电动汽车镍氢蓄电池的结构原理及测试

一、镍氢蓄电池的特点

1、质量比功率高：目前商业化的镍氢功率型电池能到1350W·h/kg。

2、循环次数多：目前应用在电动汽车上的镍氢动力电池，80％放电深度（D0D）循环可以达1000次以上，为铅酸蓄电池的3倍以上。，100％D0D循环寿命也在500次以上，在混合动力汽车中可使用5年以上。

3、无污染：不含铅、镉等对人体有害的金属，为21世纪“绿色环保电源”。

4、耐过充过放。

5、有记忆效应。

6、使用温度范围宽：正常使用温度范围-30-55℃；储存温度范围-40-70℃。

7、安全、可靠：短路、挤压、针刺、安全阀工作能力、跌落、加热、耐振动等安全性、可靠性试验无爆炸、燃烧现象。

二、镍氢蓄电池的工作原理

储氢合金的关键在于能稳定地储气和放气，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。

1、镍氢蓄电池充、放电原理

（1）负极反应式

（2）正极反应方程式

（3）总的反应式

2、镍氢蓄电池过充和过放电时的反应

（1）正极

过充电析出氧：

过放电析出氢：

（2）负极

过充电消耗氧：

过放电消耗氢：

三、镍氢蓄电池成组的要求和类型

1、电池成组的要求

（1）各单体蓄电池的容量和电阻尽可能一致；

（2）镍氢蓄电池组必须有良好的绝缘，适合的包装材料，同时考虑每个镍氢单体蓄电池在充、放电时的膨胀和收缩；

（3）有合理的冷却系统，使蓄电池组各单体蓄电池保持适合且一致的温度。

2、蓄电池模块的类型

四、丰田普锐斯镍氢蓄电池

1、外部特征

由动力蓄电池模块、电池智能控制单元、接线盒电池采样线、冷却风扇等组成，布置在行李舱内。

2、内部组成

镍氢蓄电池电组由蓄电池模块、传感器、电池 管理器、含接触器的ＨＶ接线盒总成 、动力电池冷却风扇（无电刷）、维修开关等组成。

五、镍氢蓄电池与测试注意事项

（1）技师必须经过专业训练或在导师的指导下才能维修和检查高压系统。

（2）所有高压线束和连接器均为橙色，HV蓄电池和其他高压零部件上均带有“高压”警告标签，不能随意触碰或拆卸这些线束或零部件。

（3）高压线束和连接器有故障时，不要尝试维修高压线束和连接器或随意改动有故障的高压电缆或连接器。

（4）在检查或维修高压系统之前，务必遵守所有安全措施，如戴好绝缘手套，并拆下维修开关以防止电击，并妥善保管维修开关，以防止其他技师在您维修车辆时将其意外连接。

（5）拆卸维修开关把手后，在接触任何高压连接器和把手前，至少需要等待10分钟，使逆变器内部的高压电容放电完毕。

（6）更换镍氢蓄电池时，不要携带金属物品，避免意外掉落导致短路。

（7）断开或暴露高压连接器后，要立即使用绝缘胶带将其绝缘。

（8）使用“高压请勿触碰”的标牌，告知其他人员正在检查或维修高压系统。

（9）打印元件位置图供参考。

（10）必须遵守安全规定断开蓄电池模块与壳体上固定导线之间的高压导线。

（11）按照打印的元件位置图使用防水笔对所有蓄电池模块和蓄电池监控电子装置进行编号。

六、氢燃料电池的拆卸

1、维修设备准备

举升机、丰田普锐斯混合动力汽车、常用仪表、动力蓄电池诊断仪、个人及车辆防护用品。

2、作业准备

检查维修设备、维修资料以及安全防护用品；车辆在工位停放周正；铺好车内和车外护套；做好人员防护。

3、操作步骤

（1）人员车辆防护

1）对高压系统进行操作时，在旁边放置“高压工作，请勿靠近”的警告牌。

2）佩戴绝缘手套，并确保绝缘手套没有破损。

3）关掉点火开

4）取下冷却风道

5）断开HV高压电池维修开关

6）断开辅助电池负极端子

7）等待5—15min或更长时间，以便逆变器内部高压电容放电完毕

8）使用高压维修开关拆卸橙色卡扣后，拆卸ECU动力电池保护盖板

9）使用万用表对动力蓄电池进行验电，测量高压母线电压应低于规定值，才能继续高电压部件的检测与拆除

10）确保安全后断开高压母线连接螺栓

11）拆卸动力蓄电池其他高压连接线束和低压线束

12）拆卸动力蓄电池固定螺栓