混合動(dòng)力汽車電能儲(chǔ)存裝置

第二章混合動(dòng)力汽車電能儲(chǔ)能裝置第一節(jié)混合動(dòng)力汽車電能儲(chǔ)存裝置的種類及主要性能指標(biāo)第二節(jié)二次電池的基本概念第三節(jié)鉛酸蓄電池第四節(jié)鎳氫電池第五節(jié)鋰離子電池第六節(jié)飛輪儲(chǔ)能器第七節(jié)超級(jí)電容器第八節(jié)蓄電池充電原理與充電器第九節(jié)HEV蓄電池的監(jiān)測系統(tǒng)2.1.1、電能儲(chǔ)存裝置的種類1．二次電（secondarybattery）

二次電池亦稱可充電電池（rechargeablebattery蓄電池(storagebattery)等;如鉛酸蓄電池(Lead-acid)、鎳-氫(Ni-MH)電池、鋰離子(Lithiumionization)電池、鎳-金屬氫化物電池。

混合動(dòng)力汽車的電能儲(chǔ)存裝置可以分為：二次電池、超級(jí)電容、飛輪電池三類2.1混合動(dòng)力電動(dòng)汽車電能儲(chǔ)存裝置的種類及主要性能指標(biāo)2．超級(jí)電容器（supercapacitor）

超級(jí)電容器又叫電化學(xué)電容器，是一種新型的、雙電層電容器，與常見的物理電容器不同。3．飛輪電池FWB（FlyWheelBattery）

飛輪電池亦稱飛輪儲(chǔ)能器、高速或超高速飛輪儲(chǔ)能器等。2.1.2電能儲(chǔ)存裝置的主要性能指標(biāo)1.比能量（也稱質(zhì)量比能量、質(zhì)量能量密度）：指單位質(zhì)量的電能儲(chǔ)存裝置所能輸出的能量，單位為J／kg、W·h／kg或kW·h/kg（1W·h／kg=3600J／kg）。比能量越高，汽車用電能行駛的距離越長。計(jì)算比能量時(shí)使用的質(zhì)量為電能儲(chǔ)存裝置的總質(zhì)量。2.能量密度（也稱體積比能量）：指單位體積電能儲(chǔ)存裝置所能輸出的能量，單位為W·h／L或kW·h／L。能量密度越高，汽車的載重量和車內(nèi)空間越大。3.比功率（亦稱質(zhì)量比功率）是指單位質(zhì)量電能儲(chǔ)存裝置具有電能的功率，單位為W／kg或kW/kg。電能儲(chǔ)存裝置的比功率越大，汽車加速、爬坡性能好；最高車速高。4.功率密度（亦稱體積比功率、質(zhì)量功率密度）指單位體積電能儲(chǔ)存裝置所具有的電能功率,單位為W／L或kW/L，功率密度越高，汽車的載重量和車內(nèi)空間越大。5.壽命：電能儲(chǔ)存裝置的壽命通常指其使用時(shí)間的長短、充、放電的循環(huán)次數(shù)的多少。單位為年、小時(shí)或循環(huán)次數(shù)。6.充、放電效率：充電效率指充入電能儲(chǔ)存裝置的電能占充電時(shí)消耗的電能的百分比；放電效率指電能儲(chǔ)存裝置的輸出電能電能儲(chǔ)存裝置消耗的電能的百分比EV和HEV電池的選擇2.2二次電池的基本概念一、常見的二次電池的術(shù)語（補(bǔ)充）1.放電：恒流放電和恒阻放電,連續(xù)放電與間斷放電。2.放電容量：在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的條件下的放電電量或有效工作時(shí)間。3.電動(dòng)勢：組成電池的兩個(gè)電極的平衡電位之差。4.短路電流：電池短路后一瞬間流過的電流。5.放電率：放電率指放電時(shí)的速率

時(shí)率指以放電時(shí)間(h)表示的放電速率，即以一定放電電流放完額定容量所需的小時(shí)數(shù)。

例如，電池的額定容量為30Ah，以2A電流放電，則時(shí)率為30Ah／2A＝15h，稱電池以15小時(shí)率放電。

“倍率”指電池在規(guī)定時(shí)間內(nèi)放出其額定容量時(shí)所輸出的電流值，數(shù)值等于額定容量的倍數(shù)。

例如，2“倍率”的放電，表示放電電流數(shù)值為電池量的2倍。如對30Ah電池，放電電流應(yīng)為2×30＝60A。放電深度DOD（depthofdischarge）：放電容量與額定容量之比的百分?jǐn)?shù)。充電：將外電路輸入的電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能貯存到蓄電池的過程。充電率：蓄電池在規(guī)定時(shí)間內(nèi)充到額定容量所需的電流值；或在一定電流下充到額定容量所需的時(shí)間。

與放電率類似，一般用也倍率或時(shí)率表示。恒壓充電：保持充電器端電壓始終不變的充電方法。恒流充電：充電電流保持不變的一種充電方法。極化：極化是電池由靜止?fàn)顟B(tài)(電流i=0)轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)(i>0)產(chǎn)生的電池電壓、電極電位的變化現(xiàn)象。

極化現(xiàn)象有陽極極化、陰極極化、歐姆極化（電阻極化）、濃差極化和電化學(xué)極化等。2.2.1、二次電池的電池主要性能指標(biāo)1.開路電壓：電池不放電處于斷路狀態(tài)時(shí)，電池兩極之間的電位差。2.電池的內(nèi)阻：歐姆內(nèi)阻、極化內(nèi)阻3.電池的工作電壓：電池放電時(shí)電池兩極之間的電位差，又稱放電電壓或端電壓。4.終止電壓和放電曲線

