电池技术

ksj7341

　电动汽车的坎坷成长史

　　纯电动汽车听起来好像未来世界的产品，其实早在1837年，苏格兰人就发明了纯电动汽车。当然，那时候电动汽车的性能不能与现在的同日而语。从那以后，研究纯电动汽车的热潮就此起彼伏。曾经有段时间，纯电动汽车技术上停滞不前，大家对电动汽车失去信心，通用及福特就关闭纯电动汽车的工厂。电动汽车的命运是和能源危机相反相成的，能源危机越严重，大家研究电动汽车的动力越强。目前日益高涨的油价，又激起了汽车厂家研究纯电动汽车的激情。

　　电池还是电池

　　纯电动汽车的最大瓶颈是电池。电动汽车对电池的要求比较高，高比能、高比功率、快速充电和具有深度放电功能、循环和使用寿命长。铅酸电池作为比较成熟的技术，虽然其比能量、比功率和能量密度都比较低，但是高的性价比及高倍率放电，成为目前唯一能大批量生成的电动汽车用电池。镍镉电池和镍氢电池虽然性能好于铅酸电池，但是其性价比不高，含重金属，用完遗弃后对环境会造成严重污染。

　　目前，越来越多的研究人员选用锂离子电池作为电动汽车的动力电池，因为锂离子动力电池有以下优点：工作电压高（是镍镉电池氢-镍电池的3倍）；比能量大（可达165WH/㎏，是氢镍电池的3倍）；体积小；质量轻；循环寿命长；自放电率低；无记忆效应；无污染等。如果采用锂离子电池，电动汽车成本难以降低。磷酸铁锂电池也是一种锂电池，其比能量不到钴酸锂电池的一半，但是其安全性高，循环次数能达到2000次，放电稳定，价格便宜，成为车用动力新的选择。

　　比亚迪提出的“铁电池”由于官方没有透露确切消息，业界人士认为其为磷酸铁锂电池的可能性较大，高铁电池的可能性较小。高铁电池就是以高价铁盐阴极材料如：高铁酸钡、高铁酸钾构成的水系电化学电池体系。首次提出高铁酸盐作正极材料的是以色列科学家，但是高铁电池稳定性及安全性很差，应用研究进展非常缓慢，目前还处于初步研究阶段。

       　表1 各种车用电池的性能比较

电池类型	能量 （W·h/kg）	功率 （W/kg）	能量密度 （W·h/L）	循环寿命 （次）
铅酸电池	35	130	90	500
镍镉电池	55	170	94	500
镍氢电池	80	225	143	1000
锂离子电池	120	180	360	1200
磷酸铁锂电池	120	90	210	2000
燃料电池	500	60

　

　　纯电动汽车其实是个能下金蛋的母鸡，它不仅对电池技术起到促进作用，还带动其他一些新技术的发展，比如电机系统、驱动系统、能源管理系统等等。
　　电动车辆的驱动电机属于特种电机，是电动汽车的关键部件。要使电动汽车有良好的使用性能，驱动电机应具有较宽的调速范围及较高的转速，足够大的启动扭矩，体积小、质量轻、效率高且有动态制动强和能量回馈的性能。目前电动汽车所采用的电动机中，直流电动机基本上已被交流电动机、永磁电动机或开关磁阻电动机所取代。电动汽车所用的电动机正在向大功率、高转速、高效率和小型化方向发展。
　　除了单电机驱动电动汽车外，电动汽车可以实现四轮驱动，它为每个轮都分配轮毂电机。四轮驱动的电动汽车可省略内燃机汽车所需的机械式操纵换挡装置、离合器、自动变速器、传动轴和机械差速器等,因而其驱动系统和整车结构布置十分简洁,传动效率高。
　　借助高度发达的现代计算机控制技术,直接控制车轮转速,可实现各电动轮的电子差速和驱动防滑,提高行驶与操纵稳定性。通过合理分配各电动轮的驱动力，可提高加速极限性能及恶劣路面条件下的行驶性能。
　　汽车瞬时多变的运行工况需要对电机及电池进行正确控制。控制系统应该结构简单、响应迅速、抗干扰能力强，参数变化具有鲁棒性。控制系统还应该拥有制动能量回收功能，以提高续航里程。制动能量回收系统由超级电容或飞轮及其控制器组成，利用超级电容或飞轮吸收再生制动能量，具有非常突出的优点。
　　当车辆制动时，电机工作于发电机工况，将一部分动能或重力势能转化为电能储存在超级电容或飞轮中，由于超级电容或飞轮的功率密度大，可以更快速、高效地吸收电机回馈能量。在车辆起动和加速时，利用双向DC/DC将存储的能量释放出来，协助电池向电机供电，不但增加了电动汽车一次充电的行驶里程，而且避免了蓄电池的大电流放电，达到了节约能源、降低刹车片磨损和提高蓄电池寿命的目的。
　　电动汽车的前景
　　几乎所有的人都认为电动汽车是未来的发展趋势，但种种迹象表明，电动汽车离我们还是比较遥远。毕竟每天提几公斤的电池上下楼，还可以锻炼身体，如果提几百公斤的电池上下楼，一般人也做不到。电池的革命对电动汽车起决定性作用，看目前的发展速度，等到石油耗尽的时候，纯电动汽车也就能顺其自然地接过化石燃料发动机的班。

[ 本帖最后由 ksj7341 于 2009-3-10 23:05 编辑 ]

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原帖由 ksj7341 于 2009-3-10 23:04 发表
　　电动汽车的前景
　　几乎所有的人都认为电动汽车是未来的发展趋势，但种种迹象表明，电动汽车离我们还是比较遥远。毕竟每天提几公斤的电池上下楼，还可以锻炼身体，如果提几百公斤的电池上下楼，一般人也做不到。电池的革命对电动汽车起决定性作用，看目前的发展速度，等到石油耗尽的时候，纯电动汽车也就能顺其自然地接过化石燃料发动机的班。

虽然,目前油电混合还是比较好的选择.不过那种折衷后的,油耗并不太低,成本还高.会最终促进纯电动车辆的发展.
放心,不会在石油耗尽前,它才会登场.渐渐的,人们会发现,烧燃料太不时尚了,而且石油会象煤炭那样,更多的使用在化工\取暖,及工业燃料上使用.