BQ2013H在铅酸蓄电池电量监测中的应用
原电池基础练习题
原电池基础练习题文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]
原电池基础练习题 一、选择题 1. 下列关于原电池的叙述正确的是 A．原电池将化学能转化为电能 B．原电池负极发生的反应是还原反应 C．原电池在工作时其正极不断产生电子并经过外电路流向负极 D．原电池的电极只能由两种不同的金属构成 答案选A 2．某金属能跟稀盐酸作用放出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是 A．铁 B．铜 C．铝 D．镁 答案选A 3．在盛有稀H 2SO 4 的烧杯中放入导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的 是（） A．正极附近的SO 4 2-离子浓度逐渐增大 B．电子通过导线由铜片流向锌片 C．正极有O 2逸出 D．铜片上有H 2 逸出 答案选D 4．对铜—锌—稀硫酸组成的原电池装置中，当导线中有1mol电子通过时，理论上的两极变化是（） ①锌片溶解了克②锌片增重了克 ③铜片上析出1克氢气④铜片上析出1mol氢气
A ． ①③ B ．①④ C ． ②③ D ． ②④ 答案选A 5．某金属与稀盐酸作用无氢气产生，该金属与铜能组成原电池，此金属是（ ） A ．Mg B ．Fe C ．Ag D ．Cu 答案选C 6． 对于锌、铜和稀硫酸组成的原电池，下列有关说法中，不正确的是 A ．Zn 是负极 B ．电子由Zn 经外电路流向Cu C ．溶液中H + 向负极移动 D ．原电池工作时，若有13 g 锌被溶解，电路中就有 mol 电子通过 答案选D 、Y 、Z 、M 、N 代表五种金属。有如下化学反应，(1)水溶液中： X+Y 2+=X 2++Y (2)Z+2H 2O(冷)=Z(OH)2+H 2(3)M 、N 为电极，与N 的盐酸溶液组成原电池，发生的电极反应为：M-2e —=M 2+(4)Y 可以溶于稀H 2SO 4中，M 不被稀H 2SO 4氧化。则金属性强弱顺序正确的是( ) A. M 精确计算电池剩余电量 关键字：电池剩余电量测量电流积分电压测量 在当今的高科技时代，移动电话、PDA、笔记本电脑、医疗设备以及测量仪器等便携式设备可谓随处可见。随着便携式应用越来越多的向多样化、专有化、个性化方面发展，有一点却始终未变，那就是所有的便携式设备均靠电池供电。 在对系统的剩余运行时间进行预测的时候，电池可以说是供电环节中最难理解的部分之一。随着便携式应用数量的不断增加，我们需要实现更多的关键性操作，例如利用移动电话进行账户管理、便携式数据记录器必须保留相应的功能以应对完全工作交接、医疗设备必须完整保存需要监控的关键数据等等。 本文将讨论尽可能精确计算剩余电池电量的重要性。令人遗憾的是，仅通过测量某些数据点甚至是电池电压无法达到上述目的。温度、放电速率以及电池老化等众多因素都会影响充电状态。本文将集中讨论一种专利技术，该技术能够帮助设计人员测量锂电池的充电状态以及剩余电量。 现有的电池电量监测方法 目前人们主要使用两种监测方法：一种方法以电流积分(current integration)为基础；而另一种则以电压测量为基础。前者依据一种稳健的思想，即如果对所有电池的充、放电流进行积分，就可以得出剩余电量的大小。当电池刚充好电并且已知是完全充电时，使用电流积分方法效果非常好。这种方法被成功地运用于当今众多的电池电量监测过程中。 但是该方法有其自身的弱点，特别是在电池长期不工作的使用模式下。如果电池在充电后几天都未使用，或者几个充、放电周期都没有充满电，那么由内部化学反应引起的自放电现象就会变得非常明显。目前尚无方法可以测量自放电，所以必须使用一个预定义的方程式对其进行校正。不同的电池模型有不同的自放电速度，这取决于充电状态(SOC)、温度以及电池的充放电循环历史等因素。创建自放电的精确模型需要花费相当长的时间进行数据搜集，即便这样仍不能保证结果的准确性。 该方法还存在另外一个问题，那就是只有在完全充电后立即完全放电，才能够更新总电量值。如果在电池寿命期内进行完全放电的次数很少，那么在电量监测计更新实际电量值以前，电池的真实容量可能已经开始大幅下降。这会导致监测计在这些周期内对可用电量做出过高估计。即使电池电量在给定温度和放电速度下进行了最新的更新，可用电量仍然会随放电速度以及温度的改变而发生变化。 电池管理系统(BMS)可根据起动能力对充电状态(SoC)、健康状态(SoH)和功能状态(SoF)进行快速、可靠的监测，以提供必要的信息。因此，BMS能够最大限度地降低因为电池意外失效而导致的汽车故障次数，从而尽可能地提升电池使用寿命和电池效率，并实现CO2减排功能。BMS的关键元件是智能电池传感器(IBS)，它可以测量电池的端电压、电流和温度，并计算出电池的状态。 电能管理系统 用来为起停系统供电的典型供电网络包含一个车身控制模块(BCM)、一个电池管理系统(BMS)、一个发电机和一个DC/DC转换器(见图1)。 BMS借助专用的负载管理算法为BCM提供电池状态信息，BCM通过对发电机和DC/DC转换器进行控制来稳定和管理供电网络。DC/DC转换器为汽车内部的各个用电部件分配电能。 通常，铅酸电池的BMS直接安装在电池夹上的智能连接器中。该连接器包括一个低阻值的分流电阻(通常在100μΩ范围内)和一个带有高度集成器件(具有准确测量和处理功能)的小型PCB，称为智能电池传感器(IBS, 见图2)。