終止電壓：電壓下降到不宜再繼續(xù)放電的最低工作電壓稱為終止電壓。

放電曲線：電池工作電壓隨放電時(shí)間的變化曲線。5.電池容量(Ah)電池荷（帶）電量的多少。用安培時(shí)(Ah)表示，理論容量：實(shí)際容量：在一定條件下所能輸出的電量，等于放電電流與放電時(shí)間的乘積。額定容量(保證容量)：按一定標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的放電條件下，電池應(yīng)該放出的最低限度的容量。標(biāo)稱容量(公稱容量)：用來鑒別電池適當(dāng)?shù)慕瓢才鄷r(shí)數(shù)值，沒有指定的放電條件，只標(biāo)明電池的容量范圍而沒有確切值。6.能量:在一定放電條件下，電池對外作功時(shí)所能輸出的電能,單位為W·h或kW·h。?標(biāo)稱能量：在規(guī)定的放電條件下，電池所輸出的能量，標(biāo)稱能量是電池的額定容量與額定電壓的乘積。?實(shí)際能量：在一定條件下電池所能輸出的能量，電池的實(shí)際能量是電池的實(shí)際容量與平均工作電壓的乘積。6．功率：在一定的放電制度下，電池在單位時(shí)間內(nèi)所輸出的能量，單位為W或kW。7.成本：8．二次電池的壽命：電池的壽命通常用使用時(shí)間或循環(huán)壽命表示。一個(gè)循環(huán)（周期)：循環(huán)充電電池（蓄電池）經(jīng)歷一次充電和放電的過程電池報(bào)廢的原因：化學(xué)活性物質(zhì)會(huì)發(fā)生老化變質(zhì)。蓄電池循環(huán)壽命的影響因素：與充電和放電的形式、電池的溫度和放電深度有關(guān).放電深度“淺”時(shí)，有利于延長電池壽命2.2.2、二次電池性能比較HEV和EV汽車的對電源的主要要求：①高的比能量（增長一次充電可行駛的距離）②大的比功率（在大電流工作時(shí)可平穩(wěn)放電，提

高加速、爬坡性能）；③循環(huán)壽命長；④安全可靠，免維護(hù)；⑤環(huán)境友好，可再生；⑥成本低廉。各類車用動(dòng)力電池的性能比較表

各類車用動(dòng)力電池的性能比較表（續(xù)）返回常見電池比能量和比功率的關(guān)系TESLA電池總成TESLA電動(dòng)車的電池采用了松下提供的NCA系列（鎳鈷鋁體系）18650鈷酸鋰電池，單顆電池容量為3100毫安時(shí)。這種電池我們并不陌生，像筆記本電腦等電子數(shù)碼設(shè)備使用的都是這種類型的電池，相比于其它電動(dòng)車使用的電池類型，18650電池的技術(shù)更為成熟，比能量方面它幾乎是磷酸鐵鋰電池的兩倍，也就是說，在同等體積的情況下，18650電池組成的電池單元可以儲(chǔ)存更多的電能。這也是TESLA使用這種電池的其中一個(gè)原因。盡管如此，把這種電池運(yùn)用在電動(dòng)車上還是有一定難度，比如，要想滿足一輛電動(dòng)車的使用需求就需要使用很多個(gè)18650鋰電池，這就出現(xiàn)了一個(gè)要解決的問題，如何把它們組合在一起。85kWh的MODELS的電池單元一共運(yùn)用了8142個(gè)18650鋰電池，工程師首先將這些電池以磚、片逐一平均分配最終組成一整個(gè)電池包，電池包位于車身底板。一個(gè)電池片由若干個(gè)電池磚組成，而一個(gè)電池磚又有若干個(gè)18650鈷酸鋰電池組成，除了每節(jié)18650電池設(shè)有保險(xiǎn)裝置外，每個(gè)電池片和每個(gè)電池磚也都有保險(xiǎn)裝置，一旦發(fā)現(xiàn)某一單位內(nèi)部出現(xiàn)問題，保險(xiǎn)裝置都會(huì)將其切斷與其它電池單元的聯(lián)系，從而避免殃及池魚的情況出現(xiàn)。另外，每個(gè)電池片之間都有相對獨(dú)立的空間并由防火墻相隔，即便是單個(gè)電池片內(nèi)部出現(xiàn)了起火的情況，火勢也可得到一定控制，不至于迅速蔓延至整個(gè)電池包。當(dāng)然，保險(xiǎn)裝置是最后的一道屏障，當(dāng)它切斷的時(shí)候也就意味著某個(gè)電池單元出現(xiàn)了問題，如果涉及到更換，整個(gè)電池包可以以“片”為單位進(jìn)行更換。每節(jié)電池之間以并聯(lián)的方式連接，而電池磚之間和電池片之間分別以串聯(lián)的方式連接，也就是說，在實(shí)際用車過程中，當(dāng)某節(jié)電池出現(xiàn)問題時(shí)，車輛不會(huì)拋錨，受到影響的只是車輛的續(xù)航里程。特斯拉將建設(shè)超級(jí)電池工廠：降低電動(dòng)汽車成本2.2.3、二次電池的輸出電流、功率和效率的關(guān)系蓄電池放電電流、放電端電壓、效率、輸出功率等于汽車的續(xù)駛里程、車速等有密切關(guān)系。它們之間的關(guān)系是HEV與EV選用蓄電池的重要理論依據(jù)。蓄電池的放電特性：式中U0--蓄電池的開路電壓（V）Ub--蓄電池放電時(shí)的端電壓（V）Ib--蓄電池的放電電流（A）R--蓄電池的內(nèi)阻（?）輸出功率：蓄電池的效率蓄電池能輸出的最大功率：輸出功率時(shí)的最大電流：蓄電池的放電特性曲線2.3鉛酸蓄電池酸蓄電池：以酸性水溶液為電解質(zhì)的蓄電池鉛酸蓄電池：電極材料為鉛及其氧化物2.3.1鉛酸蓄電池的種類及型號(hào)1.開口式鉛酸蓄電池

這種電池大多是在啟動(dòng)型蓄電池的基礎(chǔ)上進(jìn)行局部改進(jìn)而成的。開口式鉛酸蓄電池多用于短距離的電瓶車、巡邏車、游覽車和居民小區(qū)內(nèi)的小交通車等。2.閥控式密封鉛酸蓄電池

原用于UPS系統(tǒng)中，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各種電動(dòng)助力車，我國電動(dòng)自行車約95%使用的是閥控式密封鉛酸蓄電池。目前國內(nèi)此類電池的在比能量、循環(huán)壽命、充電時(shí)間等幾方面均有明顯提升，按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)檢測電池的循環(huán)壽命達(dá)到700次以上，100%DOD放電循環(huán)壽命達(dá)到300次以上。3.雙極性密封鉛酸蓄電池

