纯电动汽车简单介绍二.doc

纯电动汽车简单介绍（二）(电动汽车电池)蔡救国 电动汽车电池分两大类，蓄电池和燃料电池。蓄电池适用于纯电动汽车有包括铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池、钠硫蓄电池、超级电容器等。 燃料电池是指以氢气、甲醇等为燃料，通过化学反应产生电流，包括碱性燃料电池(AFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)、直接甲醇燃料电池(DMFC ) 下图： 燃料电池理论上可能是最合适的动力电池，可以像普通燃油汽车一样不受续驶里程的限制，但是成本高、原料储备困难等问题使得燃料电池全面推广还有一段距离。目前绝大多数纯电动汽车动力所用的是充电蓄电池，电池类型主要包括铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池。铅酸电池是目前技术最为成熟的电池类型，成本低、性能可靠，有一定耐过充能力，倍率放电性能较好，但是最大的问题在重金属铅对环境污染严重，而且极低的质量比能量和体积比能量也限制了铅酸电池在纯电动汽车上的应用。镍氢电池拥有出色的耐过充和过放能力，安全可靠，且能量密度和功率密度较高，在混合动力汽车上应用较广，但是在温度较高时镍氢电池的充放电效率很低，不适合于以动力电池作为唯一能源的纯电动汽车，此外镍氢电池成本较高。相比之下，锂离子以其高能量密度、低自放电率、无记忆效应和对环境好等特性，成为目前纯电动汽车上应用最广泛的动力电池类型。 其主要特性如表：锂离子电池发展现状： 依据电解质形态不同可将锂离子电池分为液态型和聚合物型两类，后者的正极、负极和电解质中至少有一种是聚合物材质。聚合物锂离子电池可以做的更加小型化、超薄化，质量比能量和体积比能量较液态锂离子电池更有优势，再加上良好的循环寿命和安全性，使得聚合物锂离子电池成为各个类型纯电动汽车应用的首选。 锂离子电池主要可以分为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料四种类型。钴酸锂电池是最早出现的锂离子电池类型，高低温充放电性能稳定，但是安全性较差。锰酸锂电池拥有较高的放电平台，安全性相对于钴酸锂电池有所提高并且成本低廉，但是比能量较低、循环性能特别是高温性能较差。磷酸铁锂电池在三者中商品化最晚，具有较好的热稳定性和循环特性，对环境好，但是磷酸铁锂电池电压平台比其他锂离子电池要低0.5V左右，且体积比容量稍大，生产时严格的无氧环境导致成本升高且产品一致性较差，低温性能较差，低温特性和倍率特性是磷酸铁锂电池改进的方向。三元材料锂离子电池的正极材料包含镍、锰、钴等元素，具有很强的耐过充能力，安全性好，可以做到较大容量，电压平台相比与钴酸锂电池低但比磷酸铁锂电池高，原材料成本较高。 不同正极材料特性如表： 名字解释：比能量 电池的输出能量是指在一定的放电条件下，电池所能作出的电功，它等于电池的放电容量和电池平均工作电压的乘积，其单位常用瓦时(Wh)表示。电池的比能量有两种。一种叫重量比能量用瓦时/千克(Wh/kg)表示；另一种叫体积比能量，用瓦时/升(Wh/L)表示。比能量的物理意义是电池为单位重量或单位体积时所具有的有效电能量。它的比较电池性能优劣的重要指标。比功率 电池的功率是指在一定的放电条件下，电池在单位时间内所能输出的能量。单位是瓦(W)，或千瓦(kW)。电池的单位重量或单位体积的功率称为电池的比功率，它的单位是瓦/千克(W/kg)或瓦/升(W/L)。如果一个电池的比功率较大，则表明在单位时间内，单位重量或单位体积中给出的能量较多，即表示此电池能用较大的电流放电。因此，电池的比功率也是评价电池性能优劣的重要指标之一。电池组 电动汽车电池组由多个电池串联叠置组成。一个典型的电池组大约有96个电池，充电到4.2V的锂离子电池而言，这样的电池组可产生超过400V的总电压。 实际容量 系指在一定的放电条件下，即在一定的放电电流和温度下，电池在终止电压前所能放出的电量。如电池组容量包（30KWh),电动汽车百公里耗电(20KWh)，理论上电动汽车能续150公