【文章內(nèi)容簡介】 分為堿性電池、酸性電池、中性電池及有機(jī)電解液電池四種。 第二種是根據(jù)電池所用正、負(fù)極材料的不同，可把常見的電池分為鋅系電池、鉛系電池、鋰系電池、二氧化錳系電池及空氣（氧氣）系電池。 第三種是根據(jù)工作的性質(zhì)和儲存方式不同，可把常見的電池分為一次電池、二次電池、燃料電池、儲備電池四類。 如圖 41所示 有關(guān)電池的常見術(shù)語 放電：電池向外電路輸送電流的過程。 放電容量：電池在規(guī)定條件下的放電電量或有效工作時間。 儲存壽命：電池在規(guī)定條件下儲存結(jié)束時，電池仍能保持規(guī)定的性能和儲存期限。 電池極端：電池連接外電路的部件。 電動勢：組成電池的兩個電極的平衡電位差。 放電率：放電率指放電是的速率，通常用 “ 時率 ” 和 “ 倍率 ” 表示。 化學(xué)電池 按電解 質(zhì)分類 按正負(fù)極材料分類 按功能分類 堿性電池 酸性電池 中性電池 有機(jī)電解液電池 鋅系列電池 鎳系列電池 鋁系列電池 鋰系列電池 MnO2系列電池 空氣系列電池 一次電池 二次電池 燃料電池 儲備能量電池 長江職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 充電：將外電路輸入蓄電池的電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能儲存起來的操作過程。 充電率：蓄電池在規(guī)定的時間內(nèi)充到額定容量所需的電流值。 恒壓充電：充電時保持充電器端電壓不變的一種充電方法。 恒流充電：充電時保持充電電流不變的一種沖電方法。 極化：極化是電池由靜 止?fàn)顟B(tài)即電流為零轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)產(chǎn)生的電池電壓、電極電為的變化現(xiàn)象。 鉛 蓄電池 鉛酸蓄電池的分類和特點 電動汽車用動力鉛酸電池有多種，常見的有個干呵電式蓄電池、濕荷電式蓄電池、閥控式蓄電池、免維護(hù)蓄電池、膠體蓄電池、水平板式蓄電池等。 動力鉛酸蓄電池與一般啟動用的蓄電池不同，既要求有瞬時大電流放電特點，又要求鉛酸蓄電池有持續(xù)大電流放電的能力。動力鉛酸蓄電池有以下幾個特點。 1） 單格電壓高，汽車用鉛酸蓄電池單格額定電壓可達(dá) ，開路電壓 ，工作電壓 。 2） 比功率和功率密度大，內(nèi)阻小，長時間可輸出大電流。 3） 性能可靠，沖放電可逆性好。 4） 循環(huán)次數(shù)多，壽命長。 5） 結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉。 鉛酸蓄電池的工作原理 鉛酸蓄電池充、放電化學(xué)反應(yīng)的原理方程式如下： 正極： PbO2 + 2e + HSO4 + 3H+ == PbSO4 + 2H2O 負(fù)極： Pb + HSO4 == PbSO4 + H+ + 2e 總反應(yīng)： PbO2 + 2 H2SO4 + Pb == 2 PbSO4 + 2H2O 從以上的化學(xué)反應(yīng)方程式中可以看出，鉛酸蓄電池在放電時，正極的活性物質(zhì)二氧化鉛和負(fù)極的活性物質(zhì)金屬鉛都與硫酸電解液反應(yīng)，生成硫酸鉛，在電化學(xué)上把這種反應(yīng)叫做 “ 雙硫酸鹽化反應(yīng) ” 。在蓄電池剛放電結(jié)束時，正、負(fù)極活性物質(zhì)轉(zhuǎn)化成的硫酸鉛是一種結(jié)構(gòu)疏松、晶體細(xì)密的結(jié)晶物，活性程度非常高。在蓄電池充電過程中，正、負(fù)極疏松細(xì)密的硫酸鉛，在外界充電電流的作用下會重新變成二氧化鉛和金屬鉛，長江職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 蓄電池就又處于充足電的狀態(tài)。正是這種可逆轉(zhuǎn)的電化學(xué)反應(yīng)，使蓄電池實現(xiàn)了儲存電能和釋放電能的功能。 燃料 電池 燃料電池的分類和特點 圖42 燃料電池的分類 燃料電池按電解質(zhì)劃分已有 6個種類得到了發(fā)展，即堿性燃料電池、磷酸鹽型燃料電池、熔融碳酸鹽型燃料電池、固體氧化物型燃料電池、固體聚合物燃料電池又稱為質(zhì)子交換膜燃料電池、及生物燃料電池。按工作溫度它們又分為高、中、低溫型燃料電池。