電動(dòng)汽車(chē)電池技術(shù)的發(fā)展-文庫(kù)吧資料
2024-11-15 14:25本頁(yè)面
【正文】 200℃ 左右。 （ 3） 可大電流快速放電 可大電流 2C 快速充放電，在專(zhuān)用充電器下， 40min內(nèi)即可使電池充滿，起動(dòng)電流可達(dá) 2C，而鉛酸電池現(xiàn)在無(wú)此性能。綜合考慮，性能價(jià)格比將為鉛酸電池的 4倍以上。磷酸鐵鋰電池是用來(lái)做鋰離子二次電池的，現(xiàn)在主要方向是動(dòng)力電池。以上鎳氫電池的自放電率為最大，而鋰電池的特長(zhǎng)與其它兩類(lèi)電池相比放電率極低。 自放電率： 鎳鎘電池為 15%～ 30%（月）。鋰電池相 對(duì)而言因?yàn)橥耆珱](méi)有記憶效應(yīng)，在使用上非常方便簡(jiǎn)單。因此，定期的放電管理也是必需的?？芍恳粋€(gè)電池本身重量不同，但鋰電池因 ，在輸出同等電壓的情況下使單個(gè)電池組合時(shí)數(shù)目可減少 1/3而使成型后的電池重量和體積減小 [6]。 鎳氫電池的特點(diǎn) 重量方面： 以每一個(gè)單元電池的電壓來(lái)看，鎳氫與鎳鎘都是 ，而鋰電池確為 ，鋰電池的電壓是其它兩者的 3倍。 NiMH 電池有圓柱形和方形兩種。電解液通常用 30％的 KOH 水溶液，并加入少量的 NiOH。 5 鎳氫電池的工作原理和特點(diǎn) 鎳氫電池的工作原理 鎳氫電池是 20世紀(jì) 90年代發(fā)展起來(lái)的一種新型綠色電池，具有高能量、長(zhǎng)壽命、無(wú)污染等特點(diǎn)，因而成為世界各國(guó)競(jìng)相發(fā)展的高科技產(chǎn)品之一。經(jīng)過(guò)技術(shù)改進(jìn)的 VRLA蓄 電池具有這樣一些新功能：無(wú)酸霧逸出；無(wú)需定期進(jìn)行補(bǔ)水；比能量大；自放電?。桓〕鋲勖L(zhǎng)。 （ 3） 電池為貧液設(shè)計(jì)。 VRLA蓄電池的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用性能這里所說(shuō)的 VRLA蓄電池指的是貧液式 (AGM)電池，具有下列結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ： （ 1） 用新板柵材料，負(fù)極板柵采用鉛一鈣合金，以提高析氫過(guò)電位，正極板柵用鉛基多元合金，用于改善點(diǎn)特性。近期開(kāi)發(fā)的第 3代圓柱型密封鉛酸蓄電池和第 4代 TMF(箔式卷狀電極 ) 密封鉛酸蓄電池已經(jīng)應(yīng)用于 EV和 HEV電動(dòng)汽車(chē)上。它已實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，但比能量低，自放電率高，循環(huán)壽命低。目前，仍有不少混合動(dòng)力汽車(chē)和純電動(dòng)汽車(chē)采用新一代鉛酸電池。 總之，鉛 蓄電池將在電動(dòng)車(chē)低端市場(chǎng)占有較大的份額，鎳氫電池在電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域?qū)儆谖磥?lái) 3~5年的過(guò)渡產(chǎn)品，動(dòng)力鋰離子電池將在 2~3年后初步實(shí)現(xiàn)規(guī)模化，而燃料電池 4 的商品化應(yīng)用估計(jì)還需要 10年乃至 15年以上的時(shí)間。 但從目前來(lái)看，燃料電池汽車(chē)總體上仍處于研發(fā)階段，近期、中期不可能大發(fā)展；主要原因是成本高昂，系統(tǒng)復(fù)雜，維護(hù)困難，運(yùn)行壽命短（＜ 3000h），氫的來(lái)源和儲(chǔ)運(yùn)困難，加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施基本空白，鉑的資源匱乏（以每輛車(chē) 20g鉑計(jì)算，我國(guó)年產(chǎn) 4噸的鉑只夠解決 80萬(wàn)輛燃料電池車(chē)）。因此，如何進(jìn)一步研制新型鋰離子電池正極材料，繞開(kāi)這兩個(gè)專(zhuān)利的制約，將是擺在電池企業(yè)、相關(guān)研制單位面前的重大課題[4]。 從以錳酸鋰和磷酸鐵鋰 為正極材料的單體電池特性來(lái)看，其比功率、比能量、安全性等指標(biāo)均能夠滿足整車(chē)要求，但是系統(tǒng)內(nèi)單體電池的一致性，系統(tǒng)整體的安全性、循環(huán)壽命等指標(biāo)能否在大批量生產(chǎn)時(shí)滿足要求，似乎是對(duì)電池企業(yè)的重要考驗(yàn)。 從鋰離子電池的發(fā)展過(guò)程來(lái)看，其容量已從本世紀(jì)初期的 3Ah以下，發(fā)展到現(xiàn)在的 500Ah甚至更大的單體容量；關(guān)鍵正極材料也從早期的鈷酸鋰一枝獨(dú)秀，發(fā)展到現(xiàn)在的鈷酸鋰、鎳鈷酸鋰、三元材料、錳酸鋰和磷酸鐵鋰共存的局面。鑒于鎳氫電池的原材料和制造工藝基本成熟，未來(lái)性能提高的空間不大，所以其市場(chǎng)生命力估計(jì)只有 3~5年左右，到 2020年以后將被鋰離子電池逐步替代。經(jīng)過(guò)各方的共同努力，鎳氫電池的比能量已從最初的 50~60Wh/kg，發(fā)展現(xiàn)在的 70~80Wh/kg；比功率也從 700~800W/kg提高到現(xiàn)在 1000~1200W/kg；自放電也從每月 20%左右降低到 10%以下， 80%DOD循環(huán)壽命從 400次左右提高到 1000次以上，綜合性能得到極大提高。