一下是什么意思。
那么工作电压与开路电压的关系又是什么呢？在电池放电工作状态下，当电流流过电池内部时，需要克服电池的内阻所造成阻力，故工作电压总是低于开路电压，充电时则与之相反。
锂离子电池的放电工作电压在3.6V左右。
容量电池在一定的放电条件下所能放出的电量称为电池的容量。
常用单位为安培小时，它等于放电电流与放电时间的乘积。
可以分为理论容量、实际容量、标称容量和额定容量等。
例如，锂离子电池规定在常温、恒流(1C)、恒压(4.2V)控制的充电条件下，充电3h、再以0.2C放电至2.75V时，所放出的电量为其额定容量。
第二章 电动汽车动力电池基本知识
❖ 4.能量与能量密度
❖ 电池的能量是指电池在一定放电制度下，电池所 能释放出的能量，通常用W·h或kW·h表示。电 池的能量分为理论能量和实际能量。
❖(1)理论能量 假设电池在放电过程中始终处于平 衡状态，其放电电压保持电动势 (E)的数值，而 且活性物质的利用率为100%，即放电容量为理 论容量，则在此条件下电池所输出的能量为理论 能量W0，即
电池等
化学能与电能转换基本原理
❖ 为了理解电池是怎样把化学能转化为电能的，以 经典的丹尼尔原理电池单体化学反应为例进行介
绍。 Cu 2 Zn Cu Zn2
❖ 在化学反应中，Cu2+和Zn2+在25℃的标准自由 能△G是-212kJ/mol。根据热力学的知识，化 学反应总是沿着自发的方向进行，所以如果把锌 加入Cu2+溶液中，铜就会沉淀出来了。该化学反 应就是从含有锌的矿石中提取出铜的常用方法。 在金属冶金应用中，化学反应包含的化学能是不 可利用的，能量以热能的形式被消耗掉。
本章学习目标
❖ 1.了解蓄电池的分类 ❖ 2.了解化学能与电能转换基本原理 ❖ 3.熟悉蓄电池的基本结构 ❖ 4.熟悉蓄电池的基本参数 ❖ 5.掌握动力电池性能的评价方法.动力电池的性能评价
3.动力电池的充放电方法及充电基础设施
❖（3）额定电压 额定电压也称公称电压或标称电 压，指的是在规定条件下电池工作的标准电压。 采用额定电压可以区分电池的化学体系。
电池类型 铅酸电池（VRLA） 镍镉电池（Ni-Cd） 镍锌电池（Ni-Zn） 镍氢电池（Ni-MH） 锌空气电池（Zn/Air）
单体额定电压/V 2 1.2 1.6 1.2 1.2
动力电池知识
动力电池知识动力电池是指能够提供较大功率和能量供应的电池。
它是电动汽车的核心组件之一，其质量和性能直接决定了电动汽车的续航里程、效率和安全性。
随着近年来电动汽车的快速发展，动力电池作为其重要的组成部分受到了广泛的关注。
一、动力电池的基本原理动力电池是一种可充电电池，其内部包含正负两极和电解液。
通过在两极之间通电，电解液中的离子会在正负极之间移动，产生电荷流动，从而形成了电能。
在充电时，电荷流动的方向相反，电池内的离子会重新堆积在正负两极之间，从而实现电能的储存和重复利用。
动力电池与普通的电池最大的区别在于其具有更高的充放电速率和更高的储能密度。
二、动力电池的种类目前市场上主要使用的动力电池包括铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池。
其中，铅酸电池是较早出现的动力电池，其具有较高的价格和较短的使用寿命。
镍氢电池虽然具有较高的能量密度和更长的使用寿命，但是其价格较高。
锂离子电池由于其较高的储能密度、较低的内阻和较长的使用寿命，已经成为了电动汽车的主流动力电池。
三、动力电池的组成动力电池主要由电芯、电池管理系统和外壳三个部分组成。
电芯是动力电池的核心部分，由正负极、隔膜和电解质组成。
电池管理系统则负责监控电池的电荷状态、温度、电芯均衡等参数，以确保电池的安全性和性能稳定。
外壳为电池提供了保护和支撑作用。
四、动力电池的关键技术锂离子电池是当前最先进的动力电池技术，其关键技术包括正负极材料、电解质、隔膜、电池管理系统等。
其中，正负极材料是影响锂电池性能的最重要因素之一，其性能的提升可以使电池的比能量和循环寿命获得显著提升。
电解质和隔膜则对电池的安全性和循环寿命有着重要的影响。
五、动力电池的未来发展趋势随着电动汽车的快速普及和需求的不断增长，动力电池市场也将迎来更大的发展机遇。
未来，动力电池技术将继续向高能高效发展，同时，动力电池的可靠性、安全性和成本控制也将得到进一步提升。
预计在未来几年内，动力电池的能量密度将进一步提高，续航里程也将进一步增加。
