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新能源汽車電池分為五大類

時(shí)間:2012-05-10   

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一、鉛酸電池
鉛酸電池作為比較成熟的技術(shù),因其成本較低,而且能夠高倍率放電,依然是唯一可供大批量生產(chǎn)的電動(dòng)車用電池。北京奧運(yùn)會(huì)時(shí),有20輛使用鉛酸電池的電動(dòng)汽車,為奧運(yùn)會(huì)提供交通服務(wù)。
但是鉛酸電池的比能量、比功率和能量密度都很低,以此為動(dòng)力源的電動(dòng)車不可能擁有良好的車速及續(xù)航里程。
二、鎳鎘電池和鎳氫電池
雖然性能好于鉛酸電池,但含有重金屬,使用遺棄后對(duì)環(huán)境會(huì)造成污染。
鎳氫動(dòng)力電池剛剛進(jìn)入成熟期,是目前混合動(dòng)力汽車所用電池體系中唯一被實(shí)際驗(yàn)證并被商業(yè)化、規(guī)?;碾姵伢w系,現(xiàn)有混合動(dòng)力電池99%的市場(chǎng)份額為鎳氫動(dòng)力電池,商業(yè)化的代表是豐田的普銳斯。目前全球主要的汽車動(dòng)力電池廠商主要有日本的PEVE和 Sanyo,PEVE占據(jù)全球Hybrid動(dòng)力車用鎳氫電池85%的市場(chǎng)份額,目前主要的商業(yè)化的混合動(dòng)力汽車如豐田的Prius、Alphard和 Estima,以及本田的Civic,Insight等均采用PEVE的鎳氫動(dòng)力電池組。在我國(guó),長(zhǎng)安杰勛、奇瑞A5、一汽奔騰、通用君悅等品牌轎車已經(jīng)在示范運(yùn)行,他們采用的也都是鎳氫電池,不過電池主要向國(guó)外采購,國(guó)內(nèi)鎳氫電池在汽車上的運(yùn)用仍處于研發(fā)匹配階段。
三、鋰電池
傳統(tǒng)的鉛酸電池、鎳鎘電池和鎳氫電池本身技術(shù)比較成熟,但它們用在汽車上作為動(dòng)力電池則存在較大的問題。目前,越來越多的汽車廠家選擇采用鋰電池作為新能源汽車的動(dòng)力電池。
因?yàn)殇囯x子動(dòng)力電池有以下優(yōu)點(diǎn):工作電壓高(是鎳鎘電池氫-鎳電池的3倍);比能量大(可達(dá)165WH/㎏,是氫鎳電池的3倍);體積小;質(zhì)量輕;循環(huán)壽命長(zhǎng);自放電率低;無記憶效應(yīng);無污染等。
當(dāng)前許多知名的汽車制造商都致力于開發(fā)動(dòng)力鋰電池汽車,如美國(guó)福特、克萊斯勒,日本豐田、三菱、日產(chǎn)、韓國(guó)現(xiàn)代、法國(guó)Courreges、Ventury等。而國(guó)內(nèi)汽車制造商比亞迪、吉利、奇瑞、力帆、中興等車企也紛紛在自己的混合動(dòng)力和純電動(dòng)汽車中搭載動(dòng)力鋰電池。
目前阻礙動(dòng)力鋰離子電池發(fā)展的瓶頸是:安全性能和汽車動(dòng)力電池的管理系統(tǒng)。安全性能方面,由于鋰離子動(dòng)力電池具有能量密度大、工作溫度高、工作環(huán)境惡劣等方面的原因,加上以人為本的安全理念,因此,用戶對(duì)電池的安全性提出了非常高的要求。汽車動(dòng)力電池的管理系統(tǒng)方面,由于汽車動(dòng)力電池的工作電壓是12V或24V,而單個(gè)動(dòng)力鋰離子電池的工作電壓是3.7V,因此必須由多個(gè)電池串聯(lián)而提高電壓,但由于電池難以做到完全均一的充放電,因此導(dǎo)致串聯(lián)的多個(gè)電池組內(nèi)的單個(gè)電池會(huì)出現(xiàn)充放電不平衡的狀況,電池會(huì)出現(xiàn)充電不足和過放電現(xiàn)象,而這種狀況會(huì)導(dǎo)致電池性能的急劇惡化,最終導(dǎo)致整組電池?zé)o法正常工作,甚至報(bào)廢,從而大大影響電池的使用壽命和可靠性能。
四、磷酸鐵鋰電池
磷酸鐵鋰電池也是一種鋰電池,其比能量不到鈷酸鋰電池的一半,但是其安全性高,循環(huán)次數(shù)能達(dá)到2000次,放電穩(wěn)定,價(jià)格便宜,成為車用動(dòng)力新的選擇。
比亞迪提出的“鐵電池”,業(yè)界人士認(rèn)為其為磷酸鐵鋰電池的可能性較大。
五、燃料電池
簡(jiǎn)單地說,燃料電池(Fuel Cell)是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。燃料和空氣分別送進(jìn)燃料電池,電就被奇妙地生產(chǎn)出來。它從外表上看有正負(fù)極和電解質(zhì)等,像一個(gè)蓄電池,但實(shí)質(zhì)上它不能“儲(chǔ)電”而是一個(gè)“發(fā)電廠”。
最有望用于汽車的是質(zhì)子交換膜燃料電池。它的工作原理是:將氫氣送到負(fù)極,經(jīng)過催化劑(鉑)的作用,氫原子中兩個(gè)電子被分離出來,這兩個(gè)電子在正極的吸引下,經(jīng)外部電路產(chǎn)生電流,失去電子的氫離子(質(zhì)子)可穿過質(zhì)子交換膜(即固體電解質(zhì)),在正極與氧原子和電子重新結(jié)合為水。由于氧可以從空氣中獲得,只要不斷給負(fù)極供應(yīng)氫,并及時(shí)把水(蒸汽)帶走,燃料電池就可以不斷地提供電能。
因?yàn)槿剂想姵刂苯訉⑷剂系幕瘜W(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%。
新能源汽車電池發(fā)展趨勢(shì)
在發(fā)展新能源汽車上,鎳氫電池技術(shù)最成熟,未來3年內(nèi)仍將是新能源車的主流,之后鎳氫電池技術(shù)將和磷酸鐵鋰、氫燃料電池三分天下,5年后將逐漸被鋰電池及燃料電池所取代。
 


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