全部正極板并聯(lián)焊在一起組成電池的正極；全部負(fù)極板并聯(lián)焊在一起組成電池的負(fù)極。比能量很高，循環(huán)壽命也很高。雙極性密封鉛酸蓄電池目前正在研發(fā)中，還沒有達(dá)到商品化階段。4.水平式密封鉛酸蓄電池

正負(fù)極和隔板是采用臥式組合起來的；導(dǎo)電板柵是由將鉛擠壓在細(xì)的玻璃纖維四周形成的鉛絲編織而成的；正極和負(fù)極鉛膏分別涂在一片鉛網(wǎng)的兩端，中間留有一段未涂膏的板柵將兩種鉛膏分開，再用封包機(jī)將該雙極板用超細(xì)纖維包起來。內(nèi)阻很小，即可大電流放電又適合快速充電，這一特點(diǎn)正滿足了電動(dòng)車對蓄電池的要求。鉛酸蓄電池的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)：

技術(shù)可靠，生產(chǎn)工藝成熟，成本低，單體電池電壓高，大電流輸出特性，良好的高溫和低溫性能，較高的能量效率（75～80）%以及多種多樣的型號(hào)和尺寸。缺點(diǎn)：

比能量和能量密度比較低（35W·h/kg和70W·h/L），自放電率較高（25℃環(huán)境每天降低1%），循環(huán)壽命相對較低（<1000次），硫酸腐蝕電極不便于長期儲(chǔ)存。目前，性能得到改進(jìn)的多種類型的鉛酸蓄電池正不斷地被應(yīng)用到電動(dòng)汽車上，鉛酸蓄電池仍是電動(dòng)汽車最具吸引力的能量源選擇方案。返回蓄電池的名稱代碼及含義2.3.2、鉛酸蓄電池的工作原理鉛酸蓄電池的放電和充電的反應(yīng)過程，是鉛酸蓄電池活性物質(zhì)進(jìn)行的可逆化學(xué)變化過程。它們可以用下列化學(xué)方程式表示：鉛酸蓄電池放電時(shí)，化學(xué)反應(yīng)由左向右進(jìn)行，其相反過程為充電過程的化學(xué)反應(yīng)。放電過程中，生成H2O，H2SO4的濃度會(huì)逐漸減小.可以用比重計(jì)來測定電解液的密度,進(jìn)一步了解鉛酸蓄電池電解液的放電的程度。正極電解液負(fù)極正極電解液負(fù)極蓄電池的構(gòu)造通常由若干個(gè)單體電池串聯(lián)而成?！M成：正極板、負(fù)極板、隔板、電解液、電池蓋、加液孔蓋和電池外殼。※每個(gè)單體電池的基本電壓2V。※電解液中往往加入硅酸膠作為凝結(jié)劑，使電解質(zhì)成為膠狀物，形成“膠體”電解質(zhì)2.3.3、鉛酸蓄電池的構(gòu)造安裝了排氣閥的鉛酸蓄電池2.3.4、蓄電池的容量及其影響因素1、蓄電池的容量蓄電池的容量C(A·h)是指蓄電池在允許放電的范圍內(nèi)所輸出的電量即放電電流I(A)和放電時(shí)間t(h)之積的積分。恒流放電的容量為：C=I·tC與放電電流、溫度及電解液的密度等因素有關(guān)。電動(dòng)道路車輛用鉛酸蓄電池的額定容量用C3表示：在電解液溫度為25℃時(shí)，以3小時(shí)率放電電流(I3=C3/3A)連續(xù)放電到蓄電池端電壓下降至9.90V蓄電池所輸出的電量。

檢驗(yàn)新蓄電池質(zhì)量和衡量蓄電池能否繼續(xù)使用的重要指標(biāo)GB/T18332.1-2001規(guī)定蓄電池的完全充電的定義：免維護(hù)蓄電池：以0.5I3（A）進(jìn)行恒流充電到14.4V±0.1V后，再繼續(xù)以0.25I3（A）電流充電在充電末期連續(xù)3h內(nèi)電壓變化不大于0.05V/h。閥控密封式蓄電池采用改進(jìn)的恒壓充電：用恒壓14.4V±0.1V、限流I3（A）充電16h或充電末期電流穩(wěn)定3h不變。GB/T18332.1-2001規(guī)定C3的測量方法：對完全充足電的蓄電池，在溫度為25℃±2℃的水浴環(huán)境中靜置5h，恒電流（C3/3A）放電到9.90V終止，記錄放電時(shí)間。放電電流和記錄的放電終止時(shí)間的乘積即為電池容量。2.蓄電池的容量及影響因素極板的構(gòu)造放電電流電解液溫度電解液密度1）.極板構(gòu)成極板厚度越薄，活性物質(zhì)的利用率就越高，相同蓄電池尺寸下極板片數(shù)多，容量就越大。極板面積越大，同時(shí)參與反應(yīng)的物質(zhì)就越多，容量就越大。同性極板中心距越小，蓄電池內(nèi)阻越小，容量越大。2）放電電流對容量的影響

