如果说燃油车最重要的是发动机，那么电动汽车最重要的非电池莫属。电动汽车动力电池包括铅酸蓄电池、镍镉蓄电池、镍氢徐电池、铁镍徐电池、钠氯化镍徐电磁、银锌蓄电池、钠硫蓄电池、锂蓄电池、空气蓄电池、燃料电池、太阳能蓄电池、超容量电容器、飞轮电池、钠硫电池等。目前国内新能源汽车仍然磷酸铁锂和三元锂电池，车型续航里程较好，但电池系统平均能量密度水平较低。现如今，三元锂电池和磷酸铁锂电池，是当前的中流砥柱。从全球角度来看，很多车企均采用三元锂电池为主，续航都达到了比较高的水平。随着时间的发展，汽车搭载电池的能量密度也有不同程度的提升，动力电池能量密度的提升已经是大势所趋。而固态锂电池在继承传统锂电池优点的基础上，安全性、能量密度都有了很大幅度。综合现如今的国内外动力电池企业搭载新能源汽车情况来看，三元锂电池成为主流技术路线的趋势已经不可逆转，而在续航方面仍有提升空间。而造成这个问题，可能是因为动力电池能量密度不高、BMS效率提升空间仍有待开拓等多方面原因所致。

2.电动汽车动力电池设计领域技术发展历史中的重大突破的背景和影响

当下在商业化运行的纯电路汽车和混合动力汽车上，实际动力电池主要有两类：一类是镍氢电池，一类是磷酸铁锂电池。比如雷克萨斯、皇冠、普锐斯、别克君越、本田思域等混合动力汽车，都使用镍氢电池；比如比亚迪e6、k9等混合动力汽车、国内其他电动汽车大多采用磷酸铁锂电池。电动汽车中比较出名的特斯拉纯电动汽车，使用的也是一种锂电池-钴酸锂电池，也被称为三元电池。这些车如果驾驶时间过长，车上的高压蓄电池及相关装置可能会故障，需要对它们进行维护检修。

高压动力电池的原理与特点。以镍氢电池为例。在美、日等发达国家的混合动力汽车上，目前使用最多的是镍氢电池。镍氢电池的正极材料是氢氧化镍(NiOH)，负极则是金属氢化物，即为储氢合金(MH)，电解液是30%的氢氧化钾水溶液。这里所谓“储氢合金”是指具有很强“吸收”氢气能力的金属镍，其单位体积储氢的密度可相当于储存1000个大气压的高压氢气。储氢合金的关键在于能稳定的储气和放气，其工作原理是利用水的氢离子移动反应来获得电流，这时氢气在负极上被逐渐消耗掉。镍氢电池的电极反应为下式，式中e指带电的电子。镍氢电池是在镍镉电池基础上开发出来的，但镍镉电池中有重金属镉，对环境有重度污染，所以镍镉电池在发达国家目前均已限制发展和使用。镍氢电池则不存在重金属污染问题，而且镍氢电池在比能量、比功率及循环寿命等方面都优于镍镉电池，故被称之为“绿色”电池。其主要特点有：(1) 电池的比能量较高，即单位质量的能量密度较大，镍氢单体电池的额定电压为1.2V，通常由六个或十个单体电池构成一块电压为7.2V 或 12V 的电池组，丰田普锐斯混合动力车型上就用了这种7.2V 一节的电池( 图1)，电容量为6.5Ah,实测每节外形尺寸为274×106×20mm3，质量为1.1kg，有28节串联共计201.6V。镍氢电池的比能量超过70Wh/kg，车辆一次充电可续驶里程较长，适合在电动汽车上使用。同时其比功率可达200W/kg，在车辆加速或爬坡时输出大电流，能平稳持续放电来提供大功率。同时还可实现快速放电和充电，电池耐过充和耐过放的能力均较强。(2)镍氢电池在放电和充电过程中，正极板析出氧气，负极板析出氢气。氢气和氧气能够很容易在蓄电池内部再化合生成水，使容器内的气体压力保持不变，这种再化合的速率很快，电解液不会出现增加或减少的现象，不需调节电解液的密度，故电池本身可以采取密封结构，电池能实现免维护保护。(3) 所谓电池的“记忆效应”是指如果电池每次没有放完电，如只放出40%，那么长期使用后，剩下的60%容量就无法放出，这就大大缩小了电池的储存电容量，直接影响电池的使用。但镍氢电池基本上不存在记忆问题，不要求100%放完电后才允许充电，能做到随放随充，极大地方便了电动汽车的充放电。即便镍氢电池在空置状态下放置一年，再充电时仍可恢复原容量97%以上电量，基本上与新电池一样。如在较长放置时有意让电池内部存有一部分电，则电池的恢复储电能力可更快更高。(4)镍氢电池与镍镉电池比较，不存在镍镉电池中的金属镉对环境有重度污染的问题。镍氢电池还可再生利用，符合持续发展的理念。电池安全可靠，使用寿命长，循环充放电的次数可达3000 次以上，市场实际使用证明其寿命容易超过十年。(5)镍氢电池的缺点则是存储的电压较低，能量密度也偏低，当前的价格相对较高；电池的均匀性较差，特别是在高速率、深放电的状况下，单体电池之间的容量和电压的差别较大；电池的自放电率较高；镍氢电池使用最重要的是要避免过充电和过放电，温度特性差，在45℃以上的高温环境，或在低于0℃ 以下环境下，镍氢电池将无法正常工作，电池容量与现实要求还有较大差距等问题，影响着氢镍电池在电动汽车上的广泛使用。