五 ” 和 “ 十一 而針對(duì)鎳氫電池在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用， 我國(guó)從 “九 可以預(yù)見(jiàn)，在今后很長(zhǎng)一段時(shí) 期內(nèi)，鉛蓄電池仍舊將在電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域處于不可或缺的地位 [3]。與此同時(shí)，其在混合電動(dòng)汽車(chē)中的應(yīng)用也已拉開(kāi)序幕，如卷繞電池因具有良好的大電流放電性能（可以進(jìn)行 18C放電）和較寬的工作溫 度范圍（ 40~75℃ ），目前已開(kāi)始用于微混電動(dòng)車(chē)，充當(dāng)起停裝置（ StartStopSystem）的驅(qū)動(dòng)電源。電池組 100%DOD循環(huán)壽命已經(jīng)從 2020年前后不到 200次，發(fā)展現(xiàn)在的 400次以上；比能量也從 35Wh/kg發(fā)展到現(xiàn)在的 40~45Wh/kg，有力地推動(dòng)了電動(dòng)自行車(chē)市場(chǎng)的飛速發(fā)展。其中，鉛蓄電池因具有突出的性?xún)r(jià)比已在電動(dòng)自行車(chē)上得到廣泛的應(yīng)用， 2 鎳氫電池在混合電動(dòng)汽車(chē)上的應(yīng)用也已進(jìn)入成長(zhǎng)期，而鋰離子電池則處在實(shí)車(chē)檢測(cè)和驗(yàn)證階段，燃料電池則由于使用壽命、成本等問(wèn)題而難以在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。若能大大降低燃料電池的初始成本 ， 它將最有希望代替燃油汽車(chē)成為今后的主要交通工具的動(dòng)力源 [2]。鎳氫電池和鋰離子電池等的比能量高 ， 但價(jià)格也較高 ； 以后超級(jí)電容和超高速飛輪也會(huì)在汽車(chē)上有所應(yīng)用。目前從理想角度講對(duì)于電動(dòng) 汽車(chē)能源系統(tǒng)有如下要求 ： (1) 高的比能量和能量密度 ； (2) 高的比功率和功率密度 ； (3) 快充和深放電的能力 ； (4) 壽命長(zhǎng) ； (5) 自放電效率小 ， 充電效率高 ； (6) 安全性能好且成本低廉 ； (7) 免維修 ； (8) 對(duì)環(huán)境無(wú)害 ， 可回收 ； 但目前還沒(méi)有一種能源能夠完全滿足上述要求。初始成本高和續(xù)駛里程不理想是電動(dòng)汽車(chē)的主要問(wèn)題 [1]。為做到社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展 ， 應(yīng)當(dāng)大力發(fā)展清潔、高效、智能的交通工具。同時(shí)內(nèi)燃機(jī)制造業(yè)對(duì)于能源的消耗非常大 ， 在石油資源緊缺的現(xiàn)在逐漸顯現(xiàn)其弊端。 The solar cell is a kind of a promising new power, permanent, clean sex and flexibility three big advantage, but efficiency is very low and the cost is high, at present and in other batteries are still cannot form the petition. This article from the electric car battery technology development present situation, pare several battery technology development advantages and disadvantages, and introduces several battery technology of the working principle and characteristics of the electric car batteries last the development trend of the technology of prospects. Key words: Electric cars, battery technology, development 目 錄 1 引言 ............................................................................................................................ 1 2 電動(dòng)汽車(chē)的電池技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 ........................................................................... 1 鉛蓄電池 ............................................................................................................ 2 鎳氫電池 ............................................................................................................ 2 鋰離子電池 ......................................................................................................... 3 燃料電池 .....................................................................................
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