放電電流越大，蓄電池容量越小。因放電電流越大，極板孔隙內(nèi)消耗的H2SO4越快，且單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的PbSO4越多，PbSO4堵塞極板孔隙明顯，阻礙電液向極板內(nèi)層滲透，使極板孔隙內(nèi)電解液密度急劇下降，致端電壓也迅速下降，而極大地縮短了放電時(shí)間，使蓄電池容量下降。3）電解液溫度的影響電解液溫度降低，蓄電池容量減小。溫度↓粘度↑，電解液滲入極板困難，活性物質(zhì)利用率↓→C↓；同時(shí)，粘度↑內(nèi)阻↑內(nèi)壓降↑，端電壓↓→C20↓。實(shí)驗(yàn)證明，電解液溫度每下降1℃，緩慢放電時(shí)蓄電池容量約減少l％，迅速放電時(shí)蓄電池容量約減少2％。由于電解液溫度對蓄電池容量影響較大，因此，冬季在寒冷地區(qū)使用蓄電池時(shí)，應(yīng)特別注意蓄電池的保溫。4）電解液密度的影響電解液密度ρ↑電動(dòng)勢E↑，電液滲透能力↑，參加反應(yīng)的活性物質(zhì)↑→C20↑；ρ過高，粘度↑，內(nèi)阻↑，極板硫化↑→C20↓。實(shí)踐證明：電解液密度偏低有利于提高放電電流和容量。即使是冬季使用的電解液，在不使其結(jié)冰的前提下，也應(yīng)盡可能采用稍低密度的電解液。※一般電解液密度為1.26-1.285g/cm35）電解液純度對容量的影響電解液中的一些有害雜質(zhì)會(huì)腐蝕柵架，沉附于極板上的雜質(zhì)形成局部電池產(chǎn)生自放電，導(dǎo)致輸出電量減小。如：電解液中若含有1%的鐵，則蓄電池在一晝夜內(nèi)就會(huì)放完電。2.3.5鉛酸蓄電池的特性及充、放電特性1、鉛酸蓄電池的電動(dòng)勢與開路電壓鉛酸蓄電池的電動(dòng)勢與開路電壓與鉛酸蓄電池電解液H2SO4的濃度有關(guān)，隨著電解液的濃度降低，鉛酸蓄電池的電動(dòng)勢和開路電壓也下降，因此可用測定電解液的濃度來了解鉛酸電池的電動(dòng)勢與開路電壓。(1)靜止電動(dòng)勢Ej：蓄電池處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，正負(fù)極板之間的電位差稱為靜止電動(dòng)勢。(2)開路電壓：理論上，開路狀態(tài)下的端電壓并不等于蓄電池的電動(dòng)勢。但是，開路電壓在數(shù)值上很接近蓄電池的靜止電動(dòng)勢，可以用開路電壓代替靜止電動(dòng)勢。一般規(guī)定鉛蓄電池的額定開路電壓為2.0V。2.鉛酸蓄電池充、放電特性1)鉛酸蓄電池恒電流放電特性2）鉛酸蓄電池的充電特性1.高效階段兩極的硫酸鉛分別轉(zhuǎn)換成了鉛和二氧化鉛，充電接受率高，接近100%。這個(gè)階段在溫度和充電率都保證的情況下單體端電壓達(dá)到2.39V時(shí)結(jié)束。2.混合階段水解副反應(yīng)和充電主反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，此時(shí)的充電接受率逐步下降。當(dāng)兩個(gè)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，即電池兩端電壓與稀硫酸溶液濃度不再上升，這表示電池已經(jīng)充滿電。3.析氣階段蓄電池已經(jīng)被充滿電，電池中所進(jìn)行的反應(yīng)只有水解副反應(yīng)，再加上緩慢進(jìn)行的自放電反應(yīng)。此時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的氣體，主要是氫氣和氧氣。2.3.6鉛酸蓄電池的性能指標(biāo)放電電流和放電容量的關(guān)系輸出功率密度和比能量的關(guān)系2.3.7鉛酸蓄電池的危害鉛毒酸霧銻和砷、鎘2.4鎳氫(Ni-MH)電池鎳氫電池現(xiàn)主要應(yīng)用于混合電動(dòng)車。2011年HEV市場占56%，零售市場（包括遙控車、玩具、家用電器、數(shù)碼攝像機(jī)）占24%，無繩電話占11%，其他市場為9%。世界鎳氫電池主要由中國和日本企業(yè)生產(chǎn)，占全球產(chǎn)量的95%以上。全球鎳氫電池70%以上在中國生產(chǎn)，中國鎳氫電池企業(yè)主要包括超霸、豪鵬、比亞迪、環(huán)宇等。日本企業(yè)松下、湯淺、三洋已將小型鎳氫電池生產(chǎn)轉(zhuǎn)移到中國。HEV用大型鎳氫電池主要在日本生產(chǎn)，生產(chǎn)企業(yè)主要為Primearth電動(dòng)車能源公司（PEVE)和三洋電機(jī)，我國鎳氫電池增長乏力，近幾年的產(chǎn)品產(chǎn)值、產(chǎn)量均未超過2008年的高峰。2011年，鎳氫電池的產(chǎn)值、產(chǎn)量分別為55億元、9.5億只，與2008相比分別下降15.38%、26.36%。產(chǎn)品規(guī)模的縮小使得鎳氫電池更不具規(guī)模經(jīng)濟(jì)，未來情景堪憂，其發(fā)展空間仍然取決于混合電動(dòng)車的應(yīng)用情況一、鎳氫電池（Ni-MHBatteries）的特點(diǎn)與組成1．Ni-MH電池的主要特點(diǎn)：①能量密度高，是Ni-Cd電池的1.5—2倍；②電池電壓1.2-1.3V，與Ni-Cd電池相當(dāng)；④可快速充放電，低溫性能好；即使在－20℃環(huán)境溫度下，采用大電流(以1C放電速率)放電，放出的電量也能達(dá)到標(biāo)稱容量的85％以上。④可密封，耐過充、放電能力強(qiáng)；⑤無毒，無環(huán)境污染，不使用貴金屬；⑥無記憶效應(yīng)。2、鎳氫電池的組成