IBS即便是在最恶劣的条件下以及在整个使用寿命中都能以高分辨率和高精确度测量电池电压、电流和温度，从而正确预测电池的充电状态(SoC)、健康状态(SoH)和功能状态(SoF)。这些参数定期或根据要求通过已获汽车行业认证的车载网络传送至BCM。 除上述功能与参数性能外，对IBS提出的其它关键要求包括低功耗、能够在恶劣的汽车环境中(即EMC、ESD)工作、进行汽车OEM厂商验收的车载通信接口一致性测试(即LIN)、满足汽车等级测试限制(针对被测参数的6σ限制)，另外还需符合AEC-Q100标准要求。 电池监控 正如前一段中所提到的，IBS的主要用途是监控电池状态，并根据需要将状态变量传送至BCM或者其他ECU。将测量到的电池电流、电池电压和温度采样值作为电池监控输入。电池监控输出为SoC、SoH和SoF。 1. 充电状态(SoC) SoC的定义非常直观，通常以百分数的形式表示。完全充电的电池SoC为100%，完全放电的电池SoC为0%。SoC值随电池的充电和放电而改变。 This leads to formula (1), where Cr is the remaining (dischargeable) capacity of the battery and Ca is the total available battery capacity: 该值通过公式(1)计算，其中Cr代表电池的剩余(可放电)电量，Ca代表电池的可用总电量： 但是，常常会出现可用电池电量与电池的标称容量(通常标注在电池外壳上)不同的问题。对于一个新电池，它可能比标称容量更高，对于已经使用一段时间的电池来说，可用电量会降低。另一个问题是，实际可用电量很难根据IBS的输入值来确定。 因此，SoC通常用标称容量Cn来评定，它具有多项优点： 蓄电池基础知识 蓄电池是UPS电源中最关键、最昂贵、最易损坏的部件之一，它对UPS的品质有着重要的影响。正确的使用和维护好蓄电池，是延长蓄电池的寿命，提高放电效率的关键。下面再介绍一些铅蓄电池的小知识。 1. 铅酸蓄电池的结构及电动势的产生： 铅酸蓄电池的构造： 正极板（正极板上的活性物质为二氧化铅PbO2)、 负极板（负极板上的活性物质为海绵状纯铅Pb)、 电解液（电解液由水和硫酸[H2SO4]按一定的比例配制而成）、 电池槽等。 将制作好的正、负极板浸入装有电解液的电池槽中后，负板表面的铅离解产生二价的正铅离子和电子（Pb →Pb2+ + 2e），其中正二价的铅离子进入电解液中，电子留在负极板上，这样负极板和电解液之间形成电位差。 同样正极板上的二氧化铅在电解液中离解成正四价的铅离子和负氢氧根离子（PbO 2 + H2O →Pb4+ + OH- ），其中负的氢氧根离子进入电解液，正4价铅离子留在正极板上，这样在正极板和电解液之间形成电位差。 由于正、负极板与电解液都有电压差，所以正、负极板之间也存在电位差。正、负这间电压的高低与电解液的浓度有关，铅酸蓄电池的每单元电压值可用公式表示：E = 0. 85 + d(15℃) 式中0.85----表示铅酸蓄电池的电动势常数, d(15℃)---表示15℃时极板活性质物质微孔中电解液的比重。 UPS电源中常使用的铅酸蓄电池标称电压为12V，它由6个单元组成。 2. 铅酸蓄电池的放电及常用的充电方法： 2.1 蓄电池的放电：蓄电池向外电路供电叫蓄电池放电，放电时，负极板上的电子通过负载流向正极，随着放电的进行，负极板的铅和硫酸反应生成硫酸铅，正极上的氧化铅和硫酸反应生成硫酸铅，随着放电的进行，蓄电池的端电压逐惭下降，当端电压下降至临界电压时，就应终止放电，否则蓄电池的寿命将大缩短甚至损坏。临界电压是蓄电池制造商为保护蓄电池免受不正常的放电而影响蓄电池的寿命， 2.2 恒流充电：这种充电方法在整个充电过程中，流过蓄电池的电流不变，充电器输出的充电电压随蓄电池的端电压上升而上升。这种充电方法有以下特点：充电时间短，但耗能大，充电后期易产生过压充电而缩短电池使用寿命。目前在UPS电源中，不采用这种方法。 2.3 恒压充电充：使用这种方法充电时，整个过程中充电电压保持不变。常用的恒压充电方式中有高压恒压充电和低压恒压充电之分。 2017年新能源汽车试题 本试卷总共满分100分，考试时间2小时。 一．选择题（每题2.5分，共20题，共50分） 1.锂离子单体电池的工作电压是 A、1.8~2V B、2.75~3.6V C、1.5~1.8V D、12~15V 2. 姚明买了一支手机，发现说明书上注明手机电池容量是3600 ： A、mA.h B、A.h C、V D、Ma 3. 实用中的化学电源，其实际容量总是低于理论容量而通常比额定容量大： A、30%~40% B、1倍 C、50% D、10%~20% 4.倍率，是指电池在规定时间内放出额定容量所输出的电流值，数值上等于额定容量的倍数。一块电池的容量是3A.h，以2倍率放电， 则放电电流为 A、1.5A B、6A C、3A D、2A 5.SOC是能源管理系统检测的重点和难点，也是人们最关心的参数，可是却不容易获得。SOC是指 A、荷电状态 B、系统芯片 C、呼救信号 D、续航里程 6.一块手机电池的使用寿命通常在2~3年（假设每天充放电循环一次），因为锂离子电池的充放电循环次数是有限的，锂离子电池的充放电循环寿命是 A、200~500次 B、900-2500次 C、100~580次 D、600~1000次 7.比能量和比功率是我们选择电池的重要依据，下列电池在这方面具有极强的竞争力的是 A、铅酸蓄电池 B、镍氢蓄电池 C、干电池 D、锂离子电池 8.接触式电池特点是简单、效率高，但是充电电流较小，其通常充电时间是:(h是小时的单位) A、1~3h B、3~5h C、5~8h D、8~11h 9.