新能源电动汽车动力电池介绍【图】
新能源电动汽车动力电池介绍【图】随着全球燃油资源的逐渐匮乏与环境污染加剧，人们对环保意识的增强，保护环境、节约资源的呼声日益高涨。
世界各国都在研发替代传统内燃机汽车的新能源交通工具。
电动汽车无污染，能源可多样化配置，噪声低，能量转化效率比内燃机汽车高，同时还具有结构简单、运行费用低、安全性也相对好等优点，代表了新一代环境协调型交通工具的发展方向，正在成为当今世界汽车发展新潮流。
但是电动汽车目前发展最大的制约来源于其能量存储设备--电池。
而今天电动邦小编就为大家介绍新能源电动汽车动力电池。
当前在使用和正在研究开发的电动汽车动力电池主要有：燃料电池、太阳能电池、化学蓄电池和超级电容电池。
燃料电池--电动汽车电池的终极解决方案1、特点燃料电池具有高效、洁净、兼容可再生能源技术等特点，工作安静，起动迅速，比功率大，输出功率可随时调整。
与其他电动汽车如二次电池(充电电池)为动力的纯电动汽车及混合电动汽车比较，燃料电池汽车具有续驶里程长、动力性能高等优点。
所用燃料包括纯氢气、甲醇、乙醇、天然气以及汽油。
以纯氢为燃料时可以实现零排放，燃料补充迅速，不经历热机过程，不受热力循环限制，因此能量的转换效率高，是普通内燃机热效率的2～3倍。
2、现状及展望初期的车用燃料电池技术仅限于满足汽车动力要求，基于商业化的预期，其成本、寿命与氢源问题逐渐被关注。
将燃料电池作为汽车的动力，已被公认为是远期的必然趋势。
但在短期内，燃料电池汽车在价格上难以与其他汽车相竞争。
目前燃料电池研究与开发集中在电解质膜、电极、燃料、系统结构等四个方面，加快固体氧化物燃料电池发展必然是世界能源发展的总趋势。
全球来看，燃料电池汽车还处于实现商业化的推进阶段，解决来自于寿命、成本与氢源的三大挑战是目前研发创新的关键。
太阳能电池--最清洁的可再生能源1、特点太阳能清洁无污染且易获取，但太阳能具有地域性、季节性和时域性等特点，同时太阳能电池能量密度小、转化效率低（20%）及成本高，导致太阳能电池在汽车上还不能广泛使用。
新能源汽车电池讲解
新能源汽车电池讲解新能源汽车电池是新能源汽车的核心部件之一，它的性能和使用寿命直接影响着新能源汽车的续航里程和使用成本。
本文将从电池的种类、工作原理、性能参数和发展趋势等方面进行讲解。
一、电池的种类新能源汽车广泛使用的电池主要有锂离子电池、镍氢电池和固态电池等。
其中，锂离子电池因其能量密度高、自放电率低、无记忆效应等特点，成为新能源汽车的主流电池技术。
二、电池的工作原理电池是通过化学反应将化学能转化为电能的装置。
锂离子电池的工作原理是利用锂离子在正负极之间的迁移来实现充放电过程。
在充电时，锂离子从正极材料（如钴酸锂）迁移到负极材料（如石墨）上，电池储能；在放电时，锂离子从负极材料迁移到正极材料上，释放出电能。
三、电池的性能参数电池的性能参数包括能量密度、功率密度、循环寿命和安全性等。
能量密度指的是单位体积或单位质量的电池储存的能量，决定了新能源汽车的续航里程；功率密度指的是电池单位体积或单位质量的输出功率能力，影响着新能源汽车的加速性能和动力输出；循环寿命是指电池能够进行多少次充放电循环而保持性能不衰退，影响着电池的使用寿命；安全性是指电池在充放电过程中是否容易发生过热、短路等安全问题。
四、电池的发展趋势随着新能源汽车市场的快速发展，电池技术也在不断进步。
未来，电池的发展趋势主要包括提高能量密度、提高循环寿命、降低成本和提高安全性等方面。
提高能量密度可以进一步增加新能源汽车的续航里程，提高循环寿命可以延长电池的使用寿命，降低成本可以降低新能源汽车的价格，提高安全性可以保障用户的用车安全。
新能源汽车电池是新能源汽车的核心部件之一，其性能和使用寿命对新能源汽车的续航里程和使用成本有着重要影响。
随着电池技术的不断进步，相信新能源汽车电池的性能会越来越优异，未来新能源汽车市场将迎来更广阔的发展前景。
第二章 电动汽车动力电池基本知识
蓄电池的分类
2 化学能与电能转换基本原理
3
电池的基本构成
4
电池的基本参数
蓄电池的分类
❖ 1.按电解液的种类不同，蓄电池可分为： ❖ 1)碱性电池。碱性电池的电解质主要足以氢氧化