鎳氫電池可分為高壓鎳氫電池和低壓鎳氫電池兩大類。按照外形可分方形鎳氫電池和圓柱形鎳氫電池。2.4.3、Ni-MH電池的原理Ni-MH電池的組成：正極活性物質(zhì)是氫氧化鎳負(fù)極是儲(chǔ)氫合金，經(jīng)常用MHx表示，電解液是氫氧化鉀的水溶液。電解液通常用30％的KOH水溶液，并加入少量的NiOH當(dāng)電池放電（向右）、充（向左）時(shí)，正負(fù)極發(fā)生化學(xué)反應(yīng)為充電時(shí)氫由正極遷移到負(fù)極，放電時(shí)則相反沒有發(fā)生電解液的增加或減少2.4.4、動(dòng)力Ni-MH電池的特性充電電流在10-30A，充電后，電池的內(nèi)壓0.15MPa壽命可達(dá)1000次循環(huán)，實(shí)際行駛可達(dá)15萬km。圖24松下電池公司Ni-MH電池的放電特2.4.5動(dòng)力Ni-MH電池的性能指標(biāo)及應(yīng)用情況動(dòng)力電池組多設(shè)計(jì)為12V/100Ah，為了散熱和溫度能均勻分布，單體電池間設(shè)置有均勻空氣通道。裝車使用時(shí)，如用24個(gè)串聯(lián)。則電壓可達(dá)288V，攜帶能量約為288KW·h。2.4.6Ni-MH電池的命名規(guī)則GB／T18332.2-2001對電動(dòng)車用Ni-MH電池的規(guī)定：蓄電池應(yīng)由10只單體電池組成，單體電池采用方形和圓柱形兩種，分別用“10QNF×××”和“10QNY×××”表示。電池名稱中符號(hào)的含義如圖所額定容量:用C3表示，即在20℃±5℃條件下，以3小時(shí)率放電電流(I3=C3/3A)連續(xù)放電到蓄電池端電壓下降至10V蓄電池所輸出的電量。第五節(jié)鋰離子(Lithium-ion)電池一、鋰離子電池的種類鋰離子電池是指分別用二個(gè)能可逆地嵌入與脫嵌鋰離子的化合物作為正、負(fù)極構(gòu)成的二次電池。人們將這種靠鋰離子在正、負(fù)極之間的轉(zhuǎn)移來完成電池充放電工作的鋰離子電池形象地稱為“搖椅式電池（rockingchairbatteries）”，俗稱“鋰電”。圖272005年世界民用鋰離子電池市場占有比例鋰離子電池的種類：液態(tài)鋰離子電池(lithiumionbattery,簡稱為LIB):電解質(zhì)為液體聚合物鋰離子電池(polymerlithiumionbattery,簡稱為LIP):電解質(zhì)為聚合物液態(tài)鋰離子電池和聚合物鋰離子電池所用的正、負(fù)極材料相同，電池的工作原理也基本一致。主要區(qū)別是使用的電解質(zhì)不同。液態(tài)鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)(1)能量密度高，為同等容量的鎳氫電池的1.5～２倍；(2)電壓高，端電壓3.7Ｖ，為Ｎi-ＭＨ電池電壓的３倍；(3)無污染，環(huán)保；(4)循環(huán)壽命長，壽命超過1000次；(5)負(fù)載特性好，可以大電流連續(xù)放電，適合于動(dòng)力電源；(6)安全性好。聚合物鋰離子電池的主要優(yōu)點(diǎn)如下：（1）具有液態(tài)鋰離子電池的優(yōu)良性能；（2）容易裝配，可制成任意形狀和尺寸的電池；（3）整體電池很輕、很薄，可制成厚度僅為lmm的極薄電池，一只12V的電池組可以只有3mm厚；（4）不存在游離電解質(zhì)，可以在低壓下工作，消除了漏液問題；（5）電池結(jié)構(gòu)可大大簡化，不需要金屬外殼和高壓排氣裝置，不會(huì)產(chǎn)生燃燒爆炸等安全問題；（6）可以簡化甚至取消充電保護(hù)裝置；（7）電池的比容量較高；質(zhì)量比能量可比目前的液態(tài)鋰離子電池提高50％以上；（8）工作電壓高、充放電循環(huán)壽命長鋰離子電池的缺點(diǎn)（1）成本高。因鈷Co材料的資源少，導(dǎo)致正極材料鈷酸鋰LiCoO2的價(jià)格高，電解質(zhì)體系的提純較難。（2）須有特殊的保護(hù)電路。需設(shè)置對電池過充電和過放電的保護(hù)線路控制。必須在（4.1～4.2）V的電壓下充電；電池過放電會(huì)導(dǎo)致活性物質(zhì)的恢復(fù)困難，也需要有保護(hù)線路控制。不足鋰離子電池的組成與鎳氫電池類似，鋰離子電池也有方形和圓柱形兩種(1).鋰離子電池的負(fù)極材料碳材料:具有高的比容量(200mA·h·g－１～４00mA·h·g)，低的電極電勢(<1.0)，高的循環(huán)效率(>95％)，長的循環(huán)壽命。較為成功的碳負(fù)極材料有:石墨、乙炔黑、微珠碳、石油焦、碳纖維、裂解聚合物和裂解碳等理論表達(dá)式為C6Li，化學(xué)計(jì)量的理論比容量為372mA·h·g。(2).鋰離子電池正極材料正極活性物質(zhì)的主要有LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2和LiMn2O4等。LiCoO2屬于α-FeO2型結(jié)構(gòu)，可逆性、放電容量、充放電效率、電壓的穩(wěn)定性等性能均很好。目前被廣泛采用或在其中再添加Al、In等元素的復(fù)合鈷酸鋰。但是，鈷材料成本較高，資源缺乏。1、液態(tài)鋰離子電池（3）電解質(zhì)鋰離子電池的液態(tài)電解質(zhì)，其溶劑為無水有機(jī)物，如EC（乙烯碳酸脂）、PC(丙烯碳酸脂)和DEC(低粘度二乙基碳酸脂)等烷基碳酸脂搭配的混合溶劑體系。（4）隔膜：采用聚烯微多孔膜如PE、PP或它們復(fù)合膜，尤其是PP/PE/PP三層隔膜不僅熔點(diǎn)較低，而且具有較高的抗穿刺強(qiáng)度，起到了熱保險(xiǎn)作用。（5）外殼：采用鋼或鋁材料，蓋體組件具有防爆斷電的功能。2.聚合物鋰離子電池

鋰離子聚合物電池（又稱高分子鋰電池）屬第二代可充鋰離子電池.電解質(zhì)是將傳統(tǒng)的液態(tài)有機(jī)電解質(zhì)吸附在一種被稱作膠體電解質(zhì)的聚合物基質(zhì)上。組成?負(fù)極：高分子導(dǎo)電材料、聚乙炔、人造石墨、聚苯胺或聚對苯酚等

?正極：LiCoO2、ＬiＭn2O４和ＬiNiO2等。?電解質(zhì)：LiPF6/有機(jī)碳酸脂混合物?隔膜1.鋰離子電池的工作原理

在電池充電時(shí)，Li+的一部分會(huì)從正極中脫出，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入到負(fù)極碳的層間，形成層間化合物。電池放電時(shí)，則進(jìn)行與此相反的可逆過程，即Li+從負(fù)極脫出，經(jīng)過電解質(zhì)再嵌回正極。反應(yīng)方程式：