不是电动汽车用电池的主要性能指标的是（）。 A、电压 B、内阻 C、容量和比容量 D、流量 10.能量管理系统是电动汽车的智能核心，其英文表示为（）。 A、ABS B、BMS C、ECU D、DOD 11.动力电池组的总电压可以达到（）。 A、36~88V B、420~500V C、90~400V D、12~35V 12.铅酸电池，锂电池，镍氢电池的最佳工作温度是（）。 A、25~40度 B、0~10度 C、45~80度 D、88~100度 13.动力电池组的英文表示为（）。 计算电池剩余容量的常用方法 阅读次数:105 我要发表评论 作者:optimumchina发表时间:2010-10-13 本文将讨论尽可能精确计算剩余电池电量的重要性。令人遗憾的是，仅通过测量某些数据点甚至是电池电压无法达到上述目的。温度、放电速率以及电池老化等众多因素都会影响充电状态。本文将集中讨论一种专利技术，该技术能够帮助设计人员测量锂电池的充电状态以及剩余电量。现有的电池电量监测方法 目前人们主要使用两种监测方法：一种方法以电流积分(current integration)为基础；而另一种则以电压测量为基础。前者依据一种稳健的思想，即如果对所有电池的充、放电流进行积分，就可以得出剩余电量的大小。当电池刚充好电并且已知是完全充电时，使用电流积分方法效果非常好。这种方法被成功地运用于当今众多的电池电量监测过程中。 但是该方法有其自身的弱点，特别是在电池长期不工作的使用模式下。如果电池在充电后几天都未使用，或者几个充、放电周期都没有充满电，那么由内部化学反应引起的自放电现象就会变得非常明显。目前尚无方法可以测量自放电，所以必须使用一个预定义的方程式对其进行校正。不同的电池模型有不同的自放电速度，这取决于充电状态(SOC)、温度以及电池的充放电循环历史等因素。创建自放电的精确模型需要花费相当长的时间进行数据搜集，即便这样仍不能保证结果的准确性。 该方法还存在另外一个问题，那就是只有在完全充电后立即完全放电，才能够更新总电量值。如果在电池寿命期内进行完全放电的次数很少，那么在电量监测计更新实际电量值以前，电池的真实容量可能已经开始大幅下降。这会导致监测计在这些周期内对可用电量做出过高估计。即使电池电量在给定温度和放电速度下进行了最新的更新，可用电量仍然会随放电速度以及温度的改变而发生变化。 以电压为基础的方法属于最早应用的方法之一，它仅需测量电池两级间的电压。该方法基于电池电压和剩余电量之间存在的某种已知关系。它看似直接，但却存在难点：在测量期间，只有在不施加任何负载的情况下，才存在这种电池电压与电量之间的简单关联。当施加负载时(这种情况发生在用户对电量感兴趣的多数情况下)，电池电压就会因为电池内部阻抗所引起的压降而产生失真。此外，即使去掉了负载，发生在电池内部的张持过程(relaxation processe)也会在数小时内造成电压的连续变化。由于多种原因的存在，基于电池阻抗知识的压降校正方法仍存在问题，本 新能源汽车动力电池及其管理系统试卷A 汽运19-301（26人） 一、【单选题】(每题2分共20分) 【单选题】 1、可逆电池的定义是：外接电源电压（A）电池装置电动势。（2分） A.大于 B.等于 C.小于 D.不一定 【单选题】 2、以下电池中不作为电动汽车动力电池的是（D）。（2分） A.铅酸电池 B.锂离子电池 C.镍氢电池 D.锌银电池 【单选题】 3、关于蓄电池的检测，下列说法正确的是（D）。（2分） A.外观检查时，只检查蓄电池接线柱、电缆和托架固定架是否有腐蚀即可。 B.外观检查时，只检查蓄电池周围无漏液，壳体和桩柱无破损裂纹即可。 C.用万用表检测蓄电池电压，只要在12.6V以上就一定可以用。 D.万用表检测的蓄电池端电压，只能作为检测的参考因素。 【单选题】 4、（B）电池性能比较高，可以快速充电、高功率放电、能量密度高，且循环寿命长，但高温下安全性能差。（2分） A.镍氢电池 B.锂离子电池 C.铅酸电池 D.锌银电池 【单选题】 5、动力电池包衰减诊断故障代码在下列（B）情况下可能出现。（2分） A.电池组已经退化到需要进行更换 B.电池组已经退化到只有原电池容量的20%左右 C.车辆的动力电池包电压为0伏 D.这些诊断故障代码是根据汽车的行驶里程设定的 【单选题】 6、动力电池的能量储存与输出都需要模块来进行管理，即动力电池能量管理模块，也称为动力电池管理系统，或动力电池能量管理系统，简称(C) 。（2分） A.BBC B.ABS C.BMS D.EPS 【单选题】 7、集中式动力电池管理系统的特征是（D）。（2分） A.电池管理系统与电池包分开 B.电池信息采集器与电池管理控制器分开 C.电池信息采集器与电池模组分开 D.信息采集器和管理器集合在一起 《新能源汽车维修》配套习题集 第一章概述 一.名词解释： 1.混合动力电动汽车：能够至少从“可消耗的燃料、可再充电能或能量储存装置”两类车载储存的能量中获得动力的汽车。 2.插电式混合动力汽车PHEV：是可以通过外部连接的电源进行充电，同时在电池满电的状态下具有一定的纯电动行驶能力，是重度混合动力车型的一种特殊形态。 3.发动机自动启停系统：就是电动汽车在行驶过程中临时停车（例如等红灯）的时候能自动熄火，而当需要继续前进的时候系统能自动重启发动机的一套系统。 二.是非题：（√--正确，×--错误） 1. 串联式混合动力汽车，发动机直接提供动力，能单独带动车轮。(×) 2. 北汽EV160的充电时，其中连接车辆端的充电枪颜色为蓝色，并贴有车辆图案标识，连接充电桩供电端的充电枪颜色为黑色，并贴有充电桩图案标识。