钾水溶液为主，如：碱性锌锰电池 (俗称碱锰电 池或碱性电池)、镉镍电池、氢镍电池等。 ❖ 2)酸性电池。酸性电池主要是以硫酸水溶液为介 质，如铅酸蓄电池等。 ❖ 3)中性电池。中性电池是以盐溶液为介质，如锌 锰干电池、海水电池等。 ❖ 4)有机电解液电池。有机电解液电池主要是以有 机溶液为介质，如锂离子电池等。
小的度量之一。如果其他条件相同，那么电动势 越高，理论上能输出的能量就越大。电池的电动 势是热力学的两极平衡电极电位之差。
❖ 实际上，在表征上电池的开路电压在数值上接近 电池的电动势，所以在工程应用上，常常认为电 池在开路条件下，正负极间的平衡电势之差，即 为电池的电动势。
❖（2）开路电压 开路电压是指在开路状态下(几 乎没有电流通过时)，电池两极之间的电势差，一 般用C开表示。电池的开路电压取决于电池正负 极材料的活性、电解质和温度条件等，而与电池 的几何结构和尺寸大小无关。例如，无论铅酸电 池的大小尺寸如何，其单体开路电压都是近似一 致的。一般情况下，电池的开路电压均小于它的 电动势。
电池的基本构成
❖ 电池是一种把化学反应所释放的能量直接转变成 直流电能的装置。
❖ 1.要实现化学能转变成电能的过程，必须满足如 下条件：
❖ （1）必须把化学反应中失去电子的氧化过程（在 负极进行），得到电子的还原过程（在正极进行 ），分别在两个区域进行，这与一般的氧化还原 反应存在区别。
❖ （2）两电极必须具有离子导电性的物质。 ❖ （3）化学变化过程中电子传递必须经过外线路。
新能源汽车电池基本知识
新能源汽车电池基本知识随着全球环境问题的日益严重，新能源汽车已经成为未来汽车行业的发展趋势。
而新能源汽车的核心部件之一就是电池。
本文将为您介绍新能源汽车电池的基本知识，让您对于新能源汽车的电池有更深入的了解。
一、电池类型根据不同的材料和原理，新能源汽车电池可以分为锂电池、镍氢电池、钠硫电池等多种类型。
其中，锂电池是目前应用最广泛的一种电池，具有高能量密度、长循环寿命等优势，是大多数新能源汽车所采用的电池类型。
二、电池结构新能源汽车电池由正极、负极、电解质和隔膜组成。
正极材料通常为氧化物，负极材料通常为炭质，电解质是电池内部的离子传导介质，而隔膜则用于隔离正负极，避免短路。
三、电池特性电池的性能通常包括能量密度、功率密度、循环寿命、温度特性等。
能量密度是指电池单位质量或体积的储能能力，功率密度是指电池单位质量或体积的释放能力，而循环寿命则是指电池循环充放电次数的指标。
四、电池管理系统（BMS）电池管理系统是对电池进行监控、保护和管理的系统，可以监测电池的状态、温度、电压等参数，防止过充、过放、过温等情况发生，提高电池的安全性和使用寿命。
五、快充技术快充技术是指能够在短时间内为电池充电达到较高电量的技术。
通过快充技术，可以缩短充电时间，提高用户的使用便利性，同时也可促进新能源汽车的推广和普及。
六、回收利用电池的回收利用对于环境保护和资源循环利用非常重要。
废旧电池可以通过专门的回收渠道进行处理，提取有价值的材料进行再利用，减少对环境的污染。
七、未来发展方向随着新能源汽车产业的快速发展，电池技术也在不断创新和完善。
未来，电池的能量密度将进一步提高，循环寿命将持续延长，同时，新型电池材料和结构也将不断涌现，为新能源汽车的发展提供更多可能性。
总结新能源汽车电池作为新能源汽车的核心部件，其性能和技术发展将直接影响新能源汽车的市场竞争力和用户体验。
通过了解新能源汽车电池的基本知识，我们可以更好地把握新能源汽车产业的发展动态，为推动新能源汽车行业的健康发展做出积极贡献。
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额定容量
在设计规定的条件（如温度、放电率、终止电压等）下，电池应能放 出的最低容量，单位为Ah ，以符号C表示。
n小时率容量
完全充电的蓄电池以n小时率放电电流放电，达到规定终止电压时所释
放的电量。
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1. 术语解释
理论容量
S
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1. 术语解释
开路电压
电池在开路状态下的端 电压称为开路电压。电池的 开路电压等于电池在断路时 （即没有电流通过两极时） 电池的正极电极电势与负极 的电极电势之差。电池的开 路电压用V开表示。