（正極）（負(fù)極）2.5.3鋰離子電池的工作原理2.5.4

聚合物鋰離子電池的性能特點(diǎn)工作電壓3.8V，質(zhì)量比能量為150W·h/kg，體積比能量為246W·h/L，比功率為315W/kg，循環(huán)壽命大于300次，自放電小于0.1%/月，工作溫度為（-25～60）℃，充電速度1h達(dá)到80%容量，3h達(dá)到100%容量。性能指標(biāo)2.5.5鋰離子蓄電池的命名規(guī)則GB／Z18333.1-2001對電動(dòng)道路車輛用鋰離子蓄電池的規(guī)定額定容量：用C3表示，即在20℃±5℃條件下，以1I3(A)(I3=C3/3)電流放電達(dá)到放電終止電壓（最低為2.52V）蓄電池所輸出的電量。IEC61960的規(guī)定1.電池標(biāo)識(shí)組成3個(gè)字母后跟5個(gè)數(shù)字(圓柱形)或6個(gè)數(shù)字(方形)。2.第一個(gè)字母表示電池的負(fù)極材料

I表示有內(nèi)置鋰離子電池，L表示鋰金屬電極或鋰合金電極。3.第二個(gè)字母表示電池的正極材料

C基于鈷的電極，N基于鎳的電極，M基于錳的電極，V基于釩的電極。4.第三個(gè)字母表示電池的形狀

R表示圓柱形電池，R表示方形電池。5.數(shù)字（1）圓柱形電池5個(gè)數(shù)字

分別表示電池的直徑和高度，直徑的單位為毫米高度的單位為十分之一毫米,直徑或高度任一尺寸大于或等于100mm時(shí)兩個(gè)尺寸之間應(yīng)加一條斜線。（2）方型電池6個(gè)數(shù)字

分別表示電池的厚度、寬度、高度，單位毫米三個(gè)尺寸任一個(gè)大于或等于

100mm時(shí)尺寸之間應(yīng)加斜線，三個(gè)尺寸中若有任一小于1mm，則在此尺寸前加字母t，此尺寸單位為十分之一毫米。例如：ICR18650：表示一個(gè)圓柱形二次鋰離子電池正極材料為鈷其直徑約為18mm高約為65mm。ICP083448：表示一個(gè)方形二次鋰離子電池正極材料為鈷其厚度約為8mm,寬度約為34mm高約為48mm。ICP08/34/150：表示一個(gè)方形二次鋰離子電池正極材料為鈷其厚度約為8mm,寬度約為34mm高約為150mm。ICPt73448：表示一個(gè)方形二次鋰離子電池正極材料為鈷其厚度約為0.7mm,寬度約為34mm高約為48mm。第六節(jié)飛輪儲(chǔ)能器1、飛輪儲(chǔ)能器的概念早在一百多年前就有人提出采用飛輪儲(chǔ)能的思想，由于當(dāng)時(shí)飛輪材料(通常為鋼材或其他金屬)以及軸承技術(shù)的制約,飛輪只能處于相對較低的速度,致使系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)高效、大容量、長時(shí)間的儲(chǔ)能，這樣飛輪儲(chǔ)能技術(shù)在很長時(shí)間內(nèi)都沒有突破。飛現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)的飛輪就是其應(yīng)用的一例。2.6.1飛輪儲(chǔ)能器在電動(dòng)汽車上的功用及其特點(diǎn)直到20世紀(jì)60一70年代，美國宇航局研究中心成功的地將飛輪作為蓄能電池應(yīng)用到衛(wèi)星上，標(biāo)志著飛輪儲(chǔ)能電池可以取代化學(xué)電池。亦稱飛輪電池(FWB:Flywheelbatteries)高速或超高速飛輪儲(chǔ)能器等,指利用飛輪高速旋轉(zhuǎn)儲(chǔ)存和釋放能量的一種裝置。質(zhì)量僅有幾十千克轉(zhuǎn)速可達(dá)每分幾十萬轉(zhuǎn)。采用輕質(zhì)(高強(qiáng)度碳纖維等)復(fù)合材料轉(zhuǎn)子，磁懸浮軸承等。作為電動(dòng)汽車的飛輪儲(chǔ)能器至少要滿足三個(gè)方面的要求1、具有能夠承受超高速運(yùn)行的高強(qiáng)度飛輪2、具有能夠?qū)㈦娔芎蜋C(jī)械能進(jìn)行高效雙向轉(zhuǎn)換的電動(dòng)機(jī)和功率變換器3、是與傳統(tǒng)質(zhì)量飛輪相比，飛輪質(zhì)量輕而轉(zhuǎn)速極高。濟(jì)南文化藝術(shù)中心，第十屆中國藝術(shù)節(jié)配備了兩臺(tái)飛輪儲(chǔ)能發(fā)電車，合計(jì)容量達(dá)到了1750千伏安，確保不間斷供電2、飛輪儲(chǔ)能器在電動(dòng)汽車上的功用FWB作為獨(dú)立的動(dòng)力源直接驅(qū)動(dòng)車輛行駛，也可以作為輔助動(dòng)力源1999年5月，英國在布里斯托市建立了第一輛用高速飛輪儲(chǔ)能器驅(qū)動(dòng)的超輕有軌電動(dòng)汽車，整車質(zhì)量為2700kg，可乘坐34人，續(xù)駛里程可達(dá)10km，充電時(shí)間僅需90秒鐘。80年代初，瑞士Oerlikon（歐瑞康）工程公司研制了第一輛完全由飛輪供能的公共汽車。飛輪直徑1.63m，重1.5t，在氫氣環(huán)境里以3000rpm運(yùn)行以降低風(fēng)損。該車可載乘客70名，行程大約0.8km，在每一停靠站停車時(shí)，飛輪需要充電2min。作為輔助動(dòng)力源使用時(shí)，飛輪儲(chǔ)能器的作用主要有兩方面：其一是穩(wěn)定主動(dòng)力源功率輸出。即在電動(dòng)車輛起動(dòng)、爬坡和加速時(shí)，飛輪儲(chǔ)能器能夠快速、大能量地提供動(dòng)力(放電)，為主動(dòng)力源提供輔助動(dòng)力，并減少主動(dòng)力源的動(dòng)力輸出。其二是提高制動(dòng)時(shí)能量回收的效率。能夠快速、大能量地儲(chǔ)存動(dòng)能(充電)，充電速度不受“活性物質(zhì)”化學(xué)反應(yīng)速度的影響，提高再生制動(dòng)時(shí)能量回收的效率。飛輪電池兼顧了化學(xué)電池、燃料電池和超導(dǎo)電池等儲(chǔ)能裝置的諸多優(yōu)點(diǎn)，主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：(1)能量密度高：儲(chǔ)能密度可達(dá)100～200wh／kg，功率密度可達(dá)5000～10000w／kg。