（√） 3. 电动汽车的高压电缆颜色为橙色（√）。 三.选择题： 1. PHEV指的是（D）汽车。 A.氢燃料 B.太阳能 C.非插电式混合动力 D.插电式混合动力 2. 哪种汽车的发动机转速和车轮转速、汽车速度没有直接关系（B ） A.并联式混合动力汽车 B.串联式混合动力汽车 C.混联式混合动力汽车 D.纯电动汽车 3.电动汽车的快速充电是（B）充电。 A.交流 B.直流 C.发电机 4. 北汽EV160汽车利用车载充电器进行交流慢充充电时其220V/50Hz 16A的单相三眼插座额定电流不得少于（B）A。 A.(8) B.（16） C.（10） D.（6） 四.填空题 1.电动汽车按动力源的不同，主要有三种：混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池电动汽车。 2.北汽EV160的充电方式主要有三种：家用电慢速充电、交流充电桩慢速充电和直流充电桩快速充电。 3.电动汽车高压电能分配单元（BDU）内部主要电器部件是继电器和电阻。 五.简答题： 1.典型纯电动汽车高压部件主要哪些动力电池的电能主要去向有哪几处 答：典型纯电动汽车高压部件主要的高压部件有动力电池、逆变器、驱动单元、车载充电器、DC／DC转换器，如果是配有空调的车辆还有高压压缩机和PTC加热器等，这些部件都是通过橙色的高压电缆连接起来的。 纯电动汽车在运行时，动力电池的电能主要去向有以下5个： 1)动力电池→BDU→逆变器：为驱动电机提供电能并接受制动能量回收电能。 2)动力电池→BDU→高压压缩机：为车载空调提供制冷。 3)动力电池→BDU→交换／DC转换器：为车辆低压电器提供电源和给12V蓄电池充电。 4)动力电池→BDU→PTC加热器：为车载暖风系统提供加热功能。 5)外部220V电源→车载充电器→BDU→动力电池：使用外部220V电源为动力电池充电。 第二章安全应急处理 一.名词解释 1.危险电压：根据《信息技术设备安全》规定：交流峰值超过或直流值超过60V的电压称为危险电压。 2.安全电压电路：根据《电动汽车安全要求第3部分：人员触电防护》（GB/T ），新能源汽车根据电路的工作电压将电路分为以A、B两级，A级电压的电路为安全电压电路，指直流小于或等于60V、交流150Hz以下低于25V，不要求提供触电危害的防护的电路。 3.触电：是电击伤的俗称，通常是指人体直接触及电源或高压电经过空气或其他导电介质传递电流通过人体时引起的组织损伤和功能障碍，重者发生心跳和呼吸骤停。 4.电动汽车高压结构互锁：通过使用电气小信号，来检查整个高压部件、导线、连接器及护盖的电气完整性（连续性），识别回路异常断开时，及时断开高压电。 二.是非题 1.人体直接与电动汽车B级电压电路中的带电部分接触可能会对人体造成一定的伤害。 （√） 2.电击方式只有直接接触电击一种方式。（×） 3.绝缘手套的长度至少应超过手腕50mm，作业时应将衣袖口套入筒口内，以防发生意外。（×） 动力铅酸蓄电池的应用 动力铅酸蓄电池是古老的二次电池,有近150年的历史,在很多工业领域有广泛的应用,如汽车?摩托车的启动,点火?照明(SLI电池),通信行业?电力工业的后备电源,铁路内燃机车的牵引电池等?特别是阀控式密封铅酸蓄电池的出现,由于其良好的密封性?不漏液及相对传统开口式电池有较高的能量密度,更因其性价比优势和安全性,成为车载动力的首选?动力型VRLA电池已广泛应用于高尔夫车?家庭割草机?电动自行车?电动摩托车?轻型电动车和混合动力汽车等? （一）电动自行车 中国政府将环境保护作为实施可持续发展战略的重要内容,燃油汽车不仅对环境造成污染而且资源相对紧张,因此1996年中国启动了电动车重大科技产业化工程项目?作为电动车动力的电池包括铅酸蓄电池?MH-Ni电池?锂离子电池和燃料电池?1991年国家将电动车铅酸蓄电池研究列为重点项目?当时,为迎接2008年北京奥运会,国家投入28亿元用于电动公交车的开发? 我国新设计的概念车将会使用24只12V/55A·h电池组,平均功率18kW,峰值功率51kW,电池的尺寸为386mm×116mm× 175mm?鉴于中国国情的客观因素,电动助力自行车是介于机动车和非机动车之间的代步工具,更突出了它的许多优点和实用性? 电动自行车是中国百姓的代步工具,电池的好坏,决定电动自行车业能否走向成熟并保持稳定的发展?中国的电动自行车的发展自20世纪60年代以来经历了三起三落,主要原因就是电池性能不能满足要求? 阀控式铅酸蓄电池(VRLA电池)的出现给电动车行业带来了生机?20世纪80年代,VRLA电池在我国通信行业得到成功应用,称为工业电池?20世纪90年代末,我国一些企业和高校开始研究将VRLA电池作为动力电源应用在电动自行车上并获得成功,作为民用电池被广大用户所接受? 目前电动自行车采用的动力电池99%是VRLA电池,极少采用MH-Ni电池和锂离子电池? （二）电动牵引车 电动牵引车是制造工厂?物流中心等作为搬运产品的常用运输工具,主要采用富液管式铅酸蓄电池或胶体VRLA电池作为动力电源,具有无污染?无噪声的优点? （三）电动车和混合电动车 电动车采用VRLA电池作为电源是首选的方案,主要是因为VRLA电池价格低?安全?铅的回收率高等原因?美国GM公司于1997年推出的EV-1计划就是采用VRLA电池作为动力电源?汽车采用 电池的基本知识 电芯的常识 ?①镍氢 1.16-1.4V, n×(1.28+/-0.12V) 内阻≤25mΩ?②锂电3.65-3.95V, n×(3.8+/-0.15V) 内阻≤70mΩ?