第3章 電動(dòng)汽車(chē)的儲(chǔ)能裝置及其充電系統(tǒng)

1、第第3章章 電動(dòng)汽車(chē)的儲(chǔ)能裝置及其充電系統(tǒng)電動(dòng)汽車(chē)的儲(chǔ)能裝置及其充電系統(tǒng)3.13.23.33.43.53.1 儲(chǔ)能裝置概述 電動(dòng)汽車(chē)對(duì)電池的要求2.電動(dòng)汽車(chē)電池的分類(lèi)3.電池的主要性能指標(biāo)4.電池的主要性能指標(biāo)值3.2.1 3.2.1 各種蓄電池性能比較各種蓄電池性能比較圖3-1 各種電池性能比較3.2 蓄電池儲(chǔ)能 3.2.2 3.2.2 各種蓄電池的特點(diǎn)各種蓄電池的特點(diǎn) 3.2 蓄電池儲(chǔ)能 1. 鉛酸蓄電池2. 鎳鋅電池3. 鎳鎘電池4. 鎳氫電池5. 鋰離子電池6. 鈉硫電池3.2.3 3.2.3 蓄電池使用舉例蓄電池使用舉例圖3-2 配有蓄電池的電動(dòng)汽車(chē)電氣系統(tǒng)圖3.2 蓄電池儲(chǔ)能 3.

2、3 蓄電池充電系統(tǒng)3.3.13.3.1 充電系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)要求和指標(biāo)充電系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)要求和指標(biāo)3.3.23.3.2充電方法的研究充電方法的研究1. 蓄電池充電理論tI0atII e-=MNa圖3-4 鉛酸蓄電池可接受充電曲線(xiàn)3.3 蓄電池充電系統(tǒng)2. 常規(guī)充電方法圖3-5 恒壓充電特性曲線(xiàn)3.3 蓄電池充電系統(tǒng)圖3-6 恒流充電曲線(xiàn)3.3 蓄電池充電系統(tǒng) 圖3-7 二階段法充電曲線(xiàn) 圖3-8 三階段法充電曲線(xiàn)3.3 蓄電池充電系統(tǒng)3. 快速充電方法圖3-9脈沖充電曲線(xiàn)3.3 蓄電池充電系統(tǒng)圖3-10 ReflexTM充電電流曲線(xiàn)3.3 蓄電池充電系統(tǒng)圖3-11 變電流間歇充電曲線(xiàn)3.3 蓄電

3、池充電系統(tǒng)圖3-12 變壓間歇充電曲線(xiàn)3.3 蓄電池充電系統(tǒng)圖3-13 波浪式間歇正負(fù)零脈沖快速充電曲線(xiàn)3.3 蓄電池充電系統(tǒng)3.3.3 3.3.3 充電終止控制方法充電終止控制方法（1）定時(shí)控制法（2）蓄電池溫度控制法（3）蓄電池電壓控制法3.3 蓄電池充電系統(tǒng)3.3.43.3.4 充電系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)充電系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)圖3-14 硬件結(jié)構(gòu)框圖3.3 蓄電池充電系統(tǒng)圖3-15 電路原理圖3.3 蓄電池充電系統(tǒng)3.3.5 3.3.5 充電系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)充電系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)1. 軟件設(shè)計(jì)思想2.軟件模塊的設(shè)計(jì)圖3-16 溫度信號(hào)采集流程圖圖3-17 A/D轉(zhuǎn)換流程圖3.3 蓄電池充電系統(tǒng)圖3-18

4、PWM輸出流程圖圖3-19 顯示流程圖3.3 蓄電池充電系統(tǒng)圖3-20 總體控制流程圖3.4 燃料電池儲(chǔ)能 3.4.1 3.4.1 燃料電池的結(jié)構(gòu)燃料電池的結(jié)構(gòu)1. PEMFC的工作原理圖3-21 質(zhì)子交換膜燃料電池的工作原理3.4 燃料電池儲(chǔ)能 2. 單體PEMFC的構(gòu)造圖3-22 單體PEMFC的基本結(jié)構(gòu)3.4 燃料電池儲(chǔ)能 3. PEMFC電池組( 堆) 的構(gòu)造圖3-24 PEMFC電池組( 堆)結(jié)構(gòu)3.4 燃料電池儲(chǔ)能 3.4.2 3.4.2 燃料電池的性能燃料電池的性能圖3-25 燃料電池基本特性曲線(xiàn)原理3.4 燃料電池儲(chǔ)能 3.4.3 3.4.3 燃料的供給方法燃料的供給方法 1.

5、 地面固定的制氫系統(tǒng)圖3-26 壓縮氫氣儲(chǔ)存罐3.4 燃料電池儲(chǔ)能 圖3-27 液化氫氣儲(chǔ)氫罐3.4 燃料電池儲(chǔ)能 圖3-29 蒸氣改質(zhì)法的改質(zhì)器3.4 燃料電池儲(chǔ)能 2. 甲醇CH3OH3. 汽油4. 其他種類(lèi)的燃料5. 改質(zhì)技術(shù)和改質(zhì)( 重整) 器3.4 燃料電池儲(chǔ)能 3.4.4 3.4.4 燃料電池在電動(dòng)汽車(chē)中的應(yīng)用燃料電池在電動(dòng)汽車(chē)中的應(yīng)用圖3-30 燃料電池輸出功率與效率之間的關(guān)系3.5 超級(jí)電容器1.1.工作原理及特點(diǎn)工作原理及特點(diǎn)表3-12 三種儲(chǔ)能裝置性能比較 電池類(lèi)型性能指標(biāo)鉛酸電池傳統(tǒng)電容器超級(jí)電容器充電時(shí)間15h10-610-3s0.330s放電時(shí)間0.33 h10-61

6、0-3s0.330s比能量/ Whkg-1101000.1110比功率/ Wkg-1103105104充放電效率/%7085958598循環(huán)壽命/次10001061053.5 超級(jí)電容器2.2.分類(lèi)分類(lèi)表3-13世界上超級(jí)電容器的主要研究和生產(chǎn)單位國(guó)家公司/研究所參數(shù)能量密度Whkg-1功率密度Wkg-1研究現(xiàn)狀美國(guó)Maxwell3V,10002700F35400600商業(yè)化日本Panasonic3V,8002000F34200400商業(yè)化法國(guó)SAFT/Alcatel3V,130 F3500封裝樣品澳大利亞Capxx3V,120 F6300封裝樣品3V,250 F1.11114俄羅斯ESMA1

7、.7 V,50000 F81080100商業(yè)化瑞典Super farad40 V,250 F5200300封裝樣品3.5 超級(jí)電容器3.3.超級(jí)電容器在混合能源電動(dòng)汽車(chē)中的研發(fā)情況超級(jí)電容器在混合能源電動(dòng)汽車(chē)中的研發(fā)情況表3-14 2001年不同種類(lèi)的汽車(chē)對(duì)超級(jí)電容器的需求車(chē)輛類(lèi)型車(chē)輛產(chǎn)量/輛超級(jí)電容器需求量/個(gè)價(jià)值/美元（106）占有率/%重型卡車(chē)和大客車(chē)2770005250000157.405叉車(chē)11000004400000132.001平板車(chē)360000287500087.500轎車(chē)2000036000012.001.5中型客車(chē)10000 30000010.001其它300012000024.002總數(shù)177000