(2)能量轉(zhuǎn)換效率高：工作效率高達(dá)百分之90。

(3)體積小、重量輕：飛輪直徑約二十多厘米，總重在十幾千克左右。

(4)工作溫度范圍寬，對環(huán)境溫度沒有嚴(yán)格要求。

(5)使用壽命長：不受重復(fù)深度放電影響，能夠循環(huán)幾百萬次運(yùn)行，預(yù)期壽命20年以上。

(6)低損耗、低維護(hù)：磁懸浮軸承和真空環(huán)境使機(jī)械損耗可以被忽略，系統(tǒng)維護(hù)周期長。3飛輪儲(chǔ)能器的特點(diǎn)二、飛輪儲(chǔ)能器的工作原理電力電子變換裝置從外部輸入電能驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)，飛輪儲(chǔ)存動(dòng)能（機(jī)械能），提高轉(zhuǎn)速；當(dāng)外部負(fù)載需要能量時(shí)，用飛輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能降低轉(zhuǎn)速。原理：利用飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J和飛輪角速度ω的關(guān)系。

E=Jω2/2飛輪儲(chǔ)能器的能量和轉(zhuǎn)速的關(guān)系飛輪的理論比能量與σ／ρ比值成正比

e=2.72Kσ/ρ式中：e為飛輪單位重量的蓄能，K為飛輪形狀系數(shù)，ρ為材料的密度，為材料的許用應(yīng)力σ2.6.3飛輪儲(chǔ)能器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)?等應(yīng)力的設(shè)計(jì)原則：飛輪厚度應(yīng)隨著轉(zhuǎn)子半徑的增加而遞減，保證每一部分具有相等的應(yīng)力。?飛輪轉(zhuǎn)子材料應(yīng)絕對均勻和平衡，并有非常好的動(dòng)平衡精度。?永磁無刷電動(dòng)機(jī)最為理想。在工作過程中電動(dòng)機(jī)內(nèi)部不產(chǎn)生熱量的優(yōu)點(diǎn)，保證了轉(zhuǎn)子在真空環(huán)境條件下正常的工作。?采用磁懸浮軸承：在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸的旋轉(zhuǎn)部分與軸承的靜止部分脫離接觸呈懸浮狀態(tài)，無磨損，也不需潤滑。2.6.4飛輪儲(chǔ)能器開發(fā)實(shí)例本田汽車公司開發(fā)的FWB結(jié)構(gòu)示意圖

真空室壓力隨時(shí)間的變化2.6.5飛輪儲(chǔ)能器面臨的問題及對策飛輪儲(chǔ)能器目前面臨兩大問題。車輛轉(zhuǎn)彎或產(chǎn)生顛簸偏離直線行駛時(shí)，飛輪將會(huì)產(chǎn)生陀螺力矩，陀螺力矩將嚴(yán)重影響車輛的操縱性能；若飛輪出現(xiàn)故障，存儲(chǔ)在飛輪中的能量就會(huì)在短時(shí)間內(nèi)釋放出來，對車輛會(huì)產(chǎn)生巨大破壞。比如，若1kW·h的飛輪失效，在1~5s內(nèi)將產(chǎn)生720~3600kW的功率輸出，因此故障抑制一直是超高速飛輪用于電動(dòng)汽車面臨的巨大障礙。對策：使用多個(gè)連接成組的小型飛輪：一半以順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，另一半以逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，使總陀螺力矩為零。但飛輪的分布排列以及協(xié)調(diào)工作還存在許多問題，也面臨可能出現(xiàn)的比能量和比功率減小的問題。第十五屆北京科技博覽會(huì)上英利集團(tuán)展出的自主研發(fā)的1kwh磁懸浮儲(chǔ)能飛輪；2.6.6飛輪儲(chǔ)能器的開發(fā)狀況國內(nèi)飛輪儲(chǔ)能技術(shù)研究華北電力大學(xué)(電能質(zhì)量)北京航空航天大學(xué)(IPACS)北京航空航天大學(xué)、中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所等機(jī)構(gòu)還開展了飛輪儲(chǔ)能電源的航天應(yīng)用研究。其中北航房建成教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)所完成的“衛(wèi)星新型姿控儲(chǔ)能兩用飛輪技術(shù)”項(xiàng)目，獲得了2007年度國家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)。武漢理工大學(xué)(電動(dòng)車)海軍工程大學(xué)(電磁彈射)東南大學(xué)浙江大學(xué)落后10-20年2.7超級(jí)電容器電容器即“儲(chǔ)存電荷的容器”，實(shí)際上，任何彼此絕緣又相隔很近的導(dǎo)體，都可以看成是一個(gè)電容器，貯藏電量和能量，而兩個(gè)導(dǎo)體稱為電容的兩極。超級(jí)電容器（supercapacitor）又叫電化學(xué)電容器（ElectrochemicalCapacitor）、雙電層電容器(ElectricalDoule-LayerCapacitor)、黃金電容、法拉電容等。是一種新型的電容器，它的出現(xiàn)使得電容器極限容量驟然上升了3-4個(gè)數(shù)量級(jí)，達(dá)到了103F/g級(jí)以上的大容量。2.7.1超級(jí)電容的特點(diǎn)及其在電動(dòng)汽車上的作用超級(jí)電容器的開發(fā)情況：各工業(yè)發(fā)達(dá)國家都給予了高度重視，成為戰(zhàn)略研究和開發(fā)重點(diǎn)。1996年歐共體制定了電動(dòng)汽車超級(jí)電容器的發(fā)展計(jì)劃（DevelopmentofSuper-capacitorforElectricvehicle）；美國能源部（包括美國軍方）也制定了相應(yīng)研究計(jì)劃，開發(fā)目標(biāo)是比功率1500W/kg，循環(huán)使用壽命10000次以上。二、超級(jí)電容的組成及原理