工作溫度從室溫到 373K(100℃ )的為常溫燃料電池；工作溫度在 373K(100℃ )～573K(300℃ )之間的為中溫燃料電池；工作溫度在 873K(600℃ )以上的為 高溫燃料電池，損失。 燃料電池十分復(fù)雜，涉及化學(xué)熱力學(xué)、電化學(xué)、電催化、材料科學(xué)、電力系統(tǒng)及自動控制等學(xué)科的有關(guān)理論，具有發(fā)電效率高、環(huán)境污染少等優(yōu)點?？偟膩碚f，燃料電池具有以下特點： 1） 能量轉(zhuǎn)化效率高 他直接將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，中間不經(jīng)過燃燒過程，因而不受卡諾循環(huán)的限制。目前燃料電池系統(tǒng)的燃料 — 電能轉(zhuǎn)換效率在 45%～ 60%，而火力發(fā)電和核電的效率大約在 30%～ 40%。 2） 有害氣體ＳＯ x、ＮＯ x及噪音排放都很低 ＣＯ 2排放因能量轉(zhuǎn)換效率高而大幅度降低，五機(jī)械振動。 化學(xué)電池的分類 料電池 直接式 間接式 再生式 低溫 （〈 200℃） H2O2 有機(jī)物— 氧 含氧化合物 氫 — 鹵素 金屬 —氧 中溫 （ 200～ 750℃） H2O2 COO2 NH3O2 高溫 (750℃） H2O2 COO2 燃料電池 天然氣 石油 甲醇 乙醇 汽油 二甲醚 生化燃料電池 葡萄糖 碳水化合物 尿素 尿素 熱再生 充電再生 光化學(xué)電池 輻射化學(xué)電池 長江職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 3） 燃料適用范圍廣 4） 積木化強(qiáng) 規(guī)模及安裝地點靈活，燃料電池電站占地面積小，建設(shè)周期短，電站功率可根據(jù)需要由電池堆組裝，十分方便。燃料電池?zé)o論作為集中電站還是分布式電，或是作為小區(qū)、工廠、大型建筑的獨立電站都非常合適 5）負(fù)荷響應(yīng)快，運(yùn)行質(zhì)量高 燃料電池在數(shù)秒鐘內(nèi)就可以從最低功率變換到額定功率，而且電廠離負(fù)荷可以很近，從而改善了地區(qū)頻率偏移和電壓波動，降低了現(xiàn)有變電設(shè)備和電流載波容量，減少了輸變線路投資和線路目前。 燃料電池的工作原理 圖 43 燃料電池的工作原理 具體地說，燃料電池是利用水的電解的逆反應(yīng)的 發(fā)電機(jī) 。它由正極、負(fù)極和夾在正負(fù)極中間的電解質(zhì)板所組成。最初，電解質(zhì)板是利用電解質(zhì)滲入多孔的板而形成，現(xiàn)在正發(fā)展為直接使用固體的電解質(zhì)。工作時向負(fù)極供給燃料（氫），向正極供給氧化劑（空氣）。氫在負(fù)極分解成正離子 H+和電子 e。氫離子進(jìn)入電 解液中，而電子則沿外部電路移向正極。用電的負(fù)載就接在外部電路中。在正極上，空氣中的氧同電解液中的氫離子吸收抵達(dá)正極上的電子形成水。這正是水的電解反應(yīng)的逆過程。利用這個原理，燃料電池便可在工作時源源不斷地向外部 輸電，所以也可稱它為一種 發(fā)電機(jī) 。 5 電動汽車的電動機(jī)及傳動系統(tǒng) 概述 長江職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的組成、種類 ⒈ 電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的組成 電動汽 車驅(qū)動系統(tǒng)的功用是在駕駛員的控制（加速和制動踏板）下，高效率地 儲蓄電池（燃料電 池或發(fā)電機(jī)）的能量轉(zhuǎn)換為車輪的動能，或者將車輪上的動能反饋到蓄電池中。電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的組成各式各樣，一般由電氣和機(jī)械兩大部分組成。電氣部分主要由電動機(jī)、功率轉(zhuǎn)換器和電子控制器三個子系統(tǒng)組成。電動機(jī)與車輪通過機(jī)械傳動裝置連在一起，也可以直接裝在車輪上，用電動機(jī)直接驅(qū)動。機(jī)械部分主要包括機(jī)械傳動裝置和車輪等 。 ⒉ 電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的種類 電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)雖然有著多種多樣的組合形式，但每個電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)都具有自身的結(jié)構(gòu)特點，據(jù)此可以把電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)分為不同的類型。根據(jù)電 動汽車驅(qū)動輪的布置方式有前輪驅(qū)動、后輪驅(qū)動和全輪驅(qū)動等方式。根據(jù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)組成的特點，其基本布置方式可以分為機(jī)械驅(qū)動系統(tǒng)、半機(jī)械驅(qū)動系統(tǒng)和純電氣驅(qū)動系統(tǒng)等。根據(jù)電動汽車驅(qū)動用電動機(jī)的數(shù)量可以區(qū)分為單電動機(jī)和多電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。 電動汽車對驅(qū)動電動機(jī)性能的基本要求 電動汽車由電動機(jī)驅(qū)動，電動機(jī)是電動汽車的關(guān)鍵部分。要使電動汽車具有良好的使用性能，驅(qū)動電機(jī)應(yīng)具有較寬的調(diào)速范圍及較高的轉(zhuǎn)速、足夠大的啟動扭距，還要具有體積小、質(zhì)量輕、效率高且具有動態(tài)制動性強(qiáng)和能量回饋的性能。 電動汽車對電動機(jī)的基本要求 ： 電動汽車的運(yùn)行，與一般的工業(yè)應(yīng)用不同，非常復(fù)雜。因此，對驅(qū)動系統(tǒng)的要求是很高的 ，主要有： 1） 電動汽車用電動機(jī)應(yīng)具有瞬時功率大，過載能力強(qiáng)、過載系數(shù)應(yīng)為 3～ 4，加速性能好，使用壽命長的特點。 2） 電動汽車用電動機(jī)應(yīng)具有寬廣的調(diào)速范圍，包括恒轉(zhuǎn)矩區(qū)和恒功率區(qū)。在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)，要求低速運(yùn)行時具有大轉(zhuǎn)矩，以滿足起動和爬坡的要求；在恒功率區(qū)，要求低轉(zhuǎn)矩時具有高的速度，以滿足汽車在平坦的路面能夠高速行駛的要求。 3） 電動汽車用電動機(jī)應(yīng)能夠在汽車減速時實現(xiàn)再生制動， 將能量回收并反饋回蓄電池，使得電動汽車具有最佳能量的利用率，這在內(nèi)燃機(jī)汽車上是不能實現(xiàn)的。 長江職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 4） 電動汽車用電動機(jī)應(yīng)在整個運(yùn)行范圍內(nèi)，具有高的效率，以提高 1次充電的續(xù)駛里程。 另外還要求電動汽車用電動機(jī)可靠性好，能夠在較惡劣的環(huán)境下長期工作，結(jié)構(gòu)簡單適應(yīng)大批量生產(chǎn)，運(yùn)行時噪聲低，使用維修方便，價格便宜等 電動汽車驅(qū)動電動機(jī)的分類 電 動機(jī)可分為交流電動機(jī)、直流電動機(jī)、交 /直流點動機(jī)、控制電動機(jī)、開關(guān)、磁阻電動機(jī)及信號電動機(jī)等多種。適用于電力驅(qū)動的電動機(jī)可分為直流電動機(jī)和交流電動機(jī)兩大類 。目前在電動汽車上已應(yīng)用的和應(yīng)用前景的有直流電動機(jī)、交流感應(yīng)電動機(jī)、永磁無刷電動機(jī)、開關(guān)磁阻電動機(jī)等。 直流電動機(jī) 電動機(jī)的基本構(gòu)造 直流電動機(jī)主要由靜止的定子和旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子組成。定子由主磁極、換向極、電刷裝置和機(jī)座組成。主磁極鐵芯上套有線圈，通入直流勵磁電流便會產(chǎn)生磁場，即主磁場。換向極也由鐵芯及套在上面的線圈組成，其作用是產(chǎn)生附加磁場。以減弱換向片與電刷之間的火花，避免燒蝕。機(jī)座除作電動機(jī)的機(jī)械支架外，還作為各磁極間磁的通路。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組、換向器、軸和風(fēng)扇組成。轉(zhuǎn) 子鐵芯用來安裝轉(zhuǎn)子繞組，并作為電動機(jī)磁路的一部分。