③特殊电压要求具体型号有: 9A9, 939, 620, C630, 820, R768等,其电芯电压要求在3.95-4.00V之间,是为了满足恒压点测试。稳压点电压太高会造成手机在充电时,手机显示电量满格闪烁报警等现象.?④电芯厚度尺寸 ?对某些电芯需进行厚度测试,,一般按电池内部空间决定，我们使用电芯厚度测试夹具进行。 ?铝壳,A代表铝壳; 钢壳,S代表钢壳. ?铝壳: 轻,强度低,外壳为正极; 钢壳: 重,强度高,外壳为负极. ?电芯正极材料: 有石墨,焦炭的(内阻略大). ?按外形分: 扁平长方形; 圆弧形; 长方形及扣式. ?锂电池的型号中的6位数字,前两位为高度尺寸,中间两位为宽度尺寸(mm),例如BYD的063048AR电芯,其高为6mm,宽度为29.9mm长度为48mm,A表示铝壳,R 表示圆弧形.型号有四位数字表示其: 前两位为直径,后两位为带一位小数点高度尺寸.例如: LIR0225它的直径为20mm 高度为2.5mm 锂离子电池 ?锂离子电池是以锂离子的储存与释放作为电能转换介质;是电能与化学能之间转换,现目前应用最广泛的是锂离子电池.现着重介绍一下锂锂离子电池的一些特征：?A.其标称电压为 3.6V, 内阻≤70mΩ同体积的容量比镍氢高1至2倍,体积是镍镉的40-50%, 镍氢的20-30% ?B. 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. ?C. 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. ?D. 锂离子电池不含金属锂(禁止在客机携带锂电池等规定的限制). ?E.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300次 ?F. 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无需放电容量较高;循环次数长;自放电率低;储存时间长(大约为1至2年,但存放时间过久电芯内阻会增大,容量也会相应降低);?G. 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一至两个小时内得到满充.放电稳定(呈现平滑线);重量轻;体积小及无公害等. 镍氢电池 ?镍氢电池以氢氧化镍为正极,以能够自由吸收﹑释放氢气的储氢金属合金为负极. ?特征: ?A. 绿色能源镍氢电池不含镉﹑汞,是环保型化学能源. ?B.与镍镉电池的相似性与镍镉电池有着相近的放电特性. ?C.镍氢电池有着近两倍于镍镉电池的能量密度D. 500个充放电周期.标称电压为 1.2V, 内阻≤25mΩ 锂离子电池保护电路原理图 铅酸蓄电池基本知识 电池：通过化学反应提供直流电能的电化学装置 电池是一种能量转化与储存的装置，它主要通过化学反应将化学能或物理能转化为电能。它由两种不同成分的电化学活性电极分别组成正负极，两电极浸泡在能提供媒体传导作用的电解质中，当连接在某一外部载体上时，通过转换其内部的化学能来提供电能。 Cell 和Battery的区别： ① Cell 是指一般的小型和单个电池，更强调单个单元; ② Battery是指蓄电池和电池组,更强调系统或者组; ③ Battery 运用得更加广泛，是电池的通用名称，包括锂电池、镍氢电池、蓄电池、干电池等等。 一次电池与二次电池的异同点： 一次电池只能放电一次，二次电池(也叫可充电电池)，可反复充放电循环使用，可充电电池在放电时电极体积和结构之间发生可逆变化，一次电池的质量比容量和体积比容量均大于一般充电电池，但内阻远比二次电池大，因此负载能力较低，另外，一次电池的自放电远小于二次电池。 电池种类 一次电池：不可充电，如锌锰、碱性、锂电池 二次电池：可充电，如铅酸、镍氢、锂离子电池 高级电池：结构特殊，性能卓越，如锌空电池，以空气做正极，体积很小，用于助听器。 燃料电池：Fuel Cell, FC, 将存在于燃料(氢气)和氧化剂(氧气)中的化学能转化为电能的装置，不是蓄电池，是发电机，1839年由英国的Grove发明。 太阳能电池：物理电源，通过光电效应或光化学效应直接把光能转化为电能的装置，1883年Charles发明首块太阳能电池，前景广阔，目前成本高，限制了应用。 电池由外壳、正极、负极、端子、隔膜等组成 外壳：一般是塑料或金属材质 正极：电流的流出端 负极：电流的流入端 端子：内部与活性物质相连，外接用电器 隔膜：防止正、负极短路，并提供电子的内部传递通道 蓄电池： 蓄电池(Storage Battery),也称二次电池,是通过充电将电能转换为化学能贮存起来，使用时再将化学能转换为电能释放出来的化学电源装置。 精确计算电池剩余电量至关重要 在当今的高科技时代，移动电话、PDA、笔记本电脑、医疗设备以及测量仪器等便携式设备可谓随处可见。随着便携式应用越来越多的向多样化、专有化、个性化方面发展，有一点却始终未变，那就是所有的便携式设备均靠电池供电。 在对系统的剩余运行时间进行预测的时候，电池可以说是供电环节中最难理解的部分之一。随着便携式应用数量的不断增加，我们需要实现更多的关键性操作，例如利用移动电话进行账户管理、便携式数据记录器必须保留相应的功能以应对完全工作交接、医疗设备必须完整保存需要监控的关键数据等等。 本文将讨论尽可能精确计算剩余电池电量的重要性。令人遗憾的是，仅通过测量某些数据点甚至是电池电压无法达到上述目的。温度、放电速率以及电池老化等众多因素都会影响充电状态。本文将集中讨论一种专利技术，该技术能够帮助设计人员测量锂电池的充电状态以及剩余电量。 