超級(jí)電容的基本原理是利用電極和電解質(zhì)之間形成的界面雙電層來存儲(chǔ)能量的一種新型電子元件。超級(jí)電容器的充放電過程是一種物理反應(yīng)，電池內(nèi)部的隔板是儲(chǔ)能能力的關(guān)鍵。超級(jí)電容器工作時(shí)，電池負(fù)極的電子通過用電器流動(dòng)向正極，釋放能量，充電時(shí)則反之電極——采用碳金屬纖維復(fù)合物或在碳纖維布料上涂導(dǎo)電聚合物以及在金屬箔上包裹金屬氧化物電解液——有機(jī)溶液或固態(tài)聚合物，如氰化甲烷（acetonitrile），碳酸丙烯（propylenecarbonate）等。在電極之間，裝有電解液和絕緣層。電荷沿集電極和電解液成對排列，形成一個(gè)雙層電容器，擴(kuò)大了電容器的容量。C=εA/dE=CU2/2式中ε-有效電介質(zhì)常數(shù)；d-間隙距離；A-電極表面積；C-電容器的電容量；U-外加電壓；E-儲(chǔ)存的電量2.7.3超級(jí)電容的性能指標(biāo)2.8蓄電池充電原理與充電器2.8.1充電方法與充電過程1.充電方法(1)定流充電定流充電是指充電過程中使充電電流保持不變的充電方法。

（通過調(diào)整電壓，保證電流不變）優(yōu)點(diǎn)：充電電流可任意選擇，有益于延長蓄電池壽命。缺點(diǎn)：充電時(shí)間長，且需要經(jīng)常調(diào)整充電電流。定流充電的四種方法：涓流充電、最小電流充電、標(biāo)準(zhǔn)充電、高速率充電2.定壓充電(1)定義：在充電過程中，充電電壓恒定不變。是蓄電池在汽車上由發(fā)電機(jī)對其充電的方法。恒壓充電特性曲線見圖(2)優(yōu)點(diǎn)1)充電時(shí)間短，開始充電4—5h內(nèi)可獲充90-95%的電量。2)充電過程無需調(diào)節(jié)電壓，較適合補(bǔ)充充電。3）操作方便充電電流會(huì)隨著電動(dòng)勢的上升而逐漸減小到零，使充電自動(dòng)停止，不必人工調(diào)整和照管。(3)缺點(diǎn)1)充電電流無法調(diào)整，不能保證蓄電池徹底充足電，不適于初充電和去硫化充電。2)初期充電電流大，溫升快，極板易彎曲，活性物質(zhì)易脫落，影響壽命。3．脈沖快速充電(1)極化概念：充電后期化學(xué)反應(yīng)中，蓄電池兩極間電位差會(huì)高于兩極活性物質(zhì)的平衡電位(每單格2.1V)，這種現(xiàn)象稱為極化。(2)極化的影響：阻礙了蓄電池充電過程化學(xué)反應(yīng)的正常進(jìn)行，是造成充電效率低及充電時(shí)間長的主要因素。(3)極化種類：歐姆極化、濃差極化、電化學(xué)極化等。(4)解決方法：采用脈沖充電法。脈沖充電：指充電過程中充電電流、電壓不斷變化的充電方法2.電流的充電過程理想的充電器的實(shí)際充電過程應(yīng)分為預(yù)充電、快速充電、補(bǔ)足充電、涓流充電四個(gè)階段。(1)快速充電的理論基礎(chǔ)蓄電池充電可接受電流定律——1967年美國的麥斯(J.A.Mas)提出I=I0e-at式中，I表示在充電過程中某一時(shí)刻t蓄電池的充電可接受電流；I0表示開始充電時(shí)蓄電池的充電可接受電流；a表示充電可接受電流衰減常數(shù)。3．脈沖快速充電法2)脈沖快速充電法以脈沖大電流充電來實(shí)現(xiàn)快速充電的方法。①大電流恒流充電IC=（0.8～1）C20，短時(shí)間內(nèi)充至額定容量的60%，單池電壓升至2.4V（鉛酸電池）；②電液冒氣泡時(shí)，停充25ms左右；③反向脈沖充電，IC=（1.5～3.0）C20

t=150～1500us，消除孔隙中的氣泡④后停充25ms，再用正向脈沖進(jìn)行充電，如此循環(huán)，直至充足電。

優(yōu)點(diǎn)：

1)時(shí)間短：初充電≤5h、補(bǔ)充1—1.5h；

2)分解析氣量小，污染小，效率高

缺點(diǎn)：充不足電，對電瓶壽命有影響3）快速充電終止控制方法

采用快速充電法時(shí)，充電電流為常規(guī)充電電流的幾十倍。充足電后，如果不及時(shí)停止快速充電，電池的溫度和內(nèi)部壓力將迅速上升。內(nèi)部壓力過大時(shí)，密封電池將打開放氣孔，從而使電解液逸散，造成電解液的粘稠性增大，電池的內(nèi)阻增大，容量下降。(a)定時(shí)控制采用1.25C充電速率時(shí)，電池1h可充足；采用2.5C充電速率時(shí)，30min可充足。因此，根據(jù)電池的容量和充電電流，很容易確定所需的充電時(shí)間。這種控制方法最簡單，但是由于電池的起始充電狀態(tài)不完全相同，有的電池充不足，有的電池過充電，因此，只有充電速率小于0.3C時(shí)，才允許采用這種方法。(b)電壓控制最高電壓（Vmax）從充電特性曲線可以看出，電池電壓達(dá)到最大值時(shí)，電池即充足電。充電過程中，當(dāng)電池電壓達(dá)到規(guī)定值后，應(yīng)立即停止快速充電。這種控制方法的缺點(diǎn)是：電池充足電的最高電壓隨環(huán)境溫度、充電速率而變，而且電池組中各單體電池的最高充電壓也有差別，因此采用這種方法不可能非常準(zhǔn)確地判斷電池已足充電。電壓負(fù)增量（－ΔV）由于電池電壓的負(fù)增量與電池組的絕對電壓無關(guān)，而且不受環(huán)境溫度和充電速率等因素影響，因此可以比較準(zhǔn)確地判斷電池已充足電。這種控制方法的缺點(diǎn)是：電池電壓出現(xiàn)負(fù)增量后，電池已經(jīng)過充電，因此電池的溫度較高。此外鎳氫電池充足電后，電池電壓要經(jīng)過較長時(shí)間，才出現(xiàn)負(fù)增量，過充電較嚴(yán)重。因此，這種控制方法主要適用于鎳鎘電池。電壓零增量（0