高压动力电池检测维修的社会背景。不论镍氢电池或磷酸铁锂电池，其单体电池的能量和功率等性能，即电压、电流和电功率均远远不能满足电动汽车对动力电源的使用要求，故实际使用的动力电池均是成组集合应用，通过串、并联的方式，将单体电池组成电池组。但由于单体电池的原有性能差异，以及连接方式的一致性和环境温度的差别，造成电池成组后达不到原有单体电池的性能水平，尤其是使用寿命甚至能缩短数倍，导致电池的使用和维护成本大幅度增加。所以在各种电动汽车上，对电池的检测显得特别重要，并已向模块化、标准化和智能化方向发展。当前对每电池组的检测，主要集中在对组合电池的工作电流、分节电压和多点温度等的监测方面。

3.动力电池工作原理及特性

动力电池即为工具提供动力来源的电源，多指为电动汽车、电动列车、电动自行车、高尔夫球车提供动力的蓄电池。其主要区别于用于汽车发动机起动的起动电池。 多采用阀口密封式铅酸蓄电池、敞口式管式铅酸蓄电池以及磷酸铁锂蓄电池。

动力电池具有高能量和高功率的特点。倍率部分荷电状态下的循环使用工作温度范围宽（一30 ~65℃）； 使用寿命长，要求5—10 年； 安全可靠。动力电池具有电池能量，能量密度、放电倍率几个指标。其中，电池能量指电池储存的能量的多少，用Wh表示。能量密度是指单位体积或单位质量所释放的能量，通常用体积能量密度（Wh/L）或质量能量密度（Wh/kg）表示。放电倍率是指在规定时间内放出其额定容量（C）时所需要的电流值，它在数值上等于电池额定容量的倍数。

动力电池的充电方式有①CC/CV：CC即恒流，以固定的电流对电池充电；CV即恒压，以固定的电压对电池充电，充电电流会随着电池充满逐渐下降。②涓流充电：指以小于0.1C电流对电池充电，一般在电池接近充满电时，迚行补充充电时采用，若电池对充电时间没有严格要求的话，建议采用涓流充电方式充电。③浮充电：随时对蓄电池用恒压充电，使其保持一定的荷电状态。

动力电池的循环寿命是二次电池经历一次充放电称为一个周期或一次循环，电池在反复充放电后，容量会逐渐下降，在一定的放电条件下，电池容量降至80%时，电池所经受的循环次数就是循环寿命。影响因素有正确使用电池，电池材料，电解质的组成和浓度，充放电倍率，放电深度，温度，制作工艺等都对电池的循环寿命有影响。