现有的电池电量监测方法 目前人们主要使用两种监测方法：一种方法以电流积分(current integration)为基础；而另一种则以电压测量为基础。前者依据一种稳健的思想，即如果对所有电池的充、放电流进行积分，就可以得出剩余电量的大小。当电池刚充好电并且已知是完全充电时，使用电流积分方法效果非常好。这种方法被成功地运用于当今众多的电池电量监测过程中。 但是该方法有其自身的弱点，特别是在电池长期不工作的使用模式下。如果电池在充电后几天都未使用，或者几个充、放电周期都没有充满电，那么由内部化学反应引起的自放电现象就会变得非常明显。目前尚无方法可以测量自放电，所以必须使用一个预定义的方程式对其进行校正。不同的电池模型有不同的自放电速度，这取决于充电状态(SOC)、温度以及电池的充放电循环历史等因素。创建自放电的精确模型需要花费相当长的时间进行数据搜集，即便这样仍不能保证结果的准确性。 该方法还存在另外一个问题，那就是只有在完全充电后立即完全放电，才能够更新总电量值。如果在电池寿命期内进行完全放电的次数很少，那么在电量监测计更新实际电量值以前，电池的真实容量可能已经开始大幅下降。这会导致监测计在这些周期内对可用电量做出过高估计。即使电池电量在给定温度和放电速度下进行了最新的更新，可用电量仍然会随放电速度以及温度的改变而发生变化。 关于加强免维护铅酸蓄电池管理的规定根据我集团公司各单位铅酸电池使用现状，为保证电站阀控式密封铅酸蓄电池及其高频开关电源(以下简称直流设备)保持良好的运行状态，延长使用寿命，保证余热电站直流母线保持合格电压和蓄电池的放电容量，结合富平公司余热电站电池失效事故教训，特做如下规定： 1、本规定适应浮充电运行余热电站直流系统、总降压站及高压电气室操作电源系统、UPS电源电池。不适应按照充电放电循环运行的电池系统。 2、新安装要求 2.1直流设备通风应良好，运行环境温度应保持在5℃～35℃，安装地点应装设温度调节装置。 2.2蓄电池采用串联接线，蓄电池之间应保持2cm以上距离，若电池安装在柜内，上下层之间距离不应小于15cm。蓄电池应保持清洁，极板、极柱接触应良好，连接螺丝应牢固，不得有放电现象。 3. 新蓄电池验收项目及标准 3.1检查蓄电池容量。对电池组进行三次充放电试验，放电终止电压根据制造厂的规定，其中一只蓄电池防到了终止电压，应停止放电。在三次充放电循环之内，若达不到额定容量值的100％，此组蓄电池不合格。 3.2测量电池的绝缘电阻。220V电池组的绝缘电阻不小于0.2MΩ。 3.3测量充电设备的稳流精度不大于±(0.5%-1%),稳压精度不大于±(0.1%-0.5%),及直流母线纹波系数不大于(0.2%-0.51%)。 3.4测量每只电池端电压符合厂家规定。 3.5检查厂方提供的安全阀开启闭合试验报告，闭阀压力应在1kPa～10kPa范围内，开阀压力应在10kPa～49kPa范围内。 4 运行维护要求 4.1为提高蓄电池的使用寿命，要做好初充电。 (1)全部更换电池组，一般要求生产厂家进行初次充电 (2)厂家不能到场，按照电池说明书要求充放电。 （3）一般初次充电的操作流程为：恒流限压充电→恒压充电→浮充电→恒压充电→浮充电。即均充→浮充→均充→浮充。第一次浮充时间不得低于8小时，均充状态检查各电池电压偏差不得大于0.05V。（4）初次充电后必须进行最少三次充放电活化电池。 4.2蓄电池组在正常运行中以浮充电方式运行，浮充电电压宜控制在(2.24)V×N，均衡充电电压宜控制在(2.30-2.35)V×N。12V电池，N=6。 4.3运行中主要监视蓄电池组的端电压值，浮充电流值，每只蓄电池的电压值，蓄电池组及直流母线的对地电阻值和绝缘状况。 4.4蓄电池一般每个月进行一次补充充电，充电装置应自动或手动进行一次恒流限压充电→恒压充电→浮充电，即均充→浮充。长期未均充电池先用低于或等于I10电流放电20-30%电量后，再均充→浮充，活化电池。再使蓄电池组随时具有满容量，确保运行安全可靠。 蓄电池及铅酸蓄电池 蓄电池 理论上任何两种具差异性的导电体与电解质均可以组成简单的电池 铅酸蓄电池 以二氧化铅为活性材料组成的正极与以海绵状铅为活性组成的负极插入稀硫酸电解液中，形成的标称电压为2V的蓄电池 铅酸蓄电池作用 发动机起动时，向发动机、点火系统、电子燃油喷射和其他电子设备供电 当发动机没有运转或处于低速或怠速时，蓄电池可向整车用电设备供电 当电气设备用电量进过整车充电系统的输出时，蓄电池可以在有限的时间内供电 蓄电池可以稳定整车电气系统的电压 铅酸蓄电池工作原理 汽车起动及电器一般要求12V的工作电压 汽车用蓄电池由6单格串联形成称电压为12V的电池 24V电压可以串联2只12V蓄电池获得 铅酸蓄电池工作化学原理 放电 当蓄电池向汽车用电器供电时，它处于放电过程 化学能转化为电能 充电 当汽车发电机向蓄电池供电时，蓄电池处于充电过程电能转化为化学能 铅酸蓄电池基本结构 1端柱套6顶盖 2汇流排 7防爆片 3电池极板（正/负极） 8中间盖 4外壳 9极群组 5密度计/电眼（选装） 汽车用铅酸蓄电池的主要技术衡量指标 低温起动性能 寿命 汽车用铅顶到蓄电池的主要技术衡量指标容量 C5=0.8*C20近似对应关系 RC=0.83*C201.17其它指标 汽车用铅酸蓄电池的技术演变 传统加水蓄电池 结构特点 铸造铅锑合金板栅，有加水口 优劣势 自放电快，易失水 有酸液喷可能 更多熔化的铅与空气接触制造了超过 必要水平的铅排放 一般免维护蓄电池 结构特点 铸造或铸造铅钙合金板栅，无加水口 优劣势 拉网或铸造设计无论金属拉得多么均匀，最终产品总是存在，而导致板栅的不一致，从而影响了产品性能的稳定性 PowerFrame 结构特点 高速冲压锻造 优劣势 保留了铅自身的结构完整性——通过滚筒四次压制——增强了板栅优良的面朝久性 全程电脑化的工艺降低了可变性，提高了产品的一惯性 板栅少使用20%的能源，使流程更环保 汽车用铅酸蓄电池产品命名规则 铅酸蓄电池产品命名标准 由于产地的不同，铅酸蓄电池的产品命名遵循着不同的标准。