纯电动汽车的发展瓶颈ppt

苑衍灵102080200341纯电动汽车的发展瓶颈纯电动汽车的优势：无排放（或低排放）噪音低（电动汽车去掉了最大的噪音源）能量转化效率比内燃机汽车高很多（15%、28%）结构简单，运行费用低安全性较内燃机汽车高目前存在的问题：动力蓄电池不理想基础配套设施不完善价格较高续驶里程较短动力性能较差核心问题一、对电源系统的要求如下:

高的比能量和能量密度；高的比功率和功率密度；快速充电和深度放电的能力；使用寿命长；自放电率小，充电效率高；安全性能良好，且成本低廉；免维修； 对环境无危害，可回收性好。1、铅酸电池铅酸电池诞生于1860年,距今已有100多年的历史，广泛用作内燃机汽车的起动动力源，它也是成熟的电动汽车蓄电池。工作原理:它是采用金属铅作为负极,二氧化铅作为正极,用硫酸作为电解液。其化学反应式为:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O充电放电1、铅酸电池总体上说，铅酸电池具有可靠性好、原材料易得、价格便宜等优点，比功率也基本上能满足电动汽车的动力性要求。但它有两大缺点；一是比能量低，所占的质量和体积太大，且一次充电行驶里程较短；另一个是使用寿命短，使用成本过高。2、镍金属电池镍氢蓄电池是九十年代涌现出的电池家族中新秀，发展迅猛。目前在电动汽车上使用的镍金属电池主要有镍氢电池和镍镉电池两种。工作原理:镍金属电池正极活性物质采用氢氧化镍,负极活性物质为贮氢合金,电解液为氢氧化钾溶液,电池中的主要反应为:正极Ni(OH)2+OH-=NiOOH+H2O+e-负极M+H2O+e-=MH+OH-总反应式Ni(OH)2+MNiOOH+MH放电充电2、镍金属电池主要优缺点:相对于其他电池,镍金属电池的优异特性表现在以下几点：(1)高比能量已与锂离子电池水平相当;(2)高比功率其性能已高于锂离子电池;(3)长寿命特性平均寿命300～600次;(4)安全性能高,无污染物,被誉为“绿色电源”。但是目前阻碍其应用的一个重要问题是初始成本的太高,而且还有记忆效应和充电发热等问题。充电发热会引发安全问题,因此相应的要求发展可靠的能量管理系统。2、镍金属电池发展现状:日本从事电动汽车用镍金属电池开发的代表性厂家为松下公司和丰田公司.美国的Ovonic公司和美国USABC(美国先进电池联合体)也正在积极开发研制镍金属电池。发展前景:镍金属电池优越的性能极具吸引力,除了技术不太成熟外,比其它电池更具发展潜力,所以很多厂家正在研发镍金属电池,它是电动汽车发展中期目标的主要能源之一，具有很大的发展前景。3、锂离子蓄电池发展历史:锂离子电池出现在90年代初期,是由日本索尼公司首先推向市场的新型高能蓄电池,由于它的独特性能,在短短十几年的时间里,锂离子电池技术得到了空前的发展。许多国家和一些厂家对锂离子电池在电动车、航天和储能方面都表现出浓厚的兴趣和关注。工作原理:锂离子电池使用锂碳化合物作负极,锂化过渡金属氧化物作正极,液体有机溶液或固体聚合物作为电解液。在充放电过程中,锂离子在电池正极和负极之间往返流动。电化学反应方程式为:

LixC+Li-xMyOz

C+LiMyOz充电放电3、锂离子蓄电池主要优缺点:锂离子电池基本上解决了蓄电池的两个技术难题,即安全性差和充放电寿命短的问题。同时锂离子电池具有高的电池单体电压、高的比能量和能量密度,可以说是当前比能量最高的电池,工作稳定。它的性能指标都可以满足USABC制定的电动车中期目标。缺点是自放电率高,初始成本较高,生产技术上还有待于进一步发展。发展前景:良好的性能指标注定锂离子电池会有广阔的发展前景,发展潜力巨大,预计到2010年前后,将成为锂离子电池的时代。电池类型比能量a

(Wh/kg)能量密度a

(Wh/L)比功率b

(W/kg)循环寿命b预计成本d(US$/kWh)VRLA30~4560~90200~300400~600150Ni-Cd40~6080~110150~350600~1200300Ni-Zn60~65120~130150~300300100~300Ni-MH60~70130~170150~300600~1200200~350Zn/Air230269105NAc90~120Al/Air190~250190~2007~16NAcNANa/S100150200800250~450Na/NiCl2861491501000230~350Li-Polymer155220315600NALi-Ion

90~130140~200250~450800~1200>200USABC2003004001000<1004、各种电池的比较4、各种电池的比较电池类型主要优缺点发展潜力VRLA技术成熟、成本低廉、可实现快速充电、比功率高近期目标比能量低潜力巨大Ni-Cd技术成熟、可实现快速充电、比功率高近期目标成本高、比能量低潜力大Ni-Zn比能量高、比功率高、成本低中期目标循环寿命短潜力大Ni-MH比能量高、比功