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1. 术语解释
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1. 术语解释
充电
从外部电源供给蓄电池直流
电，将电能以化学能的方式贮
存起来的过程。
浮充电
随时对蓄电池用恒压充电，
使其保持一定的荷电状态。
涓流充电
为补充自放电，使蓄电池保
持在近似完全充电状态的连续 小电流充电。 Xiangyang Auto vocational technical college
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1. 术语解释
容量受放电率的影响较大，所以常 在字母C的右下角以阿拉伯数字标明放 电率，如C20=50，表明在20时率下的容 量为50A·h。 电池的理论容量可根据电池反 应式中电极活性物质的用量和按法拉 第定律计算的活性物质的电化学当量 精确求出。由于电池中可能发生的副 反应以及设计时的特殊需要，电池的 实际容量往往低于理论容量。 Xiangyang Auto vocational technical college
1. 术语解释
额定电压
电池在常温下的典型工作电压，又称标称电压。它是选用不同种类电池时
的参考。电池的实际工作电压随不同使用条件等于正、负电极的平衡电极电
势之差。 它只与电极活性物质的种类有关，而与活性物质的数量无关。
电池类型 铅酸电池 镍氢电池 额定电压 2.0V 1.5V
磷酸铁锂电池
3.2V
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Wh/L，
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1. 术语解释
功率密度
表示指电池能输出最
大的功率除以整个电池系
统的重量或体积，单位是 瓦/公斤或瓦/升。功率密 度描述的是电池的倍率性 能，即电池可以以多大电 流放电。如果电动车电池 的功率密度越大，则电动 车在加速的时候会越快。
1. 术语解释
恒压充电
以一个受控的恒定电压给蓄电池充电的方式。
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1. 术语解释
感应式充电
利用电池感应对蓄电池进行充电的方式。
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1. 术语解释
关键元件是一个变压器。
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1. 术语解释
充电特性
充电时蓄电池的电流、 电压等与时间之间的关系。
完全充电
蓄电池内所有可利用的
活性物质都已经转变成完
全荷电的状态。
荷电状态（SOC）
蓄电池放电后剩余容量 与全荷电容量的百分比。
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1. 术语解释
充电电压
指外电路直流电压对电池充电的电压，一般的充电电压要大于电池的开
路电压，通常在一定的范围内。
电池类型
铅酸电池 镍氢电池 磷酸铁锂电池
充电电压
2.5V 1.4-1.6V 4.1-4.2V
电压效率
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1. 术语解释
实际能量
指电池放电时实际输出的能量。它在数值上等于电池实际容量与电池平
均工作电压的乘积。
比能量
比能量分为质量比能量和体积比能量。
质量比能量是指单位质量电池所能输出的能量，单位常用Wh/kg； 体积比能量是指单位体积电池所能输出的能量，也称能量密度，单位常用
1. 术语解释
放电率
为测算蓄电池或原电池的容量大小，以恒定电流放电时的电流值。
习惯上有两种表达方式：
（1）“小时率”由于电池的放电电流影响其容量，生产厂在规定其
产品的额定容量C时必须标明其放电率。如C20=60A · h，表示这种电
池以20小时率放电时额定容量为60安〃时，故放电率（即放电电流）
I20=60/20=3A。
1. 术语解释
电动势（ Electromotive Force ）