通常而言包含如下的一些工业标准。 ICE:Intemational Electrotechnical Commission 国际电工委员会 BCI：Battery Council Intemational 国际蓄电池协会 铅酸蓄电池的认识、安装及维护 一、任务导入 风力发电系统中，蓄电池是重要组成部件。风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13～25V变化的交流电，发电系统的功率输出也变化无常，须经充电器整流，再对蓄电池充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源，把蓄电池里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。因此小型风力发电系统产生的电能需要蓄电池进行储存和调节，蓄电池才能提供相对稳定的电能。从风力发电机组的使用寿命期来讲，蓄电池在此期间至少需要更换2～3次。就是说，蓄电池的总投资费用将超过风力发电机的购置和维护费用。因此，配置合理容量的蓄电池，延长蓄电池的使用寿命，对用户的用电和节省经费开支都有重要的现实意义。小型风光力发电系统一般采用阀控密封式铅酸蓄电池，一般有12V和24V两种。 二、相关知识 学习情境：铅酸蓄电池 （一）化学电源的发展 化学电源，是一种将化学能转化为电能的装置，自1859年普兰特试制成功铅酸电池，1868年法国勒克朗谢制成锌锰干电池以来，化学电源经历了100多年的发展历史，现已形成独立完整的科技与工业体系，全世界已有1000多种不同系列和型号规格的电池产品。化学电源已成为人民生活中应用极为广泛的方便能源。今天，人造卫星、宇宙飞船、火车、汽车、潜艇、鱼雷、军用导弹、火箭、飞机，哪一样都离不开电源技术的发展。电源技术的进步，大大加速了现代移动通信、家用电器乃至儿童玩具的发展速度。随着高新技术的发展和为了保护人类生存的环境，对新型化学电源又提出了更高的要求。可以预言：产量大、价格低、应用范围广的锌---锰电池，铅酸蓄电池仍将占有世界上电池的大部分市场，并且近年来市场保持10%的增长,而性能优越的锂离子电池，金属氢化物--镍电池，可充无汞碱性锌--锰电池，燃料电池将是21世纪最受欢迎的绿色电池并挤占电池市场。随着人民生活水平的提高和电池技术的发展，以电池为能源的电动自行车将代替摩托车,电动汽车将逐步取代燃油汽车，新型化学电源的时代已经到来。 1．铅酸蓄电池的发展历史 蓄电池是1859年由普兰特发明的，至今已有一百多年的历史。铅酸蓄电池自发明后，在化学电源中一直占有绝对优势。这是因为其价格低廉、原材料易于获得，使用上有充分的可靠性，适用于大电流放电及广泛的环境温度范围等优点。 到20世纪初，铅酸蓄电池历经了许多重大的改进，提高了能量密度、循环寿命、高倍率放电等性能。然而，开口式铅酸蓄电池有两个主要缺点：①充电末期水会分解为氢、氧气体析出，需经常加酸、加水，维护工作繁重；②气体溢出时携带酸雾，腐蚀周围设备，并污染环境，限制了电池的应用。近二十年来，为了解决以上的两个问题，世界各国竞相开发密封铅酸蓄电池，希望实现电池的密封，获得干净的绿色能源。 1912年Thomas Edison发表专利，提出在单体电池的上部空间使用铂丝，在有电流通过时，铂被加热，成为氢、氧化合的催化剂，使析出的H2与O2重新化合，返回电解液中。但该专利未能付诸实现：①铂催化剂很快失效；②气体不是按氢2氧1的化学计量数析出，电池内部合仍有气体发生；③存在爆炸的危险。 60年代，美国Gates公司发明铅钙合金，引起了密封铅酸蓄电池开发热，世界各大电池公司投入大量人力物力进行开发。 1969年，美国登月计划实施，密封阀控铅酸蓄电池和镉镍电池被列入月球车用动力电源，最后镉镍电池被采用，但密封铅酸蓄电池技术从此得到发展。 【文档主题】蓄电池基础知识一 【文档作者】朱甲龙 【修改时间】2002年3月2日 【文档内容】 一、产品概述 1859年Plante发明铅酸蓄电池至今已有130多年的历史，以往的铅酸电池均为开口式或防酸隔爆式，充放电时析出的酸雾污染及腐蚀严重，又需经常维护即补加酸和水。1957年西德阳光公司首次将凝胶电解质技术用于铅酸蓄电池，制成密封铅酸电池并投入市场，标志着实用密封铅酸蓄电池的诞生。1971年美国Gates公司首次将超细玻璃纤维用于密封铅酸电池中，生产出吸液式卷绕极板圆筒形电池，第一次把氧气复合原理在商品电池中实施，实现了铅酸蓄电池技术上的重大突破，这种吸液式密封铅酸蓄电池在美、日、欧等地得到了飞速的发展。 与普通铅酸电池相比，VRLA电池的发展如此迅速，是因为它具有以下特点： 1.在电池整个使用寿命期间，无需添加水，调整酸比重等维护工作,具有“免维护”功能（相对 于传统铅酸蓄电池的维护而言）； 2.不漏液、无酸雾、不腐蚀设备； 3.自放电小，25℃下自放电率小于2％（每月）； 4.电池寿命长，25℃下浮充状态使用可达20年； 5.结构紧凑，密封良好，抗震动，比容量高； 6.电池的高低温性能较好，可在－40℃～＋50℃范围内使用； 7.不存在镉镍电池的“记忆效应”（指浅循环工作时容量损失）。 