轉(zhuǎn)子繞組的主要作用是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢并通過電流，以產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。換向器由換向片組成，換向片按一定規(guī)律與轉(zhuǎn)子繞組的繞組元件連接。 直流電動機(jī)的工作原理 長江職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 圖 51 流電動機(jī)的工作原理圖 直 流電動機(jī)包括倆個在空間固定的永久磁鐵，一個為 N極，另一個為 S極。在磁極的中間，裝有一個可以轉(zhuǎn)動的線圈，它的首末兩端分別接到兩片圓弧形的換向片（銅片）上，兩個換向片之間、換向片與轉(zhuǎn)軸（與線圈一起旋轉(zhuǎn)）之間均相互絕緣，為了把電樞繞組和外電路接通，在換向器上安置了兩個固定不動的電刷。由于電刷和電源固定連接，因此無論線圈怎樣轉(zhuǎn)動，總是上半邊的電流向里，下半邊的電流向外。由左手定則可知，通電線圈在磁場中受到逆時針方向的力矩作用。雖然電流方向是交替變化的， 但所受的電磁力的方向不改變，因此線圈可以連續(xù)地按逆時針方向旋轉(zhuǎn)。這就是直流電動機(jī)的各種原理。 直流電動機(jī)的運(yùn)動特性與特點 1） 運(yùn)動特性 直流電動機(jī)的運(yùn)動特性包括 工作特性和機(jī)械特性。工作特性是指電動機(jī)在額定電壓、額定勵磁電流不變的情況下，其轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)距和輸出功率之間的關(guān)系。機(jī)械特性是指在額定電壓和電磁繞組不變的情況下，轉(zhuǎn)距與轉(zhuǎn)速的關(guān)系 2） 特點 直流電動機(jī)的構(gòu)造較復(fù)雜，價格也比交流電動機(jī)昂貴 ,維護(hù)維修也較困難。近年來，由于變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，在中小功率的電動機(jī)調(diào)速 領(lǐng)域中，交流電動機(jī)正逐步取代直流電動機(jī)。 盡管如此，由于直流電動機(jī)具有轉(zhuǎn)速穩(wěn)定、便于大范圍平滑調(diào)速、起動轉(zhuǎn)矩較大等優(yōu)點，因此，廣泛用于要求進(jìn)行平滑、穩(wěn)定、大范圍的調(diào)速或需靈活控制起動、制動的生產(chǎn)機(jī)械。 其他電動機(jī) 三相異步感應(yīng)電動機(jī) 的 結(jié)構(gòu) 三相異步電動機(jī)的種類很多，但各類三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)是相同的，它們都是由定子和轉(zhuǎn)子這倆大基本部分組成，在定子和轉(zhuǎn)子之間具有一定的氣隙。此外，還有端蓋、軸承、 風(fēng)扇、風(fēng)扇罩、接線盒、吊環(huán)等其他附件。 在交流異步電動機(jī) 中，定子繞組流過依次相差 120度相位角的三相交流電時，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。該旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，因為繞組是閉合電路，所長江職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 以產(chǎn)生感應(yīng)電流，有電流的繞組導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場中產(chǎn)生電磁力，對轉(zhuǎn)軸形成電磁轉(zhuǎn)距帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。 永 磁電動機(jī) 人們用稀土等永磁材料來替代傳統(tǒng)電機(jī)的電磁場裝置制成的電動機(jī)即為永磁電動機(jī)。永磁電動機(jī)因永磁的材料不和用途不同而制成各種各樣的永磁電動機(jī)。 根據(jù)輸入電動機(jī)接線端的電流種類把永磁電動機(jī)分為永磁交流電動機(jī)和永磁支流電動機(jī)。 永磁電動機(jī) 的性能優(yōu)劣與永磁材料密切