電動(dòng)汽車電池分兩大類，蓄電池和燃料電池。蓄電池適用于純電動(dòng)汽車，包括鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鈉硫電池、二次鋰電池、空氣電池。

燃料電池專用于燃料電池電動(dòng)汽車，包括堿性燃料電池(AFC)、磷酸燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)、質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)、直接甲醇燃料電池(DMFC)。

隨著電動(dòng)汽車的種類不同而略有差異。在僅裝備蓄電池的純電動(dòng)汽車中，蓄電池的作用是汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的惟一動(dòng)力源。而在裝備傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)(或燃料電池)與蓄電池的混合動(dòng)力汽車中，蓄電池既可扮演汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要?jiǎng)恿υ吹慕巧部沙洚?dāng)輔助動(dòng)力源的角色。可見(jiàn)在低速和啟動(dòng)時(shí)，蓄電池扮演的是汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要?jiǎng)恿υ吹慕巧?在全負(fù)荷加速時(shí)，充當(dāng)?shù)氖禽o助動(dòng)力源的角色;在正常行駛或減速、制動(dòng)時(shí)充當(dāng)?shù)氖莾?chǔ)存能量的角色。

燃料電池由燃料在陽(yáng)極氧化，氧化劑在陰極還原。如果在陽(yáng)極(即外電路的負(fù)極，也可稱燃料極)上連續(xù)供給氣態(tài)燃料(氫氣)，而在陰極(即外電路的正極，也可稱空氣極)上連續(xù)供給氧氣(或空氣)，就可以在電極上連續(xù)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，并產(chǎn)生電流。由此可見(jiàn)，燃料電池與常規(guī)電

池不同，它的燃料和氧化劑不是儲(chǔ)存在電池內(nèi)，而是儲(chǔ)存在電池外部的儲(chǔ)罐中。當(dāng)它工作(輸出電流并做功)時(shí)，需要不間斷地向電池內(nèi)輸人燃料和氧化劑并同時(shí)排出反應(yīng)產(chǎn)物。因此，從工作方式上看，它類似于常規(guī)的汽油或柴油發(fā)電機(jī)。由于燃料電池工作時(shí)要連續(xù)不斷地向電池內(nèi)送入燃料和氧化劑，所以燃料電池使用的燃料和氧化劑均為流體(氣體或液體)。最常用的燃料為純氫、各種富含氫的氣體(如重整氣)和某些液體(如甲醇水溶液)，常用的氧化劑為純氧、凈化空氣等氣體和某些液體(如過(guò)氧化氫和硝酸的水溶液等)。

燃料電池陽(yáng)極的作用是為燃料和電解液提供公共界面，并對(duì)燃料的氧化產(chǎn)生催化作用，同時(shí)把反應(yīng)中產(chǎn)生的電子傳輸?shù)酵怆娐坊蛘呦葌鬏數(shù)郊靼搴笤傧蛲怆娐穫鬏敗ｊ帢O(氧電極)的作用是為氧和電解液提供公共界面，對(duì)氧的還原產(chǎn)生催化作用，從外電路向氧電極的反應(yīng)部位傳輸電子。由于電極上發(fā)生的反應(yīng)大多為多相界面反應(yīng)，為提高反應(yīng)速率，電極一般采用多孔材料并涂有電催化劑。

電解質(zhì)的作用是輸送燃料電極和氧電極在電極反應(yīng)中所產(chǎn)生的離子，并能阻止電極間直

接傳遞電子。

隔膜的作用是傳導(dǎo)離子、阻止電子在電極間直接傳遞和分隔氧化劑與還原劑。因此隔膜

必須是抗電解質(zhì)腐蝕和絕緣的物質(zhì)，并具有良好耐潤(rùn)濕性。

電池組

電動(dòng)汽車電池組由多個(gè)電池串聯(lián)疊置組成。一個(gè)典型的電池組大約有96個(gè)電池，充電到4.2V的鋰離子電池而言，這樣的電池組可產(chǎn)生超過(guò)400V的總電壓。盡管汽車電源系統(tǒng)將電池組看作單個(gè)高壓電池，每次都對(duì)整個(gè)電池組進(jìn)行充電和放電，但電池控制系統(tǒng)必須獨(dú)立考慮每個(gè)電池的情況。如果電池組中的一個(gè)電池容量稍微低于其他電池，那么經(jīng)過(guò)多個(gè)充電/放電周期后，其充電狀態(tài)將逐漸偏離其它電池。如果這個(gè)電池的充電狀態(tài)沒(méi)有周期性地與其它電池平衡，那么它最終將進(jìn)入深度放電狀態(tài)，從而導(dǎo)致?lián)p壞，并最終形成電池組故障。為防止這種情況發(fā)生，每個(gè)電池的電壓都必須監(jiān)視，以確定充電狀態(tài)。此外，必須有一個(gè)裝置讓電池單獨(dú)充電或放電，以平衡這些電池的充電狀態(tài)。