是一个表示电源特征的物理量，是指电源将其它形式的能量转化为电能 的本领，在数值上，等于非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部 移送到正极时所做的功。常用符号E。
工作电源E，电阻RAB，限流电阻RP构成的 测量电路，其中电流： E I0 RAB RP 待测电源EX与检流计G组成分路，调节滑 动变阻器P使电流计G中电流为零，则EX= VAP = RAB × I0，波动开关K，改用标准电池ES， 再次调节滑动变阻器使电流计G中电流为零， 断开开关Ke测得滑动变阻器电阻RS， 可得ES=RS×I0 ， R E X AP ES 电位差计测量电源电动势原理 R
（2）“C放电率”或称电池额定容量C的“倍率”。仍设C20=60A · h
则放电倍率为0.05C、lC或10C，分别表示放电电流为3安、60安或600 安时其容量应为60安〃时。放电率愈大，电池能输出的容量愈小。
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1. 术语解释
命。湿贮存时自放电严重，寿命较短。
使用寿命：是指电池实际使用的时间长短，对一次电池而言，电池使用 寿命是表征给出额定容量的工作时间。对充放电循环寿命，是衡量二次
电池性能的一个重要参数，在一定的充放电制度，电池容量将至某一规
定值之前，电池能耐受的充放电次数，称为二次电池的循环寿命。
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关系，当二次电池的放电深度 越深，其充电寿命就越短，会
导致电池的使用寿命变短，因
此在使用时应尽量避免深度放 电。 Xiangyang Auto vocational technical college
1. 术语解释
自放电率
对于所有化学电源，即使在与外电路没有接触的条件下开路放臵，容
量也会自然衰减的现象称为自放电。
指电池的工作电压与电池电动势的比值。电池放电，由于存在电化学极 化、浓差极化和欧姆压降，使电池的工作电压小于电动势。
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1. 术语解释
容量
完全充电的蓄电池在规定条件（如温度、放电率、终止电压等）下所 释放的总的电量，单位为Ah。
1. 术语解释
被动均衡充电法
在一般的电池管理系载电阻。这种被动电路可以 对个别被选中的单元放电。但该方 法只适用于在充电模式下抑制最强 电池单元的电压攀升。为限制功耗， 此类电路一般只允许以100mA左右 的小电流放电，从而导致充电平衡 耗时可高达几小时。
电池自放电的大小，用自放电率来衡量，一般用单位时间内容量减少 的百分比表示：
自放电率=（储存前的容量-储存后的容量）/储存前的容量 ×100%
电池的自放电率主要由电极材料、制造工艺、储存条件等多方面因数决定， 一般情况下，低温和低湿条件下，电池的自放电率低，有利于电池的存储。
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1. 术语解释
恒流放电
以一个受控的恒定电流
对电池进行放电。
恒功率放电
以一个受控的恒定功率
对电池进行放电。
倍率放电
以额定电流倍数值对电池 进行放电。
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1. 术语解释
工作电压
电池在某负载下实际的放电电压，通常是指一个电压范围。
电池类型 工作电压
铅酸电池 镍氢电池
磷酸铁锂电池
1.8V-2V 1.1V-1.5V
2.75V-3.6V
终止电压
指放电终止时的电压值，视负载和使用要求不同而异。
电池类型
铅酸电池 镍氢电池 磷酸铁锂电池
终止电压
1.6V-1.75V 1.0V 2.0V
连续放电时间
电池不间断放电至终止电压时，从开始放电至终止放电的时间。
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1. 术语解释
放电深度（DOD)
表示蓄电池放电状态的参
数，等于实际放电容量与额定
容量的百分比。放电深度的高 低和二次电池（蓄电电池或充
电电池）的充电寿命有很深的
第二章 电动汽车动力电池的种类、外特性介绍
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