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第二章纯电动汽车(蓄电池电动汽车)Battery Electric Vehicles(BEV)
纯电动汽车--锂离子电池
锂离子电池工作原理图
充电时锂离子从氧化物正极晶格脱出,通过锂离子传导的有机电解液后迁移嵌入到碳负材料负极,负极处于富锂态,正极处于贫锂态,同时电子的补偿电荷从外电路供给到碳负极,保证负极的电荷平衡;
放电时则恰好相反,锂从碳材料中脱出回到氧化物正极中,正极处于富锂态。
锂离子电池性能
与传统的化学电源体系相比,它具有以下优点.
1、比能量高。锂离子电池的比能量可达到200Wh/Kg和300Wh/L,约为传统锌锰、铅酸和镍镉电池的6倍;
2、工作温度范围宽。可在-200 C-+750 C环境温度下工作;
3,贮存性能好。锂一次电池通常可贮存5-10年,锂二次电池的自放电一般小于15%(一年),约为常规铅酸、镍镉电池的1/10;
锂离子电池性能
4、()且放电电压平稳;
5、自放电小、循环使用寿命长;
6、无记忆效应。
目前,作为一种应用趋势,锂离子动力电池越来越多地在电动汽车上得到应用。
我国锂离子动力电池在电动汽车上的应用已列入国家高技术研究发展计划(" 863”计划)和国家“十五”计划。
锂离子电池的组成
锂离子电池实际上是一种锂离子浓差电池,正负电极由两种不同的锂离子嵌入化合物组成,
正极一般采用锂化合物LiXCoO2, LiXNiO2或LiMn2O4,
负极采用锂一碳层间化合物LiXC6,
电解质为LiPF6和LiAsF6等有机溶液,经Li十在正负电极间的往返嵌入和脱嵌形成电池的充电和放电过程。在充电时, Li十正极脱嵌经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态,正极处于贫锂状态,放电时刚好相反。
锂离子电池的数学模型
锂离子电池建模的基础是如何确定锂离子电池的电动势、内阻的特性函数。
这些特性函数的确定是基于电池荷电状态值SOC (State of Capacity)变化关系的结果上得到的。
充电特性