6 蓄电池
    在内燃机汽车上，蓄电池一般作为发动机启动、点火系统、信号系统、照明、刮水器和喷淋器以及车载视听和通信设备等装备的电源。它们所需要的电能容量较小，工作时间较短，蓄电池与发动机、发电机组共同组成内燃机汽车的电气系统。但是在混合动力汽车上，动力电池组必须是具有强大能量的动力电源，除了作为驱动动力能源外，还要向空调系统、动力转向系统等提供电力能源，另一方面还要为点火系统、照明、信号系统、刮水器和喷淋器以及车载视听和通信设备等装备提供低压电源，在混合动力汽车上蓄电池是辅助电力能源，用于作为发动机的辅助动力源，提高整车的动力性能或作为电动机驱动车辆时的电源能源。
    各种电池一般是供给直流电，然后经过变频器或逆变器转换成频率和电压幅值可调的交流电，供给驱动电动机来驱动车辆行驶，一般电动汽车所采用的电力电池组，要求有较大的比能量，而混合动力汽车所采用的动力电池组，则要求有较大的比功率，两种电池在性能方面各有侧重，混合动力汽车对蓄电池的基本要求如下。
    1．比能量
    比能量是保证混合动力汽车能够达到基本合理的行驶里程的重要性能，连续2h放电率的比能量至少不低于44 W·h/kg。
    2．充电时间短
    蓄电池对充电技术没有特殊要求，能够实现感应充电，蓄电池的正常充电时间应小于6 h、蓄电池能够适应快速充电的要求，蓄电池快速充电达到额定容量的50％所需时间为20 min左右。
    3．连续放电率高，自放电率低
    蓄电池能够适应快速放电的要求，连续1h放电率可以达到额定容量的70％左右，自放电率要低，蓄电池能够长期存放。
    4．不需要复杂的运行环境
    蓄电池能够在常温条件下正常稳定、可靠地工作，不受环境温度的影响，不需要特殊加热，保温热管理系统，能够适应混合动力汽车行驶时振动的要求。
    5．安全可靠
    蓄电池应干燥、洁净，电解质不会渗漏腐蚀接线柱和外壳，不会引起自燃或燃烧，在发生碰撞等事故时，不会对乘员造成伤害，废蓄电池能够进行回收处理和再生处理，蓄电池中有害重金属能够进行集中回收处理，电池组可以采用机械装置进行整体快速更换，线路连接方便。
    6．寿命长、免维修、制造成本低
    蓄电池的循环寿命不低于1000次，在使用寿命限定期间内，不需要进行维护。

    6.1蓄电池的性能要求
    蓄电池的作用是储蓄电能，蓄电池在充电过程中，充电时利用外部的电能使内部活性物质再生，把电能储存为化学能，需要放电时再次把化学能转换为电能输出。各种蓄电池的基本工作原理是：电能一化学能一电能一化学能的可逆变换过程，能够反复使用，一般将能够把化学能转换为电能的电池称为蓄电池。
    20世纪70年代以来，各种高能蓄电池问世，它们在比能量和比功率方面有很大地提高，在第二代混合动力汽车上，大多数采用了高能蓄电池，但各种高能蓄电池的作用仍然是储存电能，也仍然是按电能一化学能一电能一化学能的可逆变换过程来工作的，能量转换受到“活性物质”的局限。高能蓄电池的不断发展，使得混合动力汽车的动力性能不断提高，一次充电后的续驶里程也不断地延长，蓄电池主要性能指标如下。
    （1）电动势：外电路断开，即没有电流通过电池时在正负极间量得的电位差。
    （2）开路电压：电池在开路时的端电压，一般开路电压与电动势近似相等。
    （3）额定电压：电池在标准规定条件下工作时应达到的电压。
    （4）工作电压（负载电压、放电电压）：在电池两端接上负载后，在放电过程中显示出的电压。
    （5）终止电压：电池在一定标准所规定的放电条件下放电时，电池的电压将逐渐降低，当电池不宜再继续放电时，电池的最低工作电压称为终止电压。
    2．电池容量（A·h）
    （1）理论容量：根据蓄电池活性物质的特性，按法拉第定律计算出的最高理论值，一般用质量容量（A·h/kg）或体积容量（A·h/L）来表示。
    （2）实际容量：在一定条件下所能输出的电量，等于放电电流与放电时间的乘积。
    （3）标称容量（公称容量）：用来鉴别电池适当的近似容量值，由于没有指定放电条件，因此，只标明电池的容量范围而没有确切值。
    （4）额定容量（保证容量）：按一定标准所规定的放电条件，电池应该放出的最低限度的容量。
    （5）荷电状态（（SOC）：是指参加反应电池容量的变化。SOC=1即表示电池为充满状态，随着蓄电池放电，蓄电池的电荷逐渐减少，此时，可以用SOC的百分数的相对量来表示蓄电池中电荷的变化状态，一般蓄电池放电高效率区为50%^'80%SOC。对SOC精确的实时辨识，是电池管理系统的一个关键技术。
     3．能量（W·h、kW ．h）
    电池的能量决定电动汽车的行驶距离。
    （1）标称能量：按一定标准所规定的条件下，电池所输出的能量，是电池的额定容量与额定电压的乘积。
    （2）实际能量：在一定条件下电池所能输出的能量，是电池的实际容量与平均工作电压的乘积。电池的质量包括电池本身结构件质量和电解质质量的总和。
    （3）比能量（W·h/kg）：参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小，通俗的讲是指动力电池组单位质量中所能输出的能量。表8为各种电池的比能量。