正由于VRLA电池有以上诸多优点，因而被广泛应用于通信系统，电力系统的备用电源；UPS 设备；铁路机车的起动电源；应急照明设备，矿灯，信号灯；电动工具；消防报警系统；电子、医疗仪器设备等领域。 二、VRLA电池密封关键技术 2.1密封原理 铅酸蓄电池充电后期，电极上发生的电化学反应： 正极：PbSO4 ＋ 2H2 O － 2e PbO 2＋ HSO4- + 3H+ (1) H2 O － 2e 2H+ ＋1/2 O2 (2) 负极：PbSO4 ＋ H+＋ 2e Pb ＋ HSO4- (3) 2H+ ＋2e H2 (4) 锂电池基础知识100问 11、什么是电池的容量？ 电池的容量有额定容量和实际容量之分。电池的额定量是指设计与制造电池时规定或保证电池在一定的放电条件下，应该放出最低限度的电量。Li-ion规定电池在常温、恒流（1C）恒压（4.2V）控制的充电条件下充电3h，电池的实际容量是指电池在一定的放电条件下所放出的实际电量，主要受放电倍率和温度的影响（故严格来讲，电池容量应指明充放电条件）。容量常见单位有：mAh、Ah=1000mAh）。 12、什么是电池内阻？ 是指电池在工作时，电流流过电池内部所受到的阻力。有欧姆内阻与极化内阻两部分组成。电池内阻大，会导致电池放电工作电压降低，放电时间缩短。内阻大小主要受电池的材料、制造工艺、电池结构等因素的影响。是衡量电池性能的一个重要参数。注：一般以充电态内阻为标准。测量电池的内阻需用专用内阻仪测量，而不能用万用表欧姆档测量。 13、什么是开路电压？ 是指电池在非工作状态下即电路无电流流过时，电池正负极之间的电势差。一般情况下，Li-ion充满电后开路电压为4.1-4.2V左右，放电后开压为3.0V左右，通过电池的开路电压，可以判断电池的荷电状态。 14、什么是工作电压？ 又称端电压，是指电池在工作状态下即电路中有电流过时电池正负极之间电势差。在电池放电工作状态下，当电流流过电池内部时，不需克服电池的内阻所造成阻力，故工作电压总是低于开路电池，充电时则与之相反。Li-ion 的放电工作电压在3.6V左右。 15、什么是放电平台？ 放电平台是恒压充到电压为4.2V并且电电流小于0.01C时停充电，然后搁置10分钟，在任何们率的放电电流下下放电至3.6V时的放电时间。是衡量电池好坏的重要标准。 16、什么是（充放电）倍率？时率？ 是指电池在规定的时间内放出其额定容量时所需要的电流值，它在数据值上等于电池额定容量的倍数，通常以字母C表示。如电池的标称额定容量为600mAh为1C（1倍率），300mAh则为0.5C,6A(600mAh)为10C.以此类推. 时率又称小时率,时指电池以一定的电流放完其额定容量所需要的小时数.如电池的额定容量为600mAh,以600mAh的电流放完其额定容量需1小时,故称600mAh的电流为1小时率,以此类推. 17、什么是自放电率？ 又称荷电保持能力，是指电池在开路状态下，电池所储存的电量在一定条件下的保持能力。主要受电池制造工艺、材料、储存条件等因素影响。是衡量电池性能的重要参数。 注：电池100%充电开路搁置后，一定程度的自放电正常现象。在GB标准规定LI-ion后在20±2℃条件下开条件下开路搁置28天。可允许电池有容量损失。 18、什么是内压？ 锂离子电池基础知识问题 2017年12月7日1.被誉为“锂电之父”的是（） A.Tarascon B.Armand C.Clare D.Goodenough 2.以下哪项不属于锂离子电池的特点（） A.开路电压高 B.充放电寿命长 C.有记忆效应 D.自放电率低 3.已知某款材料，D90=18μm，所代表的含义是（） A.粒径大于18μm的占90% B.粒径小于18μm的占90% C.平均粒径为18μm D.最大粒径为18μm 4.正极材料浆料吸水产生“果冻”现象是哪款材料导致的（） A.活性物质NCM B.粘结剂PVDF C.溶剂NMP D.导电剂Super P 5.三元材料中，有“减少阳离子混排，稳定层状结构”作用的元素是（） A.锂 B.镍 C.钴 D.锰 6.已知某款材料，其比表面积为100 m2/g，则其最可能是（） A.三元材料 B.天然石墨 C.碳纳米管 D.硬碳 7.已知某款材料，其压实密度为4.15 g/cm3，则其最可能是（） A.钴酸锂 B.人造石墨 C.磷酸铁锂 D.硅碳复合材料 8.以下哪项属于三元材料SEM图（） A B C D 9.以下几款材料，低温性能最差的是（） A.三元材料 B.钴酸锂 C.锰酸锂 D.磷酸铁锂 10.以下几款材料，高温性能最差的是（） A.钴酸锂 B.锰酸锂 C.三元材料 D.磷酸铁锂 11.石墨烯导电剂的导电模式是（） A.点-点接触 B.点-线接触 C.点-面接触 D.点-体接触 12.在磷酸铁锂体系中加入过多的石墨烯导电剂，以下说法错误的是（） A.有利于超高倍率放电 B.增加成本，不利于量产 C.对锂离子的传输过程形成阻碍 D.降低了活性物质的占比，不利于提高能量密度 13.目前商业化正极材料中比容量最高的材料是（） A.NCM811 B.NCM622 C.NCM523 D.NCA 14.严格的说，镍钴铝酸锂属于（） A.一元材料 B.二元材料 C.三元材料 D.不确定 15.以下哪项不属于正极材料关注的理化指标（） A.粒径 B.比表面积 C.灰分 D.PH 16.目前，全球最大的锂电池正极材料生产企业是（） A.北京当升 B.湖南杉杉 C.格林美 D.湖南桑顿精确计算电池剩余电量
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