电动汽车没它不行！大众汽车讲师详解动力电池

4月25日，大众启动“电动汽车动力电池科普”线下活动。大众汽车学院通过原电池实验、现场教学、现场问答等方式深入浅出地讲解了汽车动力电池知识，介绍了大众混合动力汽车和纯电动汽车电池的特点。一、电池的发展历史和分类开幕式前，大众研究院讲师陈庆贵让观众做了一个原电池发电的小实验，利用电解液中镁和碳的反应，形成外加电流点亮一个小灯泡。这个有趣的实验让大家对原电池的发电原理有了初步直观的了解。

随后，他详细介绍了汽车动力电池的发展历史，不同类型电池和不同形状电池的优缺点，以及大众PHEV(插电式混合动力汽车)和BEV(纯电动汽车)所用电池的特点。

1799年，伏特完成了世界上第一个电池实验，制成了世界上第一个电池“伏特堆”。之后又依次发展出碱性电池、镍镉电池、铅酸电池、镍氢电池、锂金属电池。

电池种类很多，一般分为化学电池、物理电池和生物电池。其中最常用的是化学电池，分为一次电池、二次电池和燃料电池。只能用一次不能充电的电池叫原电池，汽车用的是可以多次充放电的二次电池。根据正极材料的不同，二次电池可分为:镍铬电池(NiCd)、镍氢电池(镍氢电池)、铅酸电池和锂离子电池。陈庆贵分别解释了四种电池:1。镍镉电池镍镉电池是一种理想的DC电源电池，可充放电500次以上，经济耐用。其内阻小，充电快，能为负载提供大电流，放电时电压变化小。它最大的缺点就是有记忆效应。如果你上次用了80%的电，还剩20%的时候再充，下次用的时候只能放出80%的电。2.铅酸电池铅酸电池是一种经典的车载电池，目前仍被广泛使用。它使用铅作为负极，PbO2作为正极，30% H2SO4溶液作为电解液。放电时，电池正极获得电子，负极失去电子；充电时，电池正极失去电子，负极获得电子。反应方程式是:

车载铅酸电池通常电压为12V，由六块2V铅酸极板串联而成。传统的铅酸蓄电池是湿电池，在使用过程中由于水分蒸发，电解液浓度会发生变化，需要定期加水和电解液来维持。后来出现了增强型富液电池(EFB)和玻璃纤维电池(AGM)，解决了铅酸电池水分蒸发的问题，不需要通过添加液体来维护。3.镍氢电池镍氢电池比镍镉电池具有更高的能量密度。它以氢氧化镍为阳极材料，金属氢化物为阴极材料(储氢合金或储氢电极)，6mol/L氢氧化钾溶液为电解液。反应方程式为:镍氢电池的优点是不含有金属，无记忆效应，电解液以固体形式存在，电池更安全。4.锂离子电池锂离子电池是新一代电池，也是目前最常见的电池，广泛应用于充电宝、手机、电动车。它使用碳材料(石墨、软碳、硬碳等。)作为负极材料，锂金属化合物作为正极材料，锂盐溶剂作为电解质。根据正极材料的不同，锂离子电池分为钴酸锂LCO、镍酸锂LNO、锰酸锂LMO、磷酸铁锂LFP、镍钴铝酸锂NCA、镍钴锰酸锂NCM等。根据三要素的比例，也分为NCM 611、NCM 811等型号。

充电时，电池接外接电源，电源正极加负极，电源负极加正极，锂离子Li+从正极逸出嵌入负极，负极处于富锂状态储存电势能。放电时，电池连接到外部负载，锂离子Li+从负极逸出并嵌入正极，在充电时释放储存的电势能。由于这种工作原理，锂电池也被称为摇椅电池。锂离子电池只含有少量的水，没有记忆效应，能量密度是镍镉电池的两倍以上。几种主流电池类型的优缺点比较1。四种电池性能对比电池的主要性能指标包括:电压、容量、内阻、能量、能量密度、功率、使用寿命等。根据这些指标，大众研究所比较了四种电池的性能:

可以看出，锂电池具有电压高、比能量高、循环寿命长、月自放电率低、安全性高、充电速度快等优点，但缺点是使用成本很高，几乎是铅酸电池的3倍。2.三种锂离子电池的形状比较根据电池的形状，锂离子电池可分为圆柱形电池、软包/聚合物电池和方壳电池。