    （4）能量密度（W· h/L）：是指动力电池组单位体积中所能输出的能量。
    4．功率（W、kW）
    在一定的放电制度下，电池在单位时间内所输出的能量，电池的功率决定混合动力汽车的加速性能。
（1）比功率（W/kg）：是指电池单位质量中所具有的电能的功率。
（2）功率密度（W/L）：是指电池单位体积中所具有的电能的功率。
    5．电池的内阻
    电流通过电池内受到的阻力，使电池的电压降低，此阻力称电池的内阻。由于电池的内阻作用，使得电池在放电时端电压低于电动势和开路电压；在充电时充电的端电压高于电动势和开路电压。电池的内阻越小越好。
    6．循环次数（次）
    蓄电池的工作是一个不断充电一放电一再充电的循环过程，按一定标准的规定放电，当电池的容量降到某一个规定值以前，就要停止继续放电，然后就需要充电才能继续使用，在每一个循环中，电池中的化学活性物质，要发生一次可逆性的化学反应。随着充电和放电次数的增加，电池中的化学活性物质会发生老化变质，逐渐削弱其化学功能，使得电池的充电和放电的效率逐渐降低，最后电池损失全部功能而报废。蓄电池充电和放电的循环次数与电池的充电和放电的形式、电池的温度和放电深度有关，放电深度“浅”时，有利于延长电池的寿命。特别是电池在混合动力汽车上的使用环境，包括电池组中各个电池的均衡性、安装、固定方式、所受的振动和线路的安装等，都会影响电池的工作循环次数，最后完全丧失其充电和放电的功能而报废。
    7．使用年限（年）
电池除了以循环次数表示使用时间外，通常还要用电池的使用年限来表示电池的寿命。
    8．放电速率（放电率）
    一般用电池在放电时的时间或放电电流与额定电流的比例来表示。
    （1）时率：电池以某种电流强度放电直到电池的电压降低到终止电压时，所经过的放电时间。
    （2）倍率：电池以某种电流强度放电的数值为额定容量数值的倍数。
    9．自放电率
    由于电池的局部作用造成的电池容量的消耗，容量损失与搁置之前的容量之比，叫做蓄电池的自由放电率，自放电率用单位时间（月／年）内电池容量下降的百分数来表示。
    10．成本
    电池的成本是与电池的技术含量、材料、制作方法和生产规模有关，目前新开发的高比能量的电池成本较高，使得混合动力汽车的造价也较高，开发和研制高效、低成本的电池是电动汽车发展的关键。
除上述主要性能指标外，还要求电池无毒性，对周围环境不会造成污染或腐蚀，使用安全，有良好的充电性能，充电操作方便，耐振动，无记忆性，对环境温度变化不敏感，易于调整和维护等。

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