动力蓄电池的装调与测试

动力蓄电池分类、连接与测量一、动力蓄电池的类型动力蓄电池按材料类型不同，可分为锂离子蓄电池、金属氢化物镍蓄电池、燃料蓄电池、铅酸蓄电池等。目前新能源电动汽车中使用比较多的锂离子蓄电池、金属氢氧化镍蓄电池。1、锂离子蓄电池锂离子蓄电池是用锰酸锂、磷酸铁锂、钴酸锂、钛酸锂等锂的化合物做正极，用嵌入锂离子的碳材料（如石墨）做负极，使用有机电解质的蓄电池。（1）锂离子电池的组成锂离子电池由正极、负极、电解质、隔膜板、正极接线柱、负极引线、中心端子、绝缘板、保护阀、密封圈、PTC（正温度控制）元件、蓄电池外壳等组成。（2）锂离子蓄电池的分类根据正极材料不同，锂离子蓄电池分为锰酸锂离子蓄电池、磷酸铁锂蓄电池、镍钴锂离子蓄电池、三元（镍钴锰）锂蓄电池，目前市场上应用比较广的是三元锂蓄电池、磷酸铁锂蓄电池等。（3）锂离子特点优点：工作电压高、比能量高、循环寿命长、自放电率低、无记忆性、可实现快速充电、对环境无污染、能够制造成任意形状。目前，大多数电动汽车广泛应有。缺点：成本高、单体电池需要保护线路控制，成组电池需要配有管理系统。2、金属氢化镍蓄电池金属氢化镍蓄电池也称镍氢蓄电池，是指正极使用镍氧化物，负极使用可吸收和释放氢的储氢合金，以氢氧化钾为电解质的蓄电池。金属氢化镍蓄电池在混合动力电动汽车上使用较多，其结构如下图所示，主要由单体电池、能量管理系统（BMS）、温度监测、电压监测、电流传感器、正极接触器、负极接触器、预充电电阻、检修开关、外壳等组成。3、燃料蓄电池燃料电池是一种能够持续的通过发生在阳极和阴极的氧化还原反应将化学能转化为电能的能量转换装置。燃料电池与常规电池的区别在于，它工作时需要连续不断地向电池内输入燃料和氧化剂，只要持续供应，燃料电池就会不断提供电能。（1）燃料蓄电池的的特点1）能量转换效率高：燃料电池的能量转换效率不受卡诺循环的限制，也不存在机械能做功的损失，因此与热机和发电机相比，燃料蓄电池能量转换效率极高；2）对环境的污染小：燃料电池在将燃料转换为电能过程中，对环境的负面影响极小；3）采用模块结构，方便耐用：单体蓄电池是燃料蓄电池的发电单元，燃料蓄电池发电系统由单体蓄电池叠至所需规模的蓄电池组构成，单体蓄电池的数量决定了发电系统的规模；4）响应性好，供电可靠：燃料蓄电池发电系统对负载变动的响应速度快；5）适应的燃料多种多样：可做为燃料电池的燃料有氢、天然气、煤气、甲醇、乙醇、汽油等。根据外形不同，锂离子蓄电池分为方形锂离子蓄电池、圆柱形锂离子蓄电池、软包锂离子蓄电池、刀片形蓄电池等，应用比较多的是方形锂离子蓄电池、圆柱形锂离子蓄电池，如下图所示。不同形状的电池特点见下表二、动力蓄电池的成组方式1、连接方式蓄电池组的合成方式因单体蓄电池的排布和连接方式不同而有所不同，主要组合方式有串联、并联和串并混合连接等三种方式。（1）串联n个蓄电池通过串联构成蓄电池模块（简称nS）时，蓄电池模块的电压为单体蓄电池电压的n倍，而蓄电池模块的容量为单体蓄电池的容量。（2）并联电池并联方式通常用于满足大电流的工作需要。m个单体电池通过并联构成电池模块（简称mP）时，电池模块的容量为单体电池容量的m倍，电池模块的标称电压为单体电池的标称电压。（3）串并混合连接1）nPmS：由m个模组串联组成的电池组，其中每个模组包括n个并联的动力电池单体。如图a)所示。2）mSnP：由n个模组并联组成的电池组，其中每个模组包括m个串联的动力电池单体。如图b)所示。2、单体蓄电池极柱（极耳）的类型单体蓄电池极柱类型上又可以分为外螺纹极柱、内螺纹型极柱、平台型极柱以及铝镍长条型极耳（聚合物锂电池类型的极耳）。不同极柱类型的电池，在电池成组方式、连接工艺也会有很大不同。3、动力蓄电池内置保护锂离子蓄电池在使用中严禁过充电、过放电、短路，否则将会使电池起火、爆炸等致命缺点，所以，在使用可充锂电池都会带有一块保护板来保护电芯的安全。（1）内置保护板的作用

保护板常见的功能有：过充电保护;过放电保护、短路/过流保护、温度保护、充电电流/电压控制等功能。（2）内置保护板的工作原理1）过充电保护2）过放电保护3）过电流保护三、动力蓄电池的连接与测量（1）准备工作【实训器材】单体蓄电池、极柱连接片、固定螺栓、万用表、防护用品、电池拆装工具等。【作业准备】1.单体蓄电池、极柱连接片、固定螺栓摆放整齐；2.防护用品、电池拆装工具等物品在工位摆放整齐；3.警示标识和设备、绝缘地胶、干粉灭火器、清洁剂等物品在工位摆放整齐。【操作步骤】单体蓄电池的典型连接方式有串联、并联以及先并联后串联、先串联后并联即混联等。（2）单体蓄电池的串联1、将一定数量的单体蓄电池以串联的方式连接成组，注意蓄电池极性，首尾相连，如下图所示。2、利用万用表，测量串联电池组的电压，测量时表笔要与蓄电池极柱相接触，如下图所示。（2）单体蓄电池的并联1、将一定数量的单体蓄电池以并联的方式连接成组，注意蓄电池极性，