它们的优缺点是:1。圆柱:体积小，组成灵活，功率能量密度高，适合大规模标准化生产，一致性好，但缺点是分组后散热差，电池管理系统复杂。2.软包装/聚合物:内阻小，尺寸灵活，重量轻，能量密度高，不爆炸。缺点是强度低，密封工艺复杂，一致性差，没有防爆装置，容易泄漏。3.方形外壳:散热好，组装容易，可靠性好，防爆阀。其缺点是能量密度低(外壳占重量大)、尺寸固定、成本高、型号多(各厂商型号不统一)。陈庆贵说，大众使用的是方壳电池，并参与了配方……相关标准。方壳电池的组装过程如下:连接电池单元的两种方式电动车辆的电池模块由多个电池单元串联/并联连接。两种连接方式的总输出相同，但输出电压和电流不同。并联电芯输出电压更低(多个相同电源并联，不增加电压)，安全性更高，但输出电流会更高，需要更粗的线缆，难以在车内布置，更高的电流会带来更多的电芯发热。串联电芯输出电流低，可以用更细的导线，但输出电压较高，安全性差，安全保护成本会大大增加。

多个电池模块(8/16/27等。)通过串联、并联、串联形成一个大电池组，也就是电动车底部的大动力电池。一般动力电池总电压控制在300-400V V左右，那么大众新能源汽车的电池组是什么形式呢？1.大众途观GTE(PHEV)的电池组由12个电芯(每个3.6V)串联组成一个电池模块，每个模块的电压约为3.7× 12 = 44.4V，那么8个电池模块串联组成一个电池组，总电压约为44.4V× 8 = 355.2V(鉴于电池内部还有其他损耗，此算法仅供参考)。在大模块中，前三个单体与后三个单体并联，中间六个单体串联。模块总电压仅为14.4V，输出电流较高。小模块的总电压更低，为7.2V，然后将16个或27个大小模块串联起来组成电池组，整体为“地”结构。公开课最后，陈庆贵回答了大众PHEV为什么采用液冷技术，BEV为什么采用风冷技术的问题。他解释说，PHEV是插电式混合动力汽车，底盘上有内燃机和排气管，所以电池会受到更大的热辐射，而PHEV的电池组结构比较紧凑，散热比较困难，所以采用了液冷技术。对于BEV(纯电动汽车)来说，底盘上没有内燃机和排气管的热辐射，其电池组结构更松散，散热更好，所以采用风冷技术。

4月25日，大众启动“电动汽车动力电池科普”线下活动。大众汽车学院通过原电池实验、现场教学、现场问答等方式深入浅出地讲解了汽车动力电池知识，介绍了大众混合动力汽车和纯电动汽车电池的特点。一、电池的发展历史和分类开幕式前，大众研究院讲师陈庆贵让观众做了一个原电池发电的小实验，利用电解液中镁和碳的反应，形成外加电流点亮一个小灯泡。这个有趣的实验让大家对原电池的发电原理有了初步直观的了解。

随后，他详细介绍了汽车动力电池的发展历史，不同类型电池和不同形状电池的优缺点，以及大众PHEV(插电式混合动力汽车)和BEV(纯电动汽车)所用电池的特点。

1799年，伏特完成了世界上第一个电池实验，制成了世界上第一个电池“伏特堆”。之后又依次发展出碱性电池、镍镉电池、铅酸电池、镍氢电池、锂金属电池。

电池种类很多，一般分为化学电池、物理电池和生物电池。其中最常用的是化学电池，分为一次电池、二次电池和燃料电池。电池……at只能用一次不能充电的叫原电池，而汽车用的是可以多次充放电的二次电池。根据正极材料的不同，二次电池可分为:镍铬电池(NiCd)、镍氢电池(镍氢电池)、铅酸电池和锂离子电池。陈庆贵分别解释了四种电池:1。镍镉电池镍镉电池是一种理想的DC电源电池，可充放电500次以上，经济耐用。其内阻小，充电快，能为负载提供大电流，放电时电压变化小。它最大的缺点就是有记忆效应。如果你上次用了80%的电，还剩20%的时候再充，下次用的时候只能放出80%的电。2.铅酸电池铅酸电池是一种经典的车载电池，目前仍被广泛使用。它使用铅作为负极，PbO2作为正极，30% H2SO4溶液作为电解液。放电时，电池正极获得电子，负极失去电子；充电时，电池正极失去电子，负极获得电子。反应方程式是:

车载铅酸电池通常电压为12V，由六块2V铅酸极板串联而成。传统的铅酸蓄电池是湿电池，在使用过程中由于水分蒸发，电解液浓度会发生变化，需要定期加水和电解液来维持。后来出现了增强型富液电池(EFB)和玻璃纤维电池(AGM)，解决了铅酸电池水分蒸发的问题，不需要通过添加液体来维护。3.镍氢电池镍氢电池比镍镉电池具有更高的能量密度。它以氢氧化镍为阳极材料，金属氢化物为阴极材料(储氢合金或储氢电极)，6mol/L氢氧化钾溶液为电解液。反应方程式为:镍氢电池的优点是不含有金属，无记忆效应，电解液以固体形式存在，电池更安全。4.锂离子电池锂离子电池是新一代电池，也是目前最常见的电池，广泛应用于充电宝、手机、电动车。它使用碳材料(石墨、软碳、硬碳等。)作为负极材料，锂金属化合物作为正极材料，锂盐溶剂作为电解质。根据正极材料的不同，锂离子电池分为钴酸锂LCO、镍酸锂LNO、锰酸锂LMO、磷酸铁锂LFP、镍钴铝酸锂NCA、镍钴锰酸锂NCM等。根据三要素的比例，也分为NCM 611、NCM 811等型号。

充电时，电池接外接电源，电源正极加负极，电源负极加正极，锂离子Li+从正极逸出嵌入负极，负极处于富锂状态储存电势能。放电时，电池连接到外部负载，锂离子Li+从负极逸出并嵌入正极，在充电时释放储存的电势能。由于这种工作原理，锂电池也被称为摇椅电池。锂离子电池只含有少量的水，没有记忆效应，能量密度是镍镉电池的两倍以上。几种主流电池类型的优缺点比较1。四种电池性能对比电池的主要性能指标包括:电压、容量、内阻、能量、能量密度、功率、使用寿命等。根据这些指标，大众研究所比较了四种电池的性能:

可以看出，锂电池具有电压高、比能量高、循环寿命长、月自放电率低、安全性高、充电速度快等优点，但缺点是使用成本很高，几乎是铅酸电池的3倍。2.三种锂离子电池的形状比较根据电池的形状，锂离子电池可分为圆柱形电池、软包/聚合物电池和方壳电池。

它们的优缺点是:1。圆柱:体积小，组成灵活，功率能量密度高，适合大规模标准化生产，一致性好，但缺点是分组后散热差，电池管理系统复杂。2.软包装/聚合物:内阻小，尺寸灵活，重量轻，能量密度高，不爆炸。缺点是强度低，密封工艺复杂，一致性差，没有防爆装置，容易泄漏。3.方形外壳:散热好，组装容易，可靠性好，防爆阀。其缺点是能量密度低(外壳占重量大)、尺寸固定、成本高、型号多(各厂商型号不统一)。陈庆贵说，大众使用的是方壳电池，并参与了配方……相关标准。方壳电池的组装过程如下:连接电池单元的两种方式电动车辆的电池模块由多个电池单元串联/并联连接。两种连接方式的总输出相同，但输出电压和电流不同。并联电芯输出电压更低(多个相同电源并联，不增加电压)，安全性更高，但输出电流会更高，需要更粗的线缆，难以在车内布置，更高的电流会带来更多的电芯发热。串联电芯输出电流低，可以用更细的导线，但输出电压较高，安全性差，安全保护成本会大大增加。

多个电池模块(8/16/27等。)通过串联、并联、串联形成一个大电池组，也就是电动车底部的大动力电池。一般动力电池总电压控制在300-400V V左右，那么大众新能源汽车的电池组是什么形式呢？1.大众途观GTE(PHEV)的电池组由12个电芯(每个3.6V)串联组成一个电池模块，每个模块的电压约为3.7× 12 = 44.4V，那么8个电池模块串联组成一个电池组，总电压约为44.4V× 8 = 355.2V(鉴于电池内部还有其他损耗，此算法仅供参考)。在大模块中，前三个单体与后三个单体并联，中间六个单体串联。模块总电压仅为14.4V，输出电流较高。小模块的总电压更低，为7.2V，然后将16个或27个大小模块串联起来组成电池组，整体为“地”结构。公开课最后，陈庆贵回答了大众PHEV为什么采用液冷技术，BEV为什么采用风冷技术的问题。他解释说，PHEV是插电式混合动力汽车，底盘上有内燃机和排气管，所以电池会受到更大的热辐射，而PHEV的电池组结构比较紧凑，散热比较困难，所以采用了液冷技术。对于BEV(纯电动汽车)来说，底盘上没有内燃机和排气管的热辐射，其电池组结构更松散，散热更好，所以采用风冷技术。

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