電池組監(jiān)視系統(tǒng)的一個(gè)重要考慮因素是通信接口。就PC板內(nèi)的通信而言，常用的選項(xiàng)包括串行外設(shè)接口(SPI)總線、I2C總線，每種總線的通信開(kāi)銷都很低，適用于低干擾環(huán)境。另一個(gè)選項(xiàng)是控制器局域網(wǎng)(CAN)總線，這種總線在汽車應(yīng)用中被廣泛使用。CAN總線非常棒，具有誤差檢測(cè)和故障容限特性，但是它的通信開(kāi)銷很大，材料成本也很高。盡管從電池系統(tǒng)到汽車主CAN總線的連接是值得要的，但在電池組內(nèi)采用SPI或I2C通信是有優(yōu)勢(shì)的。

化學(xué)電池品種繁多，性能各異。常用以表征其性能的指標(biāo)有：電性能、機(jī)械性能、貯存性能等，有時(shí)還包括使用性能和經(jīng)濟(jì)成本。我們主要介紹其電性能和貯存性能。電性能包括：電動(dòng)勢(shì)、額定電壓、開(kāi)路電壓、工作電壓、終止電壓、充電電壓、內(nèi)阻、容量、比能量和比功率、貯存性能和自放電、壽命等。貯存性能主要取決于電池的自放電大小。

電動(dòng)勢(shì)

電池的電動(dòng)勢(shì)，又稱電池標(biāo)準(zhǔn)電壓或理論電壓，為電池?cái)嗦窌r(shí)正負(fù)兩極間的電位差。

額定電壓

額定電壓(或公稱電壓)，系指該電化學(xué)體系的電池工作時(shí)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)電壓。

開(kāi)路電壓

電池的開(kāi)路電壓是無(wú)負(fù)荷情況下的電池電壓。開(kāi)路電壓不等于電池的電動(dòng)勢(shì)。必須指出，電池的電動(dòng)勢(shì)是從熱力學(xué)函數(shù)計(jì)算而得到的，而電池的開(kāi)路電壓則是實(shí)際測(cè)量出來(lái)的。

工作電壓

系指電池在某負(fù)載下實(shí)際的放電電壓，通常是指一個(gè)電壓范圍。

⑸終止電壓

系指放電終止時(shí)的電壓值，視負(fù)載和使用要求不同而異。

充電電壓

系指外電路直流電壓對(duì)電池充電的電壓。一般的充電電壓要大于電池的開(kāi)路電壓，通常在一定的范圍內(nèi)

內(nèi)阻

蓄電池的內(nèi)阻包括：正負(fù)極板的電阻，電解液的電阻，隔板的電阻和連接體的電阻等。

正負(fù)極電阻

目前普遍使用的鉛酸蓄電池正、負(fù)極板為涂膏式，由鉛銻合金或鉛鈣合金板柵架和活性物質(zhì)兩部分構(gòu)成。因此，極板電阻也由板柵電阻和活性物質(zhì)電阻組成。板柵在活性物質(zhì)內(nèi)層，充放電時(shí)，不會(huì)發(fā)生化學(xué)變化，所以它的電阻是板柵的固有電阻。活性物質(zhì)的電阻是隨著電池充放電狀態(tài)的不同而變化的。

當(dāng)電池放電時(shí)，極板的活性物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徙U(PbSO4)，硫酸鉛含量越大，其電阻越大。而電池充電時(shí)將硫酸鉛還原為鉛(Pb)，硫酸鉛含量越小，其電阻越小。

電解液電阻

電解液的電阻視其濃度不同而異。在規(guī)定的濃度范圍內(nèi)一旦選定某一濃度后，電解液電阻將隨充放電程度而變。電池充電時(shí)，在極板活性物質(zhì)還原的同時(shí)電解液濃度增加，其電阻下降；電池放電時(shí)，在極板活性物質(zhì)硫酸化的同時(shí)電解液濃度下降，其電阻增加。